Technical Solutions to Detect Overheating of 0.4–10 kV Switchgear Components
Keywords:
switchgear, electrical installation, contacts, contact connections, heat-activated gas-emitting sticker, dedicated gas sensor, end couplings
Abstract
The article addresses matters concerned with safe monitoring of the electrical equipment technical condition and transfer of the majority of electrical installations operated by PJSC Mosenergo to the category of low-maintenance ones. A comparative analysis of technologies for automatically monitoring the heating of contact connections, including radio-channel, pyrometric and gas-analytical automatic overheating detection systems (AODS) is carried out. It has been shown that gas-analytical systems have both technical and economic advantages, which makes them a preferred choice when equipping 0.4–10 kV switchgears with systems for automatically detecting the overheating of contact connections. Criteria for selection of existing electrical installations recommended for being fitted with AODS have been developed. Technical requirements for automatic overheating detection systems of 0.4–10 kV switchgear components have been determined, and technical solutions have been developed for their application at PJSC Mosenergo facilities and for setting up automated monitoring of the technical condition of 0.4–10 kV switchgear components and transmission of data on the revealed defects to control centers. It has been planned to put the developed gas-analytical automatic overheating detection system in pilot operation at existing electrical installations of PJSC Mosenergo’s CHPP-12 branch.
References
1. Бойченко В.И., Дзекцер Н.Н. Контактные соединения токоведущих шин. Л.: Энергия, 1978, 144 с.
2. Гуменюк В.И., Гренчук А.М. О возможности массового применения средств диагностики пожароопасного состояния электрооборудования. – Научно-технические ведомости СПбГПУ, 2014, № 2(195), с. 210–215.
3. Хальясмаа А.И. и др. Диагностика электрооборудования электрических станций и подстанций. Екатеринбург: Изд-во Уральского университета, 2015, 64 с.
4. Веревкин В.И., Смелков Г.И. Пожарная опасность электрических контактов и контактных соединений. М.: МИЭЭ, 2009, 140 с.
5. Кириллов Г.Н. О реализации Федерального закона от 22.07.2008 № 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности". – Право и безопасность, 2010, т. 34, № 1, с. 52–56.
6. Федеральный закон от 22.07.2008 № 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" (ред. от 30.04.2021).
7. Указ Президента РФ от 01.01.2018 г. № 2 «Об утверждении Основ государственной политики Российской Федерации в области пожарной безопасности на период до 2030 года».
8. Елисеев Н. Перспективные ПАВ-датчики Transense/HoneyWell. – Электроника: Наука, технология, бизнес, 2008, № 1(83), с. 40–45.
9. Aubert T., Elmazria O., Assouar M.B. Wireless and batteryless surface acoustic wave sensors for high temperature environments. – Electronic Measurement & Instruments 2009 ICEMI '9th International Conference, 2009, DOI:10.1109/ICEMI.2009.5274413.
10. Современные методы диагностики температуры электрооборудования [Электрон. ресурс], URL: http://szte.ru/ru/article/view?slug=sovremennye-metody-diagnostiki-temperatury-elektrooborudovaniya (дата обращения 06.08.2021).
11. Биличенко Ю.Н. Измерение температуры с помощью оптических пирометров. – Электротехнические и компьютерные системы, 2012, № 6(82), с. 86–88.
12. Тимошпольский В.И. и др. Определение коэффициента теплоотдачи при охлаждении металла в случае естественной конвекции. Минск: БНТУ, 2007, 16 с.
13. Высогорец С.П. Автоматизация диагностических работ при эксплуатации распределительных устройств 0,4–20 кВ. – Новости ЭлектроТехники, 2018, № 5(113)–6(114), с.74–79.
14. Иванов Д.А. Повышение эффективности функционирования концевых муфт кабельных линий и электротехнических устройств контроля их технического состояния: автореф. дис. … канд. техн. наук. Тула: 2014, 22 с.
15. ГОСТ 10434-82. Соединения контактные электрические. Классификация. Общие технические требования. М.: Стандартинформ, 2007, 13 с.
16. ГОСТ 8024-90. Аппараты и электротехнические устройства переменного тока на напряжение свыше 1000 В. Нормы нагрева при продолжительном режиме работы и методы испытаний. М.: Издательство стандартов, 1990, 18 с.
