Испытание и проверка силовых кабелей - Испытание повышенным напряжением промышленной частоты

Испытание повышенным напряжением промышленной частоты допускается производить для кабельных линий напряжением 110—220 кВ взамен испытания выпрямленным током.
Величина испытательного напряжения для линий 110—250 кВ 145 кВ по отношению к земле, для линии 220—500 кВ 288 кВ по отношению к земле. Продолжительность испытания 5 мин.

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Установка для испытаний изоляции приложением повышенного напряжения переменного тока состоит из испытательного трансформатора, регулировочного устройства и контрольно-измерительных приборов.
Мощность испытательного трансформатора определяется по формуле, приведенной выше. Ее рекомендуется выбирать в 1,5—2 раза большей.
Емкость объекта с точностью, необходимой для выбора испытательного трансформатора, можно измерить на низком напряжении методом амперметра — вольтметра.
В таблице 3 даются основные технические данные стационарных специальных испытательных трансформаторов, предназначенных для испытания кабелей повышенным напряжением переменного тока.
При отсутствии испытательного трансформатора достаточной мощности возможно параллельное включение однотипных трансформаторов. При этом допустимая нагрузка испытательной установки увеличивается пропорционально количеству параллельно включенных трансформаторов.
При отсутствии трансформаторов на необходимое напряжение вторичной обмотки можно использовать последовательное включение трансформаторов.
При последовательном включении высоковольтных обмоток двух трансформаторов типа НОМ допускается последовательное (или параллельное) включение их низковольтных обмоток. При этом корпуса обоих трансформаторов должны быть надежно заземлены.
При наличии трехфазного силового или измерительного трансформатора, кроме фазового напряжения, можно использовать также междуфазовое напряжение его, заземляя вывод одной из фаз. Такое включение допустимо лишь тогда, когда изоляция нейтрали трансформатора рассчитана не менее чем на фазовое напряжение. При этом мощность трансформатора принимается равной 2/3 его номинальной мощности. При применении трансформаторов напряжения в качестве испытательных можно их кратковременно перевозбудить, повысив тем самым испытательное напряжение. При этом ток намагничивания не должен превышать величины, допустимой по условиям нагрева. Для трансформаторов напряжения типа НОМ допустимо перевозбуждение (повышение напряжения на первичной обмотке) на 50—70%.
Таблица 3

Основные данные испытательных трансформаторов

Примечание. При отсутствии специальных испытательных трансформаторов возможно применение имеющихся в наличии различных силовых трансформаторов и трансформаторов напряжения.

При испытании кабеля, имеющего большую емкость (длинный кабель), с целью уменьшения необходимой мощности испытательной установки и разгрузки питающей сети можно произвести компенсацию емкостного тока кабеля.
Компенсация производится подключением параллельно одной из обмоток испытательного трансформатора катушки индуктивности.
При подключении индуктивности параллельно высоковольтной обмотке уменьшается необходимая мощность испытательного трансформатора и регулирующего устройства.
При подключении индуктивности параллельно низковольтной обмотке разгружается от емкостного тока кабеля лишь регулирующее устройство.
Величину индуктивного сопротивления компенсирующей катушки в случае включения ее на стороне высокого напряжения следует выбирать близкой к величине емкостного сопротивления кабеля.
Для компенсации емкостного тока на стороне высокого напряжения могут быть применены дугогасящие катушки или специально изготовленные дроссели с изоляцией, соответствующей испытательному напряжению.
Измерение величины испытательного напряжения должно производиться способами, обеспечивающими погрешность измерения, не выходящей за пределы -10--+5%.

РЕГУЛИРОВАНИЕ

Регулировочное устройство должно обеспечить регулирование напряжения испытательного трансформатора от 25—30% до полного испытательного напряжения.
Регулирование должно быть плавным.
При ступенчатом регулировании ступень регулирования не должна превышать 1—1,5% величины испытательного напряжения.
Регулирование напряжения, при котором происходит разрыв цепи, недопустимо, так как может вызвать перенапряжения.
Мощность регулировочного устройства, как правило, не должна быть меньше мощности, потребляемой испытываемым кабелем.
Наиболее желательным является применение автотрансформаторных регулировочных устройств, которые достаточно удобны, экономичны и обеспечивают, как правило, плавное регулирование и позволяют получать регулируемое напряжение большей величины, чем напряжение сети питания.

СХЕМЫ ОСНОВНЫХ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОКОГО ИСПЫТАТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

На рис. 28 приведены схемы основных методов измерения высокого испытательного напряжения. Погрешность измерения не должна выходить за пределы от —10 до +5%.

а) Измерение на стороне низкого напряжения

Основным способом измерения напряжения является измерение на стороне низкого напряжения (рис. 28,а).

