Меню

Что значит испытание повышенным напряжением

Испытание изоляции повышенным напряжением

Испытание изоляции повышенным напряжениемЭлектрическая прочность изоляции определяется ее способностью длительно выдерживать рабочее напряжение. Уменьшение электрической прочности вызывается в большинстве случаев увлажнением и местными дефектами изоляции. Обычно такими дефектами являются газовые (воздушные) включения в твердом или жидком диэлектрике.

За счет того, что электрическая прочность газа во включении ниже, чем у основной изоляции, создаются условия для возникновения пробоя или перекрытия изоляции в месте дефекта — частичного разряда. В свою очередь, частичные разряды вызывают дальнейшее разрушение изоляции. Частичным разрядом называют как скользящий (поверхностный) разряд, так и пробой отдельных зон или элементов изоляции.

Для определения запаса электрической прочности изоляции производится испытание ее повышенным напряжением. Испытательное напряжение, значительно превышающее рабочее, прикладывается в течение времени, достаточного для развития разряда в местном дефекте вплоть до пробоя. Таким образом, приложение повышенного напряжения позволяет не только выявить дефекты, но и гарантировать необходимый уровень электрической прочности изоляции в период ее эксплуатации.

Испытанию изоляции повышенным напряжением должны предшествовать тщательный осмотр и оценка состояния изоляции другими методами, описанными ранее. Изоляция может быть подвергнута испытанию повышенным напряжением только при положительных результатах предшествующих проверок.

Изоляция считается выдержавшей испытание повышенным напряжением в том случае, если не было пробоев, частичных разрядов, выделений газа или дыма, резкого снижения напряжения и возрастания тока через изоляцию, местного нагрева изоляции.

В зависимости от вида оборудования и характера испытания изоляция может быть испытана приложением повышенного напряжения переменного тока или выпрямленного напряжения. В тех случаях, когда испытание изоляции производится как переменным, так и выпрямленным напряжением, испытание выпрямленным напряжением должно предшествовать испытанию переменным напряжением.

Испытание изоляции повышенным напряжением переменного тока

Испытание изоляции повышенным напряжением Испытание повышенным напряжением переменного тока промышленной частоты производится посредством повышающего трансформатора с регулировочным устройством на стороне низшего напряжения. Схема установки должна содержать также выключатель питания с видимым разрывом и максимальную токовую защиту для отключения питания трансформатора при пробое или перекрытии изоляции объекта, например рубильник и предохранитель или автоматический выключатель со снятой крышкой. Уставка срабатывания защиты должна превышать ток, потребляемый из сети при максимальном значении испытательного напряжения на объекте, не более чем в два раза.

В качестве испытательного напряжения используется обычно напряжение промышленной частоты. Время приложения испытательного напряжения принято равным 1 мин для главной изоляции и 5 мин для межвитковой. Такая продолжительность приложения испытательного напряжения не сказывается на состоянии изоляции, не имеющей дефектов, и достаточна для осмотра находящейся под напряжением изоляции.

Скорость повышения напряжения до одной трети испытательного значения может быть произвольной, в дальнейшем испытательное напряжение следует повышать плавно, со скоростью, допускающей визуальный отсчет на измерительных приборах. При испытании изоляции электрических машин время повышения напряжения от половинного до полного значения должно быть не менее 10 с.

После установленной продолжительности испытания напряжение плавно снижается до значения, не превышающего одной трети испытательного, и отключается. Резкое снятие напряжения допускается в тех случаях, когда это необходимо для безопасности людей или сохранности оборудования. Под продолжительностью испытания подразумевается время приложения полного испытательного напряжения.

Для предотвращения недопустимых перенапряжений при испытаниях (из-за высших гармоник в кривой испытательного напряжения) испытательная установка должна быть по возможности включена на линейное напряжение сети. Форму кривой напряжения можно контролировать электронным осциллографом.

Испытание изоляции повышенным напряжением Испытательное напряжение, за исключением ответственных испытаний (генераторов, крупных двигателей и т. д.), измеряют на стороне низкого напряжения. При испытании объектов с большой емкостью напряжение на высокой стороне испытательного трансформатора может несколько превышать расчетное по коэффициенту трансформации за счет емкостного тока.

При ответственных испытаниях испытательное напряжение измеряют на высокой стороне испытательного трансформатора с помощью трансформаторов напряжения или электростатических киловольтметров.

В тех случаях, когда одного трансформатора напряжения для измерения испытательного напряжения недостаточно, допускается последовательное соединение двух однотипных трансформаторов напряжения. Применяют также дополнительные сопротивления к вольтметрам.

Для защиты ответственных объектов от случайного опасного повышения напряжения параллельно испытываемому объекту должны быть включены через сопротивление (2 — 5 Ом на каждый вольт испытательного напряжения) шаровые разрядники с пробивным напряжением, равным 110 % испытательного.

Схема испытания изоляции электрооборудования повышенным напряжением переменного тока приведена на рис. 1.

Схема испытания изоляции повышенным напряжением переменного тока

Рис. 1. Схема испытания изоляции повышенным напряжением переменного тока.

Перед подачей напряжения на испытываемый объект полностью собранную схему опробуют вхолостую и проверяют напряжение пробоя шаровых разрядников.

