Диагностирование фарфоровых изоляторов

Тарельчатые фарфоровые изоляторы перед установкой на контактной се­ти и ВЛ испытывают напряжением 50 кВ переменного тока частотой 50 Гц в течение 1 мин или измеряют сопротивление изолятора мегаомметром на 2,5 кВ. Сопротивление изолятора должно быть не менее 300 МОм.

В процессе эксплуатации фарфоровые тарельчатые изоляторы периодиче­ски диагностируются измерительными штангами на участках постоянного тока, а на линиях переменного тока - универсальными измерительными штангами, дистанционным ультразвуковым дефектоскопом УД-8, электрон­но-оптическим прибором «Филин» и др. методами.

Испытания проводятся при положительной температуре окружающего воздуха в сухую погоду.

Периодичность испытаний с измерением сопротивления изоляции изоля­торов, находящихся в запасе, составляет 3 года.

Проведение механических испытаний изоляторов не допускается.

Не рекомендуется использовать изоляторы, находившиеся в запасе более 50% усредненного срока службы (12,5-15 лет).

Не допускаются к монтажу и эксплуатации изоляторы, имеющие сле­дующие дефекты:

У фарфоровых изоляторов - трещины в оконцевателях, качание, сполза­ние или проворачивание их в заделке, видимое искривление (несоосность) деталей, сколы фарфора на ребрах общей площадью более 3 см2 или трещи­ны, оплавление поверхности изоляционной детали или ожоги глазури, стой­кие загрязнения более 50% поверхности изолирующего элемента;

У стеклянных изоляторов:

- трещины, сколы, посечки, морщины, складки, свищи, натеки, признаки внутренних газовых пузырей и инородные включения.

У полимерных изоляторов - механические повреждения (надрезы, проко­лы, следы токопроводящих дорожек (треков) длиной более 1/3 пути утечки тока, подтеки кремнийорганической пасты из-под фторопластовой защитной трубки, сползание или проворачивание оконцевателей, разрывы металла, не­удовлетворительная опрессовка изолирующего элемента в оконцевателе и др.

Допускается уменьшение стержня тарельчатого изолятора при коррозии до диаметра 12 мм.

На участках постоянного тока должны применяться тарельчатые изолято­ры с утолщенными стрежнями (или антикоррозионной втулкой). При гори­зонтальном расположении гирлянд тарельчатые изоляторы следует устанав­ливать шапкой к напряжению.

Не допускается в процессе транспортировки, монтажа и эксплуатации подвергать изоляторы механическому воздействию (бросать, наносить удары по изоляторам и соединенным с ними деталями, становиться на изолятор или производить какие-либо действия с кручением изоляционной детали изоля­тора), а также проводить механическую и термическую обработку арматуры изолятора(в т.ч. приварку).

Не допускается применение на контактной сети постоянного и перемен­ного тока тарельчатых изоляторов выпуска 1956-1964 г. типа: ПФ6-В (ПМ-4,5), ПФ6А (П-4,5), ПС6А (ПС-4,5), и ПС6-Б.

Коэффициент запаса механической прочности изоляторов по отношению к их нормированной разрушающей силе должен быть не менее 5,0 при сред­ней эксплуатационной нагрузке и 2,7 - при наибольшей рабочей нагрузке.

В натяжных узлах с суммарным тяжением проводов более 14 кН (1400 кгс) устанавливаются изоляторы класса 120, либо две параллельно соединен­ные гирлянды изоляторов класса 70.

Значительное влияние на работу изоляторов оказывает окружающая воз­душная среда. Характеристика железнодорожных участков по степени за­грязненности атмосферы (СЗА) приведена в таблице 13.5.3.1.