17. Сайт ООО «ТермоЭлектрика» [Электрон. ресурс], URL: https: www.thermoelectrika.com/production /termosensor (дата обращения 06.08.2021).
18. Каталог технических решений по применению газоаналитической системы «Термосенсор» для контроля элементов электрооборудования НКУ. СПб.: ООО «ТермоЭлектрика», 2021.
19. Прокопов Е.С., Высогорец С.П., Лесив А.В. Инновационная технология в области обнаружения дефектов контактных соединений и контактов комплектных распределительных устройств. – Энергетика и нефтегазохимический комплекс Татарстана в начале XXI века, 2020, № 16.
20. Высогорец С.П., Лесив А.В. Мониторинг состояния контактной системы электрооборудования в сетях 0,4-10 кВ системой «ТермоСенсор». – Информационный справочник. Вып. 2. Проектирование, монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования, 2018, с. 30–45.
21. РЭ 40416503-2018. Газоаналитическая система автоматического обнаружения перегрева элементов распределительных устройств «Термосенсор». Руководство по эксплуатации. М.: ООО «ТермоЭлектрика», 2021, 83 с.
#
1. Boychenko V.I., Dzektser N.N. Kontaktnye soedineniya tokovedushchih shin (Contact Connections of Current-Carrying Buses). L.: Energiya, 1978, 144 p.
2. Gumenyuk V.I., Grenchuk А.М. Nauchno-tekhnicheskie vedomosti SPbGPU – in Russ. (Scientific and Technical Bulletin of SPbSPU), 2014, No. 2(195), pp. 210–215.
3. Hal'yasmaa A.I., et al. Diagnostika elektrooborudovaniya elektricheskih stantsiy i podstantsiy (Diagnostics of Electrical Equipment of Power Stations and Substations). Ekaterinburg: Izd-vo Ural'skogo universiteta, 2015, 64 p.
4. Verevkin V.I., Smelkov G.I. Pozharnaya opasnost' elektricheskih kontaktov i kontaktnyh soedineniy (Fire Hazard of Electrical Contacts and Contact Connections). М.: МIEE, 2009, 140 p.
5. Kirillov G.N. Pravo i bezopasnost' – in Russ. (Law and Security), 2010, vol. 34, No. 1, pp. 52–56.
6. Federal'nyy zakon ot 22.07.2008 № 123-FZ " Tekhnicheskiy reglament o trebovaniyah pozharnoy bezopasnosti" (Federal Law No. 123-FZ of 22.07.2008 "Technical Regulations on Fire safety requirements") (as amended on 30.04.2021).
7. Ukaz Prezidenta RF ot 01.01.2018 g. № 2 «Ob utverzhdenii Osnov gosudarstvennoy politiki Rossiyskoy Federatsii v oblasti pozharnoy bezopasnosti na period do 2030 goda» (Decree of the President of the RF No. 2 Dated 01.01.2018 "On Approval of the Fundamentals of the State Policy of the Russian Federation in the Field of Fire Safety for the Period up to 2030").
8. Eliseev N. Elektronika: Nauka, tekhnologiya, biznes – in Russ. (Electronics: Science, Technology, Business), 2008, No. 1(83), pp. 40–45.
9. Aubert T., Elmazria O., Assouar M.B. Wireless and batteryless surface acoustic wave sensors for high temperature environments. – Electronic Measurement & Instruments 2009 ICEMI '9th International Conference, 2009, DOI:10.1109/ICEMI.2009.5274413.
10. Sovremennye metody diagnostiki temperatury elektrooborudo-vaniya (Modern Methods of Electrical Equipment Temperature Diagnostics) [Electron. recourse], URL: http://szte.ru/ru/article/view?slug=sovremennye-metody-diagnostiki-temperatury-elektro-oborudovaniya (Date of appeal 06.08.2021).
11. Bilichenko Yu.N. Elektrotekhnicheskie i komp'yuternye sistemy – in Russ. (Electrical and Computer Systems), 2012, No. 6(82), pp. 86–88.
12. Timoshpol'skiy V.I., et al. Opredelenie koeffitsienta teplo-otdachi pri ohlazhdenii metalla v sluchae estestvennoy konvektsii (Determination of the Heat Transfer Coefficient during Metal Cooling in the Case of Natural Convection). Minsk: BNTU, 2007, 16 p.
