Долин А.П. – ОАО «ФСК ЕЭС»

1. Эффективность использования лазерного течеискателя элегаза «КАРАТ» при заводских испытаниях и техническом обслуживании электроорудования Долин А.П. – ОАО «ФСК ЕЭС» Карапузиков А.И. – Институтлазернойфизики СОРАНКовалько (Уварова) Ю.А. – ООО НТЦ «ЭДС»

2. История создания прибора Работы Института лазерной физики СО РАН (Новосибирск) и Института оптики атмосферы СО РАН (Томск) позволили создать современные лазерные приборы для локального газоанализа атмосферы. 2003 г. - LLD-1. Предназначен для работы на сборочном конвейере для поиска мест утечек автомобильных длигателей, заполненных воздухом с примесью SF6. 2005 г. - LLDV-1. Переносной прибор весом около 10 кг с выносным пультом управления. Внешнее питание +24 В, потребляемая мощность60 Вт. Возможность подключения к компьютеру через USB порт. Предназначен для использованмя в полевых условиях и для работы в труднодоступных местах. 2007 г. – «Карат» (экспериментальный образец). Переносной прибор. Встроенный Li-ion аккумулятор, пониженное энергопотребление (10…15 Вт), запоминание до 999 результатов измерений и другие опции.

3. Технические характеристики течеискателя «Карат»

4. Блок-схема лазерного оптико-акустического течеискателя «Карат» Основные элементы 1. Волноводный CO2 лазер 2. Источник питания лазера (ВЧ-генератор) 3. Оптико-акустические детекторы ОАД-1 и ОАД-2 4. Воздушный насос с акустическим глушителем и аэрозольным фильтром 5. Контроллер 6. Встроенный Li-ion аккумулятор 7. Ручной пульт управления 8. AC/DC адаптер (~220 В / +15 В) Принцип действия лазерного течеискателя основан на оптико-акустическом эффекте. При поглощении лазерного излучения газом-маркером внутри ОАД возникают акустические колебания, которые регистрируются микрофоном. Интенсивность акустических клебаний пропорциональна концентрации газа-маркера. Элегаз (SF6) имеет сильную полосу поглощения в области генерации CO2 лазера вблизи длины волны 10,6 мкм. Это обстоятельство позволило создать прибор для обнаружения утечек элегаза на основе волноводного СО2 лазера и резонансного оптико-акустического детектора с пороговой чувствительностью ~1 ppb.

5. Тестированиетечеискателя «Карат» Схем 1 - с использованием готовой тестовой газовой смеси из баллона, содержащей воздух с примесью 6,56 ppm SF6; • Схема 2 - с использованием контрольной течи SF6 интенсивностью 4,6×10-7 см3/с при скорости прокачки воздуха 10 см3/с, дающей концентрцию SF6 на уровне 46 ppb. Воздух + 6.56 ppm SF6 Поток воздуха + 46 ppb SF6

6. Пороговая чувствительность прибора Экспериментально показано, что при оптимальном выборе конструкции оптико-акустического детектора и режима измерения течеискателя «КАРАТ» достигается пороговая чувствительность детектирования SF6 в потоке воздуха на уровне 1 ppb.

7. Поиск мест утечки элегаза 1 - исследуемый объект 2 - пульта управления 3 - течеискатель Оперативный поиск мест утечки SF6 из различных объектов, находящихся под избыточным давлением, методом «обнюхивания». Течь прибором «Карат» локализуется • - по максимальным показаниямцифрового индикатора; • - по максимально высокому тону звукового индикатора течи.

8. Обследования ВГУ 220и ВГУ 500 на ПС 500 кВ «Арзамасская» Выключатель ВГУ 220 Поиск утечек прибором «Карат» Работа с плазменным течеискателем типа ТП-3 Прибор DILO-3-033-R002 (США)

9. Основные результаты обследования выключателей Все замечания по экспериментальной модели «Карат» устранены в серийной модификации лазерного течеискателя.

10. Измерение количественной утечки элегаза 1 -замкнутая камера 2 - вентилятор 3 - исследуемый объект 4 - пульт управления 5 - течеискатель Наиболее ярко преимуществалазерного течеискателя «КАРАТ» проявляются при измерении количественной утечки элегаза из газонаполненных объектов. С помощью течеискателя измеряется концентрация элегаза в начале и в конце испытаний. Затем по стандартной методике определяется количественная утечка элегаза по массе в год.

11. Испытания макета покрышки ППТЭ-110-4 УХЛ1 (ЗАО «Феникс-88») Цель испытаний – определение количественной утечки элегаза согласно ГОСТ 7746-2001, п.9.7. Покрышка была заглушена с двух сторон технологическими крышками с уплотнениями, заполнена элегазом до избыточного давления 0,48 МПа. На одной из крышек были установлены денсиметр с уплотнением и наполнительный клапан системы DILO. Макет был помещен в замкнутый полиэтиленовый чехол на 600 часов после чего была определена концентрация элегаза в чехле и проведен количественный расчет годовой утечки согласно ГОСТ 7746-2001.

