Профилактические испытания изоляции высокого напряжения цели и методы профилактических испытаний

Экономические показатели работы энергосистем во многом за­висят от надежности изоляции электрооборудования, которая обес­печивается комплексом различных мер. При разработке изоляции анализируются условия эксплуатации и вероятные внешние воз­действия, отбираются рациональные конструктивные решения, нормируются режимы работы оборудования. При ее изготовле­нии используются высококачественные изоляционные материа­лы и совершенные технологические процессы. Эти меры имеют первостепенное значение, однако их недостаточно для обеспече­ния требуемой надежности.

При серийном производстве и массовом применении оборудо­вания высокого напряжения существует некоторая вероятность по­явления в изоляции дефектов из-за разного рода ошибок в процес­се изготовления, транспортировки, монтажа или эксплуатации, а также вследствие неучтенных внешних воздействий. Чтобы суще­ственно снизить вероятность аварийного повреждения изоляции, используется система контроля качества изоляционных конструк­ций путем различных испытаний.

Экономическая целесообразность системы контроля как сред­ства повышения надежности состоит в том, что затраты на его про­ведение и стоимость ремонта или замены отбракованных конст­рукций оказываются меньше величины ущерба от аварий, который был бы причинен при пробое отбракованной дефектной изоляции. Использование системы контроля не снижает требований к каче­ству изготовления.

Действующая система контрольных испытаний включает в себя ряд этапов. Новая изоляционная конструкция до передачи ее в про­изводство проходит государственные, межведомственные или дру­гие испытания. Готовые изоляционные конструкции, предназначен­ные для работы в установках высокого напряжения, подвергаются приемо-сдаточным испытаниям на заводе-изготовителе, а затем на месте эксплуатации после выполнения монтажа и других подгото­вительных работ. В процессе эксплуатации состояние изоляции периодически контролируется при послеремонтных и профилак­тических испытаниях. С помощью профилактических испытаний выявляется не только изоляция со случайно возникшими дефекта­ми, но и состарившаяся естественным путем в результате длитель­ной работы. Объем, методы и нормы испытаний устанавливаются соответствующими стандартами, техническими нормами и «Пра­вилами технической эксплуатации электроустановок».

Признаками старения изоляции являются: ухудшение электри­ческих характеристик, понижение механической прочности, изме­нение структуры материала изоляции и обусловленное им растрес­кивание, увлажнение, загрязнение. Процессы старения зависят не только от свойств материала изоляции, но и от условий эксплуата­ции, режимов работы. Старение изоляции происходит под воздей­ствием электрического поля (рабочего напряжения, возникающих перенапряжений), повышенной температуры, механических нагру­зок, окружающей среды (влаги, загрязнений).

Процессы старения изоляции чаще всего начинаются с проник­новения в нее влаги, создающей в ней проводящие каналы, кото­рые в свою очередь приводят к пробою или перекрытию изоляции. Чем тяжелее воздействия, тем быстрее разрушается изоляция. При одновременном воздействии влаги, высокой температуры и меха­нической нагрузки процесс старения изоляции может протекать с большой скоростью и создавать дефекты в ней, приводящие к ее разрушению.

Дефекты в изоляции подразделяются на местные и распределен­ные. Местные дефекты появляются в виде сосредоточенных тре­щин, каверн, воздушных включений, частичных увлажнений (толь­ко части объема изоляции). Распределенные дефекты охватывают большой объем или большую поверхность изоляции (увлажнение всей обмотки, загрязнение всей поверхности ввода и т.д.).

К основным методам профилактических испытаний изоляции относятся: 1) измерение сопротивления изоляции или тока сквоз­ной проводимости (утечки); 2) измерение угла диэлектрических по­терь; 3) измерение емкости; 4) выявление и измерение частичных разрядов; 5) измерение распределения напряжения; 6) подача по­вышенного переменного напряжения промышленной частоты; 7) подача высокого постоянного (выпрямленного) напряжения.

Методы испытания повышенным напряжением могут привести изоляцию к разрушению, поэтому величины таких напряжений нор­мируются в зависимости от уровня рабочего напряжения испытуе­мой изоляции.

При профилактических испытаниях изоляции широко исполь­зуются следующие установки и приборы: установки высокого пе­ременного напряжения промышленной частоты, установки вы­сокого постоянного напряжения с измерением токов утечки, при­боры для измерения сопротивления изоляции, мосты высокого напряжения переменного тока, ваттметровые установки, приборы для контроля влажности изоляции, приборы для измерения частич­ных разрядов в изоляции, осциллографы, ультразвуковые установ­ки, приборы инфракрасного излучения, тепловизоры, компьютер­ная техника.

Профилактические испытания изоляции электрооборудования производятся обычно после отключения рабочего напряжения. Применяется также контроль за состоянием изоляции и без снятия рабочего напряжения, что обеспечивает непрерывность контроля в процессе эксплуатации и бесперебойность электроснабжения по­требителей. Профилактические испытания резко снижают аварий­ность в энергосистемах из-за своевременного выявления дефектной изоляции.