Проверка и испытание электрооборудования

Содержание страницы

1. Методы испытания изоляции повышенным напряжением переменного и выпрямленного тока
2. Методы проверки изоляции цепей и аппаратов вторичной коммутации
3. Правила и инструкции по заполнению документации результатов испытаний
4. Испытание изоляции обмоток трансформатора повышенным напряжением

1. Методы испытания изоляции повышенным напряжением переменного и выпрямленного тока

Электрическая прочность изоляции определяется ее способностью длительно выдерживать рабочее напряжение. Уменьшение электрической прочности вызывается в большинстве случаев увлажнением и местными дефектами изоляции. Обычно такими дефектами являются газовые (воздушные) включения в твердом или жидком диэлектрике.

За счет того, что электрическая прочность газа во включении ниже, чем у основной изоляции, создаются условия для возникновения пробоя или перекрытия изоляции в месте дефекта — частичного разряда. В свою очередь, частичные разряды вызывают дальнейшее разрушение изоляции. Частичным разрядом называют как скользящий (поверхностный) разряд, так и пробой отдельных зон или элементов изоляции.

Для определения запаса электрической прочности изоляции производится испытание ее повышенным напряжением. Испытательное напряжение, значительно превышающее рабочее, прикладывается в течение времени, достаточного для развития разряда в местном дефекте вплоть до пробоя. Таким образом, приложение повышенного напряжения позволяет не только выявить дефекты, но и гарантировать необходимый уровень электрической прочности изоляции в период ее эксплуатации.

Изоляция считается выдержавшей испытание повышенным напряжением в том случае, если не было пробоев, частичных разрядов, выделений газа или дыма, резкого снижения напряжения и возрастания тока через изоляцию, местного нагрева изоляции.

В зависимости от вида оборудования и характера испытания изоляция может быть испытана приложением повышенного напряжения переменного тока или выпрямленного напряжения. В тех случаях, когда испытание изоляции производится как переменным, так и выпрямленным напряжением, испытание выпрямленным напряжением должно предшествовать испытанию переменным напряжением.

Испытание повышенным напряжением переменного тока промышленной частоты производится посредством повышающего трансформатора с регулировочным устройством на стороне низшего напряжения. Схема установки должна содержать также выключатель питания с видимым разрывом и максимальную токовую защиту для отключения питания трансформатора при пробое или перекрытии изоляции объекта, например рубильник и предохранитель или автоматический выключатель со снятой крышкой. Уставка срабатывания защиты должна превышать ток, потребляемый из сети при максимальном значении испытательного напряжения на объекте, не более чем в два раза.

В качестве испытательного напряжения используется обычно напряжение промышленной частоты. Время приложения испытательного напряжения принято равным 1 мин для главной изоляции и 5 мин для межвитковой. Такая продолжительность приложения испытательного напряжения не сказывается на состоянии изоляции, не имеющей дефектов, и достаточна для осмотра находящейся под напряжением изоляции.

Скорость повышения напряжения до одной трети испытательного значения может быть произвольной, в дальнейшем испытательное напряжение следует повышать плавно, со скоростью, допускающей визуальный отсчет на измерительных приборах. При испытании изоляции электрических машин время повышения напряжения от половинного до полного значения должно быть не менее 10 с.

После установленной продолжительности испытания напряжение плавно снижается до значения, не превышающего одной трети испытательного, и отключается. Резкое снятие напряжения допускается в тех случаях, когда это необходимо для безопасности людей или сохранности оборудования. Под продолжительностью испытания подразумевается время приложения полного испытательного напряжения. Для предотвращения недопустимых перенапряжений при испытаниях (из-за высших гармоник в кривой испытательного напряжения) испытательная установка должна быть по возможности включена на линейное напряжение сети. Форму кривой напряжения можно контролировать электронным осциллографом.

Испытательное напряжение, за исключением ответственных испытаний (генераторов, крупных двигателей и т. д.), измеряют на стороне низкого напряжения. При испытании объектов с большой емкостью напряжение на высокой стороне испытательного трансформатора может несколько превышать расчетное по коэффициенту трансформации за счет емкостного тока. При ответственных испытаниях испытательное напряжение измеряют на высокой стороне испытательного трансформатора с помощью трансформаторов напряжения или электростатических киловольтметров. В тех случаях, когда одного трансформатора напряжения для измерения испытательного напряжения недостаточно, допускается последовательное соединение двух однотипных трансформаторов напряжения. Применяют также дополнительные сопротивления к вольтметрам.

Для защиты ответственных объектов от случайного опасного повышения напряжения параллельно испытываемому объекту должны быть включены через сопротивление (2 — 5 Ом на каждый вольт испытательного напряжения) шаровые разрядники с пробивным напряжением, равным 110 % испытательного.