13. Vysogorets S.P. Novosti Elektrotekhniki – in Russ. (Electrical Engineering News), 2018, No. 5(113)–6(114), pp.74–79.
14. Ivanov D.А. Povyshenie effektivnosti funktsionirovaniya kontsevyh muft kabel'nyh liniy i elektrotekhnicheskih ustroystv kontrolya ih tekhnicheskogo sostoyaniya: avtoref. dis. … kand. tekhn. nauk (Improving the Efficiency of the Functioning of the Cable Lines End Couplings and Electrical Devices for Monitoring Their Technical Condition: Abstract of Dis. ... Cand. Sci. (Eng.)). Tula: 2014, 22 p.
15. GОSТ 10434-82. Soedineniya kontaktnye elektricheskie. Klassifikatsiya. Obshchie tekhnicheskie trebovaniya (Electrical Contact Connections. Classification. General Technical Requirements). М.: Standartinform, 2007, 13 p.
16. GОSТ 8024-90. Apparaty i elektrotekhnicheskie ustroystva peremennogo toka na napryazhenie svyshe 1000 V. Normy nagreva pri prodolzhitel'nom rezhime raboty i metody ispytaniy (Alternating Current Apparatus and Devices for Voltages above 1 000 V. Temperature Rise at Continuous Duty Norms and Test Methods). М.: Izdatel'stvo standartov, 1990, 18 p.
17. Website of LLC "Thermoelectrica" [Electron. recourse], URL: https: www.thermoelectrika.com/production /termosensor (Date of appeal 06.08.2021).
18. Katalog tekhnicheskih resheniy po primeneniyu gazo-analiticheskoy sistemy «Termosensor» dlya kontrolya elementov elektrooborudovaniya NKU (Catalog of Technical Solutions for the Use of the Gas-Analytical System "Thermosensor" for the Control of Electrical LVCI Equipment Elements). SPb.: OOO «Termoelektrika»», 2021.
19. Prokopov E.S., Vysogorets S.P., Lesiv А.V. Energetika i neftegazohimicheskiy kompleks Tatarstana v nachale XXI veka – in Russ. (Energy and Petrochemical Complex of Tatarstan at the Beginning of the XXI Century), 2020, No. 16.
20. Vysogorets S.P., Lesiv А.V. Informatsionnyy spravochnik. Vyp. 2. Proektirovanie, montazh, naladka i ekspluatatsiya elek-trooborudovaniya – in Russ. (Information Directory. Issue 2. Design, Installation, Commissioning and Operation of Electrical Equipment), 2018, pp. 30–45.
21. RE 40416503-2018. Gazoanaliticheskaya sistema avtoma-ticheskogo obnaruzheniya peregreva elementov raspredelitel'nyh ustroystv «Termosensor». Rukovodstvo po ekspluatatsii (Gas-Analytical System for Automatic Detection of Switchgear "Thermosensor" Elements Overheating. User Manual). М.: OOO «TermoElektrika», 2021, 83 p.
2. Гуменюк В.И., Гренчук А.М. О возможности массового применения средств диагностики пожароопасного состояния электрооборудования. – Научно-технические ведомости СПбГПУ, 2014, № 2(195), с. 210–215.
3. Хальясмаа А.И. и др. Диагностика электрооборудования электрических станций и подстанций. Екатеринбург: Изд-во Уральского университета, 2015, 64 с.
4. Веревкин В.И., Смелков Г.И. Пожарная опасность электрических контактов и контактных соединений. М.: МИЭЭ, 2009, 140 с.
5. Кириллов Г.Н. О реализации Федерального закона от 22.07.2008 № 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности". – Право и безопасность, 2010, т. 34, № 1, с. 52–56.
6. Федеральный закон от 22.07.2008 № 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" (ред. от 30.04.2021).
7. Указ Президента РФ от 01.01.2018 г. № 2 «Об утверждении Основ государственной политики Российской Федерации в области пожарной безопасности на период до 2030 года».
8. Елисеев Н. Перспективные ПАВ-датчики Transense/HoneyWell. – Электроника: Наука, технология, бизнес, 2008, № 1(83), с. 40–45.
9. Aubert T., Elmazria O., Assouar M.B. Wireless and batteryless surface acoustic wave sensors for high temperature environments. – Electronic Measurement & Instruments 2009 ICEMI '9th International Conference, 2009, DOI:10.1109/ICEMI.2009.5274413.
