Профилактические измерения и испытания

Испытательное напряжение прикладывается поочередно к каждой жиле кабеля, при этом две другие жилы кабеля и его металлическая оболочка (экран) должны быть заземлены. Испытательное напряжение поднимается плавно со скоростью 1…2 кВ/c до требуемого значения и поддерживается неизменным в течение времени, указанного в табл. 4.2. При проведении испытаний повышенным напряжением измеряются токи утечки и их несимметрия по фазам. Особое внимание при техническом обслуживании КЛ уделяется кабельной изоляции. Сопротивление изоляции кабелей на напряжение до 1 кВ должно быть не менее 0,5 МОм. Сопротивление изоляции кабелей на напряжение выше 1 кВ не нормируется.

Электрическая прочность изоляции КЛ проверяется испытанием повышенным выпрямленным напряжением. Одним из средств контроля состояния изоляции является измерение ее сопротивления, выполняемое мегаомметром. Схемы измерения фазной и междуфазной изоляции кабеля показаны на рис. 4.2. Отсчет величины сопротивления изоляции осуществляется приблизительно через 1 минуту после начала процесса измерения.Рис. 4.2. Измерение сопротивления фазной (а) и междуфазной (б) изоляции кабеля

Изоляция кабеля считается удовлетворительной, если не про­изошло ее пробоя, а токи утечки и коэффициент несимметрии этих то­ков по фазам не превысили значений.

У кабелей с пластмассовой защитной оболочкой (шлангом) дополнительным испытаниям повышенным выпрямленным напряжением подвергается защитная оболочка. Испытательное выпрямленное напряжение – 10 кВ в течение 1 мин подается между металлической оболочкой (экраном) и землей. При неуспешных испытаниях отыскивается ме-сто повреждения пластмассовой оболочки и выполняется ее ремонт.

На вертикальных участках кабелей напряжением 20…35 кВ с бумажной изоляцией контролируется осушение изоляции. Этот контроль осуществляется с помощью термометров, укрепленных на броне кабеля в верхней, средней и нижней частях вертикального участка. Разность показаний термометров более чем на 2…3° С свидетельствует о сильном осушении изоляции и начавшемся процессе ее пробоя. В этом случае вертикальный участок кабеля должен быть выведен из эксплуатации и заменен.

У одножильных кабелей, собранных в трехфазную группу, измеряется токораспределение. Неравномерность распределения токов по фа-зам должна быть не более 10 %.

После отсоединения кабеля от оборудования, профилактических испытаний, монтажа или перемонтажа кабельных муфт должны быть проверены фазировка кабеля и целостность его жил. Сущность фазировки заключается в проверке соответствия фаз А, В и С кабеля фазам А, В и С, например, распределительного устройства, к шинам которого подключается кабель после отсоединения.

Определение целостности жил выполняется мегаомметром. Измерения сопротивления проводят между каждой парой фаз с одного конца кабеля. Жилы кабеля на другом конце замыкаются между собой. При целых жилах кабеля мегаомметр при всех измерениях должен показать нулевое сопротивление.

12. Эксплуатация КЛ. Определение мест повреждений, установления характера повреждения кабелей. Относительные и абсолютные методы определения места повреждения.

В кабельных линиях обычно встречаются следующие виды повреждений: замыкание жил между собой, однофазные замыкания на землю и обрывы фаз. Работы по устранению повреждений в кабелях начинают с определения вида повреждений, так как в зависимости от этого выбирают метод выявления места повреждения.

Применяют следующие методы определения повреждений в КЛ – относительные методы и абсолютные. К относительным методам относятся: импульсный, колебательного разряда, петли и емкости. К абсолютным – индукционный, акустический и измерения потенциалов.

Импульсный метод. Импульсный метод применяется для опре­деления расстояния до места повреждения в кабельных и воз­душных линиях (при однофазных и межфазных замыканиях, а также при обрывах жил). Пользуясь этим методом, применяют приборы посылающие в кабель кратковре­менный импульс переменного тока. Дойдя до места повреждения, импульс тока отражается и возвращается обратно. О характере повреждения кабеля (короткое замыкание или обрыв) судят по изображению, появляющемуся на экране электронно-лучевой трубки. Расстояние до места повреждения можно определить, зная время прохождения импульса и скорость его распростра­нения.

Метод колебательного разряда. Этот метод заключается в из­мерении периода (полупериода) свободных колебаний, возникаю­щих в заряженной кабельной линии при пробое изоляции в месте повреждения. В момент пробоя в кабеле возникает колебательный процесс. Расстояние от прибора до места повреждения фиксируется по шкале прибора, градуированной в километрах.

Метод петли.Метод петли применяют при однофазных и двух­фазных замыканиях при наличии одной неповрежденной жилы. При этом методе поврежденную жилу соединяют накоротко с не­поврежденной с одной стороны кабельной линии, образуя петлю. К противоположным концам жил присоединяют дополнительные сопротивления. В результате образуется четырехплечевой мост.

