Закрити

  Авторизація

Логін
Пароль
Запам'ятати на 2 тижні?

Забули пароль?
Якщо ви незареєстровані, пройдіть реєстрацію
Останні новини
Останні новини
Нова генерація перетворювачів частоти - просте регулювання з DE11
29.03.2017р.

PowerXL DE11 пропонує нові варіанти застосування для...

Електропровід товщиною три атоми
29.03.2017р.

Учені зі Стенфордського університету в США виявили...

Держрезерв запустить сонячні станції на дахах
28.03.2017р.

Три підприємства Держрезерву до кінця року...

«Штучне сонце» потужністю у 10 тисяч разів більше природного світла
28.03.2017р.

Німецькі вчені створили «найбільше у світі штучне...

Збудують 10 МВт-ну сонячну електростанцію
27.03.2017р.

У Херсонській області поблизу селища міського типу...

Опитування
Опитування

Вам подобається оновлений портал?

8555
06.02.2006р. |
Ультразвуковая и вибрационная диагностика как средство обоснования плана ремонта железобетонных конструкций воздушных линий электропередачи и подстанций
Электросетевые объекты России — воздушные линии электропередачи (ВЛ) и электрические подстанции (ПС) активно сооружались и вводились в эксплуатацию в 60-х — 70-х годах прошлого столетия. Учитывая нормативный срок службы этих объектов, в настоящее время мы имеем ситуацию массового окончания их нормативных сроков службы. Что делать?
Журнал "ЭЛЕКТРО-info" №11(25). Ноябрь 2005 Электросетевые объекты России — воздушные линии электропередачи (ВЛ) и электрические подстанции (ПС) активно сооружались и вводились в эксплуатацию в 60-х — 70-х годах прошлого столетия. Учитывая нормативный срок службы этих объектов, в настоящее время мы имеем ситуацию массового окончания их нормативных сроков службы. Отсутствие серьезных объемов реконструкции объектов электроэнергетики на протяжении последних 10-15 лет привело к накоплению больших объемов `отложенного спроса` на такую реконструкцию. В итоге мы имеем крайне серьезную проблему: с одной стороны — огромный объем объектов, требующих незамедлительной, исходя из нормативных сроков службы, реконструкции; а с другой — отсутствие необходимого количества не только финансовых возможностей, но и возможностей строительно-монтажных организаций для выполнения реконструкции в таких объемах.

Из вышесказанного следует однозначный вывод: необходимо отказаться от подхода `сквозной реконструкции` в пользу `адресно-восстановительного ремонта` и `адресной замены` электросетевого оборудования и конструкций. Только такой подход позволит в рамках располагаемых финансовых и технологических ресурсов обеспечить экономически целесообразный уровень надежности электроснабжения потребителей.
``Первым этапом подхода, реализующего `адресно-восстановительный ремонт` и `адресную замену` электросетевого оборудования и конструкций, является их диагностика. Целью диагностики является ранжирование оборудования и конструкций по их остаточным эксплуатационным характеристикам с выделением их в следующие группы:

- группа продления ресурса, которая включает в себя объекты с нормальными остаточными эксплуатационными характеристиками, несмотря на выработку их нормативного срока службы;
- группа `адресно-восстановительного ремонта`, объединяющая объекты, остаточные эксплуатационные характеристики которых могут быть восстановлены в результате выполнения текущего или капитального ремонтов;
- группа `адресной замены` — объекты, остаточные эксплуатационные характеристики которых ниже нормируемых значений и не могут быть восстановлены в результате выполнения ремонта.

Для первых двух групп в обязательном порядке должны быть назначены сроки следующего обследования.
В последние годы широкое распространение получили различные методы диагностики электрических аппаратов, как наиболее дорогостоящих и ответственных элементов электрической сети. Также разработаны и внедряются в эксплуатационную практику методы диагностики электрической части ВЛ и ПС — проводов, контактных соединений и изоляции. На этом фоне следует отметить отсутствие развития методов диагностики механической части ВЛ и ПС — опор и фундаментов. Единственным широко распространенным способом диагностики этих конструкций остаются регламентируемые правилами эксплуатации электроустановок внешние осмотры, которые не могут рассматриваться как сколько-нибудь серьезный способ диагностики, т.к. наряду с видимыми дефектами конструкции могут иметь скрытые дефекты.

