Kontaktforbindelser. Kontaktsystemer, feiltyper, montasjerelaterte problem, miljøpåvirkning, egenskaper, kontrollmetoder. SINTEF Energiforskning AS

Transkript

1 Kontaktforbindelser Kontaktsystemer, feiltyper, montasjerelaterte problem, miljøpåvirkning, egenskaper, kontrollmetoder

2 Kontaktsystemer i kraftledninger

3 Avgrening

4 Al / Al-avgreningsklemme av ekstrudert aluminium

5 Al / Al avgreningsklemme av smidd AlMg Si-legering

6 Al / Cu-overgangsklemme

7 Piggklemme for Ex-hengeledning

8 Loop-klemmer

9 Ikke strekkfast skjøt, parallellklemme

10 Avspenningshylser, lasker og loophylser

11 Avspenningshylse, sekskantpress

12 Avspenningshylse, eksplosjonsarmatur

13 Avspenningshylse, sekskantpress for Parrot 552

14 Loophylse, eksplosjonsarmatur

15 Skjøt i spenn

16 Strekkfast skjøt, sekskantpress - to hylse

17 Strekkfast skjøt, sekskantpress- en hylse

18 Strekkfast skjøt, automat

19 Strekkfast vriskjøt

20 Strekkfast skjøt, eksplosjonshylse

21

22 Nedbrytningsmekanismer i kontakter

23 Redusert kontaktkraft Termiske bevegelser Plastisk deformasjon Utflating av leder Redusert antall kontaktpunkt

24 Plastisk deformasjon EFI

25 Utflating av leder

26 Plastisk deformasjon Når klemmen varmes opp vil Al utvide seg mer enn stålet pga. forskjellig termisk lengdeutvidelse Hvis trykkspenningene blir større enn aluminiumens elastisitetsgrense, så vil det oppstå plastisk deformasjon På grunn av plastisk deformasjon og utflating av linen, blir kraftreduksjonen vesentlig større enn ellers når klemmen avkjøles. Resultatet kan bli økt resistans

27 KRYP EFI

28 Krypdeformasjon Kryping kan defineres som alle former for tidsavhengige deformasjoner i et materiale på grunn av ytre mekanisk spenningspåkjenning Figuren viser en kryp-tidskurve for glødet aluminium ved 65 o C, a) 30N/mm 2 og b) 15 N/mm 2 I det primære krypområdet vil den forsinka elastiske deformasjonen være dominerende og utgjøre ca 60-70% av den totale krypingen de første 1000 timene I det sekundære området dominerer irreversibel flytning

29 Krypdeformasjon Reduksjon av kontaktkraften i en standard avgreningsklemme som funksjon av tid og temperatur

30 Frostsprengning Ved ansamling av vann i skjøtehylser, kan isdannelse føre til utvidelse av hylsen slik at kontaktkraften reduseres.

31 Dårlig kraftfordeling

32 Dårlig kraftfordeling Dårlig kraftfordeling kan forhøye trykkspenningene og gi økt kryping og plastisk deformasjon Den beste måten å opprettholde kontaktkraften under drift, er å benytte spennskiver og store kraftfordelende underlagsplater slik at dimensjonsforandringer lettere kan tas opp a) Halvru overflate, små underlagsskiver b) Halvru overflate, store kraftfordelende underlagsskiver c) Ru overflate, små underlagsskiver

33 Lite oksidbrytende kontaktforbindelse

34 Lite oksidbrytende kontaktflater Kontaktflater med liten evne til å rive opp ikke - ledende oksidbelegg, vil ha høy og lite stabil resistans. Godt rubbede overflater med skarpe ujevnheter, vil ha liten kontaktmotstand selv etter lang tids lagring innendørs før montasje.

