pryjm_navch_posibn

Навчальний посібник з дисципліни “ Приймальні та експлуатаційні випробування електроустаткування” для студентів спеціальності “Техніка та електрофізика високих напруг”:/ Уклад.: В.Б. Абрамов, О.Р. Проценко. –К.: НТУУ «КПІ», 2010. – 213 с.

Навчальний посібник з дисципліни «Приймальні та експлуатаційні випробування електроустаткування» призначений в основному для вивчення студентами спеціальності «Техніка та електрофізика високих напруг» однойменної дисципліни. Укладачі цього навчального посібника головну увагу приділили питанням випробувань, які можуть свідчити про наявність або відсутність дефектів чи змін характеристик, що призведуть до втрати електричної міцності ізоляційними конструкціями. Тому, при опрацюванні даного посібника слід мати на увазі, що перелік випробувань якогось із видів або типів електрообладнання може бути ширшим, ніж викладено тут. Зазначаємо також, що основною метою цього посібника є викладення загальних засад проведення ряду вказаних випробувань без детального розгляду випробувань обладнання конкретного виду чи типу, оскільки вони повинні бути предметом окремого вивчення у разі виникнення такої необхідності.

Укладачі: Абрамов Володимир Борисович Проценко Олександр Ростиславович

Рецензенти: Анпілогов М.Г., к.т.н., доцент кафедри ЕМ НТУУ «КПІ» Жиглов Л.М., начальник служби діагностики, ізоляції, захисту від перенапруг Центральної ЕС ДП НЕК «Укренерго»

2

1.3Види випробувань електрообладнання у виготовлювача………………………….... 12

1.4Види випробувань електрообладнання у споживача……………………………..….. 20

3.3.1Умови випробування та рівні випробних напруг………………………………... 55

3.3.2.Випробування змінною напругою………………………………………………... 56

3.3.3.Випробування постійною напругою……………………………………………... 63

3.3.4.Оцінка стану ізоляції при випробуванні підвищеною напругою………………. 65

3.3.5.Імпульсні випробування…………………………………………………………... 67

3.4.Неруйнівні методи випробувань ……………………………………………………... 77

3.4.1.Вимірювання опору ізоляції й коефіцієнта абсорбції ………………………….. 77

3.4.2.Ємнісні методи контролю стану ізоляції ………………………………………... 82

3.4.3.Абсорбційний метод контролю стану ізоляції ………………………………….. 87

3.5.Контроль стану ізоляції електрообладнання по рівню ЧР…………………………... 101

3.5.1.Основні характеристики часткових розрядів……………………………………. 101

3.5.2.Методи й схеми виміру характеристик часткових розрядів……………………. 105

3.5.3.Кількісні характеристики ЧР……………………………………………………….. 111

3.5.5.Методика випробувань ізоляції трансформаторів з виміром ЧР………………. 115

3.5.6.Припустимі рівні ЧР………………………………………………………………. 117

3.5.7.Вимір ЧР в експлуатації……………………………………………………………. 119

4.3.1.Пробивна напруга трансформаторних масел……………………………………. 163

4.3.2.Тангенс кута діелектричних втрат трансформаторних масел………………….. 167

4

Як вже стає зрозумілим, забезпечення безперебійної роботи обладнання можливе у випадку дотримання певних правил і вимог, що регламентують як процес виготовлення, так і процес застосування (експлуатації) обладнання.

Серед заходів, що виконуються згідно з такими правилами і вимогами, се-

рйозна увага приділяється визначенню характеристик обладнання, яке прово-

диться за допомогою комплексу випробувань. Обсяг випробувань і методики їх проведення встановлюються нормативними документами залежно від виду чи типу обладнання, стадій (етапів) випробувань, питань, що вирішуються на підс-

таві випробувань, тощо. Нормативними документами, крім параметрів, за яки-

ми слід перевіряти характеристики обладнання, встановлюються також і зна-

чення, яким ці параметри повинні відповідати.

Таким чином, випробування представляють собою організовану певним чином систему, що діє на підставі положень, вимог і правил , вказаних у норма-

тивних документах різного рівня і призначення. Залежно від ступеня гармоні-

зації з іншими, згадані нормативні документи (до речі, як і документи іншого призначення) мають статус міжнародних, державних, галузевих, відомчих, за-

водських. Але загально прийнятою вважається така побудова існуючого перелі-

ку нормативних документів, коли зазначені документи нижчого рівня дії не су-

перечать чинним документам вищого рівня.