Пренебрежительное отношение диагностических служб к механической части ВЛ и ПС, очевидно, проистекает из внешней конструктивной простоты и незначительной стоимости данных конструкций. Однако, учитывая массовость этих элементов в составе любой электрической сети, вероятность возникновения аварий из-за повреждения механической части отдельных конструкций достаточна высока. На наш взгляд, проблеме диагностики механической части ВЛ и ПС, находящихся в длительной эксплуатации, следует уделять более серьезное внимание. И, в первую очередь, диагностике должны подвергаться железобетонные конструкции — фундаменты, стойки под оборудование и опоры ВЛ, как наиболее подверженные разрушениям в процессе эксплуатации.

Диагностике должны подвергаться все железобетонные конструкции со сроком эксплуатации более 20 лет. На настоящий момент в России в эксплуатации находится несколько десятков сотен железобетонных стоек ПС и нескольких сотен тысяч опор ВЛ с железобетонными фундаментами или центрифугированными стойками со сроком службы более 20 лет, что делает актуальной задачу осуществления массового мониторинга эксплуатационного состояния железобетонных электросетевых конструкций с целью контроля уровня их надежности.

Следует отметить многопараметричность деструктивных процессов, снижающих несущую способность железобетонных фундаментов и стоек опор ВЛ в течение срока эксплуатации: это и воздействия грунтово-климатических факторов внешней среды, и влияние вибраций от действия ветровых нагрузок, и другие специфические (например, электрофизические) условия функционирования электрической сети.
В основу обследования технического и коррозионного состояния железобетонных конструкций ПС и ВЛ 110-500 кВ положены ультразвуковые методы определения прочности бетона, вибрационные методы оценки механических свойств железобетонных стоек и фундаментов, а также электрохимические методы определения коррозионного состояния арматуры и голых металлоконструкций, расположенных в грунте.
Применение ультразвуковых методов оценки прочности бетона основывается на существовании устойчивой зависимости параметров распространения ультразвуковых колебаний в бетоне от состояния его структуры, наличия и накопления в нем тех или иных дефектов и повреждений. С появлением указанных дефектов уменьшается прочность бетона и соответствующим образом изменяется скорость (время) распространения ультразвука в бетоне.

Появление по тем или иным причинам трещин в бетоне может вызывать коррозию арматуры и ослабление несущей способности конструкций изнутри. Оценка коррозионного состояния арматуры проводится электрохимическими методами путем ее поляризации от внешнего источника тока. Сопротивления анодной и катодной поляризации арматуры в неповрежденном и поврежденном бетоне имеют существенные различия, которые и несут информацию о коррозионном состоянии арматуры.
Использование вибрационных методов диагностики железобетонных фундаментов и стоек опор позволяет производить оценку технического состояния всей конструкции целиком. Диагностическая оценка этих методов основывается на анализе декрементов затухания механических колебаний низкой и высокой частоты, искусственно возбуждаемых в железобетонной конструкции. Между этими параметрами и состоянием бетона, арматуры и их сцеплением между собой существует определенная зависимость. С появлением трещин на бетоне или коррозии арматуры их взаимодействие нарушается, это приводит к снижению несущей способности конструкции, которая может быть четко зафиксирована с помощью соответствующего прибора.

Методы оценки технического состояния железобетонных электросетевых конструкций, предлагаемые в нормативных документах (молоток Кашкарова или Физделя, микроскоп Бринеля или лупа Польди), не обеспечивают выявления дефектов в бетоне на ранней стадии их появления и не позволяют получить количественные оценки развития этих дефектов во времени из-за большой погрешности получаемого результата.

``Сравнение результатов измерения прочности бетона, полученных на реальных железобетонных конструкциях разной дефектности с помощью ультразвука и молотка Кашкарова, показали, что их сходимость наблюдается только для конструкций, имеющих существенные видимые разрушения. При оценке прочности бетона нормальных конструкций традиционный метод дает больший разброс в измерениях, чем при использовании ультразвукового прибора.

С 2004 г. группой компаний ЭЛСИ совместно с научно-производственным предприятием `ЭЛЕКТРОКОРР` выполняется комплексное обследование электросетевых конструкций. За 2 года выполнены обследования в Новосибирской и Иркутской энергосистемах. В Новосибирскэнерго обследовались центрифугированные железобетонные стойки опор 110 кВ, а в Иркутскэнерго — фундаменты ВЛ 500 кВ.
Обследование фундаментов ВЛ 500 кВ.