В качестве испытательных трансформаторов, кроме специальных, можно использовать силовые трансформаторы и трансформаторы напряжения.

Силовые трансформаторы при таком использовании допускают нагрузку по току до 250 % номинальной при трехкратном (пофазном) испытании с двухминутным перерывом между приложениями напряжения. Для трансформаторов напряжения типа НОМ допустимо повышение напряжения на первичной обмотке до 150 — 170 % номинального. При отсутствии испытательного трансформатора достаточной мощности возможно параллельное включение однотипных трансформаторов.

Широко применяются измерительные трансформаторы напряжения типа НОМ. Их максимальная мощность, указываемая в паспортных данных и обусловленная обеспечением соответствующего класса точности, сравнительно невелика. Однако по условиям нагрева они допускают кратковременную перегрузку от 3- до 5-кратной по отношению к значению тока, вычисленному по максимальной паспортной мощности. Кроме того, эти трансформаторы могут быть перевозбуждены по напряжению на 30—50 %, можно включить два трансформатора последовательно.

Схемы последовательного включения испытательных трансформаторов

Рис. 2. Схемы последовательного включения испытательных трансформаторов: ТL1 и TL2 — испытательные трансформаторы; TL3 — изолирующий трансформатор.

Включение двух трансформаторов по схеме рис. 2а применимо в случае, когда оба электрода объекта могут быть изолированы от земли. Испытательное напряжение равно сумме напряжений обоих трансформаторов; номинальные значения этих напряжений могут быть различными. При каскадном соединении трансформаторов (рис. 2а, б) один из них TL2 находится под высоким потенциалом и корпус его должен быть изолирован от земли.

Возбуждение этого трансформатора может производиться с помощью специальной обмотки первого трансформатора TL1 каскада (рис. 2б) или непосредственно от его вторичной обмотки, если максимальное значение напряжения на ней не превысит допустимого для первичной обмотки трансформатора TL2. Если надежно изолировать трансформатор TL2 не представляется возможным, используют вспомогательный изолирующий трансформатор TL3 (рис. 2в).

Силовые трансформаторы применяются с получением фазного или линейного напряжения. В первом случае нейтраль обмотки ВН заземляется, а первичное напряжение подается на нуль и соответствующий фазный вывод обмотки НН.

Мощность трансформатора принимается при этом равной 1/3 номинальной. Линейное напряжение используется при условии, что изоляция нейтрали рассчитана на полное фазное напряжение. В этом случае один или два соединенных между собой вывода ВН заземляются. мощность трансформатора принимается равной 2/3 номинальной. Силовые трансформаторы допускают кратковременную перегрузку по току в 2,5—3 раза.

Регулировочное устройство должно обеспечивать изменение напряжения трансформатора от 25—30 % до полного значения испытательного напряжения. Регулирование должно быть практически плавным, со ступенями, не превышающими 1—1,5 % от испытательного напряжения. Разрывы цепи при регулировании недопустимы.

Напряжение должно быть близко к синусоидальному с содержанием высших гармонических не более 5 %. При использовании регуляторов с малым внутренним сопротивлением, например автотрансформаторов, это требование практически выполняется. Применение дросселей или реостатов для этой цели не рекомендуется.

Испытание изоляции выпрямленным напряжением

Применение выпрямленного испытательного напряжения позволяет значительно уменьшить мощность испытательной установки, делает возможным испытание объектов с большой емкостью (кабелей конденсаторов и др.), позволяет контролировать состояние изоляции по измеряемым токам утечки.

При испытании изоляции выпрямленным напряжением, как правило, применяются схемы однополупериодного выпрямления. На рис. 3 приведена принципиальная схема испытания изоляции выпрямленным напряжением.

Схема испытания изоляции выпрямленным напряжением

Рис. 3. Схема испытания изоляции выпрямленным напряжением

Методика испытания изоляции выпрямленным напряжением аналогична методике при испытаниях переменным напряжением. Дополнительно ведется контроль за током утечки.

Время приложения выпрямленного напряжения более продолжительно, чем при испытании переменным напряжением, и в зависимости от испытываемого оборудования установлено нормами в пределах 10 — 15 мин.

Измерение испытательного напряжения, как правило, осуществляется с помощью вольтметра, включенного на стороне низкого напряжения испытательного трансформатора (с пересчетом по коэффициенту трансформации).

Испытание изоляции повышенным напряжением Поскольку выпрямленное напряжение определяется амплитудным значением, показания вольтметра (измеряющего эффективные значения напряжения) необходимо умножить на внутреннее сопротивление , выпрямительной лампы, небольшое при нормальном накале катода резко возрастает при недостаточном токе накала. При этом падение напряжения в выпрямительной лампе увеличивается, а на испытываемом объекте уменьшается. Поэтому при испытаниях необходимо следить за напряжением питания испытательной установки. Целесообразно также применение вольтметра с большим добавочным сопротивлением для измерения напряжений на высокой стороне.

Как и при испытаниях переменным напряжением, в целях защиты ответственных объектов от случайного чрезмерного повышения напряжения рекомендуется параллельно испытываемому объекту включить через сопротивление (2 — 5 Ом на каждый вольт испытательного напряжения) разрядник с пробивным напряжением, равным 110 — 120 % испытательного.

