Профилактические испытания электрооборудования

Надежность работы электрооборудования РУ зависит от своевременного выявления и устранения дефектов изоляции — одного из основных элементов оборудования. Профилактические испытания позволяют выявить слабые места в изоляции оборудования в период его эксплуатации. В объем профилактических испытаний оборудования РУ входят: измерение сопротивления изоляции, измерение диэлектрических потерь, испытание изоляции повышенным напряжением и др. Испытания производятся в соответствии с Технологическими картами, а их периодичность регламентируется Инструкцией по техническому обслуживанию и ремонту оборудования тяговых подстанций электрифицированных железных дорог ЦЭ-936.

Необходимость проведения профилактических испытаний в межремонтный период, если это не оговорено в ПУЭ, нормах и других директивных материалах, устанавливается ответственным за электрохозяйство дистанции электроснабжения с учетом надежности работы электрооборудования.

Сопротивление изоляции подвижных и направляющих частей масляных выключателей, выполненных из органических материалов, измеряется мегаомметром на напряжение 2500 В и должно быть не ниже 300 МОм на номинальное напряжение 6 — 10 кВ, 1000 МОм — на напряжение 15 — 20 кВ, 3000 МОм — на 220 кВ и выше.

У баковых масляных выключателей напряжением 35 кВ производится определение состояния внутрибаковой изоляции путем измерения тангенса угла диэлектрических потерь вводов на полностью собранном выключателе.

При измерениях возможно получение завышенных результатов (tg δ более 7 %) в связи с ухудшением состояния внутрибаковой изоляции. Принято считать, что внутрибаковая изоляция подлежит сушке, если исключение ее влияния снижает измеренный tg δ более чем на 4 — 5 %. Изоляция масляных выключателей испытывается повышенным напряжением частотой 50 Гц. Испытательное напряжение прикладывается: между токоведущими и заземленными элементами выключателя; токоведущими частями соседних полюсов; разомкнутыми контактами одного и того же полюса при отключенном положении выключателя.

Масляный выключатель считается выдержавшим испытание, если не было замечено разрядов, перекрытий, пробоя, нагрева изоляции. Кроме этих испытаний и измерений производят: измерение сопротивления контактов постоянному току; измерение времени движеиия и хода подвижных частей, вжима контактов при включении, одновременности замыкания и размыкания контактов выключателя; регулировку механизма привода выключателя; проверку действия механизма свободного расцепления; испытание выключателя многократным опробованием; отбор проб трансформаторного масла для последующего его испытания.

При опробовании выключателя на включение и отключение проверяют его четкое срабатывание на включение при напряжении на включающей катушке (0,75 — 0,80) U на постоянном оперативном токе и (0,80 — 0,85) U ном — на переменном. Отключение выключателя производят при оперативном постоянном и переменном токах напряжением соответственно (0,65 — 0,70) U ном и (0,60 — 0,65) U НОМ.

Большое внимание уделяют сопротивлению контактов выключателя постоянному току, так как оно характеризует качество контакта.

Измерение сопротивления проводят мостом постоянного тока РЗ16 или микроомметром М-246 (рис. 1, а, 6). Если оно увеличилось по сравнению с паспортными данными более чем в 1,5 раза, то выключатель включают и отключают не менее трех раз и повторяют измерения. В случае повторного несоответствия сопротивления норме прогружают контакты током 400 — 600 А при помощи нагрузочного устройства или сварочного трансформатора. Сопротивление контактов должно быть в норме. В противном случае контакты следует заменить.

Сопротивление включающей катушки привода измеряют мостом Р-333 по четырехзажимной схеме, а отключающей — по двухзажимной. Результаты замеров сравнивают с паспортными.



Рис. 1. Схема измерения сопротивления контактов масляного выключателя: а — мостом Р-316; 5 — микромметром М246

Сопротивление изоляции включающей и отключающей катушек и вторичных цепей проводят мегаомметром на 1 000 В, и оно должно быть не менее 1 МОм.

Проверку времени движения подвижных частей выключателя производят при залитом в бак масле и номинальном напряжении на зажимах катушек.

В эксплуатации допускается измерять время от подачи команды до момента замыкания или размыкания контактов, для чего используют электромеханический или (для большей точности) электронные секундомеры. За истинное значение времени принимают среднее арифметическое значение трех-пяти замеров, которые сравнивают с паспортным. Отклонения от паспортных данных должны быть не более чем на ± 10 %. Для испытаний собирают схему (рис. 2, а, б).

