Эксплуатация городской сети - Профилактические испытания

Испытания после ремонта РУ выявляют качество произведенных работ и такие дефекты оборудования, которые внешним осмотром не могут быть обнаружены.

Испытание изоляции РУ. Одним из важнейших видов испытаний является проверка состояния изоляции элементов РУ, Под влиянием нагрева токоведущих частей и воздействия напряжения изоляция снижает свою электрическую прочность и изменяет электрические свойства. В изоляции из органических материалов возникает дополнительный нагрев, вызванный диэлектрическими потерями, т. е. потерями в самой изоляции (диэлектрике) при ее работе в переменном электрическом поле.
При наличии в изоляции слабых мест (в виде трещин, воздушных пустот и увлажнений) нагрев, вызванный диэлектрическими потерями, может привести к тепловому пробою изоляции. Проверка состояния изоляции выявляет слабые места в изоляции (местные дефекты).

Таблица 4-6
Нормы испытательного напряжения, кВ

Наиболее распространен метод контроля изоляции измерением сопротивления изоляции при помощи мегомметра. Этим методом обнаруживают слабые места в изоляции аппаратов, которые сопровождаются резким снижением сопротивления изоляции. При отсутствии явных пробоев измерение мегомметром дает представление о среднем состоянии изоляции, главным образом в отношении ее увлажнения и загрязнения.
Испытания фарфоровой изоляции ограничиваются приложением повышенного испытательного напряжения. Вводы, опорные изоляторы, изоляторы выключателей, реакторы, деревянные тяги и обмотки ВН трансформаторов тока испытываются при значениях испытательных напряжений переменного тока, приведенных в табл. 4-6.
При ограниченном напряжении испытательного оборудования можно испытывать фарфоровые изоляторы при значениях испытательного напряжения, указанных для остальной изоляции в табл. 4-6. Длительность приложенного испытательного напряжения — 1 мин. Испытательное напряжение должно быть ниже сухоразрядного напряжения между разомкнутыми контактами разъединителей, отсоединяющих испытуемый объект от рабочего напряжения.

При испытании РУ повышенным напряжением силовые трансформаторы, трансформаторы напряжения и кабели должны быть отсоединены и заземлены, а вторичные обмотки трансформаторов тока накоротко соединены с корпусом и заземлены. Перед началом испытания повышенным напряжением оборудование проверяется мегомметром на напряжение 2500 В; при этом сопротивление изоляции всей установки должно быть не менее 1000 МОм. При достаточной мощности непитательного трансформатора напряжение от него может быть подано сразу на все три фазы, соединенные вместе; в этом случае заземляющий проводник присоединяется к заземлению.
В противном случае испытательное напряжение подается поочередно только на одну фазу, а две фазы присоединяются при этом к земле. Напряжение должно плавно подниматься до испытательного значения и поддерживаться неизменным в течение всего периода испытания. Контроль ведется по вольтметру на стороне НН испытательного трансформатора. При пробое изоляции оборудования показания вольтметра будут резко изменяться от значения испытательного напряжения до нуля.
Испытание трансформаторов. При проведении текущих ремонтов трансформаторов производится измерение сопротивления изоляции обмоток силовых трансформаторов и трансформаторов напряжения с помощью мегомметра на 2500 В с пределом измерения не менее 10000 МОм. Отсчет сопротивления изоляции фиксируется через 15 с |и 60 с | после начала вращения рукоятки мегомметра. Оценка состояния изоляции обмоток трансформаторов производится сравнением измеренных абсолютных значений сопротивления изоляции на 60-й секунде с результатами заводского протокола испытания или предыдущего измерения с учетом температуры верхних слоев масла, принимаемой за температуру изоляции трансформатора, при которой производилось измерение. Коэффициент абсорбции    для сухого состояния изоляции
трансформатора должен быть не менее 1,3. При увлажнении изоляции абсолютное значение сопротивления изоляции, а также коэффициент абсорбции уменьшаются.
Как известно, большинство повреждений трансформаторов происходит из-за межвиткового замыкания в обмотке первичного напряжения. Обычные испытания трансформаторов не могут выявить дефектов витковой изоляции трансформаторов, так как в них не предусматривается испытание витковой изоляции. Поэтому дополнительное испытание изоляции витков трансформатора может быть произведено при двойном номинальном напряжении (2Uном), которое подводится к одной из обмоток (обычно вторичного напряжения). Обмотка другого напряжения при этом разомкнута.
Для сохранения индукции в стали в пределах расчетного двойное напряжение подводится к трансформатору при двойной частоте, т. е. 100 Гц.
В условиях эксплуатации изоляция витков испытывается напряжением, равным 1,3Uном при частоте 50 Гц. Напряжения 1,3Uном недостаточно для полноценного испытания витковой изоляции, и при возможности желательно применять напряжение 2Uном при частоте 100 Гц.
Трансформатор считается выдержавшим испытание, если
при испытании не были отмечены разряды в баке, выделение газа или же толчки и увеличение тока холостого хода.
Вывод трансформатора в ремонт производится только на основании сопоставления всех данных испытания и поведения трансформатора в эксплуатации.
Испытание выключателей. Широкое распространение получил метод измерения скоростей движения подвижных контактов выключателей с помощью вибратора.
Вибратор (рис. 4-3) представляет собой электромагнит, состоящий из катушки 1 и сердечника 2 с легким якорем 4. Якорь укреплен на стальной пружинящей пластинке 5, которая закреплена одним концом на корпусе вибратора 7.
На свободном конце пластины укреплена обойма 3 с графитовым стержнем от карандаша, против которого помещают бумажную ленту, связанную с траверсой выключателя.