35 Dårlig forsegling av kontaktflatene

36 Dårlig forsegling av kontaktflatene Uten fett på kontaktflatene vil tilgjengelig oksygen og fuktighet fremme veksten av isolerende oksidbelegg på de strømførende kontaktflatene Preparering av kontaktflatene b1) Ruhetsgrad 400, tørr b2) Ruhetsgrad 400, fett c1) Ruhetsgrad 80, tørr c2) Ruhetsgrad 80, fett

37 Liten montasjekraft

38 Tiltrekkingsmoment / spenningsfall Kontaktmotstanden reduseres med økt tiltrekkingsmoment Friksjonen i en u- innfettet skrue gjør det nødvendig med høyere tiltrekkingsmoment enn ved bruk av innfettede skruer Innfettet skrue Uinnfettet skrue Tiltrekkingsmoment

39 Langsgående bevegelser EFI

40 Skadeeksempler

41 Loopskjøt Loopklemmene er for korte og omslutter ikke linen Klemmene er montert i linens laveste punkt Avsmeltede tråder i linen pga. ujevn strømfordeling

42 Loopskjøt Avbrent line pga varmeutvikling i loopklemmene ved lastøkning Klemmene var montert i laveste punkt hvor fukt samles Den opprinnelig loopklemmen er for kort Ny klemme påmontert uten børsting og innfetting av kontaktflatene

43 Loopskjøt, eksplosjonsarmatur Brudd i line pga. utmattingsbrudd og varmeutvikling

44 Loopskjøt, rundpress Utmatingsbrudd i innspenningspunktet mellom loopskjøten og vernespiralen: Slitasje og sprekkdannelse Vibrasjon og pendling i loopen.

45 Årsak til havari av loopskjøt Skadeanalyse 1 Havarert loopskjøt

46 Skadeanalyse 1: Havarert loopskjøt, Klemme 1 Kraftig oksiddannelse i kontaktflater

47 Skadeanalyse 1: Havarert loopskjøt, Klemme 1 Deformerte riller i klemmen

48 Skadeanalyse 1: Havarert loopskjøt, klemme 1 Rillene er spisse og oksidbrytende, men de har for stor avstand

49 Skadeanalyse 1: Havarert loopskjøt, klemme 1 Det er benyttet et kontaktfett som blir tørt og isolerende. Klemmen er remontert etter åpning ved arbeid på linja

50 Skadeanalyse 1: Havarert loopskjøt, klemme 2 Ukjent klemmetype

51 Skadeanalyse 1: Havarert loopskjøt, klemme 2 Dårlig støping gir mekaniske svakheter

52 Skadeanalyse 1: Havarert loopskjøt, klemme 2 Oksiddannelse og ingen tegn til børsting før remontering

53 Skadeanalyse 1: Havarert loopskjøt, klemme 2 Runde og lite oksidbrytende riller i klemmen

54 Skadeanalyse 1: Havarert loopskjøt, klemme 2 Klemmen er åpnet og remonter minst to ganger uten at kontaktflatene er børstet

55 Havari i loopskjøt, Skadeanalyse 2: Varmeutvikling pga. en kombinasjon av klemmenes dårlige evne til å etablere varige kontaktforbindelser ved vekslende termisk belastning, uheldig montasje - og driftspraksis. Kontaktkraften er redusert fordi lineendene har flatet ut og mutrene i de to midterste klemmene har meget lavt restmoment på hhv. 0Nm og 39Nm. Spor på linen kan tyde på at klemmene har vært åpnet og remontert uten at det isolerende oksidbelegget på kontaktflatene er børstet bort. Dette kan tyde på manglende kvalitetssikring og at det ikke er benyttet momentnøkkel under montasjen.

56 Havari i lineskjøt Svikt etter lastreduksjon og påfølgende lastøkning Dårlig kontakt mellom Al-hylse og line. Strømmen tvinges over i stålkjernen. Ohmske tap gir kraftig varmeutvikling og ofte avsmelting av linen like utenfor skjøten. Områder med stor og varierende strømbelastning vil få økte problemer.

57 Sprekkdannelse i ledningsisolasjonen Undersøkelser på Lista feltprøvestasjon viser at LDPE reagerer med spesielle fettyper på en slik måte at sprekker kan oppstå nær mekanisk påkjente områder. XLPE og LLDPE reagerer ikke på samme måte.

