3.2.10. Метод регистрация сигналов акустической эмиссии (аэ).

При силовом нагружении изолятора (прибор ПАК-ЗМ с универсальным нагружающим устройством УКИ-1, разработка аппаратуры и методики — АО ВНИИЭлектроэнергетики, г. Москва). Описание акустико-эмиссионного контроля ОСИ приведено в работе .

Контроль изоляторов методом АЭ позволяет производить:

- выявление опасных (растущих в процессе силового нагружения) дефектов ОСИ и покрышек, вне зависимости от места расположения дефектов) на монтаже и при ремонтах;

- то же в эксплуатации на отключенных ОСИ, смонтированных в одноколонковых разъединителях 35, 110 и 220 кВ.

Существенной особенностью предлагаемого варианта АЭ-контроля является невысокий уровень потребного силового воздействия (не более 40% от величины минимальной разрушающей нагрузки, нормированной для данного типа изоляторов). Этого удалось добиться за счет использования оригинальной методики испытаний, основанной на регистрации нарушения так называемого «эффекта Кайзера» при повторном нагружении дефектного изолятора .

В предлагаемом варианте аппаратурно-методического обеспечения предусмотрена возможность нагружения ОСИ к центру и от центра полюса разъединителя и соответствующего нагрузкам, действующим при эксплуатации .

Метод АЭ позволяет выявлять в изоляторах усталостные повреждения. Имеется опыт отбраковки большого количества ОСИ методом АЭ, эксплуатировавшихся в условиях сильного обледенения проводов, причем направление «бракующего» силового воздействия коррелировало с направлением нагружения.

Метод АЭ целесообразно регулярно применять на изоляторах, эксплуатируемых в тяжелых режимах, имеющих длительный срок эксплуатации, неблагоприятную статистику отказов. В любом случае следует производить регистрацию сигналов АЭ при любых механических испытаниях ОСИ и гидравлических испытаниях покрышек.

Применительно к ОСИ, в соответствии с Циркуляром Ц-04-97 (Э) от 29.12.1997г. «О предупреждениях поломок опорно-стержневых изоляторов разъединителей 110-220 кВ», акустико-эмиссионному контролю должны подвергаться:

- вновь поступающие на энергопредприятия изоляторы 110 кВ серии ИОС (как в составе разъединителей 110-220 кВ, так и отдельных партий);

- изоляторы любых типов по истечении гарантийного срока на разъединители

110-220 кВ;

- изоляторы любых типов при проведении среднего ремонта разъединителей 110-220 кВ;

- изоляторы любых типов при обнаружении на них сколов фарфора, дефектов армировочных швов или контактной системы разъединителя, которые могли бы привести к снижению механической прочности изоляторов и (или) к существенному увеличению нагрузок на них;

- изоляторы, отобранные из резерва (после длительного хранения) для замены.

Контроль методом АЭ не рассчитан на выявление исходной ОМИП, а также иных дефектов, неразвивающихся в процессе силового испытательного нагружения изолятора.

Как показали результаты проведенных обследований ОСИ с помощью УЗНК и АЭ контроля с участием представителей АООТ НИИ ЭК и АО ВНИИЭ эти методы хорошо дополняют друг друга [3].

На сегодняшний день имеется весьма обширная практика применения метода АЭ.

Наибольший опыт применения метода АЭ и аппаратуры ПАК-3М и УКИ-1 накоплен в “Челябэнерго”, “Ростовэнерго”, “Курганэнерго”, “Вологдаэнерго”. В связи с имеющимся положительным эффектом применения АЭ-контроля в электроэнергетике, проявлен интерес и начато применение метода и аппаратуры на энергетических объектах МПС, РАО “Газпром”, Росатомэнерго, Минавтопром.

В качестве иллюстрации можно привести подход и результаты использования метода и АЭ аппаратуры в ОАО “Челябэнерго”.

ОАО “Челябэнерго” начало работать с 1989 г. по внедрению метода АЭ контроля изоляторов.

Ежегодно каждым прибором АЭ контроля проверяется около 500-600 изоляторов, кроме того, проверяются резервные изоляторы, находящиеся на складе подстанций.

Работы по АЭ контролю изоляторов проводятся по технологической карте или ППР (ПТБ п. 3.2.4.) с оформлением допуска по наряду.

