Испытание вводов, проходных, подвесных и опорных изоляторов

Поставки электрической энергии потребителям осуществляется путем ее передачи по сложной системе, основой которой служит проводящая сеть. Важным условием эффективности и безопасности процесса является недопустимость попадания электрического тока на конструкции опор ЛЭП, корпуса трансформаторных подстанций и другого электрооборудования. Это достигается изолированием токонесущих частей от контакта с остальными элементами системы установкой проходных, подвесных и опорных изоляторов, высоковольтных вводов. Вместе с этим, изоляторы должны обеспечивать прочные механические связи проводников электрического тока с опорами и частями заземленного электрооборудования. Все это учтено их формой, материалами изготовления и способами монтажа. Современные высоковольтные вводы, проходные, подвесные и опорные изоляторы обладают высоким эксплуатационным ресурсом и рассчитаны на длительные сроки службы, но часто меняющиеся условия климата, механические воздействия и многие другие факторы могут ускорить их износ, снизить функциональность и стать причиной аварий. Для своевременного выявления дефектов и исключения возможных сбоев в работе, Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП) и Правила устройства электроустановок (ПУЭ-7) предусматривают необходимость периодических испытаний изоляторов и вводов на предмет возможности их безопасного использования на ЛЭП и энергетических установках. Действующее законодательство предоставляет право проведения такой работы специализированным организациям, имеющим соответствующую лицензию и разрешение Ростехнадзора. В Москве и Московской области испытание высоковольтных вводов, проходных, подвесных и опорных изоляторов производит строительная лаборатория «ТехЛабКонтроль».  

Технические характеристики изоляторов

Изолятором называется обособленное электромеханическое устройство, используемое для электрической изоляции и механической связи отдельных частей электроустановок, находящихся под разными потенциалами. Диэлектрический эффект обеспечивают материалы изготовления – фарфор, стекло, композиты из полимеров. Форма в виде тарелки или стержня с множеством ребер обеспечивает проход электрических разрядов исключительно под углом относительно силовых линий поля – это минимизирует возможность пробоев. По назначению, изоляторы делятся на устройства внутренней и наружной установки, линейные (штыревые, подвесные) и стационарные (опорные, проходные). Их конструкция учитывает класс напряжения – чем он выше, тем деталь габаритнее, тяжелее, сложнее в производстве, монтаже и эксплуатации. Основные требования, предъявляемые к вводам и изоляторам:

• диэлектрическая прочность в рабочем состоянии и при внезапном повышении величины электрического тока, напряжения;
• механическая прочность для противодействия внешним воздействиям, в том числе и при появлении электрических перенапряжений;
• способность сохранять свою функциональность в широком температурном диапазоне, выдерживать без повреждения перепады от -60 до +50ºС;
• стойкость к воздействию влаги в виде дождя, снега, льда и поверхностным электрическим разрядам;
• иметь форму, обеспечивающую максимальную однородность электрического поля, как внутри изолятора, так и на его внешней поверхности.

Детальная информация о конструкции и назначении изоляторов разного типа указывается в маркировке буквенно-цифровым шифром – это облегчает выбор устройства для практического применения.

Периодичность испытаний вводов, проходных, подвесных и опорных изоляторов

С течением времени диэлектрические характеристики поверхности и тела изоляторов меняются, снижая защитные способности оборудования. Это может быть вызвано старением материалов изготовления, механическими воздействиями, окислением масла в маслонаполненных конструкциях (вводах). Не исключен и заводской брак. Для обеспечения должной эффективности в работе и исключения возможности возникновения аварийных ситуаций, ПТЭЭП и ПУЭ устанавливают необходимость испытаний вводов, проходных, подвесных и опорных изоляторов в следующие сроки и периоды:

• перед первичным пуском ЛЭП и электрооборудования;
• в процессе эксплуатации по утвержденным графикам проектов производства работ;
• после текущих ремонтов и устранения дефектов;
• по завершении капитальных ремонтов электрооборудования (не реже одного раза в 8 лет);
• по требованию контролирующих и надзорных органов.

