Испытания высоковольтных выключателей

Высоковольтные выключатели являются одними из самых важных элементов электроустановочных изделий. От их корректной работы зависит своевременное обесточивание высокотехнологичных устройств, функционирующих под высоким напряжением, а также такие возможность оперативного переключения режимов их работы. Согласно требованиям ПУЭ, во время пуско-наладки электрооборудования проводятся регламентные испытания высоковольтных выключателей.

Замеры сопротивления изоляции

Для безопасной эксплуатации кабельной линии и периферийных устройств, требуется проверка целостности изоляции и испытание её на пробой, в случае повышения напряжения выше рабочих значений. Экспертиза проводится в отношении 3 базовых элементов автоматических выключателей:

• Детали, изготовленные из органических компонентов, автоматически приводимые в движение при размыкании цепи.

Испытание осуществляется при помощи стандартного промышленного мегаомметра, рассчитанного на рабочее напряжение от 2,5 кВ и выше.

В соответствии с нормативными требованиями, полимерная изоляция должна показывать значения, не менее приведённых в следующей таблице параметров:

Проверка сопротивления изоляции проводится в 2 этапа.

1-й этап – контроль материала при разомкнутой цепи, когда выключатель находится в опущенном состоянии. В данном случае, проводится проверка изоляции вводных частей в зоне клеммных сопряжений, а также деталей прибора, приводимых в движение.

2-й этап – контроль осуществляется, путём последовательного соединения каждой вводной клеммы с фазным кабелем. Данная экспертиза осуществляется только в том случае, если, по результатам измерений сопротивления изоляции на 1-м этапе, полученные значения оказались ниже нормативных, приведённых в таблице.

Результаты полученных показателей подставляются в следующую формулу:

R = R₁ * R₀ / (R₀ – R₁),

R – искомое значение, показатель измеренной изоляции на выключателе.

R₀ – измеренное значение сопротивления в выключенном состоянии.

R₁ – показатель сопротивления при включенном приборе.

• Контроль сопротивления изоляции на вторичном контуре, в местах установки электромагнитных выключателей. При проведении экспертизы соблюдаются требования ПУЭ, а также техника безопасности.

Тестирование осуществляется, также, как и в предыдущем варианте, мегаомметром, настроенным на рабочее напряжение 1 кВ. Итоговый показатель сопротивления вторичной линии должен быть не менее 1МОм.

Прибор для измерения сопротивления должен пройти поверку с получением соответствующего сертификата от регистрационных органов. Результаты испытаний заносятся в протокол установленной формы.

Испытание повышенным напряжением с частотой 50 Гц

Испытания высоковольтных выключателей повышенным напряжением с частотой 50 Гц осуществляется аттестованными представителями электролаборатории, которые выполняются работы, согласно следующему алгоритму:

• Выключатель переводится в активное состояние, каждая фаза подлежит заземлению.
• На объекте, либо в электролаборатории собирается стенд, к которому подключается электроустановочное изделие, подлежащее испытанию.
• Силовой кабель стенда подключается в клеммное соединение одного из выводов выключателя.
• На остальные контакты прибора устанавливается временное заземление.
• Когда все работы завершены, ответственное за испытание лицо даёт команду для подачи напряжения с частотой 50 Гц.
• Проверка сопротивления изоляции при повышенных параметрах мегаомметра на каждой фазе высоковольтного выключателя.
• Вторым этапом проводится проверка прибора при экстренном размыкании цепи.

При проведении испытаний, напряжение меняется в несколько этапов:

• Первичное напряжение на высоковольтных выключателях подаётся в размере 30% – 35% от установленной рабочей величины.
• Далее, происходит плавное повышение напряжения, от 1 до 2 кВ в секунду.
• При достижении предельного рабочего показателя, лаборант выдерживает его на протяжении 60 секунд.
• По прошествии нормативного промежутка времени, напряжение снижается с той же скоростью, с которой увеличивалось.

При проведении проверки выключателя на разрыв, лаборанты параллельно проверяют качество масла в баке, так как вязкая среда должна также показывать изоляционные свойства при повышении напряжения на высоковольтном выключателе.

Замеры времени действия подвижных деталей выключателя

Проверка времени срабатывания размыкателя цепи – важный этап тестирования работоспособности выключателя. В данном случае, лаборант определяет временной промежуток, который требуется электроустановочному изделию для размыкания цепи с момента подачи сигнала от оборудования. Данный показатель зависит от трёх базовых параметров:

• Скорость движения размыкающего устройства на высоковольтном выключателе.
• Задержка, связанная со срабатыванием электромганитов.
• Собственное время реакции оборудования, при необходимости подачи сигнала.