Ток, проходящий через изоляцию при испытаниях выпрямленным напряжением, в большинстве случаев не превышает 5 — 10 мА, что обусловливает небольшую мощность испытательного трансформатора.

Читайте также:  Силовые кабели высокого напряжения постоянного тока

При испытаниях объектов с большой емкостью (силовые кабели, конденсаторы, обмотки крупных электрических машин) заряженная до испытательного напряжения емкость объекта имеет большой запас энергии, мгновенный разряд которой может привести к разрушению аппаратуры испытательной установки. Поэтому разряжать испытываемый объект следует так, чтобы разрядный ток не проходил через измерительный прибор.

Для снятия заряда с испытываемых объектов используются заземляющие штанги, в электрическую цепь которых включается сопротивление 5 — 50 кОм. В качестве разрядных сопротивлений для объектов, обладающих большой емкостью, применяют наполненные водой резиновые трубки.

Заряд емкости даже после кратковременного наложения заземления может сохраняться длительно и представлять опасность для жизни персонала. Поэтому после того как испытываемый объект разряжен с помощью разрядного устройства, он должен быть наглухо заземлен.

Источник

Инструкции / Инструкции по эксплуатации оборудования подстанций

Испытание изоляции электрооборудования повышенным напряжением

Испытания изоляции повышенным напряжением производятся для обнаружения сосредоточенных дефектов в изоляции электрооборудования, не выявленных в предварительных испытаниях из-за недостаточного уровня напряженности электрического поля. Испытание повышенным напряжением является основным испытанием, после которого выносится окончательное суждение о возможности нормальной работы оборудования в условиях эксплуатации.
Испытание повышенным напряжением обязательно для электрооборудования напряжением 35 кВ и ниже, а при наличии испытательных устройств — и для оборудования напряжением выше 35 кВ, за исключением случаев, оговоренных нормами.
Изоляторы и оборудование с номинальным напряжением, превышающим номинальное напряжение установки, в которой они эксплуатируются, могут испытываться повышенным напряжением по нормам, установленным для класса изоляции данной установки.
Установленный уровень испытательных напряжений соответствует пробивным напряжениям изоляции при наличии в них сосредоточенных дефектов.
Уровень испытательных напряжений электрооборудования при вводе его в эксплуатацию ниже заводских испытательных напряжений и составляет 0,9•Uисп.зав. Это объясняется тем, что в процессе испытаний нецелесообразно развивать незначительные, не влияющие на нормальную работу дефекты до опасных, которые, уменьшая электрическую прочность, могут проявиться в процессе эксплуатации.
В качестве испытательного обычно используется напряжение промышленной частоты 50 Гц. Время продолжительности приложения испытательного напряжения ограничивается во избежание появления дефектов в изоляции и преждевременного старения ее от 1 мин до 5 мин.
При испытании изоляции крупных электрических машин, тяг выключателей, разрядников, силовых кабелей напряжением свыше 1 кВ в качестве испытательного используется выпрямленное напряжение.
Основным недостатком испытания выпрямленным напряжением является неравномерное распределение напряжения по толщине изоляции (из-за неоднородности) в зависимости от проводимости отдельных частей ее.

Однако испытание выпрямленным напряжением имеет и преимущества:
1.Выпрямленное напряжение менее опасно для изоляции (пробивное выпрямленное напряжение выше, чем переменное, в среднем в 1.5 раза).
2. У машин распределение напряжения вдоль изоляции обмотки более равномерно при выпрямленном напряжении, благодаря чему одинаково испытываются низовые и лобовые части ее.
3. Требуемая мощность выпрямительных установок высокого напряжения значительно меньше, чем установок переменного напряжения, благодаря чему передвижные установки всегда менее громоздки и поэтому более портативны и представляется возможным проводить испытание объектов с большой емкостью (кабелей конденсаторов и др.).
Кроме того, при таких испытаниях имеется возможность измерения токов утечки, являющихся дополнительным критерием оценки состояния изоляции. Испытания изоляции выпрямленным напряжением более продолжительны, чем испытания переменным напряжением, и составляют от 10 до 20 мин.
В тех случаях, когда испытание изоляции производится как переменным, так и выпрямленным напряжением, испытание выпрямленным напряжением должно предшествовать испытанию переменным напряжением.
Испытание изоляции электрооборудования повышенным напряжением проводится после предварительного осмотра и проверки состояния изоляции с помощью мегаомметра и других косвенных дополнительных методов (измерения tgδ, ΔС/С, С2/С50) при положительных результатах этой проверки. Испытательное напряжение и продолжительность испытания для каждого вида оборудования определяется установленными нормами.

Испытания повышенным напряжением в общем случае проводятся по схеме представленной на рис. 1.1.
Скорость повышения напряжения до одной трети испытательного значения может быть произвольной, в дальнейшем испытательное напряжение следует повышать плавно, со скоростью, допускающей визуальный отсчет на измерительных приборах. После установленной продолжительности испытания напряжение плавно снижается до значения, не превышающего одной трети испытательного, и отключается. Резкое снятие напряжения допускается только в случаях обеспечения безопасности людей или сохранности электрооборудования.
Для предотвращения недопустимых перенапряжений при испытаниях (из-за высших гармонических составляющих в кривой испытательного напряжения) испытательная установка должна быть включена по возможности на линейное напряжение сети (наиболее опасная третья гармоника в линейном напряжении отсутствует).
Испытательное напряжение как правило измеряют на стороне низкого напряжения. Исключения составляют ответственные испытания изоляции генераторов, крупных электродвигателей и т. д.