В Иркутскэнерго выполнялось сквозное обследование фундаментов на ВЛ со сроком эксплуатации 43 года, всего обследовано 360 фундаментов. По результатам обследований распределение фундаментов по группам выглядит следующим образом:

- группа продления ресурса — 38 %;
- группа `адресно-восстановительного ремонта` — 62 %, из них дефектные фундаменты, требующие срочного ремонта в течение 2006 года, — 19 %, фундаменты, ремонт которых может быть выполнен в последующие годы, — 43 %;
- группа `адресной замены` — 0 %.
В ходе обследования выявлены основные виды дефектов фундаментов ВЛ 500 кВ:
- высокая карбонизация бетона, средняя глубина которой составляет 27 мм, что превышает толщину защитного слоя бетона;
- активное вымывание цементного камня под действием кислой ржавой воды, образующейся из дождевой воды в сочетании с продуктами коррозии стальных стоек опор;
- осыпание и отслаивание бетона и наполнителя, приводящие к оголению арматуры, что в дальнейшем приводит к коррозии арматуры и потере прочности фундамента.

На обследуемых ВЛ 500 кВ 68 % всех фундаментов уже подвергались ремонту. Ремонт выполнялся омоноличиванием верхней части фундамента бетоном на глубину от 200 до 600 мм от верха фундамента, при этом подавляющая часть фундаментов отремонтирована на глубину 200 мм. В результате исследования деградации бетона фундаментов уточнена оптимальная глубина ремонта фундаментов, которая составила 500-700 мм от поверхности грунта. Таким образом, ремонт на глубину 200 мм не имеет смысла и является, по сути, непроизводительным расходованием выделенных ремонтных ресурсов, так, 77% от числа всех дефектных фундаментов составляют фундаменты, ранее подвергавшиеся ремонту. Этот факт говорит о необходимости поиска новых ремонтных составов и технологий, обеспечивающих большую прочность, меньшее водопоглощение и более надежную адгезию со старым бетоном.
На фото 1. показано техническое состояние дефектного железобетонного фундамента ВЛ 500 кВ, а на фото 2. — ранее ремонтированного дефектного фундамента.

Обследование железобетонных центрифугированных стоек опор ВЛ 110 кВ.
В Новосибирскэнерго выполнялось выборочное обследование центрифугированных стоек опор ВЛ 110 кВ, отобранных персоналом сетей в результате осмотров, т.е. к обследованию были предъявлены стойки, визуально находящиеся в наихудшем состоянии. По результатам обследований распределение стоек по группам выглядит следующим образом:

- группа продления ресурса — 84 %;
- группа `адресно-восстановительного ремонта` — 8 %;
- группа `адресной замены` — 8 %.

Следует отметить, что подавляющая часть предъявленных для обследования стоек опор ВЛ 110 кВ имеет достаточный ресурс по прочности бетона и арматуре, что обуславливается отличной от изготовления фундаментов технологией изготовления — центрифугированный бетон имеет большую плотность, а, соответственно, меньшее водопоглощение и большую стойкость к процессам карбонизации.

На фото 3 и 4 представлены характерные дефекты центрифугированных стоек.
Проведенные нами обследования (параллельно производились измерения, предписанные типовой Инструкцией по эксплуатации ВЛ), еще раз показали, что по сравнению с диагностикой железобетонных конструкций опор, выполняемой традиционными методами (Кашкарова, Физделя, Бринелля, Польди, ультразвуковые и вибрационные методы обладают значительно большей чувствительностью.
Анализируя результаты, полученные при визуальном и инструментальном обследованиях, можно сделать соответствующие выводы по характеру и причинам происхождения дефектов.
Характерные дефекты отдельных центрифугированных стоек опор или фундаментов, обнаруженные при обследовании, зачастую вызваны различными сочетаниями заводских, монтажных и эксплуатационных причин.

Например, для центрифугированных железобетонных стоек СЦ или СК такими причинами являются:

- неплотно прижатые края опалубки при изготовлении центрифугированных стоек, следствием является быстрое разрушение швов полуформ в эксплуатации. Например, на ряде стоек это привело к образованию больших сквозных дыр, оголению арматуры и образованию значительных трещин вдоль шва полуформ (фото 3);
- повреждения (сколы), полученные при транспортировке и установке опор;
- применение крупного наполнителя (приводит к осыпанию или выкрашиванию);
- влияние на стойки опор грунтово-климатических факторов (образование на стойке опоры мелких и крупных трещин). Эти дефекты за длительный срок эксплуатации так же способствовали снижению несущей способности конструкций, что подтверждается данными вибродиагностики.
Для железобетонных фундаментов металлических опор причинами дефектов являются:
- низкая исходная прочность бетона;
- незащищенность оголовника фундамента от механических повреждений при монтаже, от стекающей со стойки опоры дождевой влаги, от действия процессов `замораживания — оттаивания`;
- недолговечность применяемой гидроизоляции.

