Συντήρηση Υποσταθμών

Συντήρηση Υποσταθμών Μέσης Τάσης – Μείωση βλαβών με την χρήση Θερμογραφίας και Υπερήχων.

InfraSpec Engineering

www.infraspec.gr

Περίληψη

Οι συντηρήσεις υποσταθμών αποτελούν ένα σημαντικό κεφάλαιο στο ετήσιο πλάνο συντήρησης κάθε εγκατάστασης. Διαφόρων ειδών μέθοδοι, κατά καιρούς, έχουν χρησιμοποιηθεί από συντηρητές ώστε να προλάβουν έγκαιρα σοβαρές βλάβες που θα αφήσουν την εγκατάσταση χωρίς παροχή ρεύματος και θα διακινδυνεύσουν ακόμα την ασφάλεια του προσωπικού τους. Μέχρι τα τελευταία χρόνια είχε επικρατήσει η άποψη ότι μια προληπτική συντήρηση το έτος αρκεί για να διασφαλίσει τα ανωτέρω!

Η εμπειρία όμως και τα συνεχή ατυχή περιστατικά έδειξαν ότι δεν αρκεί μόνο αυτό. Νέες τεχνολογίες έχουν μπει για τα καλά στην μάχη της πρόληψης και δεν θα μπορούσαν να αφήσουν απ’ έξω και τους Υποσταθμούς Μέσης Τάσης των εγκαταστάσεων.

Η ανάπτυξη της Θερμογραφίας καθώς και των Υπερήχων έδωσε σημαντικά εργαλεία πρόγνωσης βλαβών σε υποσταθμούς που δεν άργησαν να γίνουν αναπόσπαστα εργαλεία της ετήσιας Συντήρησης Υποσταθμών Μέσης Τάσης σε όλο τον κόσμο.

Οι δύο πιο συχνοί προγνωστικοί έλεγχοι σε έναν Υποσταθμό Μέσης Τάσης, είναι η Θερμογραφία και οι Υπέρηχοι. Η Θερμογραφία είναι λίγο πολύ γνωστή και υφίσταται πολλά χρόνια στις συντηρήσεις ηλεκτρολογικών εγκαταστάσεων και Υποσταθμών Μέσης Τάσης. Στο συγκεκριμένο άρθρο θα δοθεί μεγαλύτερη έμφαση στην χρήση των Υπερήχων καθώς και πως ο συνδυασμός των δύο αποτελεί την καλύτερη λύση για μια σωστή και πλήρης επιθεώρηση της λειτουργίας ενός υποσταθμού.

Θερμογραφία

Η θερμογραφια αποτελεί έναν από τους βασικότερους Μη Καταστρεπτικούς Ελέγχους ηλεκτρολογικών εγκαταστάσεων. Χρησιμοποιείται ευρέως για τον εντοπισμό υπερθερμάνσεων σε συνδέσεις, αγωγούς διακόπτες, μονωτήρες κλπ. Με την καταγραφή της υπέρυθρης ακτινοβολίας είναι εφικτή η μελέτη των θερμικών αποτυπωμάτων τα οποία μπορούν να μας δώσουν έγκαιρα σημάδια πιθανών σημείων για μελλοντικές βλάβες. Η αμεσότητα, η επιθεώρηση σε πλήρη λειτουργία καθώς και η ασφάλεια του χειριστή έχει καταστήσει την Θερμογραφία ένα σημαντικά εργαλείο στα χέρια του έμπειρου χειριστή.

Συνεπώς δεν αποτελεί έκπληξη και η ευρεία χρήση της στους Υποσταθμούς Μέσης Τάσης. Αγωγοί με υπερθέρμανση και κακές ή διαβρωμένες συνδέσεις είναι ορισμένες μόνο από τις βλάβες που μπορεί να εντοπίσει κάποιος έγκαιρα σε έναν υποσταθμό.