Таблица 13.5.3.1

Степень загрязнен­ности ат­мосферы	Характеристика железнодорожных участков
III	Участки железных дорог со скоростями движения до 120 км/ч при отсутствии характеристик, указанных для ГУ-УП СЗА
	Вблизи (до 500 м) мест: добычи, постоянной погрузки и выгрузки угля; производства цинка, алюминия; ТЭС, работающих на сланцах и углях с зольностью свыше 30 % С перевозками в открытом виде угля, сланца, песка, щебня организованными маршрутами. Со скоростями движения поездов 120-160 км/ч Проходящие по местности с сильнозасоленными и дефлирующими почвами или вблизи (до 1 км) морей и соляных озер со среднезасоленной водой (10-20 г/л) или далее 1 км (до 5 км) с сильнозасолен­ной водой (20-40 г/л)
г/л) В тоннелях со смешанной ездой на тепловозах и электровозах	Вблизи (до 500 м) мест производства, постоянной погрузки и вы­грузки цемента Со скоростями движения поездов более 160 км/ч Проходящие по местности с очень засоленными и дефлирующими почвами или вблизи (до 1 км) морей и соленых озер с сильнозасо­ленной водой (20-40 г/л) В тоннелях со смешанной ездой на тепловозах и электровозах
VI	Вблизи (до 500 м) мест расположения предприятий нефтехимиче­ской промышленности, постоянной погрузки, выгрузки ее продук­ции Места постоянной стоянки и остановки работающих тепловозов В промышленных центрах с интенсивным выделением смога
металлов, по­стоянной погрузки и выгрузки минеральных удобрений и продуктов химической промышленности	Вблизи (до 500 м) мест расположения градирен, предприятий хими-„„ ческой промышленности и по производству редких

При загрязнении изоляторов от разных независимых источников расчет­ную (результирующую) СЗА определяют от двух источников, создающих наибольшую СЗА, в соответствии с таблицей 13.5.3.2.

Таблица 13.5.3.2

СЗА от первого источника	Расчетная СЗА при степени загрязненности от второго источника
III	IV	V	VI
III	III	IV	V	VI
VI	VI	V	VI	VII
V	V	VI	VII	VII
VI	VI	VII	VII	VII

Нормированная минимальная длина пути утечки тока для изоляции кон­тактной сети переменного тока 25,0 кВ в зависимости от СЗА приведена в таблице 13.5.3.3. На изолированных консолях с дополнительной изоляцией в точке подвеса несущего троса и в месте крепления фиксатора на консоли суммарная длина пути утечки тока разнесенной изоляции должна соответст­вовать значениям, приведенным в таблице 13.5.3.3. для VII СЗА.

Таблица 13.5.3.3

Вид изоляции	Минимальная длина пути утечки тока, мм, для районов с СЗА
III	IV	V	VI	VII
Подвесные и врезные (кроме анкер­ных) стержневые изоляторы фарфо­ровые, сборные, стеклянные и по­лимерные (ребристая поверхность) или гирлянды из тарельчатых изоля­торов
Изоляторы с гладкими полимерны­ми защитными чехлами или покры­тиями

Количество изоляторов в подвесных и врезных (кроме анкерных) гирлян­дах в зависимости от типа и СЗА для контактной сети переменного тока должно быть не менее четырех тарельчатых. Не допускается применение в гирлянде менее четырех изоляторов. В точках подвеса несущего троса по условиям ветроустойчивости подвески и сохранения ее конструктивной вы­соты рекомендуется применять гирлянды, состоящие максимум из 4-х та­рельчатых изоляторов. В районах VI и VII СЗА рекомендуется применять специальные тарельчатые грязестойкие изоляторы.

В подвесных и врезных (кроме анкерных) узлах контактной сети посто­янного тока независимо от СЗА применяют гирлянды из двух тарельчатых изоляторов с длиной пути утечки тока не менее 500 мм. На изолированных гибких поперечинах в точках подвеса и врезных в поперечных несущих, верхних и нижних фиксирующих тросах устанавливается по два тарельчатых изолятора. В анкеровках проводов число тарельчатых изоляторов должно быть на единицу больше, чем в поддерживающих гирляндах.

При применении в анкеровках стержневых полимерных или многоэле­ментных сборных изоляторов длина пути утечки тока принимается на сту­пень больше расчетной СЗА, но не выше VII.

В процессе эксплуатации должны соблюдаться требования технологии и профилактические меры, а именно: усиление изоляции, обмывка изоляторов установкой типа УПО, ручная очистка, нанесение гидрофобных покрытий пастами КВ-3, КПД, КПИ, ГПИ-1 и др., замена загрязненных и дефектных, защита стрежня от электрокоррозии (на участках постоянного тока), элек­трические испытания фарфоровых тарельчатых изоляторов перед установ­кой, диагностика изоляторов.

