Виявлення дефектів контактних з`єднань розподільних пристроїв і повітряних ліній

Як відомо, залежно від конструкції, призначення, способу з`єднання матеріалів, галузі впровадження та інших причин розрізняють болтові, зварні, паяні і виконані обтисненням (спресовані і скорочення) контактні з`єднання. До контактних з`єднань можна віднести також дистанційні розпірки проводів.

Недоліки зварних контактних з`єднань

При експлуатації в контактних з`єднаннях, виконаних зварюванням, причинами появи вад можуть бути: відмінності від даних характеристик, підрізи, бульбашки, каверни, непровари, напливи, тріщини, шлакові і газові включення (раковини), иезакладені кратери, перепал дротів жили, несоосность з`єднаних провідників , невірний вибір наконечників, відсутність захисних покриттів на з`єднаннях і т.п.

Розробка теплового зварювання не забезпечувала надійну роботу зварних з`єднувачів проводів величезних перетинів (240 мм 2 і більше). Це пов`язано з тим, що через недостатнє розігріву в процесі зварювання з`єднувальних проводів і нерівномірного зближення їх кінців відбувається перевитрата зовнішніх повивов, непровар, в місці зварювання виникають усадочні раковини і шлаки. В результаті знижується механічна міцність зварного з`єднання, що призводить при механічних навантаженнях, найменш розрахункових, до обриву (перегорання) дроти в петлі анкерної опори.

Недоліки зварювання в петлях анкерних опор приводили до аварійних відключень ПЛ при малому терміні їх експлуатації. Якщо в зварному з`єднанні відбувається обрив окремих провідників, то це призводить до збільшення перехідного опору контакту і його температури. Швидкість розвитку нестачі в даному випадку буде значно залежати від ряду причин: значення струму навантаження, тяжіння проводу, вітрових і вібраційних впливів і т.п.
На підставі проведених тестів було встановлено, що:

• зменшення активного перетину дроту на 20 - 25% за рахунок обриву окремих провідників може бути не виявлено при проведенні ІК-контролю з вертольота, що пов`язано з малим коефіцієнтом випромінювання дроти, віддаленістю тепловізора від траси на 50 - 80 м, а також впливу вітру, сонячною радіацією і іншими факторамі-

• при відбракування дефектних контактних з`єднань, виконаних зварюванням, за допомогою тепловізора або пірометра потрібно мати на увазі, що швидкість розвитку нестачі у цих з`єднань набагато вище, ніж у болтових контактних з`єднань з нажатіем-

• недоліки контактних з`єднань, виконаних зварюванням при зайвої температурі близько 5 ° С, виявлені тепловізором при обстеженні з вертольота ВЛ, потрібно систематизувати як небезопасние-

• залізні втулки, не видалені зі зварного ділянки проводів, можуть ство-вать невірне враження про ймовірне нагріванні, за рахунок високого коефіцієнта випромінювання отожженной поверхні.

Недоліки обпресувати контактних з`єднань

У контактних з`єднаннях, виконаних обпресуванням, спостерігається невірний підбір наконечників або гільз, неповний введення жили в наконечник, недостатня ступінь опресування, зміщення залізного сердечника в соединителе дроти і т.п. Як відомо, одним з методів контролю спресованих з`єднувачів є вимір їх опору постійному струму.

Критерієм малого контактного з`єднання служить опір еквівалентного ділянки цілого проводу. Спресований з`єднувач вважається придатним до експлуатації, якщо його опір менш ніж в 1,2 рази перевершує еквівалентний ділянку цілого проводу.

При опресування з`єднувача, його опір різко падає, але з підвищенням тиску воно стабілізується і змінюється незначно. Опір з`єднувача дуже чутливо до стану контактної поверхні пресованих проводів. Виникнення оксиду алюмінію на контактних поверхнях веде до різкого підвищення контактного опору з`єднувача і завищеним тепловиділенню.

Незначні зміни перехідного опору контактного з`єднання в процесі опресування, також пов`язане з цим маленьке тепловиділення в ньому вказує на недостатню ефективність виявлення в їх вад конкретно після монтажу за допомогою пристроїв інфрачервоної техніки.

У процесі використання спресованих контактних з`єднань, наявність в їх вад сприятиме більш інтенсивному утворенню оксидних плівок зі збільшенням перехідного опору і виникнення локальних перегрівів. Тому можна вважати, що ІЧ-контроль нових
спресованих контактних з`єднань не дозволяє виявляти недоліки опресування і повинен проводитися для з`єднувачів, які працювали в експлуатації певний термін (1 рік і більше).

Основними рисами спресованих з`єднувачів є ступінь опресування і механічна міцність. З підвищенням механічної міцності з`єднувача його контактний опір зменшується. Максимум механічної міцності з`єднувача відповідає мінімуму електронного контактного опору.