Η Θερμογραφία όμως έχει και κάποιους περιορισμούς. Ειδικά σε πεδία Μέσης Τάσης, δεν μπορεί να ‘δει’ πίσω από κλειστές πόρτες και plexi-glass. Δεδομένου λοιπόν ότι σε κυκλώματα Μέσης και Υψηλής Τάσης δεν είναι ασφαλές να ανοίξει κάποιος την πόρτα για να το επιθεωρήσει σε κανονική λειτουργία, χάνουμε μερικά σημαντικά κομμάτια του υποσταθμού.

Ας κρατήσουμε για λίγο αυτόν τον περιορισμό και θα επανέλθουμε αργότερα με την λύση!

Υπέρηχοι

            Σε μια ηλεκτρολογική εγκατάσταση ορισμένα φαινόμενα παράγουν ήχους σε πολύ υψηλές συχνότητες που δεν είναι αντιληπτές από το ανθρώπινο αυτί. Ένα από αυτά είναι ο Ιονισμός, που παράγεται από τα ηλεκτρικά τόξα, μικρές υπερπηδήσεις και εκφορτίσεις, καθώς και το φαινόμενο Corona σε περιπτώσεις πάνω από 1000Volt. Οι ανιχνευτές υπερήχων λαμβάνουν αυτά τα σήματα και τα μετατρέπουν σε ήχους που μπορεί να ακούσει το ανθρώπινο αυτί. Για τον προσδιορισμό και την κρισιμότητα του φαινομένου ο ήχος μετριέται σε dB πάνω στον ανιχνευτή και μπορεί να γίνει και περαιτέρω φασματική ανάλυση με ειδικά λογισμικά.

Έχοντας λοιπόν εντοπίσει κάποιο από τα παραπάνω φαινόμενα σε μια εγκατάσταση, η πιθανότητα για απλή βλάβη ή και ακόμα η δημιουργία καταστροφικού ηλεκτρικού τόξου με ανεξέλεγκτες συνέπειες είναι μεγάλη και χρειάζεται να γίνουν άμεσα διορθωτικές ενέργειες. Έχοντας λοιπόν ένα τόσο σημαντικό εργαλείο για την προγνωστική συντήρηση ας δούμε τι εφαρμογές έχει στου Υποσταθμούς Μέσης Τάσης.

Υποσταθμοί Μέσης Τάσης: Στις υψηλότερες τάσης λειτουργίας συναντάμε όλα τα φαινόμενα που προαναφέραμε. Προβλήματα όπως ηλεκτρικά τόξα, υπερπηδήσεις, φαινόμενο Corona και μηχανικές χαλαρώσεις συνδέσεων παράγουν εκπομπές υπερήχων και μπορούν να εντοπιστούν έγκαιρα προτού προκαλέσουν σοβαρές βλάβες στον εξοπλισμό.

Φαινόμενο Corona (Ερπυσμού): Μικρές εκφορτίσεις συμβαίνουν από τον ιονισμό του αέρα γύρω από συνδέσεις και μονωτήρες. Βέβαια, όπως προείπαμε, το φαινόμενο αυτό δημιουργείτε μόνο σε τάσεις από 1000Volt και άνω.. Συνεπώς είναι εφικτός ο έλεγχος με υπερήχους από την πλευρά της Μέσης Τάσης του Μ/Σ. Επίσης το φαινόμενο συνήθως δεν δημιουργεί υπερθέρμανση στις μονώσεις και στους αγωγούς με αποτέλεσμα να μην είναι ανιχνεύσιμο από την Θερμοκάμερα. Το φαινόμενο Corona όταν δεν διορθώνεται με τον καιρό θα δημιουργήσει σφάλμα στην μόνωση του αγωγού ή στις συνδέσεις. Αυτό συμβαίνει από δύο βασικά υπό-προιόντα που δημιουργούνται από τον ιονισμό, το νιτρικό οξύ και το όζον. Αυτά τα δύο είναι οι βασικοί λόγοι καταστροφής μονώσεων, o-rings και εσωτερικών στοιχείων των Μ/Σ.