Изоляторы должны храниться в транспортной таре в штабелях, в неотап­ливаемом помещении, под навесом на ровной площадке или в виде подве­шенных гирлянд, исключающих скопление воды в плоскостях изоляторов.

На рисунке 13.5.3.1.а - б показана последовательность проверки изоляторов в гирлянде универсальной измерительной штангой ШИ-35/110 кВ (оборудован­ной специальной головкой). Вилкообразным захватом головки штанги прика­саются к проверяемому изолятору и вращают рукоятку штанги по часовой стрелке, сближая электроды на головке штанги до пробоя воздушного проме­жутка, который сопровождается появлением видимых разрядов между элек­тродами. По положению стрелки указателя на головке штанги в момент пробоя воздушного промежутка и схемы подключения головки штанги определяют напряжение, которое приходится на испытуемый изолятор и по таблице 13.5.3.4 устанавливают его годность. Дефектным считают изолятор, падение напряже­ние на котором равно или меньше значений, приведенных в таблице 13.5.3.4.

Таблица 13.5.3.4

Число изоляторов в гирлянде	Падение напряжения, кВ, на изоляторе считая от зазем­ленной конструкции
1-м	2-м	3-м	4-м	5-м	6-М
	4,0	4,0	5,0	—	—	—
	3,0	3,0	3,0	5,0	—	—
	2,0	2,0	2,0	2,0	3,0	—
	1,5	1,5	1,5	2,0	2,0	3,0

На заводе ГП МЭЗ ЦЭ МГТС России освоено производство новой конст­рукции штанги для дефектировки изоляторов типа ШДИ-27,5 (рисунок 13.5.3.2.) на контактной сети переменного тока напряжением 25,0 кВ. (Разработчик штанги - ПКБ ЦЭ МПС России).

Штанга типа ШДИ-27,5 предназначена для дефектировки фарфоровых

тарельчатых подвесных, врезных, анкерных и других изоляторов в гирляндах

на контактной сети. Основные технические данные:

Класс напряжения - 25,0 кВ

Предельно допустимое минимальное напряжение - 10 кВ

Угол наклона головки относительно оси штанги - 0-45 гр.

Расстояние между щупами - 180 мм

Длина штанги - 3308 мм

Длина штанги без промежуточного звена - 2298 мм

Длина рукоятки - 610 мм

Масса штанги - 2,6 кг

Масса штанги без промежуточного звена - 2,0 кг

Срок службы, не менее - 15 лет

Срок службы измерительного прибора - 10 лет

Конструктивно штанга состоит из трех частей: головки, измерительного прибора и изолирующей части с рукояткой. На головке штанги установлено два щупа с насечками, которыми шунтируют проверяемый изолятор в гир­лянде из 3-х - 6-и изоляторов. В трубке головки установлена плата, на кото­рой собраны последовательно соединенные резисторы, являющиеся добавоч­ным сопротивлением к измерительному прибору и диоды. Изолирующая часть собирается из двух или трех звеньев.

На головке крепится измерительный прибор для оценки состояния диаг­ностируемых изоляторов (рисунок 13.5.3.3.). По положению стрелки прибора определяют годность изоляторов в гирляндах. На измерительном приборе наносятся красками различного цвета две зоны: зона А - для гирлянд, со­стоящих из 5-и и 6-и изоляторов и зона В - для гирлянд, состоящих из 3-х и 4-х изоляторов.

Дефектировка изоляторов производится в сухую безветренную погоду, при наличии напряжения в контактной сети и при зашунтированном искро­вом промежутке в цепи заземления опоры контактной сети с соблюдением требований техники безопасности.

Штанга должна быть исправна и испытана высоким напряжением на электрическую прочность изоляции в сроки: 1 раз в год и в сезон измерений - 1 раз в 3 месяца (рисунок 13.5.3.4.). Измерительный прибор штанги проверяется подачей напряжения до 9,6 кВ на щупы. Показания на шкале измерительного прибора должно соответствовать подаваемому напряжению. Допускаются отклонения ± 10%.

