Μη-καταστροφικές Διαγνωστικές Μέθοδοι Εντοπισμού Σφαλμάτων Σε Υποσταθμούς Μέσης Και Υψηλής Τάσης

Abstract

Η παρούσα διπλωματική αναφέρεται σε μη-καταστροφικές μεθόδους ανίχνευσης σφαλμάτων στο δίκτυο μέσης και υψηλής τάσης.Στο πρώτο μέρος παρουσιάζεται η υπέρυθρη θερμογραφία, μια μέθοδος για εξ αποστάσεως μέτρηση της θερμοκρασίας. Οι υπέρυθρες κάμερες οπτικοποιούν τις αόρατες για το ανθρώπινο μάτι ακτίνες.Η υπέρυθρη καταγραφή κατάστασης είναι μια τεχνική ικανή να εντοπίζει την παρουσία θερμικών ανωμαλιών στην επιφάνεια κάποιου ελαττωματικού εξαρτήματος. Η μέθοδος χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της κατάστασης των ηλεκτρικών στοιχείων ολόκληρου του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας. Συμπληρωματική μέθοδος περιλαμβάνει την καταγραφή των ρευματοφόρων τμημάτων με υπεριώδεις κάμερες που απεικονίζουν τις θέσεις ισχυρού ηλεκτρικού πεδίου από τις οποίες εκπέμπονται ηλεκτρόνια προς τον περιβάλλοντα χώρο (φαινόμενο corona) στη θερμοκρασία περιβάλλοντος.Στη θερμογραφική μέθοδο, το κάθε τμήμα ηλεκτρικού εξοπλισμού πριν την αστοχία φαίνεται να υπερθερμαίνεται σε αντίθεση με τις φυσιολογικές του συνθήκες, οπότε αυτό μπορεί να συνιστά ένδειξη για διορθωτικές ενέργειες, προληπτική συντήρηση και διασφάλιση αξιοπιστίας. Ιδιαίτερη βαρύτητα δίνεται επίσης στις στατικές επαφές, όπου η αντίσταση στένωσης ρυθμίζει την πυκνότητα ρεύματος, οπότε και η αντίσταση διάβασης επηρεάζεται από την εξαναγκασμένη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος. Στις λυόμενες στατικές επαφές παρουσιάζονται φαινόμενα όπως το φαινόμενο σήραγγος, η θερμιονική εκπομπή και η εκπομπή πεδίου και η υψηλή θερμοκρασία καταγράφεται με τη θερμική κάμερα.Πιο συγκεκριμένα με την υπέρυθρη θερμογραφία, θερμά σημεία και θερμοκρασιακές διαφορές εντοπίστηκαν σε υποσταθμούς υψηλής τάσης της Δ.Ε.Η. Μερικά από τα θερμά σημεία που καταγράφηκαν με το θερμογραφικό όργανο θεωρήθηκαν ως πιθανά ελαττωματικά σημεία, αφού η θερμοκρασία είναι ένας άριστος δείκτης της αξιοπιστίας και της μακροζωίας ενός ηλεκτρικού συστήματος.Tο δεύτερο μέρος της παρούσας διπλωματικής που εκπονήθηκε στο CERN στην Ελβετία, αναφέρεται στους διαγνωστικούς ελέγχους προληπτικής συντήρησης σε καλώδια μέσης τάσης του δικτύου διανομής ηλεκτρικής ενέργειας του CERN. Ειδικότερα, με τα συστήματα LPD monitor (On-line live partial discharge monitor) και OWTS (Oscillating wave test system), μετρήθηκαν οι μερικές εκκενώσεις, με διάφορες μεθόδους, υπό φορτίο και χωρίς φορτίο. Οι μερικές εκκενώσεις, θεωρούνται ένας από τους σημαντικότερους λόγους οι οποίοι συντελούν στη γήρανση και την τελική καταστροφή των ηλεκτρικών μονώσεων. Σε ξεχωριστό κεφάλαιο, παρουσιάζεται η διαδικασία μέτρησης και ανίχνευσης των μερικών εκκενώσεων, καθώς και οι διορθωτικές ενέργειες που λήφθηκαν στα υπό μελέτη επιλεγμένα καλώδια μέσης τάσης των 18 kV.