Метод емкости.Этот метод находит применение для определе­ния расстояния от конца линии до места обрыва одной или несколь­ких жил кабельной линии путем измерения емкости кабеля. Емкость оборванной жилы измеряют с помощью моста переменно­го тока или с помощью баллистического гальвано­метра на постоянном токе.

13. Эксплуатация КЛ. Нормы и правила испытания кабелей после ввода в эксплуатацию и капитального ремонта для КЛ с бумажной, пластмассовой, резиновой изоляцией и изоляцией из сшитого полиэтилена.

КЛ должны периодически подвергаться профилактическим испытаниям повышенным напряжением постоянного тока в соответствии с нормами испытания электрооборудования.

Измерение производится мегаомметром на напряжение 2500 В. У силовых кабелей на напряжение 1 кВ и ниже значение сопротивления изоляции должно быть не ниже 0,5 МОм. У силовых кабелей на напряжение 2-500 кВ сопротивление изоляции не нормируется.

29.2. П, К, М. Испытание изоляции кабелей повышенным выпрямленным напряжением

29.2.1. Испытательные напряжения, длительность испытаний, токи утечки и их асимметрия

Испытательное напряжение принимается в соответствии с табл. 29.1.

Разрешается техническому руководителю энергопредприятия в процессе эксплуатации (М) исходя из местных условий как исключение уменьшать уровень испытательного напряжения для кабельных линий напряжением 6-10 кВ до 4Uном.

Для кабелей на напряжение до 35 кВ с бумажной и пластмассовой изоляцией длительность приложения полного испытательного напряжения в процессе эксплуатации - 5 мин.

Для кабелей с резиновой изоляцией на напряжение 3-10 кВ длительность приложения полного испытательного напряжения 5 мин. Кабели с резиновой изоляцией на напряжение до 1 кВ испытаниям повышенным напряжением не подвергаются.

Для кабелей на напряжение 110-500 кВ длительность приложения полного испытательного напряжения в эксплуатации составляет 15 мин.

Допустимые токи утечки в зависимости от испытательного напряжения и допустимые значения коэффициента асимметрии при измерении тока утечки приведены в табл. 29.2. Абсолютное значение тока утечки не является браковочным показателем. Кабельные линии с удовлетворительной изоляцией должны иметь стабильные значения токов утечки. При проведении испытания ток утечки должен уменьшаться. Если не происходит уменьшения значения тока утечки, а также при его увеличении или нестабильности тока испытание производить до выявления дефекта, но не более чем 15 мин.

29.2.2. Периодичность испытаний в процессе эксплуатации

Кабели на напряжение 2-35 кВ:

а) 1 раз в год - для кабельных линий в течение первых 2 лет после ввода в эксплуатацию, а в дальнейшем:

- 1 раз в 2 года - для кабельных линий, у которых в течение первых 2 лет не наблюдалось аварийных пробоев и пробоев при профилактических испытаниях, и 1 раз в год для кабельных линий, на трассах которых производились строительные и ремонтные работы и на которых систематически происходят аварийные пробои изоляции;

- 1 раз в 3 года - для кабельных линий на закрытых территориях (подстанции, заводы и др.);

- во время капитальных ремонтов оборудования для кабельных линий, присоединенных к агрегатам, и кабельных перемычек 6-10 кВ между сборными шинами и трансформаторами в ТП и РП;

б) допускается не проводить испытание:

- для кабельных линий длиной до 100 м, которые являются выводами из РУ и ТП на воздушные линии и состоят из двух параллельных кабелей;

- для кабельных линий со сроком эксплуатации более 15 лет, на которых удельное число отказов из-за электрического пробоя составляет 30 и более отказов на 100 км в год;

- для кабельных линий, подлежащих реконструкции или выводу из работы в ближайшие 5 лет;

в) допускается распоряжением технического руководителя энергопредприятия устанавливать другие значения периодичности испытаний и испытательных напряжений:

- для питающих кабельных линий со сроком эксплуатации более 15 лет при числе соединительных муфт более 10 на 1 км длины;

- для кабельных линий на напряжение 6-10 кВ со сроком эксплуатации более 15 лет, на которых смонтированы концевые заделки только типов КВВ и КВБ и соединительные муфты местного изготовления, при значении испытательного напряжения не менее 4Uном и периодичности не реже 1 раза в 5 лет;

- для кабельных линий на напряжение 20-35 кВ в течение первых 15 лет испытательное напряжение должно составлять 5Uном, а в дальнейшем 4Uном.

Кабели на напряжение 110-500 кВ:

- через 3 года после ввода в эксплуатацию и в последующем 1 раз в 5 лет.

Кабели на напряжение 3-10 кВ с резиновой изоляцией:

а) в стационарных установках - 1 раз в год;

б) в сезонных установках - перед наступлением сезона;

в) после капитального ремонта агрегата, к которому присоединен кабель.

* Испытание выпрямленным напряжением одножильных кабелей с пластмассовой изоляцией без брони (экранов),проложенных на воздухе, не производится.

