Spis treœci Spis skrótów... 9 Spis oznaczeñ... 11 Wstêp... 15 ROZDZIA 1 Strategie w diagnostyce urz¹dzeñ elektroenergetycznych... 17 1.1. Strategie zarz¹dzania eksploatacj¹ urz¹dzeñ elektroenergetycznych... 17 1.1.1. Czynniki wyznaczaj¹ce czas eksploatacji urz¹dzenia... 17 1.1.2. Rodzaje strategii eksploatacji urz¹dzeñ... 19 1.1.3. Techniki pog³êbionej analizy danych... 21 1.2. Strategie oceny stanu obiektów w elektroenergetyce... 24 1.2.1. Etapy w analizie ryzyka... 24 1.2.2. Realizacja strategii oceny stanu obiektów elektroenergetycznych... 26 1.3. Diagnostyka techniczna urz¹dzeñ elektrycznych... 36 1.3.1. Okreœlenia podstawowe... 36 1.3.2. Rodzaje badañ diagnostycznych... 38 ROZDZIA 2 Wysokonapiêciowe uk³ady izolacyjne... 40 2.1. Charakterystyka uk³adów izolacyjnych... 40 2.1.1. Podstawowe grupy uk³adów izolacyjnych... 40 2.1.2. Rozk³ad pola elektrycznego... 42 2.1.3. Procesy degradacji uk³adów izolacyjnych... 45 2.1.4. Tendencje rozwojowe w konstrukcjach wysokonapiêciowych uk³adów izolacyjnych... 50 2.2. Nara enia eksploatacyjne uk³adów izolacyjnych... 52 2.2.1. Rodzaje nara eñ eksploatacyjnych... 52 2.2.2. Nara enia elektryczne... 55 2.2.3. Nara enia termiczne... 59 3
2.2.4. Nara enia termomechaniczne... 66 2.2.5. Nara enia œrodowiskowe... 69 2.2.6. Nara enia klimatyczne... 72 2.2.7. Nara enia zabrudzeniowe... 73 2.3. Modelowanie nara eñ eksploatacyjnych... 76 ROZDZIA 3 Podstawy metod diagnostycznych uk³adów izolacyjnych... 80 3.1. Zjawiska w polu elektrycznym... 80 3.1.1. Rodzaje mechanizmów strat dielektrycznych... 80 3.1.2. Konduktywnoœæ elektryczna... 82 3.1.3. Polaryzacja elektryczna... 86 3.1.4. Wy³adowania niezupe³ne... 92 3.2. Schematy zastêpcze uk³adów izolacyjnych... 96 3.2.1. Schemat zastêpczy zespo³u mechanizmów strat dielektrycznych... 96 3.2.2. Dynamiczne charakterystyki polaryzacji przy napiêciu sta³ym... 98 3.2.3. Pr¹d polaryzacji i depolaryzacji. Funkcja odpowiedzi dielektrycznej... 103 3.2.4. Analiza schematów zastêpczych przy napiêciu przemiennym... 108 3.2.5. Charakterystyki dyspersyjne... 115 3.3. Zale noœæ wspó³czynnika strat dielektrycznych od napiêcia... 120 3.3.1. Wp³yw wy³adowañ niezupe³nych... 120 3.3.2. Zwi¹zek pomiêdzy maksymalnym przyrostem pojemnoœci oraz wspó³czynnika strat dielektrycznych a objêtoœci¹ fazy gazowej w materiale izolacyjnym... 123 3.3.3. Napiêcie pocz¹tkowe wy³adowañ niezupe³nych... 126 3.3.4. Ocena strat dielektrycznych w izolacji na podstawie pomiarów wspó³czynnika tgδ... 128 ROZDZIA 4 Metody w diagnostyce uk³adów izolacyjnych... 133 4.1. Rodzaje metod badañ uk³adów izolacyjnych... 133 4.2. Próby napiêciowe urz¹dzeñ elektroenergetycznych... 136 4.2.1. Okreœlenia podstawowe... 136 4.2.2. Charakterystyki czasowe wytrzyma³oœci elektrycznej uk³adów izolacyjnych... 138 4.2.3. Znamionowy i znormalizowany poziom izolacji... 140 4.2.4. Próby napiêciem przemiennym... 144 4.2.5. Zespo³y probiercze wysokiego napiêcia przemiennego... 145 4.2.6. Próby napiêciem sta³ym... 156 4.2.7. Próby napiêciem o obni onej czêstotliwoœci... 161 4
4.2.8. Próby napiêciem udarowym... 165 4.2.9. Warunki wykonywania prób napiêciowych... 174 4.3. WskaŸnik absorpcji R 60 /R 15... 183 4.3.1. Zmiana rezystancji izolacji w czasie... 183 4.3.2. Analiza wskaÿnika absorpcji izolacji warstwowej... 185 4.3.3. Pomiar wskaÿników izolacji przy skokowej zmianie napiêcia... 191 4.4. Metoda napiêcia stopniowanego... 192 4.5. Metoda napiêcia powrotnego... 195 4.6. Metody pomiaru wspó³czynnika strat dielektrycznych tgδ i pojemnoœci... 199 4.6.1. Podzia³ metod... 199 4.6.2. Metody mostkowe... 200 4.6.3. Wyznaczanie sk³adowej czynnej pr¹du w uk³adzie izolacyjnym... 204 4.6.4. Metody mostkowe pomiarów strat dielektrycznych... 207 4.6.5. Metody bezpoœrednie pomiaru strat dielektrycznych... 210 4.7. WskaŸnik pojemnoœciowy C 2 /C 50... 212 4.8. Wy³adowania niezupe³ne w dielektrykach sta³ych... 