МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ПРОВЕДЕНИЮ
ИСПЫТАНИЙ ВВОДОВ И ПРОХОДНЫХ ИЗОЛЯТОРОВ
Общие положения
1.1 Настоящие методические указания определяют порядок оценки состояния вводов с конденсаторной бумажно-масляной изоляцией и маслонаполненных вводов с бумажно-эпоксидной (твердой) изоляцией на соответствие техническим нормам, установленным в нормативно-технических документах в соответствии со «Сборником методических пособий по контролю состояния электрооборудования, Москва СПО ОРГРМР 1997 г.».
1.2 Испытание трансформаторного масла производиться в соответствии с «Методическими указаниями по поведению испытаний масла трансформаторного». Тепловизионный контроль оборудования проводиться в соответствии с «Методическими указаниями по поведению тепловизионного контроля».
1.3 Объемы и сроки проведения различных видов испытаний, допустимые значения характеристик испытываемого оборудования, устанавливаются на основании РД 34.45-51.300-97 и утвержденных многолетних графиков.
1.4 Порядок выполнения работы определяется соответствующей технологической картой.
1.5 Знание настоящих методических указаний обязательно для следующих работников Службы изоляции и испытаний и измерений: начальник, инженер, электромонтёр по испытаниям и измерениям.
Нормативные ссылки
В настоящих методических указаниях использованы ссылки на следующие документы:
ÿ Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок ПОТ Р М-016-2001 РД 153-34.0-03.150-00;
ÿ Объем и нормы испытаний электрооборудования РД 34.45-51.300-97;
ÿ Инструкция по применению и испытанию средств защиты, используемых в электроустановках. СО 153-34.03.603-2003;
ÿ Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации: Утверждены Приказом Министерства энергетики Российской Федерации от 19 июня 2003, № 229;
ÿ Правила устройства электроустановок – издание 6-е;
ÿ Правила устройства электроустановок – издание 7-е;
ÿ Сборник методических пособий по контролю состояния электрооборудования, Москва СПО ОРГРМР 1997 г.
Сущность методов испытания
4.1 Основные виды повреждений (дефектов) изоляции вводов, приводящих к отказам, приведены в табл. 1. Механические повреждения (сколы фарфора, нарушение уплотнения и т.п.) могут быть определены внешним осмотром без проведения специальных испытаний.
Таблица 1
| Тип изоляции ввода | Основные дефекты |
| Бумажно-масляная, герметизированная | Старение масла с выпадением осадка на остов и покрышку. Частичные разряды в масле и на поверхности остова и покрышки. Снижение или рост давления во вводе. |
| Бумажно-масляная, негерметизированная | Увлажнение масла и твердой изоляции. Старение масла. Частичные разряды на поверхности остова и покрышки. |
| Бумажно-эпоксидная (с твердым сердечником и масляным заполнением) | Расслоение остова. Старение масла. |
4.2 Развитие неисправности ввода приводит к следующим основным механизмам отказов: тепловому пробою, разрушению изоляции частичными разрядами, переходящему в тепловой пробой (тепло-ионизационный пробой), перекрытию из-за поверхностных разрядов по остову и фарфоровой покрышке.
4.3 Перечень обязательных испытаний, а также предельные значения контролируемых параметров устанавливаются «Объемом и нормами испытаний электрооборудования, РД 34.45-51.300-97. Эти испытания обеспечивают выявление основных видов повреждений изоляции. Для уточнения характера и степени развития повреждения рекомендуется проводить дополнительные испытания, объем и последовательность которых устанавливается исходя из конструкции ввода и предполагаемых дефектов.
4.4 Перечень контролируемых параметров и способы их определения приведены в табл. 2.
Таблица 2
| № п/п | Способ определения | Наименование определяемых характеристик |
| Измерение при приложенном напряжении | Тангенс угла диэлектрических потерь и емкость основной изоляции. Тангенс угла диэлектрических потерь и емкость изоляции измерительного конденсатора. Тангенс угла диэлектрических потерь и емкость наружных слоев изоляции. Сопротивление изоляции специального вывода. Сопротивление изоляции измерительного вывода. | |
| Измерение при рабочем напряжении | Изменение тангенса угла диэлектрических потерь. Изменение емкости изоляции. Давление масла во вводе. | |
| Хроматографический анализ газов, растворенных в пробе масла из ввода (РД 34.43.303-89) | Концентрация и соотношение характерных (диагностических) газов. Изменение концентрации. | |
| Физико-химические испытания пробы масла из ввода (РД 34.43.105-89) | Пробивное напряжение. Тангенс угла диэлектрических потерь при температуре 70°С, 90°С. Влагосодержание масла. Содержание и фракционный состав механических примесей. Физико-химические характеристики (кислотное число, содержание водорастворимых кислот, температура вспышки, содержание растворенного шлама и присадки). | |
4.5 Для оценки состояния изоляции используются:
ÿ текущее значение параметра;
ÿ изменение значения параметра за время с начала эксплуатации ввода или (и) за период между очередными испытаниями;
ÿ зависимость значения параметра от температуры изоляции и напряжения, приложенного к вводу.