Рис. 1.1. Схема испытания изоляции электрооборудования повышенным напряжением переменного тока.
1 — автоматический выключатель; 2 — регулировочная колонка; 3, 10 — вольтметр; 4 — амперметр для измерения тока на стороне низкого напряжения; 5 — трансформатор испытательный; 6 — миллиамперметр для измерения тока утечки испытуемой изоляции; 7 — кнопка, шунтирующая милиамперметр для его защиты от перегрузки; 8 — трансформатор напряжения; 9 — резистор для ограничения тока в испытательном трансформаторе при пробоях в испытуемой изоляции (1-2 Ом на 1 В испытательного напряжения); 11 — то же для ограничения коммутационных перенапряжений на испытуемой изоляции при пробое разрядника (1 Ом на 1 В испытательного напряжения); 12- разрядник; 13 — испытуемый объект.

Существенное влияние на испытания может оказывать емкость испытываемого объекта. Так для объектов с большой емкостью испытательное напряжение может превышать нормированное из-за емкостной вольтодобавки. Также емкость оказывает существенное влияние на выбор мощности испытательной установки, которая определяется


где С — емкость испытываемой изоляции, пФ; Uисп — испытательное напряжение, кВ; ω — угловая частота испытательного напряжения (ω = 2πf).
Ориентировочная емкость некоторых объектов испытания приведена в табл. 1.1.
Мощность испытательной установки корректируется с учетом номинального напряжения испытательного трансформатора

Таблица 1.1. Ориентировочная емкость электрооборудования

Емкость одной фазы, пФ

Турбогенераторы мощностью, Мвт
от 15 до 150
от 150 до 300

Силовые трансформаторы (обмотки низкого напряжения)

Электрические двигатели мощностью, кВ А
до 100
свыше 100

Вводы трансформаторов и масляных выключателей напряжением, кВ
до 220
от 330 до 500

Трансформаторы напряжения и тока


Рис. 1.2. Схемы удвоения испытательного напряжения.
ИПТ — изолирующий промежуточный трансформатор; НОМ — трансформатор напряжения однофазный; а)испытываемая изоляция изолированы от корпуса.

В случае, если необходимая мощность для испытания превышает мощность имеющихся в наличии трансформаторов прибегают к снижению ее за счет компенсации емкостного тока нагрузки испытываемой изоляции. Компенсация осуществляется индуктивностью (дугогасящий реактор, специально изготовленный дроссель), подключаемой параллельно испытываемой изоляции.
Если номинальное напряжение испытательной установки меньше необходимого нормированного испытательного напряжения, то используют схемы последовательного включения двух испытательных трансформаторов (или измерительных трансформаторов напряжения). Возможные схемы включения представлены на рис. 1.2. При использовании трансформаторов напряжения НОМ допускается повышение напряжения на первичной обмотке измерительного трансформатора до 150-170% от номинального напряжения.
Для защиты от случайных опасных повышений напряжения в испытательных установках предусматриваются защитные разрядники. Разрядник представляет собой два латунных шара диаметром до 10 см, смонтированных на бакелитовых стойках. Один шар закреплен неподвижно, а второй может перемещаться по направляющим основания. В зависимости от необходимого напряжения пробоя с помощью микрометрического винта устанавливается расстояние между шарами. Напряжение пробоя воздушного промежутка между шарами не должно превышать 10-15% от величины нормированного испытательного напряжения.
Для предохранения поверхности шаров от сгорания при пробоях, последовательно с ними включается безиндукционные резисторы (фарфоровые или стеклянные, заполненные водой) 2-20 кОм.
При проведении испытаний необходимо исключить возможность перекрытия по воздуху изоляции на заземленные части испытываемого объекта и частей, находящихся под рабочим напряжением (см. табл. 1.2).

Таблица 1.2. Минимально допустимые расстояния по воздуху при испытаниях

Испытательное
напряжение, кВ

до заземленных
частей

до частей установки, находящихся под напряжением, кВ

Для испытания изоляции выпрямленным напряжением, как правило, применяется схема однополупериодного выпрямления (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Схема испытания изоляции электрооборудования выпрямленным напряжением.
1 — автоматический выключатель; 2 — регулировочная колонка; 3 — вольтметр; 4-испытательный трансформатор; 5 — выпрямитель; 6 — миллиамперметр для измерения тока утечки испытуемой изоляции; 7 — кнопка, шунтирующая милиамперметр для его защиты от перегрузки; 8 — ограничительный резистор; 9 — испытуемый объект.