58 l skjøt l leder R skjøt R leder k-verdi = R skjøt / R leder Forutsetning: l skjøt = l leder

59 Utskifting av skjøter En dårlig utskiftet skjøt erstattes vanligvis av to nye skjøter Ved å fjerne et problem (varm skjøt) kan en få to nye problemer Oksidbelegget på gammel line kan gi forhøyet resistans Linetrådene nær skjøten kan ha fått redusert styrke k-verdi 0,92 0,9 0,88 0,86 0,84 0,82 0,8 0,78 0,76 0,74 0,72 SKJØTING AV GAMMEL OG NY LINE MED SEKSKANTPRESS 28 år gammel lineende i ny skjøt, halvdel 1 Skjøtens halvdeler Ny line i ny skjøt, halvdel 2

60 Forventet feilhyppighet (R) kan øke som funksjon av økt og (eller) vekslende strømbelastningen Prøveoppsett for kombinert strekkprøve og strømbelastningsforsøk Avspenning Skjøt Loopklemme Strømkilde

61 Forventet feilhyppighet (R) kan øke som funksjon av vekslende strømbelastningen Resistansøkning i en strekkbelastet eksplosjonsskjøt, som funksjon av temperatursykling 25,00 Resistans (mikro-ohm) 20,00 15,00 10,00 5,00 Resistans ved 110 oc Resistans ved 20 oc 0, Antall temperatursykluser

62 MONTASJE

63 Montasje De iboende egenskapene kan endres pga. feil montasje Endrede egenskaper kan gi umiddelbare feil eller akselerere nedbrytningen Resistans Montasjefeil på kontakt med god korrosjonsholdfasthet Skadegrense Initieringsfase Hendelse Utviklingsfase Alder

64 Montasjeproblematikk Tape på kontaktflatene Kontaktarealet og kontakttrykket reduseres

65 Loopskjøt Avsmeltede tråder i linen pga. ujevn strømfordeling

66 Loopskjøt med ujevn strømfordeling forts. Figuren gir et inverst bildepåhvordan klemmen fordeler strømmen I linas ytre Al-tråder Tråder med lavest kontaktmotstand fører mest strøm og har størst sannsynlighet for avsmelting

67 Montasjeproblematikk Hylse mellom klemstykkene Har redusert kontakttrykket og kontaktarealet Lysbuesår pga dårlig kontakt og ujevn strømfordeling

68 Montasjeproblematikk Lineskjøt, eksplosjonsarmatur 1 Eksplosjonsskjøt og vernespiral på lina Skjøten var montert på skrå

69 Montasjeproblematikk Lineskjøt, eksplosjonsarmatur 1 Overgangsmotstand mellom hylse og hver av trådene i vernespiralen Tråd 19 Tråd 18 Tråd 17 Tråd 20 Tråd 22 Tråd 21 Tråd Tråd 2 Tråd 3 Tråd 4 Tråd 5 Tråd 6 Tråd 7 Skjøt 2, Nedre vernespiral Skjøt 2, Øvre vernespiral Tråd 16 Tråd 8 Tråd 15 Tråd 9 Tråd 14 Tråd 13 Tråd 12 Tråd 10 Tråd 11

70 Montasjeproblematikk Lineskjøt, eksplosjonsarmatur 1 Måling av overgangsmotstanden mellom hver halvdel av skjøtehylsen og den enkelte linetråden i ytre lag Tråd 44 Tråd 43 Tråd 42 Tråd 41 Tråd 40 Tråd 39 Tråd 38 Tråd 37 Tråd 36 Tråd 35 Tråd 34 Tråd 33 Tråd 32 Tråd 31 Tråd 30 Tråd 29 Tråd Tråd 2 Tråd Tråd Tråd Tråd 45 Tråd 28 Tråd Tråd 3 Tråd 4 Tråd 5 Skjøt2, ytre trådlag, nedre halvdel Skjøt2, ytre trådlag, øvre halvdel Tråd 6 Tråd 7 Tråd 8 Tråd 9 Tråd Tråd 11 Tråd 12 0 Tråd 13 Tråd 14 Tråd 15 Tråd 16 Tråd 17 Tråd 18 Tråd 19 Tråd 20 Tråd 21 Tråd Tråd Tråd 26 Tråd 24 Tråd 25