12. Приборы, оборудование и результаты испытаний • Приборы и оборудование. • 1. Течеискатель типа LS790B, чувствительность 1×10-6 см3/c; • 2. Лазерный течеискатель «КАРАТ», чувствительность 1×10-9 см3/с, или 0,2 мг/год; • 3. Денсиметр типа MDS100/ex производства фирмы C.A.M.I. PAVIGLIANITI s.r.l., Италия, точность ±2 % полной шкалы (0 – 0,6 МПа). Результаты измерений • 1). Локальных утечек элегаза течеискателем LS790B с чувствительностью 1×10-6 см3/c не обнаружено • 2). После выдержки в течение 600 часов падение давления газа согласно показаниям денсиметра не обнаружено; • 3). При введении щупа течеискателя «КАРАТ» в чехол в нижней части была измерена концентрация элегаза в чехле 43,55×10-6 г/л. • Расчет количественной годовой утечки элегаза составил q = 0,011 %.

13. Результаты испытаний (продолжение) • При испытании на герметичность методом локальных утечек (обнюхиванием) лазерным течеискателем «КАРАТ» локальных течей на теле покрышки не обнаружено. Была обнаружена течь на технологическом наполнительном клапане. • Клапан был заглушен с целью ликвидации течи.Контрольная проверка течи не обнаружена.Покрышка была повторно помещена в герметичный чехол на 18 часов. • После выдержки в течение 18 часов в нижней части была измерена разность концентраций элегаза в чехле 1,17×10-6 г/л, что соответствует количественной годовой утечке q = 0,01 % массы элегаза. В результате проведенных испытаний сделан вывод о том, что использование высокочувствительного лазерного течеискателя «КАРАТ» позволяет существенно сократить время измерения количественной утечки газа при испытаниях электрооборудования

14. Измерение количественной утечки элегаза в условиях производства Результаты испытаний опытной партии полимерных покрышек ППТЭ-110-4 УХЛ1 ЗАО «ФЕНИКС-88» (г.Новосибирск) Этап 1.Образцы испытаны на газоплотность к газу SF6. Предварительно во внутреннем пространстве покрышек создавалось воздушное разряжение до давления 10 мм рт.ст., затем закачивался рабочий газ SF6 до 0,6 МПа. Течей лазерным течеискателем «КАРАТ»при пороговой чувствительности от 4 ppb не обнаружено. Этап 2. покрышки помещались в замкнутую камеру объемом 800 л, в которой с интервалом 30 минут измерялось изменение концентрации SF6. Изменение концентрации для всех образцов составило от 0 до 4 ppb, что соответствует годовой утечке газа из покрышки не более 0,15 % по массе в год. Вывод.Измеренная величина утечки SF6 удовлетворяет требованию ТУ – не более 0,7 % в год по массе. Зарегистрированная утечка включает в себя течи через вероятные неплотности прилегания технологических заглушек и особенно использованных вентилей.

15. Тип течеискателя Размеры, масса энергопотребление Чувствительность Производитель Галогенный течеискатель TI2-8/1 Детектор течи 309×328×93 мм, 7.9 кг, 100 ВА 1×10-6 см3/сек Завод «Измеритель», Санкт-Петербург Плазменный течеискатель ТП-3 Детектор, измеритель 250x95x230 мм, 2,6 кг (без форвакуумного насоса)‏ 5×10-9 см3/сек 0,05 ppm ФГУП «НПО Техномаш», Москва SF6 течеискатель 3-033-R002 Детектор 229×65×65 мм, 0.56 кг, 3 В 0,1-14 г/год “DILO Company, Inc.”, Odessa, FL Leak Seeker LS790B Детектор течи фреонов 0,5 кг 7 г/год “CPS products”, Hialeah, FL Течеискатель SF6 GasCheck P1 Детектор, измеритель 340x350x170 мм, 11 кг, 85-265 В 1×10-7 см3/сек, 1 ppm, 10 мг/год Спец режим: 1×10-8 см3/с, 0,1 ppm, 1 мг/год “Ion Science, Ltd.”, Cambridge, UK. Лазерный оптико- акустический течеискатель «Карат» Детектор, змеритель 280×190×108 мм, 4 кг, 10 вт, 12 В 1×10-9 см3/сек, 0,001 ppm, 0,2 мг/год ООО НТЦ «ЭДС» - ООО «Специальные технологии», Сравнение основных параметров элегазовых течеискателей

16. Благодарим за внимание.