Для испытания кабельных линий применяются мегомметры и специальные установки с кенотронными или полупроводниковыми выпрямителями.
Широкое применение для проверки состояния изоляции кабельных линий напряжением до 1 000 В получил мегомметр типа МС-05.
Мегомметр МС-05 состоит из генератора постоянного тока, измерительного прибора и добавочных сопротивлений. Генератор мегомметра представляет собой машину постоянного тока с возбуждением от мощных магнитов из никель-алюминиевого сплава. Якорь генератора достигает номинальной частоты вращения при вращении рукоятки прибора с частотой 120 об/мин. На валу якоря помещен центробежный регулятор, обеспечивающий постоянство частоты вращения якоря при увеличении частоты вращения рукоятки привода (рис. 8-6). Переменное напряжение якоря генератора выпрямляется на коллекторе, для сглаживания пульсации на выходе генератора подключен конденсатор. Мегомметр МС-05 дает на выходе напряжение 2 500 В.
Наличие центробежного регулятора оборотов обеспечивает правильное измерение сопротивления изоляции кабеля, имеющего большую емкость. Это объясняется тем, что при вращении ручки с частотой, обеспечивающей действие центробежного регулятора, через некоторое время, необходимое для зарядки емкости кабеля или иного объекта, напряжение на зажимах генератора устанавливается постоянным, вследствие чего через последовательно включенную рамку логометра не проходят зарядно-разрядные токи емкости объекта.
Рис. 8-6. Кинематическая схема генератора мегомметра МС-05.
1 — магнит; 2 — якорь; 3— регулятор скорости; 4 — собачка; 5 — шестерня, z=104; 6 — храповое колесо; 7 — рукоятка; 8 — шестерня; z=20; 9 — шестерня, z = 20; 10 — коллектор.
Измерительный прибор выполнен в виде магнитоэлектрического логометра с двумя, рамками. Одна из рамок (большая) включена на напряжение генератора через внешнее сопротивление, другая (малая) — через постоянное сопротивление на выводе генератора.
Так как ток в параллельно включенной (малой) рамке определяется постоянным сопротивлением, включенным с ней последовательно, а ток в последовательно включенной (большой) рамке зависит от величины измеряемого сопротивления, подвижная система измерения отклонится на угол, соответствующий данному отношению, т. е. соответствующий измеряемому сопротивлению.
Принципиальная схема мегомметра МС-05 приведена на рис. 8-7. Прибор мегомметра имеет три шкалы измерения, которые градуированы непосредственно в мегомах. Изменение пределов осуществляется одним переключателем на три положения, рукоятка которого расположена на крышке прибора.
При измерении изоляции кабеля относительно земли зажим 3 (земля) соединяется с металлической оболочкой кабеля или с заземлением. Зажим Л (линия) присоединяется к жиле хорошо изолированным проводом марки ПВЛ.
Переключатель пределов устанавливается в положение, соответствующее большему пределу измерения, после чего ручка мегомметра приводится во вращение с частотой 120 об/мин и производится отсчет по шкале в мегомах. При незначительном отклонении стрелки прибора от нуля необходимо перейти на следующий низший предел измерения.
Рис. 8-7. Принципиальная схема мегомметра МС-05.
Рис. 8-8. Общий вид мегомметра МС-05.
При измерении сопротивления изоляции между жилами кабеля зажимы «линия» и «земля» присоединяются к обесточенным жилам кабеля, а зажим «экран» присоединяется к металлической оболочке кабеля и измерение производится с учетом коэффициента переключателя пределов измерения.
Исправность прибора проверяется вращением ручки генератора при разомкнутых зажимах. В этом случае стрелка измерителя должна устанавливаться на отметке (бесконечность).
При замкнутых накоротко зажимах Л и З стрелка прибора должна установиться на нулевую отметку. В таком режиме разрешается только кратковременная работа прибора. Общий вид мегомметра МС-05 и его размеры показаны на рис. 8-8. Масса прибора 10,5 кг.
