На сьогоднішній день люди активно використовують різноманітне електричне обладнання, силові кабелі, електричні з’єднання та інше. Так як в деякому обладнанні напруга може досягати величезних значень, здатних заподіяти серйозної шкоди людському здоров’ю, то потрібен періодичний контроль. Випробування підвищеною напругою – один з методів виявлення дефектів ізоляції.
Що собою представляє і навіщо проводиться перевірка
Основне призначення таких випробувань – це перевірка ізоляції. З допомогою підвищення напруги можна виявити локальні дефекти. Причому деякі з проблем можна визначити лише таким методом і ніяким більше. Крім цього, випробування підвищеною напругою ізоляції дозволяють перевірити її здатність витримувати перенапруження і, в разі успіху, дають певну впевненість в якості обмотки. Суть випробування досить проста. До ізоляції прикладається напруга, що перевищує номінальне робоче і вважається перенапруженням. Нормальна ізоляційна обмотка витримає, а ось дефектна буде пробивати.
Тут варто відзначити, що за допомогою випробувань підвищеною напругою можна перевірити можливість ізоляції опрацювати до наступного ремонту, контролю, зміни і т. д. Однак даний тип перевірки дозволяє лише побічно визначити цей параметр. Основне завдання цього методу – виявити відсутність грубих локальних дефектів обмотки.
Далі варто зазначити, що випробування ізоляції підвищеною напругою для деяких силових приладів проводиться лише в разі номінального робочого напруги не вище 35 кВ. У разі перевищення цього параметра самі установки зазвичай занадто громіздкі. На сьогоднішній день існує три основних види випробувань методом перенапруги.
Сюди відносять випробування за допомогою перенапруги промислової частоти, випрямлена постійне напруження і імпульсна випробувальна напруга (моделювання стандартного грозового імпульсу).
Види випробувань. Промислова частота і постійний струм
Перший і основний вид випробувань – підвищеної напруга промислової частоти. В даному випадку до ізоляції прикладається перенапруження на 1 хвилину. Вважається, що обмотка пройшла випробування, якщо протягом цього часу не спостерігалося пробоїв, а сама ізоляція залишилася неушкодженою. Для деяких випадків частота перенапруження може становити 100 або 250 Гц.
У тому випадку, якщо ємність ізоляції перевіряється буде більше, то потрібно брати і випробувальну апаратуру з більшою потужністю. В даному випадку мова йде про випробування кабельних ліній підвищеним напругою. Для таких випадків частіше використовують другий метод, із застосуванням підвищеного постійної напруги. Однак тут потрібно враховувати, що при застосуванні постійної напруги діелектричні втрати в ізоляції, які, власне, і призводять до нагрівання, будуть істотно нижче, ніж при використанні змінної напруги з тими ж значеннями. До того ж інтенсивність протікання часткових розрядів буде зменшена. Все це веде до того, що при випробуванні підвищеним напругою кабельних ліній з використанням методу постійного струму навантаження на ізоляцію буде значно менше. З цієї причини слід збільшувати потужність подається перенапруження, щоб упевнитися в якості ізоляції і відсутність пробоїв.
Крім іншого, тут потрібно додати, що під час випробувань постійним струмом слід враховувати ще один такий параметр, як струм витоку через ізоляцію. Що стосується часу додатки перенапруги, то воно складає від 5 до 15 хвилин. Ізоляція буде вважатися якісною лише за умови, що не було виявлено пробою, але ще й за умови, що струм витоку до кінця випробувального періоду не змінився або ж знизився.
При порівнянні двох методів добре видно, що випробування підвищеною напругою промислової частоти набагато зручніше, однак цей метод не завжди вдається застосувати.
Крім того, є ще один недолік постійного струму. Під час випробувань напруга буде розподілятися по ізоляційної обмотці відповідно з опорами верств, а не їх ємності. Хоча при робочій напрузі або ж звичайному перенапруженні струм буде розходитися по товщині ізоляції саме за таким принципом. З-за цього часто відбувається так, що значення випробувальної напруги і робочого занадто сильно різняться.
Випробування грозовими імпульсами
Випробування електрообладнання підвищеною напругою третього виду – це використання стандартних грозових імпульсів. Напруга в даному випадку характеризується фронтом 1,2 мкс і тривалістю до полуспада в 50 мкс. Необхідність перевірки ізоляції таким імпульсною напругою обумовлена тим, що в процесі експлуатації обмотка неминуче буде зазнавати грозовому перенапруження зі схожими параметрами.