Порядок проведения испытаний аналогичный испытаниям на переменном токе, кроме того дополнительно должен проводиться контроль за током утечки.
Нагрузка испытательного трансформатора незначительна, т. к. она определяется потерями в сопротивлении изоляции постоянному току, поэтому при испытаниях можно использовать измерительный трансформатор напряжения. Измерение испытательного напряжения осуществляется, как правило, на стороне низкого напряжения испытательного трансформатора. Поэтому, при замерах необходимо учитывать коэффициент трансформации трансформатора, а окончательный результат умножить на J2 (т. к. выпрямленное напряжение определяется амплитудным значением, а вольтметр фиксирует эффективное значение приложенного напряжения).
После испытания выпрямленным напряжением необходимо особенно тщательно разрядить объект испытания. Для снятия заряда с объекта испытания используются заземляющие штанги, в электрическую цепь которых включается сопротивление 5-50 кОм. В качестве последних для объектов, обладающих большой емкостью, применяют наполненные водой резиновые трубки. После разряда объекта испытания он должен быть наглухо заземлен.

Читайте также:  Указатель напряжения со звуком

Установка АИИ-70, предназначена для испытания элегической прочности изоляции элементов электроустановок, в т.ч. силовых кабелей и жидких диэлектриков (трансформаторного масла) постоянным (выпрямленным) или переменным током высокого напряжения. Выпрямленное высокое напряжение — 70 кВ, переменное высокое — 50 кВ. Напряжение питающей сети 127, 220 В. Наибольший выпрямленный ток — 5 мА; выходная одноминутная мощность высоковольтного трансформатора 2 кВА. Время работы под нагрузкой (с кенотронной приставкой) — 10 мин.; интервал между включениями — 3 мин.; масса — 175 кг. В анодную сеть кенотрона включен блок микроамперметра с пределами измерения 200, 1000 и 5000 мкА. Испытательное напряжение измеряется вольтметром, включенным с низкой стороны трансформатора и проградуированным для эффективных значений (до 50 кВ) и максимальных значений (до 70 кВ). В кенотронный аппарат встроена защита (чувствительная и более грубая) от к.з. на стороне высокого напряжения. В комплект аппарата входят заземляющая штанга, предназначенная для снятия емкостного заряда с испытуемого объекта и его глухого заземления.
Установки АИМ-80 обеспечивает получение испытательного напряжения до 80 кВ.
В настоящее время применяются установки, в которых вместо кенотрона используются полупроводниковые высоковольтные выпрямители типа ВВК-0,05/140, ВВК-05/200 и др. Установка ВВК-0,05/140 имеет следующие технические характеристИки: максимальное выпрямленное напряжение — 70 кВ; максимальный выпрямленный ток 50 мА; максимальное обратное напряжение — 140 кВ. Габаритные размеры — диаметр 130 мм, высота 440 мм, масса 6 кг. Установка представляет собой набор диодов Д-1008 (10 кВ, 50 мА), зашунтированных конденсатором ПОВ (15 кВ) и помещенных в трубку из изоляционного материала.
Универсальный аппарат ВЧФ-4-3 предназначен для испытания электрической прочности витковой изоляции обмоток электрических машин переменного и постоянного тока мощностью 0,1 — 100 кВт и больше; обмоток роторов турбогенераторов; полюсных катушек синхронных генераторов и машин постоянного тока; обмоток силовых трансформаторов 1, 11, Ш габаритов; обмоток трансформаторов тока. Напряжение питания 220 В, потребляемая мощность до 800 ВА; выходное (регулируемое) напряжение 3000 В.
Передвижные электротехнические лаборатории на базе автошасси ГАЗ-51 (старые модели) ЭТЛ-10М предназначены для измерений и испытаний при приеме в эксплуатацию и при профилактическом обслуживании электроустановок напряжением до 10 кВ включительно, а также для сушки трансформаторного масла и электросварочных работ.

ЭТЛ-35-02 на базе автошасси ГАЗ-66 предназначены для проведения полного комплекса измерительных и испытательных работ на оборудовании подстанций 35/10 кВ мощностью до б300 кВА и электростанций, воздушных и кабельных линий до 35 кВ, а также для определения мест повреждения в кабельных линиях напряжением до 10 кВ.
Более современная из вышеперечисленных установок является лаборатория ЛВИ2Г, возможности и технические характеристики которой аналогичны передвижной лаборатории ЭТЛ-35-02.
В состав передвижных лабораторий входят прожигательные установки ПКЛС-10, ПГУ.

Сопротивление изоляции является важной характеристикой состояния изоляции электрооборудования. Поэтому измерение сопротивления производится при всех проверках состояния изоляции.
Сопротивление изоляции измеряется мегаомметром. Широкое применение нашли электронные мегаомметры типа Ф4101, Ф4102 на напряжение 100, 500 и 1000 В. В наладочной и эксплуатационной практике до настоящего времени находят применение мегаомметры типов М4100/1 — М4100/5 и МС-05 на напряжение 100, 250, 500, 1000 и 2500 В. Погрешность прибора Ф4101 не превышает ±2,5%, а приборов типа М4100 — до 1% длины рабочей части шкалы. Питание прибора Ф4101 осуществляется от сети переменного тока 127-220 В или от источника постоянного тока 12 В. Питание приборов типа М4100 осуществляется от встроенных генераторов.
Измерение изоляции осуществляется по схемам рис. 1.4.
В случае, если результат измерения может быть искажен поверхностными токами утечки, на изоляцию объекта измерения накладывается электрод, присоединяемый к зажиму Э (экран) для исключения возможности прохождения токов утечки через рамку логометра, используемого в приборах в качестве измерительного органа. При измерении сопротивления изоляции кабеля таким экраном может служить металлическая оболочка кабеля.
Перед началом измерения прибор необходимо проверить замыканием зажимов З и Л накоротко. Прибор должен показывать сопротивление 0, а при удаленной закоротке – сопротивление равно бесконечности. Непосредственно перед измерением объект измерения должен быть заземлен на 2 — 3 мин для снятия остаточных зарядов.
При измерении абсолютного значения сопротивления изоляции электрооборудования ее токоведущая часть присоединяется проводами с усиленной изоляцией (типа ПВЛ) к выводу Л мегаомметра. Вывод 3 и корпус или конструкции, относительно которых производится измерение, надежно заземляют через общий контур заземления. Сопротивление изоляции определяется показанием стрелки мегаомметра, установившейся по истечении 60 с после подачи нормального напряжения.