2. Методы проверки изоляции цепей и аппаратов вторичной коммутации

Перед включением вторичных цепей, приборов, аппаратов и реле под напряжение необходимо выполнить следующие операции:

внешне осмотреть и отрегулировать механическую часть аппаратов;
проверить целостность вторичных цепей; измерить сопротивление изоляции вторичных цепей и аппаратов;
испытать вторичные цепи повышенным напряжением;
проверить действие максимальных, минимальных или независимых расцепителей автоматов;
проверить работу контакторов, автоматов, реле и приборов.

При внешнем осмотре проверяют наличие и состояние всех деталей на аппарате, исправность и уплотнение защитных кожухов, наличие заводских пломб. В аппаратах, имеющих подвижные части, проверяют кинематическую схему, рабочий ход подвижных частей, зазоры и люфты, состояние подшипников и подпятников. Снимать пломбы с реле и приборов при монтаже не разрешается. Распломбируют реле и аппараты наладчики при наладочных работах.

Проверять целостность вторичных цепей и катушек аппаратов можно при помощи мегомметра, пробника, телефонных трубок, гальванометра или вольтметра.

Сопротивление изоляции аппаратов и вторичных цепей напряжением от 100 до 1000 В измеряют мегомметром на напряжение 500-1000 В, а в цепях напряжением 12-60 В — мегомметром на напряжение 500 В, и оно должно быть не менее следующих величин:

катушки контакторов, магнитных пускателей и автоматов — 0,5 МОм;
шины постоянного тока и шины напряжения на щите управления при отсоединенных цепях — 10 МОм, каждое присоединение вторичных цепей и цепей питания приводов выключателей и разъединителей — 1 МОм. Этому испытанию подвергают все присоединенные аппараты: катушки приводов, контакторы, реле, приборы, вторичные обмотки трансформаторов тока и напряжения и т. п.;
цепи управления, защиты и возбуждения машин постоянного тока напряжением 100-1000 В, присоединенных к цепям главного тока 1 МОм.

Величину сопротивления изоляции определяют:

в холодном состоянии — до начала испытания аппарата;
в нагретом состоянии — после испытания аппарата на электрическую прочность; при специальных испытаниях (при необходимости).

Перед измерением необходимо убедиться в отсутствии напряжения в испытуемых цепях и обмотках, тщательно очистить всю проверяемую аппаратуру, кабельные заделки, зажимы, провода и т. д. от пыли, грязи, остатков и обрезков материалов.

При проверке изоляции отдельных цепей, проводов и аппаратов снимают плавкие вставки у всех предохранителей, провода отсоединяют от сборок зажимов панелей и изоляцию проверяют в целом по цепи, а в случае несоответствия изоляции нормам — по каждому элементу установки отдельно. Для присоединения мегомметра к испытательным цепям следует применять только раздельные провода с сопротивлением изоляции не менее 100 МОм. Перед работой необходимо проверить мегомметр и провода. При проверке провода присоединяют к мегомметру и, замкнув их концы накоротко, вращают ручку мегомметра, при этом прибор должен показать сопротивление, равное нулю. При разомкнутых концах проводов сопротивление должно быть равно бесконечности.

При измерении сопротивления изоляции относительно земли зажим мегомметра «Л» (линия) должен быть подключен к испытываемой электрической цепи, а зажим «3» (земля) — к земле. При измерении сопротивления изоляции электрических цепей, не соединенных с землей, порядок подключения зажимов прибора может быть любым.

Нормальная скорость вращения ручки мегомметра — 120 об/мин, причем отсчет показания прибора следует вести после того, как стрелка займет устойчивое положение.

При всех проверках изоляции мегомметром нужно учитывать, что во вторичных цепях могут находиться детали с пониженным испытательным напряжением, например конденсаторы, твердые выпрямители, слаботочная аппаратура и т. д. Эти детали должны быть закорочены или отключены в зависимости от схемы.

При испытании мегомметром одной из обмоток трансформатора напряжения на другой может появиться напряжение, поэтому эта обмотка должна быть отключена от сети и закорочена.

Испытание повышенным напряжением следует выполнять в диэлектрических резиновых перчатках и ботах, при этом должны быть предусмотрены ограждение и предупредительные плакаты во всех местах, находящихся под испытательным напряжением. Изоляцию смонтированных устройств испытывают повышенным напряжением только после измерения мегомметром сопротивления изоляции этих устройств и, если это сопротивление удовлетворяет требованиям Правил устройств электроустановок (ПУЭ).

Присоединение считается выдержавшим испытание на электрическую прочность, если не произошло пробоя изоляции, перекрытия по поверхности, заметного нагревания изоляции или резкого снижения показаний включенного в цепь вольтметра.

