Испытание комплектных токопроводов, вентильных разрядников и ОПН

При эксплуатации линий электропередач, электрического приемного и распределительного оборудования могут возникнуть ситуации, способные привести к нарушению нормируемых условий поставки электроэнергии, спровоцировать форс-мажорные ситуации и аварии с непредсказуемыми последствиями. Для предотвращения этого, в состав электроустановок с большими номинальными токами вводятся комплектные токопроводы (КТП) и специальные защитные системы – вентильные разрядники и ограничители перенапряжения (ОПН). Эти устройства способны обеспечить высокую эффективность и безопасность передачи электроэнергии, исключить вероятность возникновения аварийных ситуаций, причиной которых являются короткие замыкания, перенапряжение. Однако, ожидаемый эффект от использования комплектных токопроводов, вентильных разрядников и ОПН можно получить лишь при их исправности и соответствии условиям эксплуатации. Для этого Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП) и Правила устройства электроустановок (ПУЭ-7) предусматривают необходимость периодических испытаний защитного электрооборудования. Проведение таких работ производится персоналом, прошедшим специальное обучение, стажировку, экспертную проверку знаний и получившим определенную группу допуска по электробезопасности. При невозможности обеспечить эти условия, предприятия электроэнергетики могут воспользоваться услугами сторонних организаций, имеющих соответствующую лицензию и государственную аккредитацию. В Москве и Московской области испытание комплектных токопроводов, вентильных разрядников и ОПН производит строительная лаборатория «ТехЛабКонтроль». Услуги предоставляются на договорной основе, оперативно, с гарантией объективности результатов.  

Назначение и характеристика оборудования

Комплектный токопровод представляет собой электротехническое устройство для передачи электроэнергии, поставляемое отдельным блоком в полностью собранном виде. Он с высокой степенью надежности заменяет гибкие связи и шинные мосты открытого исполнения, обеспечивает эксплуатационную надежность всей электроустановки, предоставляет возможность унификации проектных решений. Элементы конструкции комплектных токопроводов защищены сплошной металлической оболочкой. Компоновка включает в себя шины, изоляторы, стыковые узлы, встроенные измерительные трансформаторы и другие аппараты, необходимые для эффективной работы оборудования.

Наряду с комплектными токопроводами, эффективность и безопасность работы электроустановок обеспечивают вентильные разрядники и их усовершенствованные аналоги – ограничители перенапряжения (ОПН). Эти устройства защищают основное электроэнергетическое оборудование от скачкообразного повышения напряжения, вызываемого короткими замыканиями или атмосферными явлениями (грозой). В конструкцию разрядника входят электроды (один из них заземлен) и дугогасительное устройство. При возрастании напряжения до критических значений возникает пробой с отводом энергии в землю, сопровождающая это явление искра (дуга) гасится. Конструкция ОПН исключает возникновение искры – это результат включения в компоновку специальных элементов, нелинейных резисторов (варисторов). Они поглощают энергию импульса перенапряжения и выделяют её в виде тепла, рассеивая в пространстве.

Состав и методы испытаний КТП

В электрических сетях напряжением 6 – 35 Кв промышленного назначения при передаче мощности 15 – 20 МВ-А и выше применяются жесткие комплектные токопроводы, которые более эффективны, чем гибкие проводные системы. Технические нормы их монтажа предусматривают все, что необходимо для безопасной и длительной службы оборудования даже в самых неблагоприятных условиях окружающей среды. Вместе с этим, правила эксплуатации устанавливают необходимость периодических испытаний КТП для проверки качества и безопасности передачи электрической энергии. Периодичность этих работ зависит от местных условий и устанавливается производственным графиком с учетом требований ПТЭЭП и ПУЭ. Выявленные в ходе испытаний неисправности отмечаются в эксплуатационной документации и служат материалом для анализа динамики изменений параметров работы токопровода за весь срок его службы. В обязательный перечень испытаний КТП входит:

• внешний осмотр, измерение сопротивления изоляции шинных соединений;
• оценка состояния опорных изоляторов и всей изоляции в целом;
• контроль прочности болтовых, прессованных, сварных соединений корпуса, шин, заземлителей;
• проверка состояния связей трассовых элементов системы;
• контроль правильности фазировки в местах разъемного соединения на разветвлениях.