Трансформаторное масло испытывают на пробой, содержание механических примесей, взвешенного угля, водорастворимых кислот. Определяют кислотное число и тангенс угла диэлектрических потерь. У многообъемных выключателей любого напряжения и малообъемных выключателей напряжением 110 кВ и выше после отключения КЗ мощностью больше половины паспортного значения разрывной мощности производят испытание масла на наличие взвешенного угля. У малообъемных выключателей напряжением до 35 кВ масло не испытывается; оно заменяется свежим при капитальном ремонте, а также после трехкратных отключений КЗ мощностью больше половины паспортного значения разрывной мощности.

При испытании встроенных трансформаторов тока напряжением выше 1000 В сопротивление изоляции первичной обмотки проверяют мегаомметром на 2500 В, а изоляцию вторичной обмотки — мегаомметром на напряжение 500 — 1000 В. В обоих случаях сопротивление изоляции не нормируется, но при оценке состояния вторичной обмотки ориентируются на среднее значение сопротивления изоляции исправной обмотки — не менее 10 МОм.



Рис. 2. Схемы измерения времени хода подвижных частей масляного выключателя:

а — при включении; б — при отключении; КМ — контактор включения; YA — электромагнит; Q — масляный выключатель; РТ — секундомер; S — рубильник

Кроме того, встроенные трансформаторы тока испытывают повышенным напряжением промышленной частоты, которое выбирается исходя из материала изоляции и класса напряжения. Время испытания трансформаторов с фарфоровой, жидкой или бумажно-масляной изоляцией — 5 мин, а для изоляции из твердых органических материалов или кабельных масс — 1 мин.

Испытание выключателя повышенным напряжением промышленной частоты является заключительным этапом профилактических испытаний выключателя. Для таких испытаний закорачивает выводы выключателя и на них подают напряжение от испытательной установки.



Рис. 3. Метод определения полного хода подвижного контакта и хода в розеточном контакте (выключатели серии ВМПЭ и т.п.):

1 — штанга; 2 — колодка; Б — включенное положение; В — момент касания контактов; Г — отключенное положение (60 мм — ход в розеточном контакте; 208 мм — полный ход подвижного контакта)

Нормы испытательных напряжений приведены в Правилах.

Проверка хода подвижных стержней (контактов) и одновременности их замыкания и размыканий в розеточных контактах выключателей (например, ВМПЭ-10 на ток до 1600 А) определяется с помощью штанги 1 (рис. 3). Для этого отворачивают болты, снимают крышку полюса; вынимают маслоотделитель, поворачивая наружный рычаг механизма полюса вниз; подводят направляющую колодку 2 подвижного контакта до упора в буфер и заворачивают штангу в резьбовое отверстие колодки. При положении вала выключателя «отключено» соединяют наружные рычаги механизмов полюсов с изоляционными тягами и делают первую метку Г на штанге. При помощи рычага ручного включения, медленно включая выключатель, доводят подвижные контакты до касания с ламелями розеточного (неподвижного) контакта. Делают в этот момент вторую метку В на штанге и измеряют разновременность касания подвижных контактов при помощи ламп накаливания, собранных в схему (рис. 4) и зажигающихся при касании контактов в момент включения; их разновременность не должна превышать 3 мм. Затем продвигают подвижный контакт до упора и наносят третью метку Б на штанге, после чего производят измерение полного хода подвижного контакта между метками Г и Б (208+3) и (208-5) мм и хода в розеточном контакте между метками В и Б (60+3) и (60-5) мм у выключателей ВМПЭ-10 на ток до 1600 А. Ход в розеточном контакте измеряют во всех полюсах.



Рис. 4. Схема для определения разновременности касания дугогасительных контактов

Разновременность и ход подвижного контакта регулируют изолированной тягой. Для этого отключают выключатель и делают метку на штанге. Отсоединяют изолирующую тягу. Поднимают стержень вверх до упора и измеряют верхний недоход, который должен быть не более 6 мм; опускают стержень вниз до упора и измеряют нижний недоход, который должен быть не менее 3 мм. После регулировки до отказа заворачивают пробку маслосливного отверстия. Ход в розеточном контакте и полный ход подвижного контакта регламентируются инструкциями по эксплуатации выключателя.

Завершают испытания выключателя проверкой трехкратным включением и отключением при номинальном напряжении на выводах включающей и отключающей катушек электромагнитов.