Для испытания изоляции кабельных линий выше 1000 В используются специальные испытательные установки с кенотронными лампами или полупроводниками. В зависимости от назначения эти установки подразделяются на переносные, стационарные или передвижные и установки, смонтированные на автомашинах.
Переносные испытательные установки удобны для использования в сетевых организациях и на промышленных предприятиях, в эксплуатации которых имеется небольшое количество кабельных линий выше 1 000 В и приобретение более дорогой передвижной установки нерентабельно. Эти установки необходимы также во всех случаях, когда концевые муфты или заделки кабельных линий недоступны для перевозных установок на автомашинах, а стационарные испытательные установки в данном распределительном устройстве не предусмотрены.
В качестве переносной испытательной установки может быть рекомендована малогабаритная установка, изготовленная и применяемая в Ленинградской кабельной сети (ЛКС) Ленэнерго для испытания кабелей и оборудования на номинальное напряжение 6 кВ. Состоит она из высоковольтного устройства и пульта управления.
Высоковольтное устройство представляет собой испытательный однофазный трансформатор и высоковольтный выпрямитель, собранный на полупроводниковых диодах. Выпрямитель помещен в баке высоковольтного трансформатора, выполненного из оргстекла. Высоковольтное устройство имеет вывод переменного и постоянного тока. Разрядка кабеля осуществляется через сопротивление посредством электромагнитного устройства, управление которым выведено на пульт. Все высоковольтное устройство размещено в деревянном разъемном футляре, размеры которого 230X230X390 мм.
Пульт управления установки соединяется с высоковольтным устройством специальным гибким многожильным шланговым проводом длиною, обеспечивающей безопасное расстояние для персонала при испытании кабеля. На пульте смонтированы низковольтные коммутационные устройства и приборы контроля: сетевой вольтметр, киловольтметр и миллиамперметр.
Регулировка напряжения осуществляется регулировочным автотрансформатором с редуктором.
В качестве магнитного пускателя и максимального автомата использованы реле типа МКУ-48. Пульт установки помещен также в деревянный футляр, размеры которого 240X230X230 мм.
Испытательная установка (рис. 8-9) имеет следующие технические данные:
Установка надежна, легко переносится одним человеком. Сборка и подготовка к испытанию занимают несколько минут, эксплуатируется в ЛКС Ленэнерго в течение ряда лет с хорошими результатами и на выставке достижений народного хозяйства СССР получила положительную оценку.
Рис. 8-9. Схема малогабаритной испытательной установки ЛКС Ленэнерго.
1 — предохранитель; 2 — защитный конденсатор; 3— регулятор напряжения; 4 — концевой замыкатель; 5 — сетевой переключатель; 6 — сетевой вольтметр; 7 — ограничительное сопротивление; 8 — лампа сигнализации; 9 — выпрямитель полупроводниковый; 10 — сопротивление шунта максимального автомата; 11 — выключатель электромагнита заземления; 12 — максимальный автомат; 13 — испытательный трансформатор; 14 —киловольтметр; 15 — высоковольтный полупроводниковый выпрямитель; 16 — выравнивающее сопротивление; 17 — разрядное устройство; 18— миллиамперметр; 19 — газовый разрядник; 20— пусковое реле; 21 — ключ переключателя пределов миллиамперметра; 22 — ключ пускового реле; 23 — сглаживающий конденсатор.
Рис. 8-10. Общий вид аппарата АИИ-70.
Стационарные или передвижные испытательные установки в основном предназначаются для электростанций и подстанций, где имеются распределительные устройства с большим количеством присоединенных кабельных линий. В случае применения стационарных устройств для испытания вдоль всего распределительного устройства прокладывается специальная кенотронная шинка, что позволяет произвести испытание любой кабельной линии без передвижения кенотронной установки. Стационарные испытательные установки собираются эксплуатирующими и монтажными организациями или для этого используются передвижные испытательные установки, изготовляемые отечественными заводами или различными иностранными фирмами.