Рис. 28. Схемы измерения испытательного напряжения.
Подсчет величины испытательного напряжения производится по коэффициенту трансформации. При испытании объектов с большой емкостью напряжение на высоковольтной обмотке испытательного трансформатора за счет емкостного тока несколько возрастает. Поэтому в данном случае на низковольтную обмотку следует подавать пониженное напряжение, равное

где и'исп — напряжение на низковольтной обмотке испытательного трансформатора, в;
Uneп — испытательное напряжение, кВ;
К — коэффициент трансформации испытательного трансформатора;
UK — напряжение к. з. испытательного трансформатора, %;
М—отношение тока высоковольтной обмотки трансформатора при испытательном напряжении к номинальному току.

6) Измерение напряжения на отпайке обмотки высокого напряжения трансформатора

При применении специальных трансформаторов измерение напряжения следует производить при помощи отпайки от высоковольтной обмотки трансформатора (рис. 28,6). Для обеспечения необходимой точности измерения напряжения потребление вольтметра не должно превышать 5% номинального тока высоковольтной обмотки трансформатора.

в)       Измерение сравнительно невысоких напряжений

Измерение сравнительно невысоких напряжений рекомендуется производить трансформатором напряжения (рис. 28,в). При напряжении до 70 кВ допускается последовательное (каскадное) соединение первичных и вторичных обмоток двух соответствующих измерительных трансформаторов типа НОМ. Достаточная точность измерения при применении однотипных трансформаторов будет получена и при включении вольтметра к измерительной обмотке только одного трансформатора. Для измерения может быть использован также и любой трансформатор на необходимое напряжение (маломощный испытательный и т. п.). Трансформатором от маслопробивного аппарата можно измерять напряжения до 60 кВ; однако при этом корпус трансформатора и измерительный прибор следует изолировать от земли на напряжение 30 кВ.

г)       Измерение напряжения включением вольтметра через дополнительное сопротивление или омический делитель

При измерении испытательного напряжения путем включения низковольтного вольтметра через дополнительное сопротивление А на рис. 28,г или омический делитель Б возникает необходимость в громоздких дополнительных сопротивлениях на высокие напряжения.

д)      Измерение напряжения включением вольтметра через емкостные делители

Применение электростатических или катодных вольтметров позволяет использовать не только омические, но и более простые емкостные делители В (рис. 28,г).

Чтобы влияния внешних электростатических полей не исказили результат измерения, емкость делителя должна быть достаточно большой (100 пф и более в зависимости от силы влияющих полей). Коэффициент деления делителя в случае применения электростатического вольтметра должен быть таким, чтобы низшее измеряемое напряжение было примерно равно четверти предела измерения на данной шкале. Если коэффициент деления делителя при подключенном измерительном приборе неизвестен с достаточной точностью, для всех схем измерения напряжения при помощи делителей необходима предварительная градуировка прибора. Градуировка производится по шаровому разряднику.
Градуировка вольтметра по шаровому разряднику производится следующим образом:
между шарами разрядника устанавливается расстояние, соответствующее градуированному напряжению. Диаметр шаров разрядника не рекомендуется выбирать меньшим, чем двойная величина искрового промежутка, соответствующего наибольшему измеряемому напряжению. После установки на шаровом разряднике необходимой величины искрового промежутка следует произвести несколько разрядов с целью приведения разрядников в рабочее состояние;
на шаровом разряднике производится пять последовательных разрядов с интервалами не менее 1 мин при одновременном отсчете показаний вольтметра;
среднее арифметическое значение полученных отсчетов по вольтметру считается соответствующим разрядному напряжению, на которое установлен шаровой разрядник.
Скорость повышения напряжения на разряднике до 50% от пробивного может быть произвольной.
Дальнейший подъем напряжения с целью точного отсчета показания вольтметра в момент пробоя должен производиться со скоростью, не превышающей 1 % пробивного напряжения в секунду.
Если атмосферные условия при градуировке будут отличны от нормальных (барометрическое давление 760 мм рт. ст. и температура 20еС), то в данные градуировки вносятся поправки:
табличные значения пробивного напряжения умножаются на относительную плотность воздуха

где Р — барометрическое давление воздуха во время градуировки, мм рт. ст.-, t — температура воздуха во время градуировки, ° С.
Однако поправку на атмосферные условия в испытательное напряжение можно не вводить, так как она
в условиях, при которых обычно проводятся профилактические испытания, не превышает погрешности измерения напряжения.
Во избежание ошибок при измерении шаровыми разрядниками поле шаров не должно искажаться близостью посторонних предметов.
При заземлении одного из шаров расстояния от шара, находящегося под напряжением, до заземленных поверхностей не должны быть менее пяти диаметров шара при искровом промежутке менее диаметра шара; или десяти искровых промежутков при искровом промежутке более одного диаметра шара.
Расстояния от посторонних предметов, находящихся под напряжением, должны быть на 50% больше, чем указанные выше расстояния от заземленных поверхностей.
При измерении напряжения шаровыми разрядниками для устранения колебаний при разряде последовательно с шарами следует включать безындукционное не зависящее от напряжения сопротивление, минимальное значение которого определяется по следующим данным: