Испытания масляных выключателей 6-35 кВ - Испытание вводов

Рис. 12. Ввод конденсаторного типа.
1 — стопорная муфта: 2 — штифт стальной; 3 — уплотняющая резиновая прокладка; 4 — гайка латунная контактная; 5 — наконечник медный; 6 — колпак стальной: 7 — шайба латунная; 8 — шайба резиновая толщиной 12 мм; 9 — крышка из немагнитного чугуна: 10 — покрышка; 11 — фарфоровая покрышка; 12 — масса: 13 — токоведущий стержень; 14 и 18 — гайки латунные (установлены на пакле с суриком); 15 — латунный фланец; 16 — шайба картонная; 17 — конденсаторная втулка; 19 — фланец; 20 — бандаж; 21 — кожух.

Главными изолирующими частями масляных выключателей 35 кВ являются проходные изоляторы (вводы). Ввод (рис. 12) состоит из конденсаторной втулки 17, представляющей собой медную трубу, на которую намотано несколько слоев бакелизированной бумага, чередующейся с цилиндрическими прокладками из станиоля; фарфоровой покрышки 11  токоведущего стержня 13, проходящего через весь ввод; чугунного фланца ввода 20 с кожухом 21, с помощью которого ввод укрепляется на MB. Внутренняя полость ввода залита специальной заливочной массой 12. Под крышкой выключателя в нижней части каждого ввода встраиваются трансформаторы тока. Первичной обмоткой трансформатора тока служит токоведущий стержень 13, вокруг которого на сердечнике из трансформаторной стали выполнена вторичная обмотка. Учитывая необходимость наличия различных коэффициентов трансформации, трансформаторы тока изготавливают с отпайками (А—Б, А—В, А—Г, А—Д). Имеется два типа встроенных трансформаторов тока:
ТВД и ТМГД (для дифференциальной защиты) и ТВ, ТВМ (для измерения).
Вводы транспортируются как вместе с выключателями, так и отдельно от них в специальной упаковке. Вводы, которые транспортируются отдельно, и резервные вводы перед установкой их на выключатель необходимо проверить и испытать по программе, описанной ниже. Для этого монтажники устанавливают их на специальные козлы в вертикальном положении.

Внешний осмотр.

При осмотре вводов проверяются: армировочные швы — на отсутствие трещин и выкрашиваний, через которые может проникнуть заливочная масса ввода; в случае наличия небольших швов их шпаклюют специальной замазкой и прокрашивают сверху масляной краской; если невозможно устранить трещины и выкрашивания, то необходимо заменить вводы резервными;
нижняя часть конденсаторной (бакелитовой) втулки — на отсутствие царапин и повреждений лакового покрова; при наличии небольших царапин и повреждений необходимо место повреждения зачистить стеклянной шкуркой, протереть авиационным бензином и покрыть влагостойким лаком;
фарфоровая крышка — на отсутствие трещин и сколов; вводы, имеющие площадь скола юбки фарфора более 10—14 мм2 и трещины, заменяются новыми;
наличие всех деталей ввода (гаек, шайб, медного наконечника и т. п.);
крепление и герметичность труб проводки, встроенных трансформаторов тока.

Измерение сопротивления изоляции

Измерение сопротивления изоляции производится мегомметром 2500 В. Измеряется сопротивление изоляции токоведущего стержня относительно чугунного фланца ввода. Величина сопротивления изоляции должна быть не менее 1000 МОм.

Измерение тангенса угла диэлектрических потерь

Измерение тангенса угла диэлектрических потерь tg δ. Основным методом контроля состояния органической изоляции (вводов, бакелитовых тяг, изоляторов и т. д.) является измерение tg δ.
Изоляция, которая находится под воздействием напряжения переменного тока, поглощает некоторое количество энергии. Эта энергия превращается в тепло, а поглощение в единицу времени энергии (мощности) определяет диэлектрические потери в изоляции. Определение этих потерь непосредственно очень затруднено, и поэтому изоляцию рассматривают как диэлектрик конденсатора (условно — для измерения этих потерь), производя измерение тангенса угла между полным током 1Х и емкостным током 1с (рис. 13). Из рисунка видно следующее: а) Если диэлектрических потерь в изоляции нет, то угол 6—0°, так как все внутренние дефекты изоляции и ее увлажненность влияют на величину тока /а, который в этом случае практически будет равен нулю.
б) При наличии диэлектрических потерь (величина тока увеличилась) угол будет равен 6—90—ф.
Из теории электротехники известно, что

где С — емкость измеряемого объекта; w — угловая скорость; Р — диэлектрические потери мощности.
Следовательно, при постоянных U, а и С чем больше диэлектрические потери, тем больше tg δ. На величину tg δ оказывают влияние температура изоляции и величина прикладываемого к ней напряжения. Поэтому измерение tg δ желательно производить три температуре 10— 30 °С и напряжении 10 кВ, так как в интервале температур 10—30 °С tg δ мало зависит от температуры. Обычно tg δ измеряют в процентах, т. е.tg δ% = 100 tg δ. Измеряя tg δ, получают характеристику состояния диэлектрика: объем увлажнения изоляции, местные сильно развитые дефекты изоляции, сосредоточенные дефекты изоляции.
Измерение tg δ производится специальным мостом типа МД-16 или Р-595, устройство и принцип работы которого описаны в специальной эксплуатационной инструкции.