Аппарат АИИ-70 предназначен для испытания твердых н жидких диэлектриков напряжением постоянного тока до 70 кВ (рис. 8-10). Он состоит из передвижного пульта управления на колесах и кенотронной выпрямительной приставки, к нему придается штанга для заземления.
Аппарат для удобства переноски скомплектован из корпуса с пультом управления, трансформатора и кенотронной приставки. Принципиальная схема аппарата приведена на рис. 8-11.
Регулирование испытательного напряжения осуществляется регулятором напряжения, который имеет дополнительную обмотку для питания сигнальных ламп.
На переднем щите пульта установлена дверца, открывающая доступ к предохранителям и вилке переключения напряжения сети на 127 и 220 В. На крышке пульта размещены сигнальные лампы, автоматический выключатель с -встроенной в нем максимальной защитой, переключатель максимальной защиты, помехозащитный конденсатор, киловольтметр и шнур питания с вилкой для присоединения к сети и колодкой для присоединения к аппарату.
При присоединении аппарата к сети загорается зеленая лампа, а после включения автоматического выключателя — красная лампа.
Рис. 8-11. Принципиальная схема аппарата АИИ-70.
1 — регулятор напряжения; 2, 3 — сигнальные лампы; 4 — предохранитель; 5 — переключатель напряжения; 6 — автоматический выключатель; 7 — переключатель максимальной защиты; 8 — помехозащитный конденсатор; 9 — киловольтметр; 10 — контакт автоматического выключателя; 11 — трансформатор; 12 — кенотрон; 13 — микроамперметр; 14 — переключатель пределов измерения; 15 — шунт; 16 —защитный разрядник; 17 — сглаживающий конденсатор; 18 — сосуд с жидким диэлектриком; 19 — трансформатор; 20 — пульт управления; 21 — выпрямительная кенотронная приставка; 22 — крючок для разряда.
Максимальная защита имеет чувствительную и грубую уставки. Чувствительная уставка обеспечивает отключение аппарата при коротком замыкании на стороне высокого напряжения трансформатора; при этом защита не должна срабатывать при вторичном напряжении 70 кВ и вторичном токе 5 мА. Грубая уставка обеспечивает отключение аппарата при коротком замыкании на стороне высокого напряжения, при этом защита не должна срабатывать в режиме минутной мощности 2 кВ-А при напряжении 50 кВ. Киловольтметр имеет градуировку в киловольтах максимальных и действительных. На крышке пульта имеется дверца, через которую устанавливается банка с испытуемым жидким диэлектриком.
Кенотронная приставка представляет собой маслонаполненный цилиндр, внутри которого размещены трансформатор и кенотрон. Сверху приставки установлен трехпредельный микроамперметр для измерения токов утечки с переключателем пределов, шунтами, защитным разрядником и сглаживающим конденсатором. Микроамперметр отградуирован на 200, 1 000 и 5 000 мкА. Конструкция экранировки микроамперметра обеспечивает исключение токов утечки самого аппарата при измерении токов утечки. Переключатель пределов измерения микроамперметра устроен таким образом, что в начальном положении он шунтирует прибор полностью, а затем, переключая рукоятку переключателя пределов с предела большей кратности на меньший и нажимая кнопку, производят измерение тока утечки.
Приставка имеет выводы для присоединения переменного тока высокого напряжения и испытуемого объекта. Штанга заземления служит для снятия заряда и глухого заземления испытуемого объекта. Она выполнена в виде бакелитового цилиндра, внутри которого встроено разрядное сопротивление.
Для испытания постоянным током кенотронная приставка устанавливается на откидной дверце пульта управления и подключается испытуемый объект. Подается напряжение на пульт управления, при помощи регулятора напряжения поднимается напряжение до испытательной величины (по шкале, отградуированной в киловольтах) и измеряется ток утечки.
Испытания переменным током производят без присоединения к высоковольтному выводу трансформатора, напряжение поднимается при помощи регулятора до испытательной величины.