71 Antatte hoved - strømbaner Montasjeproblematikk Lineskjøt, eksplosjonsarmatur 1 Eksplosjonsskjøt og vernespiral på lina Denne enden peker oppover Ekstra komprimering Dårlig kontaktsone pga. tørt, hardt og isolerende fett. både mellom hylse og vernespiral og mellom Al-trådene og vernespiral Ikke fett. Oksid Oksyd mellom Al-hylse og foringshylse, og mørk sotlignende overflate på stålhylsen. Stålet er OK både inne i stålhylsen og under anodene Kontaktsonen er OK med litt oksyd og spaltekorrosjon på ellers blanke vernespiraler og Altråder

72 Montasjeproblematikk Lineskjøt, eksplosjonsarmatur 2 Brudd i linen like utenfor skjøten

73 Montasjeproblematikk Lineskjøt, eksplosjonsarmatur 1 Skjøten er skeivmontert Kontaktforbindelsen i skjøten blir for kort Strømbanen går gjennom stålet Stålkjernen smelter av pga overbelastning Stålkjerne Al-tråder Al-hylse Stålhylse Al-tråder

74 Montasjeproblematikk Lineskjøt, eksplosjonsarmatur 3 Tape på linen inne i en eksplosjonsskjøt

75 Montasjeproblematikk Lineskjøt, eksplosjonsarmatur 3 Dårlig kompresjon i en eksplosjonsskjøt pga. indre hydraulisk trykk i en innfettet line

76 Montasjeproblematikk Lineskjøt, eksplosjonsarmatur 3 Stålkordel i knip mellom stålhylsens segmenter Redusert mekanisk holdfasthet Spalte mellom hovedrør og foringshylse Reduserte kontaktegenskaper

77 Montasjeproblematikk Trådskader ved lineskjøt 4 under uttrekking forbi vinkelmaster Skjøten har aluminiumtråder med trådbrudd og kraftig reduksjon av styrken og bruddforlengelsen pga.: Innsnevringer, sår og riper ved hylseåpningen Økt risiko for utmattingsbrudd Stor hastighet ved uttrekkingen

78 Montasjeproblematikk Avgrening EX-hengeledning Ledningen er avsluttet inne i klemmen Lederen flater ut Kontakttrykket minker Isolasjonen smelter pga varmeutvikling i klemmen

79 Montasjeproblematikk Skjøt på EX-hengeledning Manglende pressing Kontaktseparasjon Varmeutvikling Smeltet isolasjon Utglidning av leder

80 Sprekkdannelse i ledningsisolasjonen LDPE reagerer med spesielle fettyper på en slik måte at sprekker kan oppstå nær mekanisk påkjente områder. XLPE og LDPE reagerer ikke på samme måte.

81 Montasjeproblematikk Overgangsklemmer med og uten innfetting Test av en type klemme Ulike fettyper 10 års test på Lista Beskyttelse av kontaktflatene med et egnet fett gir stor effekt mht. aldringen i korrosive miljø 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 Deloma Comp. Tectyl 127 CGW Ubeskyttet MÅLETIDSPUNKT

82 Montasjeproblematikk Montasje av kontaktklemmer MONTASJE 1 Klemmen skal ikke åpnes og remonteres 2 Kontaktflatene bør være innfettet 3 Fettet inneholder skal ikke inneholde metalliske eller isolerende partikler 4 Fettet som benyttes må ikke bli tørt, hardt eller kokse seg 5 Momentnøkkel eller momentskrue bør benyttes 6 Klemmedelene må ikke ligge skeivt 7 Klemmen eller isolasjonen skal ikke ha sprekker 8 Piggklemmen bør ikke plasseres på line i strekk 9 Linen skal ikke flate ut inne i klemmen 10 Linekordeler skal ikke ligge utenfor klemmen 11 Kontaktforbindelsen skal være vanntett 12 Hull etter demonterte klemmer på Ex-hengeledning skal tettes

83 EGENSKAPER

84 Klemmers kontaktegenskaper utprøvd på feltstasjoner Resistansøkning etter 6 års eksponering i ulike korrosjonsmiljø 100 KLEMM ERS KONTAKTEGENSKAPER I TO ULIKE KORROSJONSMILJØ k-verdi ( Resistans klemme / resistans line ) MCI = 7 MCI = 9 0 UNIMAX KP, Duomet PAC-79 AU 50-2 SM2,2 SL - 2,1 BURNDY SL-3.2 SL-9.2 SL-4,2 PAA 109 Klemmer

85 Lineskjøters kontaktegenskaper Klemmers resistansøkning etter 6 års eksponering i ulike korrosjonsmiljø SKJØTERS KONTAKTEGENSKAPER I ULIKE KOROSJONSMILJØ 2,5 k-verdi ( resistans skjøt / resistans line) 2 1,5 1 0,5 MCI=7 MCI=9 0 Vrihylse Kile Rundpress Sekskantpress Eksplosjon

86 Lineskjøters mekaniske holdfasthetsegenskaper Skjøten skal holde 90% av linas bruddlast i min. 1 minutt uten glidning, trådbrudd eller deformasjoner Kontroll av mekanisk holdfasthet på innfettede liner Ca 24% av de kontrollerte skjøtene tifredstilte ikke kravet. (SEFAS-Info-blad).

87 MULIGHET FOR KARTLEGGING AV KRITISKE KONTAKTER I KRAFTLEDNINGSNETTET

88 Tilstandskontroll av klemmer og skjøter Anleggsdel Svikttype / skadeårsak Klemmer og skjøter Økt resistans, varmeutvikling, korrosjon, sprekker og feilmontasje Kontrollmetode Visuelt Termografering Resistansmåling Boroskop (korrosjon i skjøter) Ikke lineær resistans

89 Resistansmåling

90 Resistansmåling fra helikopterplatform I New Zealand er det utviklet et system for resistansmåling av skjøter i spenningssatte linjer. utstyret kan senkes ned fra helikopter eller med AUS utstyr fra bakken

91 Resistansmåling med selvgående vogn I Sverige er det utviklet en motordrevet instrumentvogn (ROBHOT) for spenningssatte liner. Utstyret senkes ned på faseleder vha. helikopter.

92 Resistansmåling som AUS Sensorlink Corporation i USA har utviklet et mikro-ohmmeter (Ohmstik) for resistansmåling på en spenningssatt ledning

93 Resistansmåling med digitalt mikroohmmeter I England er det utviklet et digitalt mikro-ohmmeter med innebygget strømkilde og fire tilkoblingspunkt. Under måling kreves det at anlegget tas ut av drift

94 Målinger med k-verdi metoden k-verdi viser kontaktens egenskaper i forhold til lederen Verdien er dimensjonsløs og kan direkte brukes som et kvalitetsmål på en strømførende komponent l skjøt l leder R skjø R leder t k-verdi = R skjøt / R leder Forutsetning: l skjøt = l leder

95 Måleoppsett for k-verdimåling over hele skjøten Lr = referanselinas lengde [m] La og Lb = Linelengde fra skjøten til potensialmålepkt. på hver side. Lj = skjøtens lengde Rr = referanselinas resistans Rj = skjøtens resistans R = Ra +Rj + Rb

96 Måleoppsett for k-verdimåling over halve skjøten

97 Beregning av k-verdi Den hele eller halve skjøtens resistans Rj beregnes i hht. IEC på følgende måte: R j = R R r La + Lb Lr Skjøtens k-verdi beregnes som: k = R R j r Lr L j

98 Resultater av resistansmåling og beregning av k-verdi La [mm] Lb [mm] Lr [mm] Lj [mm] Rr [ μω ] Ra+Rj +Rb [ μω] Rj [ μω ] k Anm ,9 171,1 111,27 1,75 Hele skjøten ,9 74,2 44,52 1,42 Side 1 (a) ,9 98,4 68,25 2,19 Side 2 (b) En godt fungerende skjøt kan ha en k-verdi i området 0,3-0,4 For å unngå termiske flaskehalser i ledningssystemet bør skøtens k-verdi <1 Skjøtens tilstand kan være ulik i de to halvdelene Påliteligheten av resultatet er avhengig av: Målestrømmens fordeling i lina Potensialmålepunktets mulighet for kontakt med Al-trådene i alle trådlag

