Методы испытания изоляции напряжением промышленной частоты - Испытание мощных трансформаторов и реакторов

а)   Определения и характеристики испытательного напряжения

Различают два вида испытаний внутренней изоляции трансформаторов напряжением промышленной частоты:

1. напряжением 50 Гц, приложенным от постороннего источника (этому испытанию подвергается главная изоляция обмоток, имеющих одинаковый уровень изоляции линейного и нейтрального концов); 2) напряжением повышенной частоты, индуктированным полностью или частично в самом испытываемом трансформаторе. Этому испытанию подвергают внутреннюю (главную, продольную, а в трехфазных трансформаторах и междуфазную) изоляцию обмоток силовых трансформаторов классов напряжения 110—500 кВ с пониженным уровнем изоляции нейтрали обмоток ВН (более низким, чем уровень изоляции ее линейного конца).

Повторному испытанию, но двойным индуктированным напряжением при повышенной частоте подвергается продольная и междуфазная изоляции обмоток трансформаторов с одинаковым уровнем изоляции линейного и нейтрального концов обмотки, прошедших испытание напряжением 50 Гц, приложенным от постороннего источника.
Испытательное напряжение промышленной частоты характеризуется следующими данными: 1)  частотой; 2) амплитудным значением; 3) формой кривой напряжений и ее допустимым отклонением от синусоиды.
Согласно ГОСТ 1516.2-76 форма кривой испытательного напряжения на объекте испытания должна быть близкой к синусоиде и симметричной относительно временной оси. За значение испытательного напряжения принимается условное действующее значение напряжения, определенное делением амплитудного на √2. Частота напряжения должна быть 50±5 Гц, кроме случаев испытания изоляции напряжением, индуктированным в испытываемом трансформаторе или реакторе, когда допускается более высокая частота, но нс более 400 Гц. Эти требования вызваны тем, что разрушающее изоляцию действие испытательного напряжения может зависеть как от амплитудного, так и от действующего значения или от их комбинации.

Действующее значение установившегося тока КЗ на стороне ВН испытательной установки должно быть не менее I А. В целях защиты испытываемого объекта от случайного чрезмерного напряжения параллельно ему присоединяют через защитный резистор шаровой разрядник с пробивным напряжением 115—120% испытательного. При испытании напряжением, индуктированным в испытываемом трансформаторе, шаровой разрядник может быть присоединен на стороне НН испытываемого трансформатора или совсем отсутствовать в схеме испытания с измерением уровня частичных разрядов (§ 9-8). При этом должно отсутствовать самовозбуждение питающего генератора в режиме испытания (§9-5,б).
При испытании напряжением, приложенным от постороннего источника, во избежание заметного искажения формы кривой напряжения следует выбирать, помимо источника питания с практически синусоидальным напряжением, испытательный трансформатор с небольшим насыщением (не более 1,2 Т в режиме испытания). Если испытание производят от отдельного генератора с применением промежуточного трансформатора (например, при испытании индуктированным напряжением), то соединение обмоток генератора и промежуточного трансформатора выбирают так, чтобы генератор работал при более полном возбуждении.

б)  Общие условия испытания

Испытание внутренней изоляции трансформатора производят, как правило, на полностью собранных трансформаторах. Однако допускается не устанавливать части, не влияющие на электрические характеристики испытываемой изоляции (например, части системы охлаждения и пр.).
Для трансформаторов и реакторов, отправляемых с предприятия-изготовителя на место установки с демонтированными вводами, допускается испытывать внутреннюю изоляцию с инвентарными (не входящими в комплект данного трансформатора или реактора) вводами. Инвентарный ввод должен быть изготовлен по тем же чертежам, что ввод трансформатора или реактора, и может отличаться от него повышенной электрической прочностью изоляции. При испытании изоляции трансформаторов с измерением уровня частичных разрядов

(§ 9-8) допускается применять на вводах электростатические экраны, уменьшающие коронирование.
Перед испытанием изоляции активная часть трансформатора (или реактора) должна быть подвергнута термовакуумной обработке (сушке, пропитке твердой изоляции маслом, вакуумировке и т. п.) по технологии завода-изготовителя. Применительно к силовым трансформаторам и шунтирующим реакторам классов напряжения 110 кВ и выше эта технология должна соответствовать нормали [Л. 9-1] на технические требования к термовакуумной обработке силовых трансформаторов и автотрансформаторов.
Испытание воздушной изоляции должно проводиться при температуре окружающего воздуха от +10 до +35 С и относительной влажности не более 80%. Квалификационные и приемо-сдаточные испытания внутренней изоляции масляных или заполненных негорючим жидким диэлектриком силовых трансформаторов до 20 кВ включительно и приемо-сдаточные испытания силовых трансформаторов до 35 кВ включительно производят при температуре масла в верхних слоях, равной температуре окружающего воздуха.
Квалификационные испытания трансформаторов классов напряжения от 35 до 500 кВ и выше производят в нагретом состоянии при температуре масла в верхних слоях 60—75°С, а приемо-сдаточные испытания трансформаторов классов напряжения от 110 до 500 кВ —не ниже +55°С.
Перед испытанием проверяют состояние изоляции (нет ли увлажнения пли загрязнения). Перед измерением параметров изоляции (гл. 8) поверхность вводов, находящуюся в воздухе, тщательно очищают от загрязнений и жиров.
Значения пробивного напряжения пробы масла, залитого в трансформатор или реактор, определенные в стандартной ячейке по ранее действовавшему ГОСТ 6581-53, указаны в первом издании книги [Л. 8-12, стр. 180]. (ГОСТ 6581-75, срок действия которого установлен с 01.01.1977 г., предусматривает форму электродов измерительной ячейки, отличную от указанной в ГОСТ 6581-53.)
При новой форме электродов пробивное напряжение одной и той же пробы масла получается существенно более высоким, чем при старой. В связи с этим значения пробивных напряжений пробы масла из трансформаторов, указанные в [Л. 8-12, с. 180], подлежат уточнению в сторону их увеличения.
Согласно ГОСТ 1516.2-76 трансформатор должен быть установлен на испытательном поле (площадке) так, чтобы расстояния до посторонних предметов были не менее 150% наименьшего изоляционного расстояния между заземленными и имеющими высокий потенциал частями. Указанное расстояние может быть уменьшено, если на распределение напряжения (электрическое поле) испытываемой изоляции посторонние предметы мало влияют, например при испытании внутренней изоляции, находящейся в металлическом баке.