Испытания фарфоровых подвесных и опорных изоляторов - Проведение периодических проверок, измерений и испытаний фарфоровых подвесных и опорных изоляторов

Проведение периодических проверок, измерений и испытаний фарфоровых подвесных и опорных изоляторов в эксплуатации

Нормы испытаний фарфоровых подвесных и опорных изоляторов.

Профилактические испытания фарфоровых подвесных и опорных изоляторов проводят при капитальном ремонте (К) и в межремонтный период (М).
К - проводится в сроки, устанавливаемые системой ППР, но не реже 1 раза в 8 лет.
М - в сроки, устанавливаемые системой ППР.
Объем профилактических испытаний, предусмотренный ПЭЭП, включает еле дующие работы.
1. Измерение сопротивления изоляции подвесных и опорных многоэлементных изоляторов.
2. Испытание повышенным напряжением промышленной частоты;
а) опорных одноэлементных изоляторов внутренней и наружной установки;
6) опорных многоэлементных и подвесных изоляторов.
3. Контроль многоэлементных изоляторов с помощью штанги.

Измерение сопротивление изоляции подвесных и опорных многоэлементных изоляторов.

Проводится при капитальном и текущем ремонтах.

Испытание повышенным напряжением промышленной частоты.

а) опорных одноэлементных изоляторов внутренней и наружной установки.
Испытания проводятся напряжением указанным в табл. 1.1 (изоляторы, испытываемые отдельно). Время приложения нормированного испытательного напряжения 1 мин.
б) опорных многоэлементных и подвесных изоляторов. Испытанию подвергаются вновь устанавливаемые многоэлементные и подвесные изоляторы.

Контроль многоэлементных изоляторов с помощью штанги.

Контроль осуществляется при положительной температуре окружающего воздуха с помощью измерительной штанги или штанги с постоянным искровым промежутком.
По результатам контроля изолятор бракуется, если на него приходится напряжение менее, указанного в табл. 2 и 3.

Таблица 2. Распределение напряжения на нормальных и дефектных элементах опорных многоэлементных изоляторов при контроле их измерительной штангой

Примечание: Данные табл. 19 приложения 1.1 ПЭЭП.
Остальные типы изоляторов контролируются исходя из рабочего напряжения и количества изоляторов.

Таблица 3. Распределение напряжения по изоляторам гирлянд при контроле их измерительной штангой

Примечание: Данные табл. 20 приложение 1.1 ПЭЭП. Сумма напряжений, измеренных по элементам изоляторов, не должна отличаться от фазного напряжения установки более чем на 10% для изоляторов, смонтированных на металлических конструкциях и опорах, и на 20% - на деревянных конструкциях и опорах.

Контроль подвесных и опорных изоляторов при помощи измерительных штанг производится по методу распределения напряжения по отдельным элементам в гирлянде изоляторов или склейкам колонки. Каждый изолятор гирлянды или колонки должен нести вполне определенное напряжение в зависимости от расположения изолятора или склейки и числа изоляторов в гирлянде или колонке, а также действующего фазового напряжения в электроустановке.
Если в изоляторе появилась трещина, то по мере ее увлажнения и загрязнения сопротивление изоляции дефектного изолятора уменьшится, следовательно, будет уменьшаться и напряжение на этом изоляторе.
Измерительные штанги не являются точными измерительным приборами и суммарное измеренное напряжение по элементам изоляторов в гирлянде может отличаться от фазового напряжения на ±10% для изоляторов, смонтированных на металлических конструкциях и опорах, и на ±20% - на деревянных.
Основным элементом измерительной штанги является измерительная головка разной конструкции. Наиболее распространены измерительные головки следующих конструкций:
- измерительная головка с изменяющимся искровым промежутком (конструкция ОРГРЭС);
- измерительная головка с постоянным искровым промежутком;
- измерительная головка с измерительным прибором.
Изолирующая часть штанги должна удовлетворять требованиям "Правил пользования и испытания защитных средств, применяемых в электроустановках".
Измерительная головка конструкции ОРГРЭС. Измерительная головка имеет два металлических щупа, закрепленных на изолирующем коромысле (см. рис. 2). Щупами головка подсоединяется к изолятору. Коромысло выполнено из бакелитовой трубки, со встроенным в нее блокирующим или, как его еще называют, разделительным конденсатором. Внутренняя обкладка конденсатора подсоединяется к щупу 8, внешняя 3 - к секторообразному подвижному электроду 4 искрового промежутка через металлический шарнир 11. Секторообразный электрод неподвижно связан с изолирующей частью штанги 9. Второй электрод 6 искрового промежутка - игла с экранирующей сферической поверхностью - закреплена на пластине из текстолита или гетинакса 7 и связана со щупом 8. На пластине нанесена шкала, отградуированная в киловольтах.
Конструкция электродов игла-плоскость позволяет получить более равномерную шкалу. Особенно при малых измеряемых напряжениях.
Изменение расстояния между электродами 4 и 6 осуществляется путем перемещения плоскости секторообразующего электрода 4 относительно иглы 6 при повороте изолирующей части штанги 9 вокруг оси.
Отсчет напряжения производится по шкале указателем 10, закрепленным на секторообразном электроде 4. В распределительных устройствах 35 кВ количество изоляторов в гирлянде не превышает двух элементов. Наличие конденсатора в головке препятствует возникновению короткого замыкания в распределительных
устройствах 35 кВ во время измерения изоляторов при повреждении одного изолятора гирлянде или склейке. Поэтому измерение распределения напряжения в сети 35 кВ производится только штангами с конденсаторной головкой, так как измерение бесконденсаторной головкой в сети 35 кВ может привести к аварии.