4.6 При составлении программ дополнительных испытаний следует учитывать диагностические возможности применяемых методов испытаний (табл. 3).
Таблица 3
| № п/п | Метод испытания | Выявляемые дефекты |
| Измерение сопротивления изоляции | Увлажнение твердой изоляции. Поверхностное загрязнение. | |
| Измерение диэлектрических потерь и емкости изоляции: а) измерение tgδ и емкости при приложенном напряжении (по зонам) б) определение зависимости tgδ и емкости от напряжения в) измерение полной (комплексной) проводимости, tgδ и емкости при рабочем напряжении г) определение зависимости tgδ от температуры | Увлажнение твердой изоляции и масла. Старение масла. Интенсивные частичные разряды и следы разрушения ими твердой изоляции. Частичные разряды в твердой изоляции и в масле. Старение масла. Частичные разряды в изоляции остова и на поверхности остова. Развитие теплового и тепло-ионизационного пробоя. Развитие теплового пробоя. Старение масла. | |
| Определение физико-химических характеристик масла | Увлажнение, старение, перегревы, загрязнение масла. | |
| Анализ газов, растворенных в масле | Термическое и электрическое разрушение материалов. | |
| Анализ производных фурана, находящихся в пробе масла | Старение твердой изоляции. | |
| Измерение частичных разрядов | Местные дефекты (включения). Ухудшение характеристик масла. Изменение распределения напряжения в изоляции. | |
| Измерение давления (для герметизированных конструкций) | Интенсивные частичные разряды в масле и твердой изоляции. Нарушение герметичности. |
4.7 Основными методами контроля являются: измерение диэлектрических характеристик изоляционной конструкции и испытание масла. У герметичных вводов следует контролировать также внутреннее давление.
4.8 Наибольшую эффективность контроля обеспечивает измерение характеристик изоляции ввода при рабочем напряжении на нем.
4.9 Упрощенная схема замещения изоляционной конструкции ввода может быть представлена в виде нескольких последовательно соединенных конденсаторов. Емкость, tgδ и сопротивление этих конденсаторов эквивалентны характеристикам соответствующих зон изоляции ввода. Емкость С1 соответствует основной изоляции остова ввода; емкость С2 определяет характеристики зоны изоляции, используемой для устройства ПИН (конденсатор ПИН); емкость С3 эквивалентна емкости последней обкладки остова относительно соединительной втулки (емкость наружных слоев изоляции).
4.10 Рассматриваются лишь зоны изоляции, характеристики которых могут быть изменены в условиях эксплуатации, т.е. зоны, ограниченные электродами, к выводам от которых имеется доступ.
4.11 Следует учитывать, что изоляционная конструкция ввода имеет еще ряд частичных емкостей относительно других его элементов и окружающих предметов. Эти емкости образуют так называемые паразитные связи, влияющие на результат измерений. В частности, емкость остова относительно фарфоровой покрышки может привести к несопоставимым результатам измерений tgδ в зависимости от состояния поверхности покрышки (степени ее загрязнения и увлажнения). Аналогичная погрешность может возникнуть из-за близко расположенной лестницы, при помощи которой собирали схему измерений, а также при контроле ввода в транспортной таре и т.п. влияют и частичные емкости относительно обмотки трансформатора или дугогасящих элементов выключателя.
4.12 Указанные причины могут привести к различным результатам измерений одной и той же зоны изоляции, проведенных при разных условиях или схемах измерительной установки. Поэтому основным правилом, обеспечивающим получение сопоставимых данных, является проведение измерений в стабильных условиях и при одинаковых схемах измерительной установки.
4.13 К оптимальным условиям измерений относятся:
ÿ положительная температура окружающего воздуха и изоляции (20 ±10°С);
ÿ сухая погода (относительная влажность воздуха не более 80%);
ÿ чистая наружная поверхность изоляции;
ÿ отсутствие посторонних предметов вблизи ввода (на расстоянии, меньшем 1,5-2 м для отдельно стоящего ввода).
4.14 Ограниченный диапазон температур выбран исходя из того, что в нем температурные изменения контролируемых параметров находятся в допустимых пределах, и отпадает необходимость в последующем приведении к нормальным условиям. При некоторых дефектах температурная зависимость параметров существенно возрастает, и это является диагностическим признаком. В этих случаях необходимо производить измерения в широком диапазоне температур (как правило, при наибольшей возможной и при температуре окружающего воздуха, но не ниже чем 10°С).
Измерение сопротивления изоляции мегаомметром
5.1 При проведении испытаний следует руководствоваться требованиями «Методических указаний по проведению измерения сопротивления изоляции»
5.2 У вводов 110 кВ производится измерение сопротивления изоляции измерительного конденсатора ПИН (С2) или (и) последних слоев изоляции (С3) мегаомметром на 2500 В.
