Οι συντηρήσεις υποσταθμών αποτελούν ένα σημαντικό κεφάλαιο στο ετήσιο πλάνο συντήρησης κάθε εγκατάστασης. Διάφορων ειδών μέθοδοι κατά καιρούς, έχουν χρησιμοποιηθεί από συντηρητές ώστε να προλάβουν έγκαιρα σοβαρές βλάβες που θα αφήσουν την εγκατάσταση χωρίς παροχή ρεύματος και θα διακινδυνεύσουν ακόμα και την  ασφάλεια του προσωπικού. Μέχρι τα τελευταία χρονιά έχει επικρατήσει η αποχή από μια προληπτική συντήρηση που αρκεί να διασφαλίσει τα ανωτέρω.

Η εμπειρία όμως και τα συνεχή ατυχή περιστατικά έδειξαν ότι δεν αρκεί μόνο αυτό. Νέες τεχνολογίες έχουν μπει για τα καλά στην πρόληψη και δεν θα μπορούν να αφήσουν απ’ εξω και τους υποσταθμούς Μέσης τάσης των εγκαταστάσεων.

Η ανάπτυξη της θερμογραφικής καθώς και των υπέρηχων έδωσε σημαντικά εργαλεία πρόγνωσης βλαβών σε υποσταθμούς που δεν άργησαν να γίνουν αναπόσπαστα εργαλεία της ετήσιας συντήρησης υποσταθμών μέσης τάσης σε όλο τον κόσμο.

Οι δυο πιο συχνοί προγνωστικοί έλεγχοι σε έναν υποσταθμό μέσης τάσης είναι η θερμογραφία και οι υπέρηχοι. Η θερμογραφία είναι πολύ γνωστή και υφίσταται πολλά χρονιά συντήρησης ηλεκτρολογικών εγκαταστάσεων και υποσταθμών μέσης τάσης. Στο συγκεκριμένο άρθρο έχει δοθεί μεγαλύτερη έμφαση στην χρήση των υπέρηχων καθώς και πως ο σύνδεσμος των δυο αποτελεί την καλύτερη λύση για μια σωστή επιθεώρηση της λειτουργίας των υποσταθμών.

Θερμογραφία

Η θερμογραφια αποτελεί έναν από τους βασικότερους  μη καταστροφικούς ενόχους ηλεκτρολογικών εγκαταστάσεων. Χρησιμοποιείται ευρέως για τον εντοπισμό υπερθερμάνσεων σε συνδέσεις αγωγούς, διακοπές, μονωτήρες κ.λπ. Με την καταγραφή της υπέρυθρης ακτινοβολίας είναι εφικτή και η μελέτη των θερμικών αποτυπωμάτων τα οποία μπορούν να μας δώσουν έγκαιρα σημάδια πιθανών σημείων για μελλοντικές βλάβες. Η αμεσότητα, η επιθεώρηση σε πλήρης λειτουργία καθώς και η ασφάλεια του χειρίστη έχει καταστήσει την θερμογραφια ένα σημαντικό εργαλείο στα χέρια του εμπείρου χειριστή.

Συνεπώς δεν αποτελεί έκπληξη και η ευρεία χρήση της στους υποσταθμούς μέσης τάσης, όπου αγωγοί με υπερθέρμανση και κακές διαβρωμένες συνδέσεις είναι ορισμένες μόνο από τις βλάβες που μπορεί να εντοπίσει κάποιος έγκαιρα σε έναν υποσταθμό.

Η θερμογραφία όμως έχει και κάποιους περιορισμούς ειδικά σε πεδία μέσης τάσης, όπου δεν μπορεί να δει πίσω από κλειστές πόρτες και plexi-glass. Δεδομένου λοιπόν  ότι σε κυκλώματα μέσης και υψηλής τάσης δεν είναι ασφαλές να ανοίξει κάποιος την πόρτα για να το επιθεωρήσει σε κανονική λειτουργία, χάνουμε μερικά σημαντικά κομμάτια του υποσταθμού.                                                        

Ας κρατήσουμε για λίγο αυτόν τον περιορισμό και θα επανέλθουμε αργότερα με την λύση.

Υπέρηχοι

Σε μια ηλεκτρολογική εγκατάσταση ορισμένα φαινόμενα παράγουν ήχους σε πολύ υψηλές συχνότητες που δεν είναι αντιληπτές στο ανθρώπινο αυτί. Ένα από αυτά είναι ο ιονισμός που παράγει από τα ηλεκτρολογικά τόξα μικρές υπερπηδήσεις και εκφορτώσεις καθώς και το φαινόμενο corona σε περιπτώσεις πάνω από 100volt. Οι ανιχνευτές υπέρηχων  λαμβάνουν αυτά τα σήματα και τα μετατρέπουν σε ήχους που μπορεί να ακούσει το ανθρώπινο αυτί. Για τον προσδιορισμό και την κρισιμότητα του φαινομένου ο ήχος μετριέται σε db. πάνω στον ανιχνευτή και μπορεί να γίνει και η περαιτέρω φασματική ανάλυση με ειδικά λογισμικά