216 4.8.1. Przyczyny i skutki wy³adowañ niezupe³nych... 216 4.8.2. Podstawowy model uk³adu izolacyjnego z Ÿród³ami wy³adowañ niezupe³nych... 217 4.8.3. Impulsowy charakter wy³adowañ niezupe³nych... 219 4.8.4. Metody elektryczne pomiaru wy³adowañ niezupe³nych... 229 4.8.5. Zbiory impulsów wy³adowañ niezupe³nych... 238 4.8.6. System cyfrowej rejestracji wy³adowañ niezupe³nych... 241 4.8.7. Obrazy fazowe wy³adowañ niezupe³nych... 243 4.8.8. Metody akustyczne pomiaru wy³adowañ niezupe³nych... 245 ROZDZIA 5 Metody badañ technicznych urz¹dzeñ elektroenergetycznych... 249 5.1. Kable elektroenergetyczne... 249 5.1.1. Typowe konstrukcje kabli elektroenergetycznych... 249 5.1.2. Rodzaje badañ kabli elektroenergetycznych... 254 5.1.3. Pomiar rezystancji y³... 257 5.1.4. Pomiar rezystancji izolacji... 258 5.1.5. Próby napiêciowe... 260 5.1.6. Pomiar wspó³czynnika strat dielektrycznych tgδ... 274 5.1.7.Wp³yw rezystywnoœci ekranów przewodz¹cych na wartoœæ wspó³czynnika strat dielektrycznych tgδ... 275 5.1.8. Pomiar pojemnoœci kabli wielo y³owych... 279 5.1.9. Sprawdzenie szczelnoœci pow³oki kablowej... 280 5.1.10.Pomiary wy³adowañ niezupe³nych w kablach elektroenergetycznych... 280 5
6 5.2. Elektroenergetyczne linie napowietrzne... 287 5.2.1. Nara enia eksploatacyjne elektroenergetycznych linii napowietrznych... 287 5.2.2. Monitoring obci¹ alnoœci pr¹dowej linii napowietrznej... 289 5.2.3. Badania termowizyjne... 290 5.2.4. Rejestracja ulotu elektrycznego... 290 5.2.5. Zak³ócenia radioelektryczne i akustyczne... 291 5.2.6. Rejestracja drgañ przewodów napowietrznych linii przesy³owych... 293 5.2.7. Rozk³ad napiêcia na ³añcuchu izolatorów ko³pakowych... 294 5.2.8. Diagnostyka izolatorów kompozytowych w eksploatacji... 298 5.2.9. Pomiary natê enia pola elektrycznego pod liniami przesy³owymi... 299 5.3. Transformatory energetyczne... 305 5.3.1. Uk³ad izolacyjny transformatora... 305 5.3.2. Nara enia eksploatacyjne transformatorów... 308 5.3.3. Procesy degradacji izolacji papierowo-olejowej transformatorów... 311 5.3.4. Rodzaje badañ transformatorów... 314 5.3.5. Pomiary rezystancji izolacji... 319 5.3.6. Pomiary pojemnoœci i wspó³czynnika strat dielektrycznych... 321 5.3.7. Systemy monitoringu on-line... 322 5.3.8. Pomiary wy³adowañ niezupe³nych w transformatorach... 323 5.3.9. Analiza chromatograficzna gazów rozpuszczonych w oleju... 330 5.3.10. Metody oceny zawartoœci wilgoci w oleju i w izolacji celulozowej transformatorów... 334 5.3.11. Metoda pr¹dów polaryzacji i depolaryzacji (PDC)... 336 5.3.12. Metoda spektroskopii dielektrycznej (FDS)... 339 5.3.13. Wykrywanie odkszta³ceñ uzwojeñ metod¹ funkcji przenoszenia... 342 5.3.14. Kontrola podobci¹ eniowego prze³¹cznika zaczepów... 347 5.4. Rozdzielnice gazowe... 348 5.4.1. Metody w diagnostyce rozdzielnic gazowych... 349 5.4.2. Rozk³ad pola elektrycznego w otoczeniu lokalnych defektów... 350 5.4.3. Metody detekcji wy³adowañ niezupe³nych... 351 5.4.4. Analiza gazu w diagnostyce urz¹dzeñ z SF 6... 353 5.5. Badania termowizyjne w elektroenergetyce... 354
ROZDZIA 6 Techniki prac eksploatacyjnych na czynnych sieciach elektroenergetycznych... 360 6.1. Bezwy³¹czeniowe techniki utrzymania ruchu... 360 6.2. Prace pod napiêciem... 360 6.2.1. Zakres prac pod napiêciem... 360 6.2.2. Strefy w warunkach prac pod napiêciem... 361 6.2.3. Metody prac pod napiêciem... 364 6.3. Tymczasowe techniki utrzymania ruchu... 369 6.4. Nara enia w warunkach prac pod napiêciem... 369 6.4.1. Pole elektryczne i magnetyczne pod liniami przesy³owymi WN i NN oraz w stacjach elektroenergetycznych... 369 6.4.2. Modelowanie rozk³adu pola elektrycznego w warunkach prac pod napiêciem... 370 6.4.3. Modelowanie oddzia³ywania pól elektrycznych i magnetycznych na organizmy ywe... 372 6.5. Przepisy dotycz¹ce dopuszczalnych natê eñ pól elektrycznych i magnetycznych w œrodowisku pracy... 376 Literatura... 379 Spis norm... 387 7