Своевременная проверка фактического состояния изолирующих устройств позволяет не только обеспечить необходимые условия для нормальной и безопасной эксплуатации электрооборудования, но и предотвратить аварии, способные причинить непоправимый вред обслуживающему персоналу и окружающей среде.

Состав и методы испытаний, измерительные приборы и оборудование

Испытания проходных, подвесных, опорных изоляторов и высоковольтных вводов выполняются бригадой электриков, прошедших специальное обучение и сдавших квалификационный экзамен на получение группы допуска по электробезопасности. Работы производятся поэтапно в следующей последовательности:

• Подготовительный этап – осмотр оборудования, очистка от загрязнений, оценка состояния поверхности и механической прочности изоляторов. На маслонаполненных вводах производится замер уровня масла в расширителе и проверка исправности потенциометрического устройства. При обнаружении видимых дефектов изоляторы, вводы бракуются и выводятся из эксплуатации.
• Измерение сопротивления изоляции изолирующего устройства. Исследования производятся замерами мегаоометром сопротивления каждого изолятора или каждого элемента многоэлементного устройства. Допустимый показатель – не менее 500 МОм (ПТЭЭП, прил. 3, табл.9).
• Определение тангенса углов диэлектрических потерь и емкости. Измерение данных величин производится на вводах и проходных изоляторах, имеющих основную изоляцию из твердого органического материала, кабельных или жидких масс. Работа выполняется при температуре не ниже 10ºС, особенности измерений и величина испытательного напряжения зависит от типа изолятора и наличия потенциометрического устройства (ПИН). Полученные результаты не должны превышать значений, установленных ПТЭЭП (прил. 3).
• Испытание повышенным напряжением промышленной частоты. Величина и продолжительность приложения испытательного напряжения нормируется ПТЭЭП и зависит от материала изолятора (ввода) и класса напряжения электрооборудования.
• Проверка качества уплотнения вводов. Данные испытания проводятся для негерметичных маслонаполненных вводов напряжением 110—500 кВ с бумажно-масляной изоляцией созданием избыточного давления масла на протяжении 30 минут. Положительным результатом считается отсутствие протечки масла.
• Испытание трансформаторного масла. Изоляционное масло перед первичной заливкой или эксплуатационной доливкой в маслонаполняемые вводы подвергается проверке на соответствие параметрам, указанным в ПТЭЭП (прил.3.) и методичке «Объемы и нормы испытаний электрооборудования» (табл.25). Необходимость проведения хроматографического анализа растворенных в масле газов определяется по общим результатам испытаний вводов.

При проведении испытаний проходных, подвесных, опорных изоляторов и высоковольтных вводов используется комплект специального оборудования и средств измерений, в его состав входят:

• мегаомметр Ф4102/2-М1 класса точности 2,5 для измерения сопротивления при подаче напряжения в пределах от 500 до 2500 Ом;
• испытательная установка АИД-70 для подачи переменного или выпрямленного повышенного напряжения промышленной частоты;
• многофункциональная испытательная установка FOSTER TRANSFORMERS;
• мост переменного тока Р 5026 для измерения тангенса угла диэлектрических потерь.

Все используемые в ходе испытаний измерительные средства и оборудование должны быть проверены на исправность, на соответствие условиям использования по мощности и классу точности, быть поверены в соответствии с требованиями соответствующих методик.

Обработка и оформление результатов

Оперативные первичные данные, полученные при испытаниях вводов, проходных, подвесных и опорных изоляторов, заносятся в рабочую тетрадь, в них должна содержаться следующая информация:

• дата проведения испытаний;
• погодные условия;
• наименование и тип испытанного изолятора (ввода), схема установки;
• результаты испытаний.

Полученные в ходе испытаний данные сравниваются со значениями, установленными нормативно-технической документацией и характеристиками, предоставленными заводами-изготовителями. После анализа всех материалов выписываются протоколы на испытанное оборудование с заключением о возможности или невозможности его дальнейшей эксплуатации.