Μικρές Υπερπηδήσεις (Tracking): Είναι ένα βασικό πρόβλημα των μονώσεων όταν υπάρχει μονοπάτι για το ρεύμα προς την γη. Το φαινόμενο είναι αρκετά σοβαρό και μπορεί να εντοπιστεί εκτός από την Μέση και Υψηλή Τάση και  στην Χαμηλή. Αν δεν επισκευαστεί το συντομότερο οδηγεί σε απώλεια του μονωτήρα και χειρότερα ακόμα σε έντονο βολταϊκό τόξο με καταστροφικές συνέπειες.

Βολταϊκό Τόξο (Arcing): Τέλος στις τελικές μορφές καταστροφής μονώσεων γίνονται τα γνωστά σε όλους και άκρως επικίνδυνα βολταικά τόξα. Σε αυτή την κατάσταση γίνονται έντονες εκφορτίσεις από μια μόνωση προς την γη. Λιώσιμο των αγωγών και των συνδέσεων είναι τα συνήθη αποτελέσματα τέτοιων φαινομένων. Οι υπέρηχοι μπορούν να εντοπίσουν πολύ εύκολα τέτοια φαινόμενα πριν την τελική κατάσταση και το σημαντικότερο, με μεγάλη ασφάλεια προς τον χειριστή.

Τέλος ένα ακόμα φαινόμενο που συναντάμε ιδιαίτερα σε Μετασχηματιστές και Ροηφόρους αγωγούς, είναι οι μερικές εκφορτίσεις ή Partial discharge, οι οποίες εντοπίζονται εύκολα με τους Υπερήχους. Αυτές οι εκφορτίσεις είναι αρκετά καταστροφικές για τον εξοπλισμό. Συνήθως σχετίζονται με την διάβρωση του μονωτικού υλικού που βρίσκεται μέσα στους μετασχηματιστές και στους ροηφόρους αγωγούς.

Ένα ακόμα σημαντικό χαρακτηριστικό των Υπερήχων είναι ότι όλα τα παραπάνω φαινόμενα γίνονται αντιληπτά και πίσω από κλειστές πόρτες πεδίων Μέσης Τάσης. Ο λόγος είναι ότι οι υπέρηχοι ταξιδεύουν μέσα από τις παραμικρές οπές και έτσι μπορεί ο χειριστής με ασφάλεια και χωρίς να επηρεάσει καθόλου την λειτουργία της εγκατάστασης να ελέγξει την κατάσταση των αγωγών και των συνδέσεων μέσα σε κλειστά πεδία. Οπότε έτσι μπορούμε να ξεπεράσουμε το πρόβλημα με τα κλειστά πεδία που δεν μπορούν να ελεγχθούν με την Θερμογραφία που είδαμε παραπάνω!

Δεδομένων λοιπών των ανωτέρω, μια συνδυαστική ετήσια επιθεώρηση λειτουργίας των Υποσταθμών Μέσης Τάσης με Θερμογραφία και Υπερήχους μπορεί να μειώσει δραστικά την πιθανότητα απροσδόκητης βλάβης που θα διακινδυνεύσει την λειτουργία της εγκατάστασης και την ασφάλεια του προσωπικού.

Τέλος Τεχνικού Άρθρου

 H InfraSpec Engineering είναι τεχνικό γραφείο ειδικών εφαρμογών Μη Καταστρεπτικών Ελέγχων. Παρέχουμε ολοκληρωμένες λύσεις προγνωστικής συντήρησης και υψηλού επιπέδου επιθεωρήσεις Θερμογραφίας και Υπερήχων σε εφαρμογές όπως βιομηχανίες, κτίρια και ναυτιλία. Για οποιαδήποτε απορία ή διευκρίνιση μπορείτε να επικοινωνήσετε στο 2118505057 και στο info@infraspec.gr