Межремонтные испытания вакуумных и элегазовых выключателей проводятся без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением. Они сводятся к осмотру выключателя, который проводится без приближения к токоведущим частям на расстояние менее допустимого для наибольшего класса напряжения. При осмотре проверяют целостность и чистоту фарфоровой или полимерной изоляции, надежность заземления.

С помощью портативного компьютерного томографа «ИРТИС-2000» измеряют температуру частей выключателя и сравнивают ее с допустимой. Протоколы термографического обследования формируются с распечаткой на принтере.

Испытания разъединителей проводятся со снятием напряжения электромехаником и электромонтером тяговой подстанции IV группы.

Микроомметром М-246 поочередно замеряют сопротивление контактной системы всех фаз разъединителя. Значения сопротивления не должны превышать данных, указанных в паспорте разъединителя. Если данные отсутствуют, то можно воспользоваться табл. 1.

Допустимые значения сопротивлений контактной системы разъединителей

Таблица 1

С осмотров вентильных разрядников и  ограничителей перенапряжений (ОПН) начинают их межремонтные испытания. Взамен вентильных разрядников типа РВС и РВМГ на подстанциях могут быть использованы ограничители перенапряжений ОПН-(110-220) УХЛ.1, которые по всем основным показателям превосходят указанные аппараты. Они представляют собой разрядники без искровых промежутков, в которых активная часть состоит из металлооксидных нелинейных резисторов (МНР) с высоколинейной вольт-амперной характеристикой. Резисторы размещаются в корпусе из полимерного материала, выдерживающего температуру окружающего воздуха от -50 °С до +40 °С.

Испытания вентильных разрядников проводятся при выводе в ремонт оборудования, к которому они подключены, но не реже 1 раза в 8 лет, в сухую погоду при температуре не ниже + 5 °С. При меньших температурах наружного воздуха разрядники перед испытаниями должны быть прогреты при помощи воздуходувок или занесены в помещение на время не менее 10 часов. В состав испытаний входят следующие операции.

Измерение сопротивления изоляции элементов разрядника выполняют мегаомметром на 2500 В; величина сопротивления изоляции не нормируется, но должна отличаться не более чем на 30 % от паспортных данных. Сопротивление значительно увеличивается при обрыве цепи шунтирующих сопротивлений и уменьшается при увлажнении внутренних деталей. Сопротивление разрядников РВН, РВП, РВО должно быть не меньше 1000 МОм.

Сопротивление ОПН на номинальное напряжение до 35 кВ должно соответствовать требованиям завода-изготовителя, а для ОПН с номинальным напряжением 110 кВ и выше оно должно быть не менее 3000 МОм.



Рис. 5. Схема измерения токов проводимости разрядников

Измерение тока проводимости у разрядников с шунтируюшими резисторами и токов утечки у разрядников без них производят выпрямленным напряжением по схеме, приведенной на рис. 5. В качестве источника выпрямленного напряжения используют установку АИИ-70 с контрольной приставкой.

Величина пульсации выпрямленного напряжения допускается не более 10 %. Поэтому при измерении токов проводимости разрядников обязательно применение сглаживающей емкости С. Для исключения из результатов измерений тока утечки по поверхности изолятора рекомендуется применять экранное кольцо, которое представляет собой бандаж из двух-трех витков гибкой медной проволоки, наложенный на фарфор изолятора на расстоянии 10 — 20 мм от верхнего фланца изолятора.

Ток проводимости разрядника зависит от величины приложенного напряжения в третьей степени, поэтому измерять и контролировать напряжение необходимо только на стороне выпрямленного напряжения, для чего рекомендуется использовать киловольтметр типа С-196. Величины испытательных напряжений при измерениях токов проводимости или утечки разрядников, а также допустимые значения этих токов приведены в Инструкции [20]. Следует иметь в виду, что нормы на токи проводимости даются, как правило, для температуры +20 °С. При температурах, отличных от +20 °С, величины токов проводимости следует пересчитать по формуле



где tзам_ температура, при которой проводилось измерение, °С;

/изм — ток проводимости, измеренный при гзам, А.

Знак «минус» в скобках используется в случае, если температура t3aM выше +20 °С, знак «плюс» — при температуре ниже +20 °С.

Для измерения пробивных напряжений при промышленной частоте собирают испытательную схему (рис. 31) и прикладывают к разряднику плавно нарастающее напряжение. Время до пробоя не должно превышать 10с. Величину пробивного напряжения разрядника фиксируют по спаданию к нулю стрелки киловольтметра (момент разряда конденсатора через разрядник). За пробивное напряжение испытываемого разрядника принимают среднее значение четырех последних измерений из пяти; при этом ни в одном из измерений оно не должно отличаться от нормированных пределов более чем на 5 %.