5.3 Значения сопротивления изоляции при вводе в эксплуатацию должны быть не менее 1000 МОм, в процессе эксплуатации — не менее 500 МОм.
5.4 Схема измерения сопротивления изоляции указана на рис 1.
5.5 Запрещается проводить измерение сопротивления изоляции, если в инструкции по эксплуатации данного типа ввода сказано о недопустимости приложения повышенного напряжения к измерительному выводу.
Рис. 1. Схема измерения сопротивления последних слоев изоляции С3.
5 Измерение tgδ и емкости изоляции
6.1 При проведении испытаний следует руководствоваться требованиями «Инструкции по технической эксплуатации передвижной электролаборатории ЛВИ-3 (или ЭТЛ-35)».
6.2 Измерительная установка должна обеспечивать возможность измерений в условиях помех от токов влияния.
6.3 Должны быть приняты меры для уменьшения паразитных связей объекта (очистка поверхностей, удаление посторонних предметов и т.п.). При испытаниях вводов, установленных на трансформаторе, необходимо соединять между собой все выводы каждой обмотки трансформатора.
6.4 Результаты контроля зоны С3, особенно в герметизированных вводах, важны для выявления развивающихся повреждений, связанных с ухудшением состояния масла. Поэтому предусмотрено повышение точности измерений путем установки экрана (бандажа) на пути токов по поверхности вывода.
6.5 Для зоны С1 приложенное напряжение равно 10 кВ, для зон С2 и С3 – 5 кВ (для вводов, выпущенных до 1970 г. – 3 кВ).
6.6 Допустимые значения tgδ указанны в таблице 4. Схемы измерения указанны в таблице 5. и на рисунках 2-4.
6.7 Предельное отклонение емкости основной изоляции составляет 5% измеренного при вводе в эксплуатацию.
Таблица 4
| Тип и зона изоляции ввода | Предельные значения  ,%,
для вводов напряжением, кВ
| |
| 110-150 | ||
| Бумажно-масляная изоляция ввода: · основная изоляция (C1) и изоляция ПИН (С2); · последние слои изоляции (С3). | — — | 0,7/1,5 1,2/3,0 |
| Твердая изоляция ввода с масляным заполнением: · основная изоляция (C1). | 1,0/1,5 | 1,0/1,5 |
| Бумажно-бакелитовая изоляция ввода с мастичным заполнением: · основная изоляция (C1) | 3,0/9,0 | — |
Таблица 5
| Тип ввода | Измеряемый участок | Вид схемы | Соединение зажимов измерительного моста | ||
| СХ | ВВ (экран) | Провод заземления | |||
| Бумажно- масляный 110 кВ | (С1) | Прямая | Измерительный вывод | Стержень | Фланец (бак) |
| (С3) | Перевер. | Измерительный вывод | Стержень | Фланец (бак) | |
| С твердой изоляцией 110 кВ | (С1) | Прямая | Измерительный вывод | Стержень | Фланец (бак) |
| С твердой изоляцией 35 кВ | (С1) | Прямая | Измерительный вывод | Стержень | Фланец (бак) |
| Бумажно-бакелитовый мастичный 35 кВ | (С1) | Перевер. | Стержень | --- | Фланец (бак) |
Рис. 2. Схема измерения tgd основной изоляции ввода С1.
Рис. 3. Схема измерения tgd последних слоев изоляции ввода С3.
Рис. 4. Схема измерения tgd вводов 35 кВ выключателей.
6 Приведение результатов измерений tgδ
7.1 Приведение результатов измерения tgδ к сопоставимому виду производится путем температурного пересчета.
7.2 Для вводов с бумажно-масляной изоляцией пересчет значений tgδ зоны С1 производится при помощи графиков на данный тип ввода.
7.3 Пересчет значений tgδ зоны С3 также следует производить при помощи соответствующих графиков.
7.4 При пересчете tgδ вводов с твердой изоляцией результат измерений умножается на соответствующий коэффициент Кt:
| Температура изоляции, °С: | ||||||
| Коэффициент, Кt: | 0,8 | 1,0 | 1,22 | 1,25 | 1,25 | 1,2 |
7.5 В качестве средней температуры изоляции ввода (tиз) принимается:
ÿ для горизонтально установленных вводов: полусумма температур окружающей среды для каждой части ввода;
ÿ для вертикально (наклонно) установленных вводов: расчетная температура изоляции:
tиз = Кtвз + (1-К)tмт.
7.6 Температура воздуха tвз при продолжительном нагреве ввода прямыми лучами солнца принимается равной полусумме показаний термометров в тени и на солнце. Температура верхних слоев масла трансформатора tмт определяется любым известным способом. Усредненные значения коэффициента К (при tмт > tвз):
| Температура масла, °С: | ||||||
| Коэффициент, К: | 0,62 | 0,55 | 0,45 | 0,37 | 0,32 | 1,2 |