Профилактические испытания устройств электроснабжения

Испытание повышенным напряжением промышленной частоты производится для обнаружения сосредоточенных дефектов в изо­ляции электрооборудования, не выявленных при предварительных испытаниях из-за недостаточного уровня напряженности электри­ческого поля. Испытание повышенным напряжением промышлен­ной частоты является основным видом испытаний, после которого выносится решение о возможности дальнейшей работы оборудо­вания в условиях эксплуатации. Установленный уровень испыта­тельных напряжений соответствует пробивным напряжениям изо­ляции при наличии в них сосредоточенных дефектов. Этот уровень ниже того, который принят при заводских испытаниях и соответ­ствует 0,9Uисп.зав. Это объясняется тем, что в процессе испытаний нецелесообразно развивать незначительные, не влияющие на нор­мальную работу дефекты до опасных, которые, уменьшая электри­ческую прочность, могут появиться во время эксплуатации. В ка­честве испытательного обычно используется напряжение промыш­ленной частоты 50 Гц.

Время приложения испытательного напряжения ограничено во избежание появления дефектов в изоляции и преждевременного старения ее: для главной изоляции до 1 мин, для витковой изоля­ции до 5 мин. Продолжительность испытания межвитковой изоля­ции больше потому, что запас электрической прочности у нее зна­чительно выше, чем у главной. Указанного времени обычно доста­точно, чтобы выявить места дефектов и пробоя.

При испытании изоляции крупных электрических машин, тяг выключателей, разрядников в качестве испытательного использу­ется выпрямленное напряжение. Основным недостатком испыта­ния таким напряжением является неравномерное его распределе­ние по толщине изоляции в зависимости от проводимости отдель­ных ее частей. Эти испытания имеют преимущества, так как выпрямленное напряжение менее опасно для изоляции. При испы­тании электрических машин распределение напряжения вдоль изо­ляции обмотки равномерно в ее пазовых и лобовых частях. Требу­емая мощность выпрямительных установок высокого напряжения значительно меньше, чем установок переменного напряжения.

Преимуществом испытаний выпрямленным напряжением явля­ется возможность измерения токов утечки в качестве дополнитель­ного критерия оценки состояния изоляции. Однако такие испыта­ния более продолжительны и составляют в соответствии с норма­ми 10—20 мин.

Испытания изоляции повышенным напряжением производятся после предварительного осмотра и проверки состояния изоляции с помощью мегомметра и других косвенных методов. Аппараты с изоляцией, находящейся в масле, могут подвергаться испытаниям только при удовлетворительных результатах химического анализа и проверки на пробой пробы масла.

Уровень испытательного напряжения для каждого вида обору­дования определяется нормами.

Для испытаний повышенным напряжением промышленной ча­стоты используются испытательные трансформаторы напряжения; для испытаний выпрямленным напряжением — комплектные уста­новки типа АИИ-70М, АИМ-80, АИМ-90 с выходным постоянным напряжением соответственно 70, 80 и 90 кВ. Такие аппараты пред­назначены для испытаний оборудования напряжением до 10 кВ, в том числе силовых кабелей и жидких диэлектриков, а также отдель­ных элементов опорной и подвесной изоляции в электроустанов­ках напряжением 35—220 кВ.

Диагностика изоляторов. Существующей системой профилакти­ческого контроля внешней изоляции предполагаются периодиче­ские испытания изоляции повышенным напряжением, измерение сопротивления, контроль распределения напряжения по многоэле­ментным конструкциям, а также визуальный осмотр.

Для некоторых видов изоляции (опорной стержневой, полимер­ной) и некоторых видов дефектов (мест перекрытия, повреждения проводов, арматуры, пробоя искровых промежутков тросовой изо­ляции), кроме визуального осмотра конструкций, никакие другие методы не регламентируются.