Испытательная стационарная установка типа УИС-50-64 (рис. 8-12 и 8-13) сконструирована ЛКС Ленэнерго. Она предназначена для испытания повышенным напряжением переменного и выпрямленного тока изоляции оборудования и кабелей 6 и 10 кВ.
В установке применен трансформатор типа УРС-55а, а для выпрямления напряжения масляно-селеновый выпрямитель типа 15ГД28А (4500 шайб).
Рис. 8-12. Общий вид установки УИС-50-64 Л КС Ленэнерго.
Трансформатор и выпрямитель смонтированы в одном баке. Регулирование напряжения осуществляется с помощью регулировочного автотрансформатора типа РНО-250-2. Присоединение установки к объекту испытания осуществляется при помощи съемной катушки, на которой намотан высоковольтный провод марки ПВЛ.
Подключение к катушке вывода переменного или выпрямленного тока и снятие остаточного заряда с кабеля производится с помощью высоковольтного переключателя.
Передвижные испытательные установки нашли широкое применение в городских кабельных сетях. Монтируются они непосредственно электросетевыми предприятиями или монтажными организациями применительно к своим условиям.
Рис. 8-13. Схема испытательной установки УИС-50-64.
1 — трансформатор испытательный УРС-55а; 2 — выпрямитель селеновый 15ГД28А; 3 — переключатель выхода; 4— магнитный пускатель испытательного трансформатора ПМН-2; 5 — реле ЭТ-523/10 : 6 — выключатель магнитного пускателя КВ; 7 — переключатель пределов миллиамперметра КВФ; 8 — вольтметр сетевой Э-50; 9 — киловольтметр Э-50; 10 — миллиамперметр М-24; 11 — сопротивление ограничительное ПЭ-50, 1 500 кОм; 12 — лампа сигнальная ЛБ-26, 26 В, 0,15 А; 13 — автотрансформатор регулировочный РНО-250-2; 14— блокировка нулевая ПМ-1; 15 — выключатель сети КВФ; 16 — конденсатор защитный КБГП, 2X0,5 мкФ; 17 — автомат сетевой АП-50-3 МТ; 18 — конденсатор сглаживающий КБГП-30-0,5; 19 — сопротивление разрядное.
Для размещения испытательной установки очень удобна автомашина ГАЗ-69, оснащенная специальным кузовом, или автомашина УАЗ.
На рис. 8-14 показан общий вид передвижной испытательной установки, разработанной Московской кабельной сетью (МКС) Мосэнерго, собранной по . схеме на рис. 8-15 но без генерирующего блока и применяемой для испытания изоляции кабельных линий и оборудования распределительных устройств до 10 кВ включительно.
Установка имеет следующие технические данные:
Напряжение питающей сети . . 127/220 В, 50 Гц
Максимальное выпрямленное напряжение 60 кВ
Максимальное переменное напряжение ............... 42,5.. кВ действ
Максимальный выпрямленный Т ок............................ 30 мА
Мощность трансформатора . 8 кВ-А
Все оборудование высокого напряжения и аппаратура расположены в задней части кузова и отделены сплошным текстолитовым щитом. Управление установкой осуществляется из отсека в передней части фургона, для чего на щите смонтированы электроизмерительные приборы и рукоятки управления.
В целях предотвращения повреждений от сотрясения крепление аппаратуры, приборов и оборудования осуществлено с помощью амортизационных резиновых прокладок и пружин.
Рис. 8-14. Общин вид передвижной испытательной установки на автомашине ГАЗ-69.
а — вид на высоковольтный отсек; б — вид на пульт управления.
На автомашине смонтирован специальный барабан со шланговым проводом длиной 30 м, с помощью которого установка присоединяется к сети.
Кенотронная автомашина укомплектована изолирующими стойками для крепления провода марки ПВЛ, которые расстанавливаются в необходимом количестве по мере надобности при присоединении установки к испытуемому кабелю. Такие же стойки используются для крепления каната, ограждающего автомашину и охранную зону высоковольтного провода от кенотронной установки до подстанции, где провод присоединяется к испытуемому кабелю.