Рис. 1.4. Схемы измерения мегаомметром сопротивления изоляции 1. а — относительно земли; б — между токоведущими (стержнями); в — между токоведущими жилами при исключении влияния токов утечки.

Значение сопротивления изоляции в большой степени зависит от температуры.
Измерение следует производить при температуре изоляции не ниже +5°С, кроме случаев, оговоренных специально.

Изоляция электрооборудования в общем случае может быть представлена эквивалентной схемой замещения (рис. 1.5,а). Ток, протекающий в изоляции (диэлектрике) под действием приложенного напряжения, представляется на векторной диаграмме (рис. 1.5,6) активной 1А и емкостной 1С составляющими. Потери мощности в изоляции (диэлектрические потери) существенно зависят от состояния изоляции и определяются: Р = U•IA = U•I•cosφ = U•IC•tgδ = C•U2•tgδ. Таким образом потери мощности Р пропорциональны tgδ (тангенсу угла диэлектрических потерь). Измерение tgδ используют для оценки состояния изоляции независимо от массогабаритных характеристик последней. Чем больше tgδ тем больше диэлектрические потери, тем хуже состояние изоляции.
На практике tgδ измеряют в процентах.
Значение tgδ нормируется для электрооборудования и зависит от температуры и величины прикладываемого напряжения. Измерение tgδ следует производить при температуре не ниже +10°С. Для приведения измеренных значений tgδ к необходимой температуре (например, температуре при измерениях на заводе) используют поправочные коэффициенты.
Измерение tgδ производится мостами P5026, МД-16 и P595 на высоком (3 — 10 кВ) и низком напряжении. Для тангенса угла диэлектрических потерь справедливо отношение: tgδ = RХ/ХСХ = ω•RХ•СХ (см. рис. 1.5). При равновесии моста имеет место равенство: ω•Rх•Cх = ω•R4•C4 (см. рис. 1.6). Таким образом измеряемый tgδ пропорционален изменяющейся для уравновешивания моста емкости С4. На этом основан принцип измерения tgδ указанными выше мостами. В табл. 1.3 представлены пределы измерения мостов.

Рис. 1.5. Эквивалентная схема замещения диэлектрика.
а — схема замещения диэлектрика; б — векторная диаграмма.

Таблица 1.3. Пределы измерения емкости измерительных мостов

Пределы измерения емкости, мкФ, при напряжении, кВ

Источник



Испытание повышенным напряжением

1. Общие положения.

К работе по проведению высоковольтных испытаний в электроустановках допускаются специалисты электролаборатории, лица не моложе 18 лет, прошедшие специальную подготовку и проверку знаний схем испытаний и правил испытаний в условиях действующих электроустановок.

Лица, допущенные к проведению испытаний, должны иметь отметку об этом в удостоверении в графе “Свидетельство на право проведения специальных работ” и ПУЭ.

2. Сущность процесса высоковольтных испытаний.

Испытание изоляции повышенным напряжением позволяет убедиться в наличии необходимого запаса прочности изоляции, отсутствии местных общих дефектов, не обнаруживаемых другими способами. Испытанию изоляции повышенным напряжением должны предшествовать тщательный осмотр и оценка состояния изоляции другими методами (измерение сопротивления изоляции, определение влажности изоляции и т.п.).

Величина испытательного напряжения для каждого вида оборудования определяется установленными нормами “Правил эксплуатации электроустановок потребителей”.

Электрооборудование и изоляторы электроустановок, в которых они эксплуатируются, испытываются повышенным напряжением по нормам, установленным для класса изоляции данной установки.

Изоляция считается выдержавшей электрическое испытание повышенным напряжением в том случае, если не было пробоя, перекрытия по поверхности, поверхностных разрядов, увеличения тока утечки выше нормированного значения, наличия местных нагревов от диэлектрических потерь. В случае несоблюдения одного из этих факторов — изоляции электрического испытания не выдержала.

3. Измерение сопротивления изоляции мегаомметром.

Для измерения сопротивления изоляции используются мегаомметры типа М4100/1-5 на напряжение от 100 до 2500В. Эти приборы имеют собственный источник питания — генератор постоянного тока и позволяют производить непосредственный отсчет показаний в мегаомах.

При измерении сопротивления изоляции относительно земли с помощью мегаомметра зажим “Л” (линия) должен быть подключен к токоведущей части испытываемой установки, а зажим “З” (земля) к ее корпусу. При измерении сопротивления изоляции электрических цепей, не соединенных с землей, подключение зажимов мегаомметра может быть любым.