При дефектировке шунтируют проверяемый изолятор в гирлянде щупами штанги, прикасаясь к его шапке и к стержню или шапке смежного изолятора и визуально фиксируют положение стрелки измерительного прибора.

При дефектировке гирлянд из 3-х и 4-х изоляторов дефектным считается изо­лятор, если стрелка измерительного прибора находится в пределах зон А и Б.

При дефектировке гирлянд из 5-и и 6-и изоляторов дефектным считается изолятор, если стрелка измерительного прибора находится в пределах зоны А.

Последовательность диагностики изоляторов в гирлянде аналогична работе с измерительной штангой типа ШИ-35/110 кВ. Первым проверяют изолятор со стороны напряжения, далее от заземленных частей поочередно. При обнаруже­нии дефектного изолятора работу по дефектировке остальных изоляторов в гирлянде прекращают до замены дефектного изолятора на исправный.

К работе со штангой допускается персонал дистанции электроснабжения, имеющий право работы на контактной сети под напряжением и прошедший спе­циальный инструктаж по применению штанги, испытанию, хранению и перевозке.

Штанга должна храниться в футляре, в сухом помещении с температурой воздуха от +40 до -10 гр. С относительной влажностью воздуха не более 80% при температуре +25°С.

Рисунок 13.5.3.1 – Диагностика фарфоровых тарельчатых изоляторов

а - перед установкой; б - на участках переменного тока; в - на участках по­стоянного тока

Рисунок 13.5.3.2 – Штанга для дефектировки изоляторов

Рисунок 13.5.3.3 – Измерительный прибор:

Зона А - дефектные изоляторы в гирляндах из 3...6 изоляторов; зона Б - де­фектные изоляторы в гирляндах из 3, 4 изоляторов.

Рисунок 13.5.3.4 – Схема проверки исправности штанги

На контактной сети постоянного тока дефектировку изоляторов под на­пряжением в гирляндах, состоящих из двух-трех тарельчатых фарфоровых изоляторов, выполняют измерительными штангами (рисунок 13.5.3.5). До начала работ проверяют исправность измерительного прибора штанги, например, на изоляторах фиксатора, путем одновременного касания щупами токоведущих и заземленных частей. На исправной измерительной штанге стрелка прибора уходит за предельную красную отметку и одновременно загорается неоновая лампа. На период проверки изоляторов искровой промежуток в цепи зазем­ления опоры шунтируют. Изоляторы, имеющие сопротивление изоляции 300 МОм и менее и ток утечки 10 мкА и более, признаются дефектными и под­лежат замене. При токе утечки менее 10 мкА изоляторы считаются годными к эксплуатации.

При проверке изоляторов измерительными штангами (на участках посто­янного тока) на изолированных гибких поперечинах в первую очередь прове­ряются изоляторы со стороны напряжения, при этом нейтральная вставка в нижнем фиксирующем тросе заземляется на тяговый рельс. Затем проверяют изоляторы со стороны заземленных конструкций, при этом нейтральная вставка нижнего фиксирующего троса ставится под рабочее напряжение кон­тактной сети. Дальнейшую проверку изоляторов ведут, как было показано выше. В исключительных случаях проверяют изоляторы рабочим напряже­нием. Башмак заземляющей штанги присоединяют к тяговому рельсу, нако­нечником штанги прикасаются к электрическому соединителю нейтральной

вставки. Отключение быстродействующего выключателя на тяговой под­станции свидетельствует о наличии поврежденного изолятора. Искровой промежуток в цепи заземления опоры контактной сети на период проверки изоляторов шунтируется установленным порядком. Порядок проверки изоля­торов показан на рисунке 13.5.3.1.

Рисунок 13.5.3.5 – Измерительная штанга для дефектировки изоляторов кон­тактной сети постоянного тока:

а - общий вид измерительной штанги; б - схема измерительной головки и бло­ка штанги; 1 - измерительная головка; 2 - верхнее звено; 3 - измерительный прибор; 4 - удлинитель; 5 - нижнее звено; 6 - неоновая лампа; К - сопротивле­ния (К.1 и К2 по 1,72 (1,76) МОм, КЗ и К4 по 0,47 МОм); ДгД, - диодный мост;

К5 - добавочное сопротивление (подбирается при регулировке)