Недоліки болтових контактних з`єднань

Контактні з`єднувачі, виконані за допомогою болтів, в більшості випадків мають недоліки через відсутність шайб при з`єднанні мідної жили з плоским висновком з міді або сплаву алюмінію, відсутності тарілчастих пружин, через конкретного приєднання алюмінієвого наконечника до мідним висновками обладнання в приміщеннях з брутальної або зволоженою середовищем, в результаті недостатнього зусилля затяжки болтів і ін.

Болтові контактні з`єднання алюмінієвих шин на величезні струми (3000 А і вище) мають недостатню стабільність в експлуатації. Якщо контактні з`єднання на струми до 1500 А вимагають підтяжки болтів один раз в 1 - 2 роки, то подібні з`єднання на струми 3000 А і вище потребують щорічної перебиранні, з обов`язковою зачисткою контактних поверхонь. Необхідність в такій операції пов`язана з тим, що в шинопроводах на величезні струми (збірні шини електричних станцій і т.п.), виконаних з алюмінію, більш активно протікає процес утворення оксидних плівок на поверхні контактних з`єднань.

Процесу освіти оксидних плівок на поверхні болтових контактних з`єднань сприяють різні температурні коефіцієнти лінійного розширення залізних болтів і алюмінієвої шини. При проходженні по шинопроводи струму
короткого замикання або змінної струмового навантаження з`являється вібрація, особливо при великій протяжності шинопровода і відбувається деформація (ущільнення) контактної поверхні алюмінієвої шини. В даному випадку зусилля, стягуюче дві контактні поверхні ошиновки, слабшає, яким він був між ними шар мастила випаровується. В результаті утворення оксидних плівок площа контактування, тобто чис-ло і величина контактних майданчиків (точок), через які проходить струм, зменшується, і разом з тим зростає щільність струму в їх. Вона може досягати тисяч ампер на квадратний сантиметр, внаслідок чого дуже зростає нагрів цих точок.

Температура останньої точки домагається температури плавлення матеріалів контакту і між контактними поверхнями з`являється
крапля рідкого металу. Температура краплі, підвищуючись, доходить до кипіння, місце навколо контактного з`єднання іонізується, може утворитися багатофазна замикання в РУ. Під дією магнітних сил дуга може пересуватися уздовж шин РУ з усіма наслідками, що випливають звідси наслідками.

Досвід експлуатації показує, що разом з шинопроводами на величезні струми недостатньою надійністю володіють одноболтовому контактні з`єднання. Останні, відповідно до ГОСТ 21242-75, допускаються до застосування на номінальний струм до 1000 А, але пошкоджуються вже при токах 400 - 630 А. Збільшення надійності одноболтовому контактних з`єднань просить ряду технічних заходів по стабілізації їх електричного опору.

Процес розвитку нестачі в болтовому контактному з`єднанні, зазвичай, протікає досить довго і знаходиться в залежності від ряду причин: струму навантаження, режиму роботи (розмірене навантаження або змінна), впливу хімічних реагентів, вітрових навантажень, зусиль затягування болтів, наявності стабілізації тиску контактів і ін .

Поступове збільшення перехідного опору контактного з`єднання відбувається до певного моменту часу, після цього відбувається різке погіршення контактної поверхні з насиченим виділенням тепла, що характеризує аварійний стан контактного з`єднання.

Подібні результати були отримані фахівцями компанії «Інфраметрікс» (США) при термічних випробуваннях болтових контактних з`єднань. Збільшення температури нагріву в процесі випробувань носило поступовий характер протягом року, а потім наставав період різкого збільшення тепловиділення.

Недоліки контактних з`єднань, виконані скруткой

Відмови контактних з`єднань, виконаних скручуванням, з`являються, в основному, через вади монтажу. Неповна скручування проводів в округлих соединителях (найменш 4,5 витків) призводить до витягування дроти з з`єднувача і його обриву. Неочищені дроти роблять найвищу перехідний опір, в результаті чого відбувається перегрів проводу в соединителе з його ймовірним вигоранням. Відзначалися випадки багаторазового висмикування грозозахисного троса типу АЖС-70/39 з округлого з`єднувача марки СОАС-95-3 повітряних ліній 220 кВ, скрученого на найменшу кількість обертів.

дистанційні розпірки

Незадовільна конструкція деяких виконань дистанційних розпірок, вплив вібраційних зусиль і інші причини можуть приводити до перетирання провідників дроти або їх зламу. В даному випадку через дистанційну розпірку буде протікати струм, значення якого буде визначатися характером і ступенем розвитку нестачі.

За матеріалами «Інфрачервона діагностика електричного обладнання розподільчих пристроїв»
Творець Бажанов С. А.