Монтаж всей установки осуществляется по развернутой схеме, что позволяет легко проконтролировать и при необходимости быстро отремонтировать любой элемент схемы. Практика показала, что исполнение монтажа передвижной испытательной установки по развернутой схеме имеет большое эксплуатационное преимущество по сравнению с испытательной установкой, смонтированной в виде пульта.
Рис. 8-15. Принципиальная схема испытательной установки, смонтированной в автомашине УАЗ с питанием от электросети 220 в и от собственного генератора.
1 — пробивной предохранитель; 2 — миллиамперметр; 3 —шунт с выключателем; 4 — трансформатор повышающий 2 кВ-А, 42500/220 В; 5 — Кидовольтмегр; 6 — сопротивление: 7 — выпрямитель; 8 — сопротивление разрядное, 50 кОм; 9 — зажим для подключения объекта; 10 — рубильник, шунтирующий выпрямители; 11 — рубильник заземляющий; 12 — реле токовое; 13 — пускатель магнитный; 14 — кнопки управления; 15 —лампа сигнализации; 16 — регулировочный автотрансформатор 2 кВ-А, 250 В; 17 — зажим для подключения заземления; 18 — переключатель источника питания; 19 — выключатель освещения генератора; 20 — лампа, 12 В; 21 — розетка штепсельная; 22 — трансформатор понижающий 150 В-А, 220/12 В; 23 — амперметр; 24 — вольтметр; 25 — кнопка пуска возбуждения генератора; 26 — сопротивление; 27 — выпрямитель селеновый; 28 — частотомер генератора; 29 — генератор ГАБ-2-А-230 ; 30 — сопротивление полупеременное; 31 — сопротивление переменное регулирования возбуждения.
В сетевых условиях очень удобно, а иногда и необходимо иметь испытательную установку, имеющую независимый генерирующий источник электроэнергии. В этом случае установка размещается в кузове автомашины УАЗ или ГАЗ-63 и монтируется по схеме на рис. 8-15. Приводом для генератора в этом случае служит автодвигатель автомашины.
Рис. 8-16. Схема передвижной установки для испытания повышенным напряжением кабельных линии 35 и 110 кВ.
Установка Л КС Ленэнерго, смонтированная в кузове автобусного типа автомашины ЗИЛ-150, предназначена для испытания повышенным напряжением кабелей 35 и 110 кВ.
Установка смонтирована по схеме рис. 8-16 и состоит из:
однофазного высоковольтного рентгеновского трансформатора типа ЭТВ-35 мощностью 4 кВ-А, напряжением 0,22/80 кВ, установленного на изоляционной конструкции;
разделительного трансформатора 4 кВ-А на соотношение напряжений 0,22/0,22 кВ с изоляцией вторичной обмотки на 110 кВ;
трансформаторов накала кенотронов, одного с изоляцией на 200 кВ;
двух кенотронных ламп типа К.Р-220;
регулировочного трансформатора типа РНО-250-5;
двух конденсаторов по 0,11 мкФ 110 кВ.
Установка позволяет получить выпрямленное напряжение до 200 кВ по двухполупериодной схеме удвоения и может быть использована для испытания кабельных линий 110 кВ. В этом случае установка дополняется приставкой, смонтированной на автоприцепе типа 1АП-1,5. В приставке смонтированы еще один конденсатор емкостью 0,11 мкФ на напряжение 110 кВ и два кенотрона с высоковольтными трансформаторами накала. С помощью этой приставки собирается схема утроения, позволяющая получить выпрямленное напряжение до 275 кВ.
Передвижные лаборатории типа ЭТЛ-35/2 спроектированы ВНИПИсельэлектро. Лаборатория размещена в кузове автомашины ГАЗ-66 с хорошей проходимостью по дорогам любой категории, что весьма важно для сетевых условий; она предназначена для выполнения всего комплекса профилактических испытаний кабельных линий и оборудования электросетей 6—35 кВ.