Использование зажима “Э” (экран) значительно повышает точность измерения при больших сопротивлениях изоляции, исключает влияние поверхностных токов утечки и тем самым не искажает результаты измерения.

Для присоединения мегаомметра к испытываемому объекту необходимо иметь гибкие провода с изолированными рукоятками и ограничительными кольцами на концах. Длина проводов должна быть как можно меньшей.

Читайте также:  Способность управления мышечными напряжениями упражнения

Перед началом измерения необходимо измерить сопротивление изоляции соединительных проводов. Значение этого сопротивления должно быть не менее верхнего предела измерения мегаомметра.

Мегаомметры дают правильные показания при вращении ручки генератора в пределах 90-150 об/мин и развивают номинальное напряжение при 120 об/мин и разомкнутой внешней цепи.

За сопротивление изоляции принимают 60-секундное значение сопротивления R-60, зафиксированное на шкале мегаомметра через 60 с, причем отсчет времени надо производить после достижения нормальной частоты вращения генератора.

При изменении сопротивления изоляции объектов с большой емкостью во избежание колебания стрелки прибора необходимо ручку генератора вращать с частотой, несколько выше номинальной, т.е. 130-140 об/мин (увеличивая скорость до успокоения стрелки) и отсчет показания производить только после того, стрелка займет устойчивое положение.

Перед началом измерений необходимо убедиться: в отсутствии напряжения на испытуемом объекте, в чистоте проверяемой аппаратуры, проводов, кабельных воронок и т.д., а также в том, что все детали с пониженной изоляцией или пониженным испытательным напряжением отключены и закорочены.

При производстве измерений в сырую погоду необходимо учитывать возможное искажение показаний мегаомметра за счет увлажнения поверхности изолирующих частей установки. В этом случае необходимо пользоваться зажимом мегаомметра “Э”, который должен быть присоединен таким образом, чтобы исключить возможность замера поверхностных токов утечки.

4. Определение увлажненности изоляции методом абсорбции.

Метод основан на сравнении показаний мегаомметра, снятых через 15 и 60 сек. после приложения напряжения. Метод применяется для определения увлажненности гигроскопической изоляции электрических машин и трансформаторов.

Измерение сопротивления изоляции производится между каждой обмоткой и корпусом и между обмотками при изолированных свободных обмотках.

Коэффициент абсорбции равен:

где R60 и R15 — сопротивления изоляции, измеренные соответственно через 60 и 15 сек после приложения напряжения мегаомметром.

Для неувлажненных обмоток при t = 10-30оС этот коэффициент равен 1,3-2, для увлажненных обмоток он близок к единице.

Измерения производятся мегаомметром на напряжение 1000-2500В.

Измерение коэффициента абсорбции производится при t не ниже 10оС.

5. Описание процесса испытания повышенным напряжением.

5.1. Перед началом работы производителю работ необходимо проверить исправность испытательного оборудования.

5.2. При сборке испытательной цепи прежде всего выполняются защитное и рабочее заземление испытательной установки, и если потребуется, защитное заземление корпуса испытываемого оборудования.

Перед присоединением испытательной установки к сети 380/220В на ввод высокого напряжения установки накладывается заземление. Сечение медного провода, с помощью которого заземляется вывод должно, быть не менее 4 кв мм.

Сборку цепи испытания оборудования производит персонал бригады, проводящей испытания.

5.3. Присоединение испытательной установки к сети напряжением 380/220В производится через коммутационный аппарат с видимым разрывом цепи или через штепсельную вилку, расположенную на месте управления установкой.

5.4. Присоединить провод к фазе, полюсу испытываемого оборудования или к жиле кабеля; отсоединить его разрешается по указанию лица, руководящего испытанием, и только после их заземления.

Перед подачей испытательного напряжения на испытательную установку производитель работ обязан:

-проверить, все ли члены бригады находятся на указанных местах, удалены ли посторонние лица, можно ли подавать испытательное напряжение на оборудование;

-предупредить бригаду о подаче напряжения и убедившись, что предупреждение услышано всеми членами бригады, снять заземление с вывода испытательной установки, после чего подать на нее напряжение 380/220В;

-с момента снятия заземления вся испытательная установка, включая испытываемое оборудование и соединительные провода, считается находящейся под напряжением и производить какие-либо пересоединения в испытательной схеме и на испытываемом оборудовании запрещается;

-после окончания испытаний производитель работ должен снизить напряжение испытательной установки до 0, отключить ее от сети 380/220В, заземлить (или дать распоряжение о заземлении) вывод установки и сообщить об этом бригаде. Только после этого можно пересоединять провода от испытательной установки или в случае полного окончания испытания, отсоединять их и снимать ограждения.

6. Порядок проведения испытаний установкой АИИ-70.

Перед каждым испытанием необходимо следить за тем, чтобы стрелки всех приборов стояли на нуле, автоматический выключатель был отключен, рукоятка регулятора напряжения была повернута против часовой стрелки до отказа, а положение предохранителей соответствовало бы напряжению сети. При транспортировках высоковольтный трансформатор должен быть надежно закреплен внутри аппарата, рукоятка регулятора напряжения утоплена, дверцы закрыты, банка для испытания жидкого диэлектрика вынута из аппарата, а кенотронная приставка надежно закреплена.