3. Правила и инструкции по заполнению документации результатов испытаний

Результаты испытаний оформляют протоколом испытаний, в котором указывают всю требуемую заказчиком и необходимую для толкования результатов испытаний информацию, а также всю информацию, требуемую для используемой методики. Протоколы испытаний могут быть на бумажных или электронных носителях. Экземпляры протоколов испытаний, выполненные на бумаге, должны иметь нумерацию страниц и указание общего числа страниц. Оформляет протокол испытаний специалист ИЛ, назначенный руководителем ИЛ. Обязанность по оформлению протоколов испытаний, и соответствующая ответственность должны быть закреплены в должностной инструкции. Если к протоколу испытаний не прилагается акт отбора проб (при его наличии), то информация из акта отбора проб должна быть включена в протокол. Лабораториям рекомендуется прилагать заявление о том, что протокол испытаний не может быть частично воспроизведен без письменного разрешения лаборатории.

Протокол испытаний оформляется в произвольной форме, если форма не установлена потребителем или методом (методикой) испытаний. Каждый протокол испытаний должен содержать, по крайней мере, следующую информацию (если лаборатория не имеет обоснованных причин не указывать ту или иную информацию):

наименование документа (например, «Протокол испытаний» или «Сертификат о калибровке»);
наименование и адрес лаборатории, а также место проведения испытаний и/или калибровки, если оно не находится по адресу лаборатории;
уникальную идентификацию протокола испытаний или сертификата о калибровке (например, серийный номер), а также идентификацию на каждой странице, чтобы обеспечить признание страницы как части протокола испытаний или сертификата о калибровке, и, кроме того, четкую идентификацию конца протокола испытаний или сертификата о калибровке;
наименование и адрес заказчика;
идентификацию используемого метода/методики;
описание, состояние и однозначную идентификацию объекта (объектов) испытаний или калибровки;
дату получения объекта (объектов), подлежащего(их) испытаниям или калибровке, если это существенно для достоверности и применения результатов, а также дату(ы) проведения испытаний или калибровки;
ссылку на план и методы отбора образцов, используемые лабораторией или другими органами, если они имеют отношение к достоверности и применению результатов;
результаты испытаний или калибровки с указанием (при необходимости) единиц измерений;
имя, должность и подпись или эквивалентную идентификацию лица (лиц), утвердившего(их) протокол испытаний или сертификат о калибровке;
при необходимости указание на то, что результаты относятся только к объектам (образцам), прошедшим испытания или калибровку.

В выдаваемых испытательной лабораторией (центром) протоколах исследований (испытаний) и измерений или иных итоговых документах о результатах исследований (испытаний) и измерений должна указываться используемая при таких исследованиях (испытаниях) и измерениях версия нормативного документа с полным наименованием и реквизитами (номером, годом). Если в протокол испытаний включены мнения и толкования, то к протоколу должны быть приложены документы, на основании которых они сделаны. Мнения и толкования выделяются в протоколе отдельным разделом и могут касаться:

выполнения требований, включенных в договор;
рекомендаций по использованию результатов испытаний;
рекомендаций по улучшению;
мнения о соответствии/несоответствии результатов установленным требованиям.

Изменения к протоколам испытаний или сертификатам о калибровке после их выдачи должны производиться только в виде дополнительного документа или дополнительной передачи данных и включать в себя следующую (или другую эквивалентную) формулировку: «Дополнение к протоколу испытаний (или сертификату о калибровке), серийный номер (или другая идентификация)». Если необходимо оформить или выдать полный новый протокол испытаний или сертификат о калибровке, они должны однозначно идентифицироваться и содержать ссылку на оригинал, который они заменяют.

4. Испытание изоляции обмоток трансформатора повышенным напряжением

Испытанию изоляции повышенным напряжением должны предшествовать тщательный осмотр и оценка состояния изоляции другими методами, описанными ранее. Изоляция может быть подвергнута испытанию повышенным напряжением только при положительных результатах предшествующих проверок. Изоляция считается выдержавшей испытание повышенным напряжением в том случае, если не было пробоев, частичных разрядов, выделений газа или дыма, резкого снижения напряжения и возрастания тока через изоляцию, местного нагрева изоляции.

Для предотвращения недопустимых перенапряжений при испытаниях (из-за высших гармоник в кривой испытательного напряжения) испытательная установка должна быть по возможности включена на линейное напряжение сети. Форму кривой напряжения можно контролировать электронным осциллографом.

В тех случаях, когда одного трансформатора напряжения для измерения испытательного напряжения недостаточно, допускается последовательное соединение двух однотипных трансформаторов напряжения. Применяют также дополнительные сопротивления к вольтметрам.

Испытание изоляции выпрямленным напряжением

Применение выпрямленного испытательного напряжения позволяет значительно уменьшить мощность испытательной установки, делает возможным испытание объектов с большой емкостью (кабелей конденсаторов и др.), позволяет контролировать состояние изоляции по измеряемым токам утечки. При испытании изоляции выпрямленным напряжением, как правило, применяются схемы однополупериодного выпрямления.