99 Kontroll av k-verdimålingen Spesifikk motstand [Ωmm 2 /m] Motstand [Ω] q = R * R = q * A L L A Uten overgangsmotstand i skjøten (q j = q L ), kan minste teoretiske k-verdi beregnes som: Verdier A L /A j viser at målingen er feil k q L A = ql L A j L = q q j L A L A j A A L j

100 Kontroll av k-verdimålingen I tabeller for de ulike linetypene oppgis ledningsmotstanden: Q tabell [µω/m] Kontrollmåling kan foretas på en referanseline av samme type som den aktuelle: Referanselinas resistans R r Referanselinas lengde L r Referanselinas beregnede ledningsmotstand ut i fra resistansmålingene: Q målt =R r / L r [µω/m] Dersom Q tabell = Q målt, vil resultatet tyde på at resistansmålingene er pålitelige. Store avvik fra tabellverdien tyder på manglende kontroll av målestrømmen pga dårlig kontakt med trådene i de ulike trådlagene

101 Kontaktens pålitelighet. Vurdering av kapasitet og levetid basert på resistansmåling

102 Mulig nedbrytningsprosess i en skjøt Ustabil resistans Resistans ( μ Ω ) Skadegrense Montasje Feil Time

103 Beregnet termisk grenselast for ulike linetyper Belastningsevne (ampere) ved Line nr. / navn omgivelsestemperatur ( o C) / / / / / / / / Condor Curlew Grackle Lunde Pheasant Lomvi Parrot Teist Hubro Vipe Vindhastighet 0,61m/s Linetemperatur 80 o C Uten sol Emisjonsfaktor 0,5

104 Redusert elektrisk kapasitet i skjøter Temperaturen like utenfor skjøter med høy resistans blir forhøyet Skjøten har blitt en flaskehals og overføringsevnen reduseres TEMPERATUR PÅ FeAl-LINE nr 185 LIKE UTENFOR SKJØT VED ca 20 O C LUFTTEMPERATUR Linetemperatur ( O C) Temperaturgrense Strømbelastning (Ampere)

105 Temperaturstigning i Parrot 54/19, som funksjon av tid og strømbelastningstrinn

106 Klemmer og skjøters pålitelighet forts. Resultat av strøm-belastningsforsøk på loophylser med ulik k-verdi

107 Klemmer og skjøters pålitelighet forts. Ved en bestemt k- verdi vil kontaktsystemet være i termisk (balanse Forhøyet k-verdi kan gi en lokale temperaturforskjeller langs linen. Dette er vår mulighet til å måle en overtemperatur med varmekamera

108 Klemmer og skjøters pålitelighet forts. k- kritisk, er en verdi hvor kontaktsystemet går over fra å ha samme temperatur som lina, og til en tilstand med temperaturgradienter fra skjøten og utover langs lina. K-verdier over k- kritisk vil gi lokale overtemperaturer Overtemperaturen er bla. avhengig av strømbelastning og vindhastighet

109 Klemmer og skjøters pålitelighet forts. Ved gitte rammebetingelser er kontaktsystemets termiske kapasitet konstant inntil k-verdien når k- kritisk Vi kan finne kapasiteten til et gammelt kontaktsystem når vi kjenner linens termiske grenselast, kritisk k-verdi og kapasiteten til et tilfeldig utvalg kontakter.

110 Klemmer og skjøters pålitelighet forts. Når kontaktsystemets kritisk k-verdi er fastlagt, kan vi estimere kontaktenes levetid

111 Klemmer og skjøters pålitelighet forts. Sannsynligheten for å overskride en gitt temperaturgrense ved en aktuell strømbelastning, beregnes ut i fra hver enkelt skjøts k-verdi og tilhørende termiske grenselast på et aktuelt tidspunkt.