Для проведения испытаний комплектных токопроводов необходимы следующие приборы и оборудование:

• штанга для наложения заземления;
• переносное заземление;
• металлическая линейка, штангенциркуль;
• мегаоммметр для замера сопротивления;
• прибор ИФН-200 (для уточнения фазировки);
• аппарат АИД-70 (испытание повышенным напряжением);
• установка для ультразвуковой дефектоскопии (проверка сварных швов).

В ходе испытаний комплектных токопроводов проводится выборочная проверка степени затяжки резьбовых соединений визуально или замером переходного сопротивления контакта, осмотр сварных швов на предмет выявления непровара, раковин и других изъянов сварки. Состояние изоляторов проверяется осмотром, для оценки качества общей изоляции используется способ испытаний повышенным напряжением промышленной частоты. Проверка состояния изоляционных прокладок токопроводов, оболочки которых изолированы от опорных металлоконструкций, проводится сравнительными измерениями падения напряжения или силы тока. Устройства искусственного охлаждения КТП испытываются способами, рекомендованными инструкции заводами-изготовителями.

Состав и методы испытаний вентильных разрядников, ОПН

В процессе эксплуатации, из-за старения или изменения внутренних свойств, вентильные разрядники и ограничители перенапряжения могут изменять свои технические параметры и утрачивать защитные свойства. В результате может быть нанесен непоправимый ущерб основному технологическому оборудованию и обслуживающему персоналу. Для предотвращения этого Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей, Правила устройства электроустановок и ГОСТ Р 52725-2021 предусматривают необходимость испытаний защитных устройств с оценкой их фактического состояния и определения способности исполнять свои функции. ПТЭЭП и ПУЭ устанавливают следующие виды и сроки проверок:

• приемосдаточные – производятся на первично водимом в эксплуатацию оборудовании для уточнения проектной функциональности и безопасности электрических установок и токопроводов;
• периодические – не реже 1 раза в 5 лет для текущего контроля состояния включенных в работу вентильных разрядников и ОПН (испытания сопротивления моделей наружной установки выполняются 1 раз в 3 года, внутренней – 1 раз в 6 лет);
• квалификационные – оценка качества выпускаемой продукции (выполняется производителем);
• типовые – при измерении конструкции, технологии изготовления, используемых материалов (выполняется производителем).

Технические и эксплуатационные параметры, проверяемые у вентильных разрядников и ограничителей перенапряжения:

• сопротивление изоляции – замеры производятся мегаомметром ЭСО 202/2Г и диапазон измерения от 0 до 10000 МОм и классом точности 1,5;
• ток проводимости – проверка нелинейного сопротивления вилитовых дисков при напряжении 220 вольт с использованием высоковольтного испытательного аппарата АИД-70;
• пробивное напряжение – проверка работоспособности разрядника нагрузкой до пробоя при помощи установки АИД-70;
• механическая прочность, герметичность корпуса – визуальная проверка.

Испытания вентильных разрядников и ограничителей перенапряжения проводится в условиях, считающихся нормальными – температура окружающего воздуха не менее +10° С, относительная влажность не более 90 %. Поверхности испытываемых приборов должны бить очищены от пыли, грязи, видимой влаги и не иметь явных повреждений. Работа выполняется бригадой электриков, состоящей из двух человек –руководитель с IV группой допуска по электробезопасности, помощник – с III. Еще одному электрику со II группой допуска поручается охрана зоны производства работ.

Обработка и оформление результатов испытаний

Все промежуточные результаты испытаний комплектных токопроводов, вентильных разрядников и ограничителей перенапряжения заносятся в оперативные рабочие журналы для последующего анализа и сравнения с нормируемыми характеристиками, которые регламентирует ГОСТ Р 52725-2021 и гарантируют производители оборудования. На основании этого делается вывод о пригодности КТП, разрядников и ОПН к дальнейшей эксплуатации. Итоговым документом является подписанный и утвержденный протокол, содержащий полную информацию о проделанной работе, оценку ее результатов с определением возможности или невозможности использования испытанных приборов в составе действующих токопроводящих сетей и электроустановок.