Condition measuring and lifetime modelling of electrical power transmission equipment

The electric grid is important in modern society, so the outages should be few. The transmission grid should have a real high availability, since it transports electrical energy across the country. Then, it is difficult to plan outages for maintenance and installation. This thesis lists twenty surveys about failures of circuit breakers and disconnectors, with data about the cause and the lifetime. It also contains a survey of about forty condition-measuring methods for circuit breakers and disconnectors, mostly applicable to the electric contacts and the mechanical parts. As there is no published method to monitor the electric contacts at voltages around 400 kV, a system with IR sensors has been installed at the nine contacts of six disconnectors. The purpose is to avoid outages for maintenance by estimating the condition of the contacts while the disconnectors are still connected to high voltage. The measured temperatures are collected by radio and regressed against the square of the current, since the best exponent for the current was found to be 2.0. The coefficient of determination $R^2$ is high, greater than 0.9. This gives for each contact a regression coefficient, which can serve as an estimate of the condition of the contact. The higher the coefficient is, the more heat is produced at the contact, which can damage the material. This enables a ranking of the different contacts and shows which the worst ones are. This coefficient can also give a dynamic rating of the disconnector.Elnätet är viktigt i det moderna samhället, så antalet avbrott bör vara lågt. Särskilt stamnätet bör ha en särskilt hög tillgänglighet, då det transporterar elektrisk energi tvärsöver landet. Då blir det svårt att planera avbrott för underhåll och utbyggnad. Denna avhandling tar upp tjugo studier av fel i brytare och frånskiljare med data om felorsak och livslängd. Den har också en översikt av ett fyrtiotal olika metoder för tillståndsmätningar för brytare och frånskiljare, som huvudsakligen rör de elektriska kontakterna och de mekaniska delarna. Eftersom det inte finns någon beskriven metod för att övervaka elektriska kontakter för spänningar på runt 400 kV, har ett system med IR sensorer installerats på de nio kontakterna på sex frånskiljare. Målet är att minska antalet avbrott för underhåll genom att skatta skicket hos kontakterna, när frånskiljarna fortfarande är kopplade till högspänning. De uppmätta temperaturerna tas emot genom radio och behandlas genom regression mot kvadraten av strömmen, då den bästa exponenten för strömmen visade sig vara 2,0. Förklaringsfaktorn $R^2$ är hög, över 0,9. För varje kontakt ger det en regressionskoefficient, som blir en skattning av kontaktens skick. Ju högre koefficienten är, desto mer värme utvecklas det i kontakten, vilket kan leda till skador på materialet. Kontakternas olika koefficienter ger en rankordning dem och därmed en möjlighet att prioritera vilken frånskiljare som ska underhållas först. Systemet kan också användas för att minska eller öka den tillåtna strömmen baserat på skicket.QC 20150522