При помощи щупа следует периодически проверять расстояние между электродами банки, которое должно быть равно 2,5 мм. Щуп должен входить между электродами без качки, но не очень туго.

6.1. Порядок проведения испытаний установкой УПУ-1М.

Перед каждым испытанием необходимо следить за тем, чтобы стрелки всех приборов стояли на нуле, сетевой выключатель был отключен, рукоятка регулятора напряжения была повернута против часовой стрелки до отказа. Данная установка предназначена только для испытаний электрозащитных средств.

ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ

1. Прежде чем приступить к испытаниям, необходимо заземлить медным проводом, сечение которого не менее 4 мм2, аппарат, ручной разрядник (в случаях, оговоренных ниже)., высоковольтный трансформатор и кенотронную приставку.

РАБОТА БЕЗ ЗАЗЕМЛЕНИЯ НЕДОПУСТИМА!

2. Необходимо установить защитное ограждение с предупреждающими надписями. Его крепят со стороны изоляционных трубок к кенотронной приставке (к скобам на кожухе микроамперметра), а со стороны металлических стержней — к поворотным ушкам каркаса пульта управления.

3. Любые переключения как на высоковольтной, так и на низковольтной стороне аппарата производить после отключения аппарата от сети при надежном заземлении высоковольтных частей.

4. Кабель либо другой объект со значительной емкостью после испытания необходимо заземлить, так как на испытуемом объекте в процессе испытания и даже после сохраняется заряд, предоставляющий большую опасность для жизни. Без заземления кабеля дверцу на крыше аппарата не открывать!

5. Все высоковольтные испытания производить в резиновых перчатках, стоя на резиновом коврике

ИСПЫТАНИЯ КАБЕЛЯ

1. Заземлить аппарат и ручной разрядник. В случае, если кенотронная приставка и высоковольтный трансформатор вынесены за пределы аппарата, они также подлежат заземлению.

2. Откинуть заднюю верхнюю дверцу аппарата, установив ее на кронштейне. Откинуть заднюю нижнюю дверцу и установить на нее кенотронную приставку, заведя ее лапы под скобу и выдавки дверцы.

Вставить в отверстие верхней дверцы рукоятку переключения пределов и

сочленить ее при помощи ключа с переключателем пределов блока

микроамперметра. Рукоятку заземлить.

3. Достать из запасных частей пружину и присоединить ее одним концом к высоковольтному повышающему трансформатору, а другим к высоковольтному выводу кенотронной приставки, расположенной посередине цилиндра.

Вставит вилку кенотронной приставки в розетку пульта управления (сзади слева).

Рукоятку «Защита» установить в положение «Чувствительная».

4. Подключить при помощи кабеля испытуемый объект к кенотронной приставке (муфту кабеля навернуть на вывод блока микроамперметра до упора) и установить защитное ограждение. Аппарат в рабочем положении показан на рис. 1.

5. Включить вилку шнура питания в сеть и, встав на резиновый коврик, включить аппарат.

При этом загорается зеленый сигнал, а после нажатия кнопки автомата «Вкл.» — красный.

6. Плавно вращая рукоятку регулятора напряжения по часовой стрелке, повысить напряжение до испытательного (отсчет вести по шкале киловольтметра, отградуированной в киловольтах максимальных)

7. Переключая рукоятку переключения пределов с большей кратности на меньшую и нажимая кнопку в центре рукоятки, измерять ток утечки.

Примечание: при измерении показание микроамперметра в делениях умножить на кратность предела.

8.После испытания снизить испытательное напряжение до нуля и нажать кнопку «Откл.»

9. Поднести стержень ручного разрядника к разрядному крючку блока микроамперметра и снять емкостный заряд через разрядное сопротивление, встроенное внутри разрядника, а затем заземлить блок микроамперметра наглухо, повесив разрядник на крючок блока микроамперметра или на ручку кенотронной приставки.

Примечание: при необходимости аппарат можно включить через стабилизатор напряжения, однако при этом вследствие искажения формы кривой напряжения пользоваться градуировочными данными, снятыми при работе с конкретным стабилизатором.

Порядок испытания твердых диэлектриков такой же, как и кабеля.

7. Испытания повышенным напряжением промышленной частоты распределительных устройств (вместе с коммутационными аппаратами).

1. Подготовить испытываемый объект к испытаниям, для чего отключить от РУ трансформаторы напряжения, вентильные разрядники, кабели, которые должны быть закорочены и заземлены. Очистить оборудование от загрязнений, пыли и влаги.

2. В соответствии с разделом 3 данной Методики замерить сопротивление изоляции испытываемого оборудования (мегаомметром на напряжение 2,5кВ).

3. В соответствии с разделом 5 подготовить испытательную установку к работе.

8. В соответствии с разделом 6 настоящей Методики испытать повышенным напряжением распределительное устройство; величины испытательного напряжения приведены в таблице № 1. Продолжительность приложения испытательного напряжения 1 мин для керамической изоляции, 5 мин — для изоляции из твердых органических материалов. Продолжительность приложения нормированного испытательного напряжения величиной в 1кВ к изоляции вторичных цепей 1 мин.

Испытательное напряжение кВ, ячейки с изоляцией

Источник