Рис. 2. Поворотная измерительная головка конструкции ОРГРЭС конденсаторного типа.
1, 8 - щупы; 2 - бакелитовая труба (с внутренней обкладкой конденсатора); 3 - хомут крепления (внешняя обкладка конденсатора); 4- подвижный секторообразный электрод; 5 - провод; 6 - неподвижный игольчатый экранированный электрод; 7 - изолированная пластина со шкалой; 9 - скоба крепления к изолирующей штанге; 10 - стрелка-указатель отсчета; 11 - шарнир металлический с пружиной; 12 - подшипник.

Наличие распределительного конденсатора в головке требует от эксплуатационного персонала правильного проведения измерения, так как на качестве измерения в очень сильной степени сказывается положение конденсатора головки в схеме измерения.
Гирлянда изоляторов представляет собой цепочку емкостей. Правильные результаты замеров будут только в тех случаях, когда искровой промежуток головки измеряет полное напряжение, приходящееся на изолятор. Это будет лишь в том положении штанги, когда конденсатор головки, который является в схеме измерения дополнительной паразиткой емкостью, не будет отбирать часть тока, проходящего по изолятору (см. рис. 3,а).
Измерение по схеме рис. 3,б неправильно, так как в этом случае через изолятор протекает ток Iизол – Iут, т.е. напряжение, замеренное штангой, будет меньше действительного. Градуировка штанги должна производиться по схеме рис. 7.3,а.
При неправильном положении ошибка в измерении может достигать 30%, и результаты замера могут привести к неправильной оценке состояния изоляции.

Рис. 7.3. Схема измерения.
а - правильная; б - неправильная.

Обычно правильное положение головки с конденсатором при контроле распределения напряжения по изоляторам должно быть таким, чтобы конденсатор 1 ее был обращен в сторону конструкции (портала), а неподвижный электрод 2 с контактной пружиной (тросиком) - в сторону провода, т.е. в сторону частей, находящихся под напряжением.
В распределительных устройствах напряжением 110 кВ и выше наименьшее число изоляторов и склеек в колонке 6 штук и поэтому повреждение одного или даже двух из них не может привести к короткому замыканию при измерении распределения напряжения по гирлянде или колонке, что делает применение головки с конденсатором ненужным и нецелесообразным.
Для проверок на ВЛ и подстанциях 110 кВ и выше рекомендуется к применению конструкция бесконденсаторной головки, которая обеспечивает качественное измерение распределения напряжения в гирляндах и колонках изоляторов.
Если в головке отсутствует конденсатор, то отсутствует и паразитная утечка тока, так как форма электрода не меняется. Поэтому погрешности при измерении не будет.
Для переделки головки в бесконденсаторную соответствующая часть бакелитовой трубки шунтируется металлической пластиной. Экран неподвижного электрода крепится металлической контргайкой и не имеет изолятора.
Измерительная головка с постоянным искровым промежутком.
Конструкцией данной головки предусмотрено, что разрядник вместе с сопротивлением и неоновой лампой укрепляется на бакелитовой трубке диаметром 20 мм и длинною 250 мм.
Градуировка разрядника производится с помощью электростатического вольтметра на величину минимально допустимую для данной склейки или изолятора.
При величинах напряжения, превышающих пробивное напряжение разрядника, слышится характерный треск и начинает светиться неоновая лампа.
При отсутствии разности (или недостаточности) напряжения на элементе пробоя искрового промежутка и зажигании неоновой лампы не произойдет.
Считается в удовлетворительном состоянии тот элемент, который дает свечение лампочки. Принципиальная схема измерительной головки представлена на рис. 7.4,а.
Измерительная головка конструкции Троицкого электромеханического завода. Измерительная головка данной конструкции применяется для сетей 35 - 220 кВ. В процессе эксплуатации универсальных измерительных штанг, изготовленных Троицким электромеханическим заводом, были выявлены их некоторые недостатки: слабые узлы стыковки, отслаивание лакового покрова изолирующих частей, значительный нагрев добавочного сопротивления измерительной головки при испытании ее повышенным напряжением, некачественное выполнение уплотнения бакелитовой трубки измерительной головки, в результате чего наблюдается загрязнение внутренней полости бакелитовой трубки и др.
В целях повышения эксплуатационной надежности штанг Троицкого электромеханического завода необходимо выполнять следующие мероприятия:
- проверять качество нанесения лакового покрытия и в случае необходимости осуществлять лакировку заново;
- перед проведением испытания измерительной головки повышенным напряжением производить разборку ее, подсушку и очистку внутренней полости от грязи с последующим покрытием лаком 4°С. После сборки измерительной головки промазать густым лаком 4°С все не плотности, через которые в бакелитовую трубку может попасть грязь.
Принципиальная схема измерительного головки представлена на рис. 4,6.
Полная шкала прибора соответствует 25 кВ, т. е. при измерениях результат необходимо умножить на 5.
Работы по проверке подвесной и опорной изоляции запрещается производить при наступлении грозы, при скорости ветра свыше 10 м/с, при тумане, дожде и мокром снегопаде, а также в темное время суток.
Проверку изоляции допускается проводить при температуре окружающего воздуха не ниже –10°С на ОРУ и не ниже –18°С на ВЛ.