В итоге можно констатировать, что ультразвуковая и вибрационная диагностики могут служить надежным инструментом оценки остаточного эксплуатационного ресурса железобетонных электросетевых конструкций. Применение этих методов диагностики позволяет определить элементы и конструкции, требующие срочной замены или ремонтов, и сформировать обоснованные планы проведения ремонтов и реконструкции механической части электросетевых объектов.

Выводы:
1. Традиционные методы оценки технического состояния железобетонных электросетевых конструкций, предлагаемые в нормативных документах, не обеспечивают выявление дефектов в бетоне на ранней стадии их возникновения и не позволяют получить количественные оценки развития этих дефектов во времени из-за большой погрешности получаемого результата.
2. Необходимо вменить в практику планирования ремонта электросетевого оборудования вместо `тотальной реконструкции` локальный `адресно-восстановительный ремонт` и `адресную замену` дефектных элементов и конструкций. Этот подход позволит в рамках ограниченных финансовых и технологических ресурсов обеспечить экономически целесообразный уровень надежности электроснабжения потребителей.
3. Главным условием эффективного решения задачи минимизации затрат на капитальный ремонт выявленного дефектного высоковольтного оборудования является учет результатов прогнозирования работоспособности этого дефектного оборудования:
а) Прогнозирование работоспособности с приемлемой точностью (5-6 лет) становится возможным при использовании достаточного объема репрезентативной статистики, полученной в результате многолетнего мониторинга эксплуатационного состояния (ЭСО) основных элементов линий электропередач;
б) Проведение мониторинга ЭСО возможно и целесообразно лишь на базе достоверных количественных оценок эксплуатационного состояния всех элементов и узлов линий электропередач, полученных с необходимой точностью в результате применения современного диагностического инструментария;
в) Количественные оценки эксплуатационного состояния всех элементов и узлов линий электропередач целесообразно получать с помощью ультразвуковой, вибро- и электрохимической диагностики состояния железобетонных и металлических стоек опор и фундаментов воздушных линий электропередач, что позволяет создать информационную базу для решения задачи минимизации затрат в процессе планирования ремонтной кампании.
4.Экономический эффект от предлагаемого метода локального `адресно-восстановительного` ремонта (АВР) получается за счет исключения из объемов ремонта опор и фундаментов, ремонт которых может быть обоснованно перенесен на более поздние сроки.

Ю. Гунгер, А. Тарасов, В. Чернев,
Группа компаний `ЭЛСИ`,
г. Новосибирск;
Научно-производственное
предприятие `ЭЛЕКТРОКОРР`,
г. Новосибирск
e-mail: elsi@elsi.ru
Теги та ключові фрази
диогностика опор и фундаментов вл, Диагносьика жбк, В последние годы широкое распространение получили различные методы диагностики электрической части воздушных линий электропередач (ВЛЭП) и подстанций (ПС) – проводов, контактных соединений и изоляции. На этом фоне следует отметить крайне слабое развитие ме, методы диагностики вл, диагностика и оценка состояния железобетонных опор, ултрозвуковая диагностика опор ВЛ, ултрозвуковая оценка состояния опор ВЛ, Ультразвуковой контроль состояния железобетонных стоек опор и фундаментов воздушных линий электропередачи, форум можно ли ультразвуком определить состояние опор ВЛ, ультразвуковая и вибрационная диагностика железобетонных опор
Більше статей за тегами


Поділіться цією інформацією в соцмережах, дякуємо за популяризацію порталу:
Також Ви можете:

Додати до закладок Підписатись Версія для друку




Інші статті
17.11.2010р.

Електричні щити 2

Електричний щит - це початок всієї електричної частини будівлі, і не важливо, що це - величезний завод у мегаполісі або скромний будиночок у селі. Скрізь є електричні щити

18.08.2010р.

Пристрій для плавного пуску електродвигуна

Одним із самих головних недоліків асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором є наявність у них великих пускових струмів. І якщо теоретично методи їх зниження були добре розроблені вже досить давно, то ось практично всі ці розробки застосовувалися дуже в рідкісних випадках

Більше статей за тегами
При використанні матеріалів посилання на www.proelectro.info (для інтернет ресурсів з гіперссилкою) обов'язкове.