10. Современные методы диагностики температуры электрооборудования [Электрон. ресурс], URL: http://szte.ru/ru/article/view?slug=sovremennye-metody-diagnostiki-temperatury-elektrooborudovaniya (дата обращения 06.08.2021).
11. Биличенко Ю.Н. Измерение температуры с помощью оптических пирометров. – Электротехнические и компьютерные системы, 2012, № 6(82), с. 86–88.
12. Тимошпольский В.И. и др. Определение коэффициента теплоотдачи при охлаждении металла в случае естественной конвекции. Минск: БНТУ, 2007, 16 с.
13. Высогорец С.П. Автоматизация диагностических работ при эксплуатации распределительных устройств 0,4–20 кВ. – Новости ЭлектроТехники, 2018, № 5(113)–6(114), с.74–79.
14. Иванов Д.А. Повышение эффективности функционирования концевых муфт кабельных линий и электротехнических устройств контроля их технического состояния: автореф. дис. … канд. техн. наук. Тула: 2014, 22 с.
15. ГОСТ 10434-82. Соединения контактные электрические. Классификация. Общие технические требования. М.: Стандартинформ, 2007, 13 с.
16. ГОСТ 8024-90. Аппараты и электротехнические устройства переменного тока на напряжение свыше 1000 В. Нормы нагрева при продолжительном режиме работы и методы испытаний. М.: Издательство стандартов, 1990, 18 с.
17. Сайт ООО «ТермоЭлектрика» [Электрон. ресурс], URL: https: www.thermoelectrika.com/production /termosensor (дата обращения 06.08.2021).
18. Каталог технических решений по применению газоаналитической системы «Термосенсор» для контроля элементов электрооборудования НКУ. СПб.: ООО «ТермоЭлектрика», 2021.
19. Прокопов Е.С., Высогорец С.П., Лесив А.В. Инновационная технология в области обнаружения дефектов контактных соединений и контактов комплектных распределительных устройств. – Энергетика и нефтегазохимический комплекс Татарстана в начале XXI века, 2020, № 16.
20. Высогорец С.П., Лесив А.В. Мониторинг состояния контактной системы электрооборудования в сетях 0,4-10 кВ системой «ТермоСенсор». – Информационный справочник. Вып. 2. Проектирование, монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования, 2018, с. 30–45.
21. РЭ 40416503-2018. Газоаналитическая система автоматического обнаружения перегрева элементов распределительных устройств «Термосенсор». Руководство по эксплуатации. М.: ООО «ТермоЭлектрика», 2021, 83 с.
#
1. Boychenko V.I., Dzektser N.N. Kontaktnye soedineniya tokovedushchih shin (Contact Connections of Current-Carrying Buses). L.: Energiya, 1978, 144 p.
2. Gumenyuk V.I., Grenchuk А.М. Nauchno-tekhnicheskie vedomosti SPbGPU – in Russ. (Scientific and Technical Bulletin of SPbSPU), 2014, No. 2(195), pp. 210–215.
3. Hal'yasmaa A.I., et al. Diagnostika elektrooborudovaniya elektricheskih stantsiy i podstantsiy (Diagnostics of Electrical Equipment of Power Stations and Substations). Ekaterinburg: Izd-vo Ural'skogo universiteta, 2015, 64 p.
4. Verevkin V.I., Smelkov G.I. Pozharnaya opasnost' elektricheskih kontaktov i kontaktnyh soedineniy (Fire Hazard of Electrical Contacts and Contact Connections). М.: МIEE, 2009, 140 p.
5. Kirillov G.N. Pravo i bezopasnost' – in Russ. (Law and Security), 2010, vol. 34, No. 1, pp. 52–56.
6. Federal'nyy zakon ot 22.07.2008 № 123-FZ " Tekhnicheskiy reglament o trebovaniyah pozharnoy bezopasnosti" (Federal Law No. 123-FZ of 22.07.2008 "Technical Regulations on Fire safety requirements") (as amended on 30.04.2021).
7. Ukaz Prezidenta RF ot 01.01.2018 g. № 2 «Ob utverzhdenii Osnov gosudarstvennoy politiki Rossiyskoy Federatsii v oblasti pozharnoy bezopasnosti na period do 2030 goda» (Decree of the President of the RF No. 2 Dated 01.01.2018 "On Approval of the Fundamentals of the State Policy of the Russian Federation in the Field of Fire Safety for the Period up to 2030").