Для большинства видов высоковольтного оборудования отсут­ствие короны на металлических элементах и поверхностных час­тичных разрядов на внешней изоляции является необходимым, а иногда и достаточным признаком нормального их функциониро­вания. На практике на внешней изоляции оборудования, работаю­щего в атмосферных условиях, возникновение короны и поверхно­стных частотных разрядов (ПЧР) исключить невозможно. В этих случаях наличие и интенсивность разрядных процессов увеличива­ются по мере снижения изолирующей способности конструкций вследствие появления дефектов оборудования, а также загрязнения и увлажнения поверхностей.

Для проверки изоляторов на ЛЭП используется электронно-оп­тический дефектоскоп. Принцип его действия основан на ПЧР. Их появление сопровождается акустическим и электромагнитными ко­лебаниями, оптическими излучениями. Наибольшая чувствитель­ность обеспечивается в оптическом диапазоне.

Изображение контролируемого объекта формируется входным объективом на фотокатоде усилителя яркости. На его экране опе­ратор через окуляр наблюдает изображение. Ультрафиолетовый дефектоскоп позволяет проводить дефектоскопию различных ви­дов изоляции электрооборудования в реальном масштабе времени и с высоким разрешением. Этот прибор нового поколения выпус­кается под названием «Филин-6» («Ф-6»). Ранее для проверки изо­ляторов уже использовались модификации «Филин-1, 2, 3» этой се­рии, которые имели существенные недостатки (конденсация влаги на объективе, неудобства при переносе, необходимость повторных исследований, использование только в дневное время суток). По­следняя модификация оснащена телеобъективом из специального кварцевого стекла, пропускающего почти 100% излучения в ульт­рафиолетовой области спектра. Таким образом способность обна­ружения дефектов с помощью прибора за счет этого фактора воз­росла в несколько десятков раз.

За счет применения встроенного импульсного высоковольтного блока питания с регулируемой частотой и скважностью прибор обла­дает высокой чувствительностью. Это позволяет получить на экране прибора мерцающее изображение разрядов с частотой мерцания рав­ной разности частот блока питания и промышленной сети. Таким образом, на экране четко различаются разрядное излучение и посто­янная фоновая засветка. Изображение записывается во встроенную электронную память цифрового устройства. Для документирования используется компьютер с программным обеспечением.

Прибор оснащен кварцевым фильтром, на 99 % отсекающим ви­димое излучение, поэтому на экране различимы не только разря­ды, но и контуры оборудования. Это позволяет быстро и точно определять местонахождение дефектов. Прибор размещен в тон­костенном литом корпусе из алюминия.

На воздушных ЛЭП для контроля степени загрязнения изолято­ров применяют несколько методов:

определение проводимости контрольных изоляторов, распо­ложенных по соседству;

контроль проводимости влаги и взвеси в чашке, установлен­ной по соседству;

определение уровня радиопомех; напряженность 1500— 5000 мкВ/м характеризует опасное состояние;

визуальные наблюдения.

При визуальных наблюдениях голубое свечение на поверхности изолятора и синие тонкие искры свидетельствуют о том, что нет опас­ности перекрытия; короткие темно-желтые разряды — о сильном загрязнении, но немедленное перекрытие еще невозможно; образо­вание на поверхности плотных желтых или белых частичных дуг, сильных кистевых разрядов, охватывающих значительную часть изо­лятора, — о возможном перекрытии в ближайшее мгновение.

Для проверки изоляторов могут быть использованы современ­ные тепловизоры, которые показывают разность температур между исследуемыми объектами. В лабораторных условиях уста­новлено, что температура пробитого изолятора на 0,4—0,5 °С ниже, чем у исправного. Разность температур возрастает с увеличением чис­ла дефектных изоляторов, но из-за незначительности указанного пе­репада температур, обнаружение пробитых изоляторов в условиях эксплуатации весьма затруднено. Тепловизоры могут применяться для диагностики состояния изоляции машин и трансформаторов.