Тут важливо знати, що дія грозового імпульсу сильно відрізняється від напруги з частотою 50 Гц тим, що швидкість зміни напруги набагато більше. Більше швидкості зміни напруги воно по-іншому буде розподілятися по ізоляційної обмотки складних пристроїв, наприклад, трансформаторів. Випробування підвищеною напругою з такими характеристиками важливо ще й тому, що сам процес пробою ізоляції при малій кількості часу, буде відрізнятися від пробою на частоті 50 Гц. З цим можна розібратися детальніше, якщо переглянути вольт-секундну характеристику.
З-за всіх цих умов досить часто буває так, що випробувань трансформатора підвищеним напругою за першим методом буває недостатньо – необхідно вдаватися до перевірки ще і третім методом.
Зрізані імпульси, зовнішня і внутрішня обмотка
У разі грозової перенапруги у більшості обладнання спрацьовує розрядник, який через кілька мікросекунд буде зрізати хвилю вхідного імпульсу. З цієї причини, при проведенні випробувань трансформатора підвищеним напругою, наприклад, використовують такі імпульси, які спеціально зрізають через 2-3 мкс. Вони отримали назву зрізаних стандартних грозових імпульсів.
У таких імпульсів є певні характеристики, наприклад, амплітуда.
Це значення імпульсу буде вибиратися виходячи з можливостей пристрою, який буде захищати апаратуру від перенапруги, з певним запасом. Крім того, при виборі слід виходити з такого фактора, як можливість накопичення прихованих дефектів при численних імпульсах. Що стосується вибору конкретних величин, то правила підбору описані в спеціальному державному документі 1516.1-76.
Випробування обладнання підвищеним напругою для внутрішньої обмотки будуть проводитися за принципом трехударного методу. Суть полягає в тому, що на обмотку будуть подаватися три імпульсу позитивної і три імпульсу негативної полярності. Спочатку будуть подаватися повні за характером протікання імпульсу напруги, а потім зрізані. Також важливо знати, що між кожним наступним імпульсом повинно пройти не менше 1 хвилини. Ізоляція буде вважатися пройшла випробування, якщо не буде виявлено пробоїв і сама обмотка не отримає ніяких пошкоджень. Варто сказати, що така методика перевірки досить складна і частіше всього здійснюється за допомогою осцилографічних методів контролю.
Що стосується зовнішньої ізоляції, то тут застосовується 15-ударний метод. Суть перевірки залишається такою ж. До обмотці з інтервалом не менше 1 хвилини будуть прикладати 15 імпульсів спочатку однієї полярності, потім протилежною. Прикладаються як повні, так і зрізані імпульси. Випробування вважаються пройденими успішно в тому випадку, якщо в кожній серії з 15 ударів було не більше двох повних перекриттів.
Як проходить процес перевірки
Випробування підвищеною напругою струму змінного або постійного типу повинні проводитися в суворій відповідності з правилами. Порядок проведення наступний.
- Перш ніж приступати до проведення перевірки перевіряючий зобов’язаний упевнитися в справності випробувального обладнання.
- Далі слід приступати до збирання випробувальної ланцюга. Насамперед потрібно забезпечити захисне і робоче заземлення для випробуваної техніки. У деяких випадках, якщо це потрібно, забезпечується ще й захисне заземлення для корпусу випробуваного пристрою.
Підключення обладнання
Перш ніж перейти до підключення обладнання до мережі 380 або 220 В, слід ввести високої напруги установки також накласти заземлення. Тут важливо дотримуватися наступна вимога – переріз мідного проводу, накладеного на введення в якості заземлення, повинен бути не менше 4 квадратних міліметрів. Складання ланцюга проводить персонал тієї бригади, який і буде проводити самі випробування.
- Під’єднання випробуваної установки до ланцюга 380 або 220 В слід проводити через спеціальний комутаційний апарат, що має видимий розрив ланцюга або штепсельну вилку, яка повинна розташовуватися на місці управління даною установкою.
- Далі провід приєднується до фази, полюса випробуваного обладнання або ж до жилі кабелю. Від’єднати провід можна тільки з дозволу особи, яка керує проведенням випробувань, а також після заземлення.
Однак перш ніж подати струм на проверяемую установку, працівник повинен зробити наступне:
- Необхідно упевнитися, що всі члени перевіряючого персоналу зайняли свої місця, всі сторонні особи були видалені і можна подавати напругу на пристрій.