Знання засад, призначення, вимог проведення тих чи інших випробувань дозволяє персоналу, який виконує ці випробування, отримати необхідні і дос-

товірні результати. Своєчасне і кваліфіковане проведення випробувань сприяє правильному визначенню стану обладнання (відповідності його характеристик потрібним вимогам) і, в кінцевому результаті, підвищенню надійності роботи електричних мереж.

6

Глава перша

ЗАГАЛЬНІ ПИТАННЯ ВИПРОБУВАНЬ

ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ

1.1. Випробування – складова системи забезпечення надійності роботи

електрообладнання

По відношенню до об’єктів технічного призначення, термін «надійність»

згідно з ДСТУ 2860-94 означає властивість об’єкта зберігати протягом певного часу в обумовлених межах значення всіх параметрів, що характеризують здат-

ність виконувати задані функції у встановлених режимах і умовах використан-

ня, технічного обслуговування, ремонтів, зберігання та транспортування.

У відношенні до таких об’єктів, у т.ч. електрообладнання, надійність робо-

ти значною мірою залежить від їх технічного стану.

Під поняттям «технічний стан об’єкта» слід розуміти сукупність власти-

востей об’єкта що піддаються змінам в процесі виготовлення чи експлуатації,

характеризуються у певний момент часу признаками, що встановлені техніч-

ною документацією на цей об’єкт. В свою чергу, технічна документація повин-

на містити діагностичні признаки (параметри, показники), достатні для прове-

дення достовірного діагностування об’єкта як в умовах виробництва, так і в умовах експлуатації, а також допустимі значення кількісних і якісних характе-

ристик властивостей об’єкта.

Для того чи іншого обладнання визначення вказаних показників (парамет-

рів) шляхом обстежень, вимірювань, випробувань тощо, дозволяє зробити ви-

сновок про відповідність цього обладнання одному із трьох станів, а саме:

а) справному (обладнання – є працездатним);

б) несправному (обладнання – є непрацездатним);

в) граничному (подальше застосування обладнання недоцільне чи створює ризик відмови).

7

Стадії і обсяги проведення, номенклатура і кількісне нормування показни-

ків, а також методики випробувань певної одиниці (групи) обладнання, як пра-

вило, відрізняються залежно від місця чи стадії проведення оцінки технічного стану цього обладнання. Наприклад, проведення даної оцінки виготовлювачем

якоїсь одиниці обладнання буде відрізнятись від виконання такої ж оцінки, але вже споживачем цієї ж одиниці обладнання. Проте, у будь-якому із випадків,

обсяг випробувань, перелік показників, методики їх визначення і нормовані значення мають відповідати певному для тих чи інших умов переліку чинних

нормативних документів.

Виготовлювач електрообладнання – об’єднання, підприємство, фірма і т.

ін., що виготовлює (виготовило) таке обладнання.1) Виготовлене електрооблад-

нання для гарантування надійного, якісного та безпечного його використання повинно, як і будь-яка інша продукція, відповідати вимогам державних чи між-

державних стандартів, технічних умов або інших, визнаних державною систе-

мою стандартизації, документів

Споживач електрообладнання – об’єднання, підприємства, організації то-

що, які виробляють, передають, розподіляють, та споживають електроенергію – використовують дане обладнання.

Нормативний документ – стандарт, технічні умови, регламент, а також інші документи, що не є стандартами, але визнаються чинними на державному чи галузевому рівні (норми, правила, інструкції тощо).

1.2. Контроль технічного стану електрообладнання.

З метою оцінки технічного стану електрообладнання виготовлювачем і споживачем шляхом випробувань контролюються наступні характеристики:

а) електроізоляційні характеристики;

б) електричні та електромагнітні характеристики;

__________________________

1) Тут і далі за текстом пояснення застосованих термінів адаптовані до матеріалу, викладеному у цьому посібнику.

8

в) теплові (температурні) характеристики;

г) механічні характеристики;

д) фізико-хімічні характеристики проб матеріалів.