Έχοντας λοιπόν εντοπίσει κάποιο από τα παραπάνω φαινόμενα σε μια εγκατάσταση, η πιθανότητα για απλή βλάβη ή και ακόμα η δημιουργία καταστροφικού ηλεκτρολογικού τάξου με ανεξέλεγκτες συνέπειες είναι μεγάλη και χρειάζεται να γίνουν άμεσα διορθωτικές ενέργειες. Εχοντας λοιπόν ένα τόσο σημαντικό εργαλείο για την προγνωστική συντήρηση ας δούμε τι εφαρμογές έχει στους υποσταθμούς μέσης τάσης

ΥΠΟΣΤΑΘΜΟΙ ΜΕΣΗΣ ΤΑΣΗΣ

Στις υψηλότερες τάσης λειτουργίας συναντάμε όλα τα φαινόμενα που προαναφέραμε. Προβλήματα όπως ηλεκτρολογικά τόξα, υπερπηδήσεις, φαινόμενα corona και μηχανικές χαλαρώσεις συνδέσεων παράγουν εκπομπές υπέρηχων και μπορούν να εντοπιστούν έγκαιρα πρωτού προκαλέσουνε σοβαρές βλάβες στον εξοπλισμό.

Φαινόμενο corona(ΕΡΠΙΣΜΟΥ)

Μικρές εκφορτώσεις συμβαίνουν από τον ιονισμό του αέρα γύρω από αποσυνδέσεις και μονωτήρες. Βέβαια όπως προείπαμε, το φαινόμενο αυτό δημιουργείτε μόνο σε τάσεις από 1000volt και άνω, συνεπώς είναι εφικτός ο έλεγχος με υπέρηχους από την πλευρα μέσης τάσης του Μ/Σ. Επίσης το φαινόμενο αυτό δεν δημιουργεί υπερθέρμανση στις μονώσεις και στους αγωγούς  με αποτέλεσμα να μην είναι ανιχνεύσιμο από την θερμοκάμερα. Το φαινόμενο corona όταν δεν διορθώνεται με τον καιρό θα δημιουργήσει σφάλμα στην μόνωση του αγωγού ή στις συνδέσεις. Αυτό συμβαίνει από δύο βασικά υποπροϊόντα που δημιουργούνται  από τον ιονισμό, το νιτρικό οξύ και το όζον. Αυτά τα δυο είναι οι βασικοί λόγοι καταστροφής μονώσεων o-rings και εσωτερικών στοιχείων των Μ/Σ

Μικρές υπερπηδήσεις(tracking)

Είναι ένα βασικό πρόβλημα των μονώσεων όταν υπάρχει ένα μονοπάτι για το ρεύμα προς την γη. Το φαινόμενο είναι αρκετά σοβαρό και μπορεί να εντοπίστει εκτός από την μέση και υψηλή τάση και στην χαμηλή. Εάν δεν επισκευαστεί το συντομότερο, οδηγεί σε απώλεια του μονωτήρα και χειροτέρα ακόμα σε έντονο βολταϊκό τόξο με καταστροφικές συνέπειες.

Βολταικο τόξο(arcing)

Τέλος, από τις τελικές μορφές καταστροφής μονώσεων γίνονται τα γνωστά σε όλους και άκρως επικίνδυνα βολταϊκά τόξα. Σε αυτή την κατάσταση γίνονται έντονες εκφορτώσεις σε μία μόνο μόνωση προς την γη. Λιώσιμο των αγωγών και των συνδέσεων είναι τα συχνότερα αποτελέσματα τέτοιων φαινομένων. Οι υπέρηχοι μπορούν να εντοπίσουν πιο ευκολά τέτοια φαινόμενα πριν την τελική κατάσταση και το σημαντικότερο, με μεγάλη ασφάλεια προς τον χειριστή.

Τέλος, ένα ακόμα φαινόμενο που συναντάμε ιδιαίτερα σε μετασχηματιστές και ροηφόρους αγωγούς είναι μερικές εκφορτώσεις ή partial discharge, οι οποίες εντοπίζονται εύκολα με τους υπέρηχους. Αυτές οι εκφορτώσεις είναι αρκετά καταστροφικές για τον εξοπλισμό. Συνήθως σχετίζονται με την διάβρωση του μονωτικού υλικού που βρίσκεται μέσα στους μετασχηματιστές και στους ροηφόρους αγωγούς.

Ένα ακόμα σημαντικό χαρακτηριστικό των υπέρηχων είναι ότι όλα τα παραπάνω φαινόμενα γίνονται αντιληπτά και πίσω από κλειστές πόρτες πεδίων μέσης τάσης. Ο λόγος είναι ότι οι υπέρηχοι ταξιδεύουν μέσα και από τις πιο μικρές οπές και έτσι μπορεί ο χείριστης, χωρίς να επηρεάσει καθόλου την λειτουργία της εγκατάστασης να ελέγξει την κατάσταση των αγωγών και των συνδέσεων μέσα σε κλειστά πεδία, οπότε έτσι μπορούμε να ξεπεράσουμε το πρόβλημα με τα κλειστά πεδία που δεν μπορούν να ελεγχθούν με την θερμογραφια που είδαμε παραπάνω.

Δεδομένου λοιπόν των ανωτέρω, μια συνδυαστική ετήσια επιθεώρηση λειτουργίας των υποσταθμών μέσης τάσης με θερμογραφία και υπέρηχους, μπορεί να μειώσει δραστικά την πιθανότητα απροσδόκητης βλάβης που θα διακινδυνέψει την λειτουργία της εγκατάστασης και την ασφάλεια του προσωπικού.