Рис. 13. Векторная диаграмма токов в диэлектрике.
1а — активная составляющая тока, зависящая от величины сопротивления; 1с — реактивная составляющая тока, зависящая от емкости диэлектрика; 1Х — полный ток: U — напряжение.
Малогабаритный мост типа МД-16 (рис. 14) предназначен для измерения емкости и tg δ. Мост типа МД-16 имеет следующие технические данные: питание осуществляется от сети 127/220 В переменного тока; пределы измерений tg δ от 0,5 до 60%, емкости — от 30 пФ до 0,4 мкФ, работа моста осуществляется на
Напряжениях 6—10 кВ и 100 В; погрешности измерения по емкости ±5%, а по tg δ от ±0,3% (при tg δ от 0,5 до 3%) до ±10% (при tg δ от 3 до 60%); масса моста 27 кг. В комплект моста входит образцовый конденсатор типа ОК-83 на 10 кВ.
Мост работает по принципу моста Шеринга (рис. 15) и состоит из четырех плеч. Плечами моста являются:

Рис. 14. Общий вид моста типа МД-16 и схемы измерения. а — нормальная схема; б — перевернутая схема; Сх — испытуемый объект (выключатель); О/С — образцовый конденсатор; ВВ, 3, НВ — маркировки выводов образцового конденсатора; Сх, Э и СN — маркировки концов экранированного кабеля; ПЧ — переключатель чувствительности: ПП — переключатель полярности; С, — магазин емкостей на трн декады; Rs — магазин сопротивления на четыре декады; р — реохорд; ПШ — переключатель шунтов; Г — гальванометр; Тр — испытательный трансформатор испытуемый объект Сх, образцовый конденсатор CN, регулируемое активное сопротивление R3, параллельно включенные активное сопротивление Rt и переменная емкость С4. Питание на мост типа МД-16 подается от испытательного трансформатора Тр на вывод Сх испытуемого объекта; второй вывод Сх подсоединяется к мосту; вывод Э моста заземляется (нормальная схема). В случае подсоединения высоковольтного вывода к Э и вывода ВВ на землю схему называют перевернутой. Она менее точна, чем нормальная. Равновесие моста наступает при отсутствии в чувствительном гальванометре G тока. В этом случае будут иметь место равенства:

Следовательно,мкФ так как

Порядок производства измерений мостом МД-16. Собирают схему по рис. 14; при этом строго соблюдают все необходимые меры по технике безопасности. Корпус моста МД-16 располагают так,