Рис. 4. Принципиальная схема измерительной головки
а - с постоянным искровым промежутком; б - Троицкого электромеханического завода; Р - шаровый разрядник, выполненный из латунных шаров d=6-8 мм; R - сопротивление 1,5-2 кОм, мощность рассеяния 0,5-1 Вт (а), добавочное сопротивление - набор из сопротивлений МЛТ-1, расположенных в бакелитовой трубке, 150-160 МОм; С - разделительный конденсатор; Л-неоновая лампа типа МН; Д - диод полупроводниковый типа Д18 (Д2В); П - микроамперметр типа М-4204.

Работа со штангой, получившей продольное повреждение лакового покрова изолирующей части более 20%, запрещается.
Длина изолирующей части измерительной штанги не должны быть меньше 1.4 и 2.5 м, а ручка захвата 0.6 и 0.8 м для штанг на 110 и 220 кВ соответственно.
При работе с измерительной штангой должны соблюдаться расстояния от работающего до токоведущих частей, находящихся под напряжением: при напряжении 110 кВ - не менее 1.5 м, при напряжении 220 кВ - не менее 2.5 м.
При обнаружении дефектных (нулевых) элементов в колонке или гирлянде изоляторов, в количестве согласно табл. 7.4, дальнейшие замеры изоляторов в колонке или гирлянде должны быть прекращены. Невыполнение этого требования может привести к перекрытию гирлянды или колонки.

Таблица 4. Предельно допустимое количество дефектных элементов в колонке и гирлянде изоляторов

Нулевым элементом (склейкой) следует считать такой элемент, на котором отсутствует напряжение.
Измерительные штанги должны подвергаться периодическим электрическим испытаниям: в сезон измерений 1 раз в 3 месяца, но не реже 1 раза в год.
Внеочередные испытания штанги должны производиться при наличии признаков неисправности, после ее ремонта или при замене каких-либо частей.
Допускается производить испытание измерительной штанги по частям, т. е. штанга делится на 3 - 4 участка, к каждому участку прикладывается часть нормированного испытательного напряжения, пропорционального длине и увеличенная на 20%. Величина испытательного напряжения должна быть:
1. Изолирующая часть - измерительные штанги 35 кВ и ниже - трехкратное линейное напряжение, но не менее 40 кВ. Измерительные штанги 110 - 220 кВ - трехкратное фазовое напряжение на всю длину изолирующей части. Время испытания 5 мин;
2. Измерительная головка - измерительная головка с конденсатором испытывается напряжением 35 кВ в течение 3 минут. Измерительная головка без конденсаторов испытанию не подлежит.
Измерительная штанга и ее измерительная головка считаются выдержавшими испытание, если во время нахождения их под напряжением отсутствуют скользящие разряды и потрескивания, а также местные нагревы.
Работы по отбраковке "нулевых" подвесных и опорных изоляторов допускается проводить штангой-мегаомметром.
Штанга-мегаомметр представляет из себя малогабаритное высоковольтное устройство на напряжение 3000 В с измерительным прибором, позволяющим производить измерения сопротивления до 6000 МОм.
Высоковольтное устройство включает в себя источник питания постоянного тока, транзисторный преобразователь, трансформатор и выпрямительно-умножительную схему со стабилизатором напряжения. Высокое напряжение через защитное сопротивление и микроамперметр подается на щупы-электроды. Защитное сопротивление ограничивает ток при случайном прикосновении к высоковольтному выводу до величины не более 100 мкА, безопасной и не ощущаемой человеком. Мегаомметр имеет встроенное контрольное сопротивление 300 МОм.
Элемент изолятора считают "нулевым" (бракуется) если при измерении стрелка прибора установится справа от контрольной черты - сопротивление изоляции ниже 300 МОм.