112 Klemmer og skjøters pålitelighet forts. Funksjonssannsynligheten eller overlev.sannsynligheten R(t) angir sannsynligheten for at kontakten ikke svikter i tidsintervallet (0, t) i et gitt miljø. Med svikt menes her at kontakten ved et gitt tidspunkt ikke lenger har evne til å utføre sin tiltenkte funksjon

113 Termografering

114 Måleprinsipp ved termografering Alle objekt med temperaturer over det absolutte nullpunkt 0 O K, har en utstråling av elektromagnetisk energi. Innenfor en avgrenset del av dette bølgespekteret finnes det et infrarødt område (IR) som også kan betegnes som varmestråler. Elektromagnetisk spektrum 0,38 0, µm Synlig lys Ultrafiolett lys UV Kortbølge IR Infrarøde stråler IR Gammastråler Røntgenstråler Mellombølge IR Langbølge IR Mikrobølger Radiobølger 1 nm 1µm 1mm 1m 1km Bølgelengde Termografering foretas med et IR-følsomt varmekamera Punktmåling registrerer middeltemperaturen til alle objekter som er innenfor detektorens registreringsfelt

115 Termografering Punktmåler Håndholdt varmekamera

116 Termografering Varmgang i kontaktklemme

117 Termografering Varmgang i tilkoblingspunkt for en transformator

118 Termografering Ujevn strømfordeling i en line er årsaken til at en av trådene blir betydelig varmere enn de andre Ujevn strømfordeling kan oppstå pga. korrosjon, trådbrudd eller dårlig kontaktforbindelse

119 Mulighet for å måle overtemperatur på en skjøt Laboratorietest for å kontrollere muligheten for måling av overtemperatur på en skjøt Figuren viser punkt for temperaturmåling med termoelementer

120 Mulighet for å måle overtemperatur på en skjøt forts. Temperaturfordeling over skjøt og FeAl nr ,0 120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 Absoluttemperatur på line og skjøt ved ulik strømbelastning i Amp. (lufttemp 23 o C) Line Skjøt Line 1-Fri linelengde 2-På linen like utenfor skjøtens dårligste halvdel 3-På skjøtens dårligste halvdel 4-Ved stålkjernen 5-På skjøtens beste halvdel 6-På linen like utenfor skjøtens beste halvdel Målepunkt Temperatur ( o C)

121 Mulighet for å måle overtemperatur på en skjøt Temperatur målt med termoelementer på to skjøter med høy resistans 160,0 140,0 OVERTEMPERATUR VED SEKSKANTPRESS-SKJØT FOR FeAl /7 Overtemp. [ o C ] 120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 Halvdel med k = 7,6 Halvdel med k = 1,0 20,0 0, Påtrykt strøm [A]

122 Mulighet for å måle overtemperatur på en skjøt forts. Temperaturforskjellen mellom skjøt og line for ulike vindhastigheter og en gitt strømbelastning og solstråling

123 Mulige feilkilder ved termografering Linen kan ha en annen emisjonsfaktor enn skjøten

124 Mulige feilkilder ved termografering DERSOM LINEN ER MØRKERE ENN SKJØTEN KAN MAN RISIKERE Å GODKJENNE EN DÅRLIG SKJØT Temperatur ( o C) Virkelig temperatur Målt temperatur ved termografering Lys lineside Skjøt Mørk lineside

125 Mulige feilkilder ved termografering Linen har ingen skader, men under termografering ble den mørke flekken tolket som varmeutvikling

126 Mulige feilkilder ved termografering Linen har ingen skader, men under termografering ble de mørke flekkene tolket som varmeutvikling

127 Mulige feilkilder ved termografering Målefeil som funksjon av antatt emisjonsfaktor for skjøten

128 Mulige feilkilder ved termografering MÅLT TEMPERATUR MED TERMOVISJONSKAMERA I ET LYST OG ET MØRKT PUNKT PÅ LINEN, HVOR VIRKELIG TEMPERATUR ER CA 93 o C 100 o C 191 o C 117 o C 182 o C 122 o C 157 o C

129 Mulige feilkilder ved termografering MED TERMOVISJONSKAMERA KAN EN MÅLE EN IKKE EKSISTERENDE TEMPERATURDIFFERANSE MELLOM MØRKT OG LYST FELT PÅ LINEN ( 1600 Amp.) Målt temperaturdifferanse (oc) ,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Emisjonsfaktor