Рис. 4-3. Разрез вибратора

В обойме имеется пружина, которая обеспечивает необходимое давление графитового стержня на бумагу. Катушка вибратора подключается к источнику переменного тока с частотой 50 Гц. Для безопасности персонала рекомендуется выполнять катушку вибратора на 12 В и включать его в сеть через промежуточный трансформатор.
При каждой полуволне тока (положительной и отрицательной) пластинка с графитовым стержнем притягивается к сердечнику и, таким образом, совершает 100 колебаний в секунду. Регулировочным винтом 6 подбирается амплитуда колебаний пластинки с карандашом, удобная для записи. Наибольшая амплитуда получается при настройке частоты колебаний пластинки в резонанс с частотой сети.
Для измерения скорости движения подвижных контактов к траверсе выключателя крепится специальная планка с полосками плотной бумаги. Вибратор устанавливается у этой планки таким образом, чтобы его карандаш совершал колебания поперек бумажной ленты и в направлении, перпендикулярном движению траверсы выключателя.

При движении траверсы выключателя с укрепленной на ней бумажной лентой карандаш вибратора будет чертить на ней волнообразную кривую (рис. 4-4). По этой виброграмме можно определить ход, время и скорость движения траверсы (подвижных контактов) выключателя. В частности ход траверсы определяется непосредственно измерением длины виброграммы; время движения траверсы устанавливается простым подсчетом «горбов» виброграммы. Так как пластинка вибратора с карандашом совершает 100 колебаний в секунду, то число горбов виброграммы равно числу сотых долей секунды. На рис. 4-4 виброграмма имеет 16 горбов, следовательно, время движения траверсы равно 0,16 с.

Рис. 4-4. Характеристика скорости включения выключателя — виброграмма
S1 — ход в контактах; s2 - ход в камере; S3 — полный ход траверсы

Скорость движения траверсы на всем пути различна. Поэтому можно говорить лишь о мгновенной скорости ее движения в тот или иной момент. По виброграмме скорость в различные моменты может быть определена как средняя скорость данного небольшого участка по формуле:

где v —скорость движения траверсы, м/с; s — путь, пройденный траверсой, см; t —время движения траверсы, с.
Так, например, на виброграмме (рис. 4-4) скорость в момент подхода контактов к камере может быть определена как средняя скорость участка, например АВ. Длина этого участка равна 4 см, время 0,02 с; следовательно, средняя скорость на участке АВ будет