Разрядники, не прошедшие испытания, заменяют.

ОПН не требуют какого-либо обслуживания и контроля в эксплуатации, и лишь один раз в два года проводится контроль длительных токов (токов проводимости). Величина допустимого тока, которую предварительно проверяют перед монтажом и сравнивают с паспортной, колеблется в пределах 1 мА.

Перед межремонтными испытаниями трансформаторы тока (ТТ) и трансформаторы напря;ения (ТН) осматривают, причем осмотр проводится со снятием напряжения. Перед отключением электроизмерительных приборов или токовых цепей реле защиты вторичную обмотку закорачивают.



Рис. 6. Схема. измерения пробивного напряжения разрядника на переменном

токе частотой 50 Гц:

1. — регулятор напряжения ЛАТР; 2 — испытательный трансформатор; 3 — защитный резистор (10 кОм); 4 — электростатический киловольтметр; 5 — измерительный трансформатор; 6 — испытываемый разрядник; 7 — вольтметр;

8 — реле тока РТ 40/10

Это исключает возможность пробоя изоляции большой разностью потенциалов, возникающей на концах вторичной обмотки при отключении нагрузки. При этом проверяют наличие заводской маркировки выводов обмоток, а также таблички на корпусе. Закрашенные или нарушенные обозначения восстанавливают. Визуально определяют правильность включения первичных обмоток проходных ТТ и монтажа (в соответствии с надписями «верх», «низ») встроенных и шинных; крепления выводов на них, а также на клеммных сборках. Проверяют выполнение заземления вторичных обмоток ТТ. При этом обращают особое внимание на заземление электрически связанных между собой ТТ и ТТ дифференциальной защиты, которые должны иметь единое заземление на клеммной сборке. Визуально определяют исправность изоляции и проводов цепей тока и напряжения в пределах камеры.

Сопротивление изоляции ТТ и ТН измеряют мегаомметром в следующей последовательности: обмотки трансформатора — корпус; обмотки ВН — обмотки НН; жилы проводов от выводов до сборного клеммника на камере относительно земли и между собой; жилы кабеля от камеры распределительного устройства до зажимов панели защиты относительно земли и между собой. Перед испытаниями для снятия остаточных зарядов обмотка должна быть заземлена не менее чем на 2 мин.

Если напряжение первичной обмотки трансформаторов выше 1 000 В, используют мегаомметр на 2500 В; вторичные обмотки, а также первичные до 1000 В проверяют мегаомметром на 500 — 1000 В. Замеры выполняют не менее трех раз и вычисляют среднее значение. Испытанную обмотку закорачивают и заземляют. Результаты измерений сравниваются с результатами предыдущих или заводских испытаний. В случае снижения сопротивления изоляции выясняют причины и устраняют их. В заключение измеряют сопротивление изоляции цепей всего присоединения относительно земли, минимальное значение которого должно быть не ниже 1 МОм. Кроме того, один раз в два года изоляцию вторичных обмоток ТТ и ТН испытывают повышенным напряжением 1000 В.

Измерение тангенса угла диэлектрических потерь tg δ изоляции обмоток проводят: у измерительных трансформаторов напряжения 35 кВ и выше, у которых оба вывода первичной обмотки рассчитаны на номинальное напряжение; у ТТ всех напряжений с основной изоляцией, выполненной из бумаги, бакелита или битуминозных материалов, а также у ТТ марки ТФН и ТФЗН — при неудовлетворительных показателях качества масла. При этом обращают внимание на характер изменения tg δ и емкости с течением времени. Это испытание проводят у трансформаторов тока с бумажно-масляной изоляцией на напряжение от 110 кВ.

Трансформаторное масло испытывают только у трансформаторов напряжения 35 кВ и выше, при напряжении ниже 35 кВ пробу не отбирают, а полностью заменяют его, если оно не удовлетворяет нормативам профилактических испытаний (табл. 2). У трансформаторов тока напряжением от 11 = 0 кВ выполняют отбор пробы масла.

Таблица 2.

Предельно допустимые показатели качества трансформаторного масла

* Испытывается только масло ТТ, которое имеет повышенное значение сопротивления изоля щи.

Испытание повышенным напряжением промышленной частоты проводится только д ля трансформаторов тока напряжением до 35 кВ.