Испытание изоляциив в СЭС

Использование высоких напряжений в СЭС требует решения комплекса вопросов, касающихся обеспечения безаварийной работы изоляции. Уровень изоляции (напряжение, которое она может выдержать, не повреждаясь) в первую очередь определяется номинальным напряжением установки, в которой изоляция будет работать. Но во время эксплуатации вследствие различных внутренних и внешних причин к изоляции могут прикладываться напряжения, значительно превышающие номинальное. Это так называемые перенапряжения, которые можно разделить на атмосферные, связанные с разрядами молнии, и внутренние, возникающие при различных нормальных или аварийных коммутациях в СЭС либо при резком изменении режима ее работы.
Чтобы изоляция надежно работала при возникновении таких перенапряжений, она должна выдерживать напряжения, более высокие, чем номинальное. Эти напряжения, называемые испытательными, определяют электрическую прочность изоляции. Значения кратковременных испытательных напряжений промышленной частоты устанавливает ГОСТ 15161 — 99.
Некоторые электроустановки (например, кабельные сети с номинальным напряжением не более 20 кВ) полностью ограждены от воздействия атмосферных перенапряжений, поэтому электрооборудование в этих случаях может иметь облегченную изоляцию.
В процессе эксплуатации первоначальные диэлектрические свойства изоляции постепенно ухудшаются под влиянием внешних воздействий. Многие изоляционные конструкции работают при повышенных температурах, подвергаются механическим воздействиям (например, при коротком замыкании), увлажнению, загрязнению. Все эти факторы способствуют ускорению процесса старения изоляции, во время которого в изоляции могут развиваться различные дефекты, снижающие ее электрическую прочность. В результате последняя может уменьшиться настолько, что изоляция будет пробита под действием перенапряжений или даже нормального напряжения установки.
Для своевременного обнаружения развивающихся дефектов в изоляции разработана система профилактических испытаний в соответствии с ПУЭ.
Высоковольтное электрооборудование испытывают повышенным напряжением переменного тока частотой 50 Гц в течение 1 мин при вводе в эксплуатацию и периодически при капитальных ремонтах.
Изоляцию кабельных линий испытывают повышенным напряжением постоянного тока в течение 5 мин.
Установка, собранная по схеме, показанной на рис. , позволяет испытывать выпрямленным током изоляцию кабельных линии и оборудование распределительных устройств (РУ).
До и после испытания изоляции повышенным напряжением рекомендуется проводить осмотр испытуемого объекта и измерение сопротивления изоляции мегаомметром.
Дефекты изоляции можно разделить на сосредоточенные и распределенные. Сосредоточенные дефекты возникают в относительно небольшой части всего объема диэлектрика. Примером может служить трещина в фарфоре под шапкой подвесного изолятора, образующаяся от механических нагрузок. Такая трещина снижает механическую прочность и резко уменьшает пробивное напряжение изолятора.
Примером распределенного дефекта является увлажнение наружных слоев многослойной изоляции, которое происходит в результате впитывания влаги из окружающей среды.

Схема установки для испытания изоляции повышенным напряжением:
77, 72 — регулировочный и испытательный трансформаторы; FU — предохранители; Р — измерительный прибор; Rl—R10 — резисторы делителя напряжения; R11 — шунт к измерительному прибору; R12 — добавочный резистор к прибору; SN — переключатель измерения (встроен в прибор), В — высоковольтный вывод, 3 — заземленный вывод
Наиболее распространенный способ обнаружения общего ухудшения состояния диэлектрика — измерение тангенса угла диэлектрических потерь tg5 . Старение и увлажнение изоляции приводят к росту диэлектрических потерь и могут быть обнаружены измерением tg5 высоковольтным мостом. Но этот метод не выявляет многих сосредоточенных дефектов. В изоляции может произойти частичный пробой диэлектрика, в месте которого, как это часто образуется проводящий канал за счет обугливания изоляции. Такой дефект, приводящий к сильному снижению пробивной прочности, может быть обнаружен приложением повышенного испытательного напряжения.