Показниками вказаних характеристик, для яких найбільш часто визнача-

ються і порівнюються із встановленими вимогами кількісні (числові) чи якісні значення, є, відповідно, такі:

а) опір ізоляції (Rіз), тангенс кута діелектричних втрат (tgδ), ємність ізоляції

(Сх), струм витоку, електрична міцність1) та ряд інших, що базуються існуванні в діелектриках різних видів поляризації, у т.ч. на явищах абсорбції (накопичен-

ня) електричних зарядів у неоднорідних діелектриках. Показник «електрична міцність» має також назву – «випробування підвищеною напругою» і полягає не у вимірюванні кількісного значення цього показника, а в тестуванні ізоляції обладнання за принципом – витримує вона чи ні без електричного пробою вплив підвищеної електричної напруги певного значення протягом певного проміжку часу. Таке випробування проводиться з прикладанням напруги пов-

ного грозового імпульсу (Uпгі), зрізаного грозового імпульсу (Uзгі), комутацій-

ного імпульсу (Uкі), а також напруги змінного (~U), або постійного (≡U) стру-

му, Під час випробувань ≡U вимірюється також струм витоку, який не повинен перевищувати певних меж, встановлених нормативними документами;

б) опір обмоток постійному струму (Rом), опір короткому замиканню (Zк),

струм неробочого («холостого») ходу (Iхх), втрати неробочого («холостого»)

ходу (Рхх), коефіцієнт трансформації (Ктр), полярність виводів та ряд ін.;

в) температури, термограми;

г) зусилля стискування контактів, величини вібрацій, час спрацювання ко-

мутаційних елементів, значення тиску і т. ін.;

_______________________

1) Може скластись враження, що спосіб визначення даного показника у найбільш повній мірі відповідає процедурі, яка має назву «випробування обладнання». Проте ми не можемо відокремлювати його від визначень інших показників (про які вірніше було б казати, як про «вимірювання» або «обстеження»), оскільки ГОСТ 16504-81 зазначає, що випробуванням є «експериментальне визначення кількісних та (або) якісних характеристик властивостей об’єкта випробувань як результату впливу на нього, під час його функціонування, при моделюванні об’єкта і (або) впливів».

9

д) вміст домішок (вологи, газів, забруднень), кислотне число, температура спалаху, пробивна наруга, густина, механічна міцність, а також ціла низка ін-

ших показників, котрі повинні вказувати на наявність або відсутність змін ізо-

ляційних, механічних, хімічних, інших властивостей матеріалів, що використа-

ні в обладнанні, звідки відібрана проба, або ж про наявність чи відсутність де-

фектів в обладнанні, що спричинили до розкладу цих матеріалів з утворенням продуктів такого розкладу, які можуть бути віднайдені в пробах матеріалів, ві-

дібраних з цього обладнання (наприклад хроматографічний аналіз розчинених в пробах масла газів – скорочено ХАРГ).

Склад комплексу (сукупності) ефективних методів, які слід використовува-

ти для оцінки технічного стану електрообладнання, залежать, в основному, від виду і класу напруги даного обладнання.

Вид електрообладнання – це класифікаційна ознака, що відображує, у бі-

льшості випадків, особливості застосування (функціональне призначення) да-

ного обладнання незалежно від його номінальних електричних параметрів (по-

тужність, напруга, струм навантаження і т. ін.). Наприклад: силові трансформа-

тори (автотрансформатори), вимірювальні трансформатори, розрядники тощо.

Тип електрообладнання – це класифікаційна ознака, що разом із номіна-

льними електричними параметрами відображує, як правило, особливості конс-

труктивного виконання даної одиниці або групи одиниць обладнання, що нале-

жить, у сукупності з іншими, до якогось виду.

З метою роз’яснення наведених вище формулювань надамо декілька прик-

ладів позначення типів електрообладнання разом із тлумаченням змісту даних позначень:

а) для силових трансформаторів (автотрансформаторів):

- ТМ-630/10/0,4 – трифазний (Т) силовий трансформатор без примусового

(М) охолодження масла (масло надходить у зовнішні радіатори трансформатора під дією градієнта температур між верхньою і нижньою частинами трансфор-

матора та охолоджується за рахунок природного відведення тепла у довкілля)

потужністю 630 кВА, на напруги 10 і 0,4 кВ;

10