Испытание масляных, воздушных, элегазовых, вакуумных выключателей и выключателей нагрузки

Основные требования, предъявляемые к электроустановкам в процессе их эксплуатации – безотказность в работе, функциональность и максимальная безопасность. Это обеспечивается совместной работой всех элементов оборудования, и в первую очередь коммутационного – высоковольтными выключателями, входящими в состав распределительных устройств подстанций. От их качества зависит надежность электроснабжения, сохранность оборудования при авариях, коротких замыканиях. На практике применяется несколько их видов – выключатели воздушные, масляные, вакуумные, элегазовые, выключатели нагрузки. Каждый из них имеет собственные технические характеристики, условия применения, критерии выбора. Необходимая функциональность и надежность работы выключателей заложена на стадии изготовления и не подлежит сомнению, однако с течением времени их эксплуатационные характеристики могут измениться и не обеспечить требуемые параметры безопасности. Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП) и Правилами устройства электроустановок (ПУЭ-7) предусмотрена необходимость испытаний масляных, воздушных, элегазовых, вакуумных выключателей и выключателей нагрузки на предмет их соответствия условиям безопасной работы электрооборудования. Испытания, измерения и опробования оборудования проводятся по нормам и правилам действующей нормативно-технической документации по инструкциям изготовителей бригадой электриков, прошедших специальную подготовку, проверку знаний и имеющих группу допуска по электробезопасности от II до IV. Как правило, это персонал монтажных наладочных организаций, имеющих соответствующую лицензию и государственную аккредитацию. В Москве и Московской области испытание масляных, воздушных, элегазовых, вакуумных выключателей и выключателей нагрузки производит строительная лаборатория «ТехЛабКонтроль».   

Характеристики высоковольтных выключателей, особенности эксплуатации и обслуживания

Высоковольтные выключатели рассчитаны на работу при разном напряжении и номинальном токе нагрузки, но, при этом, каждый их типов обладает различной механической прочностью, габаритами, отключающей способностью, сроком службы и другими свойствами. Условия применения данного оборудования регламентированы правилами ПТЭЭП, ПУЭ-7, сопроводительной документацией от завода изготовителя. На сегодняшний день, самыми эффективными считаются элегазовые и вакуумные выключатели. Они характеризуются высокой скоростью срабатывания и отключающей способностью. Механическая прочность и число циклов включения-выключения (коммутационный ресурс) определяются конструкцией – чем она проще, тем выключатель долговечнее. В этом отношении лидирующие позиции занимают воздушные и вакуумные выключатели, но если первые ремонтно пригодны, то вторые после исчерпании ресурса подлежат замене. После выработки нормативного срока службы ремонтируются элегазовые и масляные высоковольтные выключатели с заменой элегаза (гексафторида серы) и масла, при этом масляные имеют значительно меньший межремонтный ресурс и более дорогое обслуживание.     

Методы контроля состояния высоковольтных выключателей

Испытания масляных, воздушных, элегазовых, вакуумных выключателей и выключателей нагрузки преследуют общую цель – обеспечение своевременного отключения электроустановок в случае возникновения аварийных ситуаций, поддержание требуемого законом уровня надежности энергообеспечения потребителей и безопасности обслуживающего персонала. Особенности конструкции коммутационного оборудования допускают возможность проведения ряда исследований по единым или схожим методикам, отдельные параметры проверяются с учетом типа и индивидуальных технических характеристик выключателей. При работе используется специальное поверенное электроизмерительное оборудование, рабочее место должно быть подготовлено в соответствии с требованиями правил техники безопасности.

Процедура испытаний начинается с изучения заводской и эксплуатационной документации, тщательного осмотра выключателей для определения объема и норм испытаний. Оценка фактического состояния высоковольтного коммутационного оборудования предусматривает проведение следующих мероприятий:

1. Масляные выключатели:
   • измерение сопротивления изоляции подвижных и направляющих элементов, вторичных цепей, электромагнитов включения-отключения;
   • испытания вводов;
   • оценка состояния внутрибаковой изоляции и дугогасительных устройств;
   • испытание сопротивления изоляции между корпусом или опорной частью повышенным напряжением промышленной частоты с оценкой состояния вторичных цепей, обмоток электромагнитов;
   • измерение сопротивления постоянному току на контактах, шунтирующих резисторах дугогасительных устройств, обмотках электромагнитов включения и отключения;
   • оценка скоростных и временных параметров работы выключателей;
   • исследование механических характеристик – хода подвижных частей, вжима контактов, одновременности их замыкания и размыкания;
   • проверка установочных и регулировочных параметров выключателей, действия механизма расцепления, давления и срабатывания приводов;
   • испытание многократными включениями и отключениями;
   • испытание масла.
2. Воздушные выключатели.
   • измерение сопротивления изоляции опорных изоляторов камер гашения, изолирующих тяг, вторичных цепей, обмоток электромагнитов;
   • испытание изоляции элементов выключателей повышенным напряжением промышленной частоты;
   • измерение сопротивления постоянному току контактов выключателей, обмоток электромагнитов, шунтирующих резисторов и делителей напряжения;
   • проверка механических характеристик выключателя;
   • проверка срабатывания привода при пониженном напряжении;
   • испытание многократным включением и отключением;
   • оценка работоспособности конденсаторов делителей напряжения;
   • проверка хода якоря электромагнита управления.
3. Элегазовые выключатели.
   • оценка сопротивления изоляционного покрытия;
   • испытание повышенным напряжением промышленной частоты;
   • измерение сопротивления постоянному току;
   • проверка работы выключателя на всех режимах работы;
   • тестирование на многократное включение-отключение;
   • проверка на герметичность;
   • определение содержания влаги в элегазе, наполнителе выключателя.
4. Вакуумные выключатели.
   • измерение сопротивления изоляции
   • оценка изолирующих параметров при подаче повышенного напряжения;
   • измерение сопротивления постоянному току
   • изучение прочностных характеристик деталей выключателя;
   • измерение напряжения срабатывания привода с определением минимального значения;
   • оценка быстродействия срабатывания прибора;
   • испытание многоразовым включением-отключением;
   • оценка величины износа контактов, сравнение с допустимыми значениями
   • измерение температуры контактов и соединений токопроводящего контура выключателя.
5. Выключатели нагрузки.
   • исследование хода подвижных контактов в дугогасительных камерах – требуется мягкость касания с неподвижными, вертикальность положения, длина хода 160 мм;
   • проверка характера отключения под действием пружины – поворот рукоятки привода вниз на угол должен быть не более 15°;
   • проверка величины контактного давления между контактами – допустимо 23 (-2/+4 кгс);
   • измерение расстояния между торцами камер и главными подвижными контактами, замер величины зазоров после сопротивления дугогасительных контактов (min 20 мм);
   • определение контактного давления заземляющих ножей во включенном положении – допустимо 23 (-2/+4 кгс);
   • измерение сопротивления главной цепи полюсов и заземляющего контура постоянному току (max 100 мкОм и 0,01 Ом);
   • оценка скорости срабатывания выключателя (отключения-включения);
   • уровень износа дугогасительных вкладышей (min 0,5 мм);
   • измерение сопротивления изоляции вторичных цепей (max 1 МОм);
   • измерение величины напряжения при срабатывании катушек отключения приводов.

Испытание масляных, воздушных, элегазовых, вакуумных выключателей и выключателей нагрузки проводятся в условиях окружающей среды, предусмотренных нормативами ПУЭ-7 и государственными стандартами, регламентирующими соответствующие методики производства работ. При отсутствии конкретизации требований, следует руководствоваться инструкциями производителей коммутационного оборудования.

Оформление результатов испытаний и измерений

Результаты измерений электрических и механических параметров высоковольтного коммутационного оборудования заносятся в рабочие журналы и оформляются протоколом единой формы. Вместе с этим, в зависимости от типоразмера выключателя и других местных условий, итоговый документ может содержать и дополнительные сведения. В общем случае, в протоколе отражается следующая информация:

• дата и место испытаний с указанием наименования предприятия, энергоуправления, и подстанции, обозначение присоединения по схеме;
• наименование испытанного высоковольтного коммутационного оборудования, полный перечень паспортных данных выключателей;
• результаты испытаний, измерений, оценки технических характеристик с указанием измеренных и нормативных параметров;
• перечень использованного при испытаниях оборудования с указанием типа, класса точности, заводского номера и сведений о поверке каждого прибора.

Протокол подписывается непосредственными исполнителями испытаний и руководителем работ и утверждается ответственным лицом административного (инженерно-технического) персонала.