8. Eliseev N. Elektronika: Nauka, tekhnologiya, biznes – in Russ. (Electronics: Science, Technology, Business), 2008, No. 1(83), pp. 40–45.
9. Aubert T., Elmazria O., Assouar M.B. Wireless and batteryless surface acoustic wave sensors for high temperature environments. – Electronic Measurement & Instruments 2009 ICEMI '9th International Conference, 2009, DOI:10.1109/ICEMI.2009.5274413.
10. Sovremennye metody diagnostiki temperatury elektrooborudo-vaniya (Modern Methods of Electrical Equipment Temperature Diagnostics) [Electron. recourse], URL: http://szte.ru/ru/article/view?slug=sovremennye-metody-diagnostiki-temperatury-elektro-oborudovaniya (Date of appeal 06.08.2021).
11. Bilichenko Yu.N. Elektrotekhnicheskie i komp'yuternye sistemy – in Russ. (Electrical and Computer Systems), 2012, No. 6(82), pp. 86–88.
12. Timoshpol'skiy V.I., et al. Opredelenie koeffitsienta teplo-otdachi pri ohlazhdenii metalla v sluchae estestvennoy konvektsii (Determination of the Heat Transfer Coefficient during Metal Cooling in the Case of Natural Convection). Minsk: BNTU, 2007, 16 p.
13. Vysogorets S.P. Novosti Elektrotekhniki – in Russ. (Electrical Engineering News), 2018, No. 5(113)–6(114), pp.74–79.
14. Ivanov D.А. Povyshenie effektivnosti funktsionirovaniya kontsevyh muft kabel'nyh liniy i elektrotekhnicheskih ustroystv kontrolya ih tekhnicheskogo sostoyaniya: avtoref. dis. … kand. tekhn. nauk (Improving the Efficiency of the Functioning of the Cable Lines End Couplings and Electrical Devices for Monitoring Their Technical Condition: Abstract of Dis. ... Cand. Sci. (Eng.)). Tula: 2014, 22 p.
15. GОSТ 10434-82. Soedineniya kontaktnye elektricheskie. Klassifikatsiya. Obshchie tekhnicheskie trebovaniya (Electrical Contact Connections. Classification. General Technical Requirements). М.: Standartinform, 2007, 13 p.
16. GОSТ 8024-90. Apparaty i elektrotekhnicheskie ustroystva peremennogo toka na napryazhenie svyshe 1000 V. Normy nagreva pri prodolzhitel'nom rezhime raboty i metody ispytaniy (Alternating Current Apparatus and Devices for Voltages above 1 000 V. Temperature Rise at Continuous Duty Norms and Test Methods). М.: Izdatel'stvo standartov, 1990, 18 p.
17. Website of LLC "Thermoelectrica" [Electron. recourse], URL: https: www.thermoelectrika.com/production /termosensor (Date of appeal 06.08.2021).
18. Katalog tekhnicheskih resheniy po primeneniyu gazo-analiticheskoy sistemy «Termosensor» dlya kontrolya elementov elektrooborudovaniya NKU (Catalog of Technical Solutions for the Use of the Gas-Analytical System "Thermosensor" for the Control of Electrical LVCI Equipment Elements). SPb.: OOO «Termoelektrika»», 2021.
19. Prokopov E.S., Vysogorets S.P., Lesiv А.V. Energetika i neftegazohimicheskiy kompleks Tatarstana v nachale XXI veka – in Russ. (Energy and Petrochemical Complex of Tatarstan at the Beginning of the XXI Century), 2020, No. 16.
20. Vysogorets S.P., Lesiv А.V. Informatsionnyy spravochnik. Vyp. 2. Proektirovanie, montazh, naladka i ekspluatatsiya elek-trooborudovaniya – in Russ. (Information Directory. Issue 2. Design, Installation, Commissioning and Operation of Electrical Equipment), 2018, pp. 30–45.
21. RE 40416503-2018. Gazoanaliticheskaya sistema avtoma-ticheskogo obnaruzheniya peregreva elementov raspredelitel'nyh ustroystv «Termosensor». Rukovodstvo po ekspluatatsii (Gas-Analytical System for Automatic Detection of Switchgear "Thermosensor" Elements Overheating. User Manual). М.: OOO «TermoElektrika», 2021, 83 p.
Published
2021-08-09
Issue
Section
Article