При наладке выключателя и привода необходимо получать значения скоростей и характерные точки как можно быстрее непосредственно в процессе регулировки. Рекомендуется определять скорости по виброграмме следующим приближенным методом.
Для определения скорости в выбранной точке виброграммы измеряется расстояние (в сантиметрах) между соседними горбами, расположенными по обе стороны от точки, в которой

определяется скорость. Так как расстояние между горбами виброграммы соответствует времени 0,01 с, то скорость (в метрах в секунду):

Таким образом получается, что расстояние между соседними горбами виброграммы, измеренное в сантиметрах, численно равно скорости в данной точке, выраженной в метрах в секунду.

Так, например, на рис. 4-4 в момент подхода контактов к камере расстояние между соседними горбами виброграммы равно 2 см, что дает значение скорости в этот момент, равное 2 м/с. По виброграмме можно определить скорости в различных точках, пути движения траверсы и по ним построить кривую скоро
сти движения траверсы выключателя (рис. 4-5). Кривые скорости движения траверсы выключателя могут быть построены после окончания регулировки выключателя при оформлении ремонтной документации. В процессе регулировки достаточно определить на виброграмме значения скоростей в характерных точках, скорость в момент замыкания и размыкания контактов, максимальную скорость и т. п.

Рис. 4-6. Схема проверки одновременности включения контактов выключения по фазам

Снятие виброграмм рекомендуется производить только непосредственно на траверсе выключателя. Там, где это конструктивно сделать нельзя, следует применять соответствующие приспособления, позволяющие записать скорости движения подвижных контактов.
Проверка одновременности включения контактов производится  по схеме, приведенной на рис. 4-6. Выключатель при проверке включается вручную, медленно, до соприкосновения контактов. Момент замыкания контактов сигнализируется зажиганием соответствующей лампочки. Разновременность должна быть не более 2 мм для ВМГ-133 и 5 мм для ВМГ-10.
Проверка времени электрического включения и отключения выключателя (рис. 4-7) осуществляется в полностью собранном и залитом маслом выключателе. Производится 3—5 измерений по электрическому секундомеру и берется среднее арифметическое значение. Собственное время включения и отключения выключателя не должно отличаться более чем на 20% от средних значений, приведенных в табл. 4-7.
Сопротивление контактов выключателей измеряют отдельно для каждой фазы с помощью амперметра и вольтметра по методу падения напряжения или мостом Томсона (рис. 4-8).

Рис. 4-7. Схема проверки времени включения и отключения выключателя

Таблица 4-7
Собственное время действия выключателей

Неудовлетворительные результаты измерения могут получиться вследствие ослабления контактов самого выключателя или плохого соединения токоведущего стержня изолятора с неподвижным контактом. В таких случаях должно быть измерено сопротивление отдельных частей цепи. Следует иметь в виду, что после заливки маслом масляного выключателя сопротивление контактов повышается. Поэтому при регулировке контактов во время ремонта надо добиваться сопротивления контактов в 1,5—2 раза ниже значений, приведенных в табл. 4-8. Для определения сопротивлений контактов масляных выключателей, снабженных рабочими и искрогасительными контактами, рекомендуется измерять общее сопротивление рабочих и искрогасительных контактов и сопротивление только искрогасительных контактов, изолируя рабочие контакты бумажными прокладками.
Испытание контактных соединений. Проверка плотности контактных соединений шин и аппаратуры распределительных устройств (при сомнении в надежности контакта) проверяется номинальным током контакта или измерением падения напряжения на нем

Проверка номинальным током производится при помощи нагрузочного трансформатора по схеме рис. 4-9, а.
Максимальная температура контакта не должна превышать 80° С при окружающей температуре 35° С, т. е. перегрев не должен превышать 45° С.