130 Mulige feilkilder ved termografering Målt temperaturdifferanse (oc) IKKE EKSISTERENDE TEMPERATURDIFFERANSE MELLOM MØRKT OG LYST FELT PÅ LINEN VED ØKENDE STRØMBELASTNING (e =0,75 ) 0 Spredning i temperaturmålingene ved 1600 Amp. når det velges ulike emisjonsfaktorer Strømbelastning (Amp)

131 Mulige feilkilder ved termografering VIRKELIG OG FJERNMÅLT TEMPERATUR PÅ LINE OG SKJØT Temperatur ( o C) Virkelig temperatur Målt temperatur vha. Termografering Line Skjøt

132 Mulige feilkilder ved termografering Målefeil som funksjon av avstand for ulike termograferingskamera

133 Mulige feilkilder ved termografering Hovedkarakteristikker for ulike termograferingskamera

134 Mulige feilkilder ved termografering Målefeil som funksjon av den antatte bakgrunnstemperaturen for to skjøter med ulik temperatur

135 Mulighet for å måle overtemperatur på en skjøt Overtemperatur målt ved en skjøt med høy resistans og to med lav resistans Temperaturforskjell mellom line ved skjøt og line ute i spenn, som funksjon av økt strømbelastning Overtemperatur (oc) Energibalanse k-verdi = 0,37 k-verdi = 0,48 k-verdi = 2, Strømbelastning (Ampere)

136 Mulige feilkilder ved termografering Målt temperaturdifferanse (oc) IKKE EKSISTERENDE TEMPERATURDIFFERANSE MELLOM MØRKT OG LYST FELT PÅ LINEN VED ØKENDE STRØMBELASTNING (e =0,75 ) 0 Spredning i temperaturmålingene ved 1600 Amp. når det velges ulike emisjonsfaktorer Strømbelastning (Amp)

137 Mulige feilkilder ved termografering MÅLT TEMPERATUR MED TERMOVISJONSKAMERA I ET LYST OG ET MØRKT PUNKT PÅ LINEN, HVOR VIRKELIG TEMPERATUR ER CA 93 o C 100 o C 191 o C 117 o C 182 o C 122 o C 157 o C

138 Sammenligning av resistansmåling og termografering

139 Mulighet for å måle overtemperatur på en skjøt vha termografering Ved termografering av en kraftledning ble det ikke registrert varmeutvikling i denne skjøten, på tross av k-verdi ca 2-3 ganger høyere enn antatt k-verdi ved montasje 1,6 1,4 Skjøt, sekskantpress k-verdi 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 Antatt k- verdi ved montasje 0 Halvdel 1 Halvdel 2

140 Resistans- og temperaturøkning på line og klemme ved kontaktaldring TEST 4 - BLACKBURN PAA (mv) Temp. klemme (gr.c) Temp. leder (gr.c) 0 Kra ft i kn.

141 TEST 6 - MULIGHET TIL Å MÅLE OVERTEMPERATUR PÅ KLEMMER VED ØKT RESISTANS k-resistans k-temp1 (Temp. klemme / temp. leder) k-temp 2 (Temp. klemme / temp. leder inntil klemme) 0 Kontaktkraft i kn

142 Mulighet for å måle overtemperatur på en skjøt. Erfaring viser at ulike forhold vanskeliggjør registrering av dårlige skjøter vha. temografering på et tidlig nedbrytningsstadium Resistans ( μω ) Større mulighet for registrering av varmeutvikling Usikker registrering av varmeutvikling pga. vind, konveksjon til lina, sostråling, emisjonskoeffisient, etc. Ustabil resistans og fare for svikt Aksjonsgrense Montasje Svikt Tid

143 KONKLUSJONER Kontaktenes tilstand bør kontrolleres kort tid etter montasjen for å framskaffe referanseverdier og kvalitetssikre utførelsen. Tilstandskontroll av klemmer og skjøter utføres for å kunne bestemme belastningsevnen og restlevetiden Resistansmåling av kontakter er den mest følsomme indikatoren på tilstanden Tilstanden kan ha nådd en kritisk grense lenge før den er målbar med termografering. Pålitelige resistansmålinger krever god kontroll over målestrømmen Temperaturmålinger for evaluering av kontaktens tilstand, krever nøye korrigeringer og god kunnskap