- Перед подачею напруга обов’язково слід повідомити про це весь перевіряючий персонал і лише переконавшись, що всі співробітники це почули, можна знімати заземлення з виводу перевіряється апаратури і подавати напругу 380 або 220 В.
- Відразу після зняття заземлення вся техніка, яка бере участь у випробуванні електрообладнання з подачею підвищеної напруги, вважається, що знаходиться під напругою. Це означає, що будь-які зміни у схемі або приєднання кабелів або інші зміни суворо заборонені.
- Після того як випробування будуть проведені, керівник зобов’язаний знизити напругу до 0, відключити все обладнання від мережі, заземлити самостійно або віддати розпорядження про заземлення виводу установки. Про все це необхідно повідомляти бригаді робітників. Тільки після цього допускається від’єднувати проводи, якщо випробування завершилися або проводити їх перез’єднання, якщо потрібно продовження робіт. Огорожі також прибираються тільки після повного відключення установки і завершення робіт.
Протокол випробування підвищеною напругою будь апаратури також повинен складатися керівником групи робітників.
Проведення випробувань кабелю
Випробування кабелю так само проводяться за певним планом.
Протокол випробування кабелю підвищеним напругою також складається після проведення всіх робіт головною перевіряючої групи.
Проведення випробувань промислової частотою РУ
За такого порядку проводяться випробування для розподільних пристроїв РУ разом з їх комутаційними апаратами.
Для початку потрібно підготувати техніку до роботи. Для цього потрібно відключити від розподільного пристрою всі трансформатори напруги і інші, підключені до нього пристрої, які закорочені або ж заземлені. Все обладнання очищається від пилу, вологи та інших забруднень. Після цього, за правилами випробувань ізоляції підвищеною напругою підвищеної частоти, слід виміряти і записати опір обмотки випробуваного обладнання. Для цього береться мегаомметр з напругою 2,5 кВ.Після цього вся установка готується до проведення наступних робіт так, як це описувалося раніше.
Після цього проводяться всі випробувальні вимірювання розподільного пристрою за допомогою підвищеної напруги.
Проведення випробувань найбільш поширеними приладами
Одним з поширених апаратів для перевірки є АИИ-70. Також досить часто використовується установка з маркуванням УПУ-1М.
Перш ніж приступити до будь-яких випробувань, необхідно, щоб стрілки всіх приладів стояли на нулі, автоматичні вимикачі були відключені. Рукоятка регулятора напруги повинна бути повністю повернена проти годинникової стрілки. Що стосується положення запобіжників, то воно повинно відповідати напрузі мережі. Якщо потрібно транспортування високовольтного трансформатора, то він повинен бути дуже надійно закріплений усередині апарату, рукоять регулятора в цьому випадку повинна бути втоплена, а дверці щільно закриті. Надійно закріпити слід і кенотронную приставку, якщо будуть проводитися випробування кабелю, а також слід вийняти ємність з рідким діелектриком з агрегату.
З допомогою щупа під час транспортування слід періодично перевіряти відстань між електродами банки. Воно повинне бути дорівнює 2,5 мм. Щуп повинен проходити між електродами не дуже туго, але і без качки.
Правила безпеки при проведенні випробувань
Що стосується правил безпеки та норм випробувань підвищеною напругою, то вони наступні.
По-перше, перш ніж приступати до будь-якої роботи, слід облаштувати заземлення за допомогою мідного дроту з перерізом мінімум 4,2 квадратних міліметра такі прилади, як сам апарат, ручний розрядник, високовольтний трансформатор і кенотронную приставку.
Будь-які роботи без заземлень суворо заборонені.
По-друге, слід обов’язково встановити захисне огородження. Кріпити його слід з боку ізоляційних труб до кенотронной приставці. На захисному огородженні повинні бути попереджувальні написи. Кріпити огорожу слід і з боку металевих стрижнів. Тут воно з’єднується з поворотними вушками каркаса пульта управління.
Що стосується будь-яких перемикань високовольтних і низьковольтних частин апарату, то вони проводяться тільки при повному відключенні напруги, а також при наявності підключеного і надійного заземлення.
Як кабель, так і будь-який інший об’єкт, який проходив випробування зі значною ємністю, повинні бути заземлені після випробувань. Це обумовлено тим, що навіть по завершенні випробувань, об’єкт здатний зберігати в собі досить потужний заряд, здатний завдати шкоди здоров’ю людини.
Як видно з усього вищесказаного, методики випробувань підвищеною напругою досить схожі між собою. Але є й істотні відмінності, з-за яких іноді доводиться перевіряти одне і те ж обладнання різними способами.