Рис. 4-8. Схема измерения сопротивления контактов выключателя
1 — аккумулятор; 2 — реостат; 3 — переключатель прибора; 4 — резистор; 5 — шунт прибора; 6 — провод цепи напряжения; 7 — провод цепи тока; 8 — масляный выключатель; 9 —измеряемое переходное сопротивление

Измерение падения напряжения на контакте производится (рис. 4-9, б) с помощью аккумуляторной батареи 2—4 В, 40—60 А-ч. 

Рис. 4-9. Схема проверки качества контакта током (а) и методом падения напряжения (б)

Падение напряжения на контакте, измеренное милливольтметром 5—10 мВ, не должно превышать падения напряжения на участке шин той же длины, что и контакт, более чем в 1,2 раза; измерение в обоих случаях должно проводиться при одном и том же токе, контролируемом амперметром в цепи батареи.

Испытание заземляющих устройств.

Периодически должна производиться проверка состояния защитных заземлений сетевых сооружений. Измерение сопротивления заземления производится методам амперметра и вольтметра (рис. 4-10, а) или измерителем заземления московского опытного завода «Энергоприбор» (рис. 4-10, б).
По первому способу через испытуемое заземляющее устройство и вспомогательное заземление пропускается ток не менее 30—50 А.
При помощи вольтметра измеряется падение напряжения в испытуемом заземлении, для чего вольтметр включается между испытуемым заземлением и зондом, расположенным в точке с нулевым потенциалом. Сопротивление заземления (в омах) определяется по формуле

где I — ток, проходящий через контур, A; U — падение напряжения в испытуемом заземлении, В.
Измерение падения напряжения в испытуемом заземлении производится вольтметром с большим внутренним сопротивлением, например катодным или электростатическим вольтметром, включаемым для малых пределов измерения через трансформатор напряжения. В качестве источника тока применяется трансформатор с незаземленной нейтралью, не имеющей нагрузки; возможно также применение двух сварочных трансформаторов. При этом первичная обмотка одного трансформатора питается от сети, а вторичная подключена ко вторичной обмотке другого трансформатора. Для испытания заземляющего контура служит первичная обмотка второго трансформатора.
Вспомогательное заземление располагается на расстоянии не менее 100 м от контура заземления и от любых металлических частей, соединенных с заземлением (кабели, трубопроводы); зонд располагается на расстоянии не менее 50 м от контура заземления и от металлических частей, с ним соединенных.
При измерении измерителем заземления завода «Энергоприбор» (рис. 4-10, б) значение сопротивления отсчитывается непосредственно на шкале прибора.

Таблица 4-8
Допустимые значения сопротивления контактов выключателей

Рис, 4-10. Схема измерения сопротивления заземления: а — амперметром и вольтметром; б — измерителем заземления московского завода «Энергоприбор»
1 — контур заземления; 2— вспомогательное заземление; 3 — зонд; 4 — измеритель завода «Энергоприбор».

Заземление должно удовлетворять следующим требованиям: в установках с малыми токами замыкания на землю сопротивление должно быть таким, чтобы при протекании тока замыкания на землю в абсолютный потенциал заземляющего контура был не более 250 В в любое время года, т, е.В любых случаях Rа.з не должно превышать 10 Ом; в установках напряжением до 1000 В сопротивление заземления в любое время года должно быть не более 4 Ом.
Измерителем заземления завода «Энергоприбор» также производится электрическая проверка присоединения элементов РУ к контуру заземления по схеме рис. 4-11.

Рис. 4-11. Проверка присоединения аппаратуры к контуру заземления измерителем заземления завода «Энергоприбор»:
1 — контур заземления; 2 — измеритель заземления завода «Энергоприбор»; 3 — фланец опорного изолятора

При хорошем контакте прибор должен показывать нуль; при плохом контакте прибор показывает значение сопротивления контакта, а при отсутствии контакта показывает бесконечность. При оценке результатов испытаний следует руководствоваться книгой «Объем и нормы испытания электрооборудования» Минэнерго СССР 1976 г.