Рис. 15. Принципиальные схемы моста типа МД-16.
а — нормальная; б — перевернутая; Тр — испытательный трансформатор; Сх — испытуемый объект; СЛ-— образцовый конденсатор; С — вибрационный гальванометр; R3 — переменное сопротивление; R  — постоянное сопротивление; С, — магазин емкостей.
Ri выбрано в мосте МД-16 равным 10000/л. Емкость СЛ. определяется по формуле
чтобы солнечные лучи не попадали на шкалу и не мешали наблюдениям за полосой светового отсчета. Соединяют зажим заземления моста с контуром и заземляют корпус регулировочного устройства, корпус испытательного трансформатора и вторичную (низковольтную) обмотку его; затем подают питание на мост 127/220 В и проверяют появление световой полосы. Выбор схемы измерения нормальной или перевернутой диктуется условиями производства измерений и описан ниже. После выбора схемы приступают к самому процессу измерения тангенса угла диэлектрических потерь или емкости измеряемого объекта.
а)        Устанавливают напряжение на выходе трансформатора 6—10 кВ, включают освещение гальванометра и при появлении узкой световой полосы производят ее регулировку (допускается смещение ее с нуля на пять делений).
б)        Переключатель полярности устанавливают в одном из крайних положений; переключатель чувствительности переводят из нулевого положения в последующие до тех пор, пока световая полоса не займет 1/3—1/2 всей шкалы. Вращая ручки частотной настройки, добиваются максимального расширения полосы, а затем при приближении шкалы к краям уменьшают чувствительность гальванометра переключателем чувствительности.
в)        Вводя сопротивление R3 подбирают такую величину его, при которой световая полоса имеет минимальную ширину, вводя постепенно емкость С4, подбирают такую величину ее, при которой световая полоса также имеет минимальную величину; снова корректируют сначала величину R3t а затем С4 до тех пор, пока полоса не снизится до исходной величины (при нулевой чувствительности и отсутствии тока в гальванометре); на последних ступенях балансировки R3 пользуются реохордом.
г)         Записывают полученные значения R3 реохорда р, С4 и положения шунтов и переключателей.
д)        Переключатель полярности переводят в другое положение и повторяют измерение по пп. «б» и «в»; записывают полученные значения R3, реохорда р, С4 и положения шунтов и переключателей.
е)        Устанавливают переключатель чувствительности на нуль, производят переключение рубильника сети и вновь измеряют те же величины по пп. «б» и «в» при разных полярностях гальванометра.
ж)        По окончании всех четырех измерений переводят переключатель чувствительности на нуль, снижают испытательное напряжение до нуля и отключают рубильник, заземляют высоковольтный вывод и разбирают всю схему.
з)         Подсчитывают Сх по формуле, приведенной выше, а значение tg δ численно равно С4. Истинное значение Сх или tg δ подсчитывается как сумма всех замеров Сх или tg δ, деленная на 4.
Техника безопасности и учет погрешностей при измерении tg δ. Перед измерением tg δ необходимо принять ряд мер по технике безопасности: оградить место испытаний и установить соответствующие предупредительные плакаты; отсоединить и отвести шины от вводов выключателя; установить образцовый конденсатор на изолирующую подставку или диэлектрический коврик; для повышения точности измерений испытательная аппаратура устанавливается вблизи выключателя, а испытательный трансформатор и аппаратура для включения и регулирования напряжения должны устанавливаться на расстоянии не менее 0,5—0,6 м от моста МД-16; мост МД-16 устанавливается на диэлектрическую подставку или коврик. Выполнив указанные выше рекомендации и собрав схему испытаний, приступают к измерениям tg δ. Измерения производят, стоя на коврике, в диэлектрических перчатках с соблюдением всех правил техники безопасности.
При измерении tg δ необходимо внести поправки на паразитные токи и tg δ схемы испытаний. Эти поправки легко определить, отсоединив конец от ввода и измерив отдельно tg δ схемы. Для исключения электростатических индукционных влияний на результаты измерений необходимо произвести не менее двух-четырех измерений, меняя при каждом измерении полярность подаваемого в схему напряжения и полярность гальванометра.
Измерение tg δ вводов. Обычно к месту монтажа выключатель доставляется в собранном виде с уже установленными вводами, но иногда его вводы доставляются отдельно от бака. В этом случае измеряются tg δ отдельных вводов до их установки на выключатель. После установки вводов и заливки маслом необходимо измерить общий tg δ включенного выключателя. Измерение производится по перевернутой схеме (так как корпус выключателя заземлен) согласно рис. 14,6.
Измерение tg δ ввода производится по перевернутой схеме (см. рис. 14,6), если фланец ввода заземляется, и по нормальной схеме (рис. 14,а), если ввод установлен на изолирующей подставке. По нормальной схеме измерение производят между фланцем ввода и высоковольтным выводом. Особенностью этой схемы является то, что нет необходимости изолировать образцовый конденсатор и обеспечена большая безопасность производства работ (мост МД-16 не находится под высоким напряжением), но методика измерений аналогична методике измерений по перевернутой схеме. Некоторые вводы выключателя имеют специальные выводы для измерения tg δ. В этом случае измерения tg δ между измерительным и основным выводами производятся по перевернутой схеме.
Результаты измерений tg δ сравниваются с заводскими данными и не должны превышать при температуре 10—30°С значений, указанных в табл. 3. Если полученные при измерениях значения выше приведенных в таблице, то ввод бракуется.
Таблица 3
Значения тангенса угла диэлектрических потерь вводов выключателя при температуре +20 °С

Увеличение значения tg δ может происходить вследствие нарушения герметичности ввода или увлажнения его нижней бакелитовой части. Бракованные вводы ремонтируются в специальных мастерских. На время ремонта бракованный ввод заменяется резервным.

Испытание повышенным напряжением промышленной частоты

Испытание повышенным напряжением промышленной частоты производится перед установкой вводов на выключатель. При испытании нижнюю часть ввода (конденсаторную втулку) временно освобождают от обертки и погружают в бак с трансформаторным маслом. При заземленном чугунном фланце высокое напряжение (90 кВ) прикладывается к наконечнику ввода. Продолжительность испытания для вводов с основной изоляцией из органических твердых материалов и кабельных масс составляет 5 мин, для прочих 1 мин.
В случае отсутствия пробоев по поверхности или внутри ввода его можно установить на выключателе.