Контроль задержки отключения оборудования проводится с помощью высокоточных лабораторных секундомеров, позволяющих получить показания в миллисекундах.

Как правило, лаборанты применяют секундомеры типа ПВ-53Л или П14-2М, каждый из которых включается в цепь, а срабатывание с регистрацией временного промежутка происходит посредством вибрационного или электромагнитного воздействия.

Полученные показатели времени срабатывания выключателя не должны превышать данные, указанные в техническом паспорте изделия, а также нормативные значения, согласно требованиям ПУЭ. Регламентная документация допускает образование погрешности до 10% в любую сторону от теоретических показателей. 

Тестирование установочных и регулировочных характеристик приводных механизмов

Каждое производственное предприятие, выпускающее выключатели для промышленных электроустановок, проводит их испытание в заводских условиях. На основе тестирования, издаются паспорта данных изделий. После монтажа выключателя в кабельную сеть, осуществляется пуско-наладка системы с проведением соответствующих испытаний силами привлечённой электролаборатории. Работы выполняются, согласно следующей технологической карте:

• Контроль работоспособности устройства, размыкающего цепь. На данном этапе лаборант проверяет реакцию механизма при подаче сигнала. Выключатель должен двигаться по единой траектории, с постоянной скоростью, без западания и промежуточных остановок.
• Проверка минимальных характеристик токопроводящей жилы, при достижении которых устройство срабатывает с размыканием цепи. Данный вид экспертизы осуществляется последовательно, для каждого клеммного контакта с разными полюсами. При выполнении испытания, реальные показатели напряжения должны быть минимум на 30% ниже, чем рабочие параметры токопроводящей жилы.
• Проверка работоспособности размыкателей цепи путём цикличного действия. В данном случае, лаборант осуществляет от 3 до 5 циклов корректировки рабочего напряжения для инспекции нормального срабатывания электроустановочных изделий.
• Проверка сопротивления вязкой среды (масла) для трансформаторных установок. В данном случае испытания проводятся после заправки баков, а также дугогасительных резервуаров свежим трансформаторным маслом.

Все показатели испытаний заносятся в протокол, сверяются с нормативными значениями, на основе чего эксперт делает вывод о нормальной работоспособности устройства.

Измерение минимального напряжения срабатывания

Данный вид испытаний выполняется с применением поверенного метрологического оборудования, предназначенного для контроля защитных систем. Как правило, электролаборатории располагают устройством типа ЭУ5001. При включении прибора, напряжение подаётся поэтапно, с постепенным ростом и контролем показателей. Испытание считается завершённым сразу после срабатывания электромагнита, передающего сигнал на размыкатель цепи.

Как было сказано выше, нормальным показателем считается значение напряжения (давления), величина которого на 30% ниже рабочих параметров кабельной линии.

Тепловизионный контроль проводится с целью оценки нагрева рабочих токоведущих частей

Тепловизионное обследование высоковольтных выключателей проводится для контроля следующих факторов, которые могут вызвать сбой в нормальном функционировании кабельных линий:

• Проверка неравномерного распределения, либо механических повреждений изоляции в зоне повышения температуры на величину более 1 ^оС.
• Анализ сварных или обжимных клеммных контактов токопроводящих частей в местах изменения сопротивления токопроводящей линии.
• Инспекция керамических изоляторов каждой шины, установленной на приборе автоматического отключения.

В соответствии с нормативными регламентами, данные испытания для высоковольтных кабельных линий должны осуществляться не реже, чем раз в 6 лет. В случае обнаружения брака или сбоев в работе, что характеризуется ростом температуры в месте дефекта, лаборант фиксирует эти сведения в отчёте, предоставляя рекомендации по устранению неисправности.

Заключение

Испытания высоковольтных выключателей являются важной частью пуско-наладочных работ для каждой кабельной линии. Проведение данных экспертных действий осуществляется, согласно требованиям ПУЭ и другой нормативной документации. Экспертиза выполняется силами аккредитованной лаборатории после сборки испытательного стенда. Во время проверки выключателей, осуществляется контроль времени, скорости срабатывания движущихся деталей, определяется рабочее давление, при котором подаётся сигнал на размыкатель цепи. Все полученные в ходе испытаний значения фиксируются в протокол, на основании которого заказчик получает заключение с выводами и рекомендациями.