Таблица 3.1. - Технологическая карта на испытание опорно-стержневых изоляторов в составе разъединителя акустико-эмиссионным методом

Состав бригады	Условия труда и меры безопасности
1. Инженер 2. Электрослесарь 5 разряда	Произвести необходимые отключения. Работы выполнять в обязательном порядке по наряду. 3.Убедиться в надежности настила и целостности изоляторов. 4. Расположить прибор ПАК-3М на расстоянии более 3 м. 5. Использовать испытанные страховочные канаты, соответствующие весу изолятора ИОС. 6. Исключить нахождение членов бригады и посторонних в зоне возможного падения изоляторов.
Число испытателей	Приборы, приспособления и защитные средства
1. На испытание одного разъединителя в соответствии с требованиями техники безопасности требуется 2 человека	Устройство УКИ-1. 2. Прибор ПАК-3 М 3. Деревянный настил шириной 80 см. 4. Лестница. 5. Страховочный канат длиной 3 м 6. Защитные каски.
Последовательность операций
1. Оформление наряда, допуск бригады. 2. Развести губки разъединителя до начала размыкания. 3. Установить деревянный настил и лестницу. 4. Закрепить головки разъединителя страховочным канатом. 5. Установить распорное динамическое устройство между верхними шейками (или оголовниками) опорных изоляторов полюса разъединителя. 6. На нижних шейках изоляторов закрепить пьезодатчики и соединить их с прибором. 7. Подключить прибор и проверить работоспособность его согласно инструкции. 8. Произвести замер согласно инструкции.	1. Прибор УКИ-1 2. Страховочный канат. 3. Датчики прибора ПАК-3М. 4. Прибор ПАК-3М
Контрольные параметры
При повторной нагрузке, составляющей 0,9 от первоначальной в 44% от минимального разрушающего усилия, количество импульсов не должно превышать допустимого порога, в противном случае изолятор бракуется.

Рисунок 3.6. – УКИ -1

Таблица 3.2-Состав и технические характеристики УКИ-1:

Параметр	Значение
Диапазон задания силы, Н	0…5000
Диапазон контроля силы, Н	0…5000
Относительная погрешность отсчета силы, не более	3%
Питание, В: от встроенного источника; от сети переменного тока 50 Гц.	12,6; 220
Ток потребления, не более	200 мА
Время непрерывной работы, не менее	6 час

УКИ-1 рассчитано на работу в условиях воздействия температуры окружающей среды от 0 до + 40°С, давления от 84 до 107,6 кПа и относительной влажности до 98% при температуре + 25°С.

УКИ-1 сохраняет свои технические характеристики после воздействия пониженной температуры окружающей среды до -50°С и повышенной до +40°С.

Рисунок 3.7.- ПАК – 3М

Таблица 3.3. - Состав и технические характеристики ПАК-3М:

Конструктивно ПАК-3М выполняется в виде отдельных блоков (два первичных преобразователя АЭ колебаний и блок измерения и индикации), соединенных кабелем связи.

Параметр	Значение
Максимальная сумма импульсов АЭ, регистрируемая на табло	999
Период отсчета активности АЭ, с	1
Длительность замера импульсов АЭ, с	10
Коэффициенты пересчета импульсов АЭ	1;10
Время готовности прибора к работе после включения питания, мин., не более	1
Питание, В:  от встроенного источника  от сети переменного тока 50 Гц	12,6;220
Мощность потребления, ВА, не более	10

ПАК-3М рассчитан на работу в условиях воздействия температуры окружающей среды от 0 до + 50°С, давления от 84 до 107,6 кПа и относительной влажности до 98% при температуре + 25°С.

Процент отбраковки от числа испытанных составляет 4 %. Первоначальный процент отбраковки был в пределах 16 % (1989-1994 гг.).

При повторном испытании изоляторов через 4 года дефектов не зафиксировано.

Из опыта работы АО «Челябэнерго» следует, что для соответствующих этой энергосистеме климатических условий, нагрузкам и состоянию оборудования периодичность обследований составляет 1 раз в 4 года.

Почти все случаи разрушения изоляторов и браковки прибором ПАК-3М приходятся на 10-15-й год эксплуатации изоляторов, что подтверждается требованиями .

В настоящее время идет отбраковка изоляторов, изготовленных в 1980-1985гг.

Достоверность выявления бракованных изоляторов, по мнению специалистов ОАО «Челябэнерго», является высокой.

Аналогичен подход к использованию метода и аппаратуры АЭ в ОАО “Ростовэнерго”. Более того, в этой энергосистеме на основании результата обследований методом АЭ принимается решение о продлении срока службы изоляторов и, соответственно, происходит получение значительной экономической выгоды без снижения надежности эксплуатации изоляторов.