** После ремонтов, не связанных сперемонтажом кабеля, изоляция проверяется мегомметром на напряжение 2500 В, а испытание повышенным выпрямленным напряжением не производится.

14. Цеховые трансформаторные подстанции (ТП), открытая и закрытая установка ТП, установка комплектных ТП, количество и мощность трансформаторов.

Комплектные трансформаторные подстанции (КТП) применяют для приема, распределения и преобразования электрической энергии трехфазного тока частотой 50 Гц. По числу трансформаторов КТП могут быть однотрансформаторными, двухтрансформаторными и трехтрансформатор-ными.

По роду установки КТП могут быть:

внутренней установки с масляными, сухими или заполненными негорючей жидкостью трансформаторами;

наружной установки (только с масляными трансформаторами);

смешанной установки с расположением РУ высшего напряжения и трансформатора снаружи, а РУ низшего напряжения внутри помещения.

КТП можно разделить на четыре основные группы.

КТП наружной установки мощностью 25…400 кВА, напряжением 6…35/0,4 кВ, применяемые для электроснабжения объектов сельскохозяйственного назначения. Это в основном мачтовые подстанции. КТП данной группы состоят из шкафа ввода ВН, трансформатора и шкафа НН, укомплектованного на отходящих линия автоматическими выключателями.

КТП внутренней и наружной установки напряжением до 10 кВ включительно мощностью 160...2500 кВА, которые в основном используются для электроснабжения промышленных предприятий. КТП этой группы состоят из шкафов ввода на напряжение 10 кВ и РУ напряжением до 1 кВ. Для КТП применяют как масляные, так и заполненные негорючей жидкостью или сухие трансформаторы специального исполнения с боковыми выводами, для КТП наружной установки - только масляные.

Сборные и комплектные трансформаторные подстанции напряжением 35... 110/6... 10 кВ. Со стороны высокого напряжения подстанции комплектуются открытыми распределительными устройствами напряжением 35...110 кВ, со стороны 6...10 кВ - шкафами КРУП наружной установки.

КТП специального назначения, перевозимые на салазках, напряжением 6... 10 кВ, мощностью 160... 630 кВА, которые выпускаются для электроснабжения стройплощадок, рудников, шахт, карьеров.

15. КТП и КРУ. Конструкции и схемы их первичной коммутации. Типы и характеристики коммутационных аппаратов, применяемых в КТП схем электроснабжения.

Схема первичной коммутации КТП состоит из проходных изоляторов, высоковольтного выключателя нагрузки, группы предохранителей.

Схема первичной коммутации ячейки КРУ состоит из вводных проходных изоляторов наружной установки, разъединителя, высоковольтного выключателя с приводами, трансформаторов тока, трансформатора напряжения с предохранителями и кабельного трансформатора нулевой последовательности.

- Коммутационный аппарат (высоковольтный выключатель нагрузки) предназначены для осуществления оперативной и аварийной коммутации, для выполнения операций включения и отключения отдельных цепей при ручном или автоматическом управлении.

- Предохранители - это электрические аппараты, предназначенные для защиты электрических цепей от токов короткого замыкания и токов перегрузки.

- Автоматические выключатели (автоматы) низкого напряжения (до 1000 В) предназначены для автоматической защиты электрических сетей и оборудования от аварийных режимов (коротких замыканий, перегрузок, снижения и исчезновения напряжения, изменения направления тока, гашения магнитного поля мощных генераторов в аварийных условиях и др.), а также для оперативной коммутации номинальных токов.

16. Разъединители: конструкции и марки, требования, предъявляемые к разъединителям перед монтажом, операции монтажа, апробирование разъединителей после монтажа.

Разъединители служат для отключения и включения отдельных участков электроустановки при отсутствии в них нагрузочных токов, а также для создания видимого разрыва электрической цепи, позволяющего персоналу убедиться в безопасности производства работ на отключенном участке.

- Разъединители внутренние серии РВ, РВО, РЛВОМ, РВОЗ на напряжение 10кВ

- Разъединители наружные серии РЛНД на напряжение 10кВ

- Разъединители марки РДЗ на напряжение 35-110кв

Перед установкой разъединители подвергают осмотру и ревизии: проверяют состояние фарфоровых деталей, отсутствие трещин, сколов, повреждений эмали; прочность армировки; надежность крепления всех узлов и деталей; исправность контактной системы; отсутствие раковин, вмятин, ржавчины.

Монтаж разъединителей складывается из следующих операций: ревизии, подъема на опорные конструкции и крепления, проверки и регулировки основных и сигнальных контактов, проверки смонтированных разъединителя и привода в работе.

17. Короткозамыкатели и отделители: назначение и место установки в схеме подстанции, приводы к ним, ревизии и монтаж, осмотр и проверка после монтажа. Объем и нормы испытаний после монтажа разъединителей, отделителей, короткозамыкателей.

Короткозамыкатель – это коммутационный аппарат, предназначенный для создания искусственного короткого замыкания в электрической цепи. В установках 35 кВ применяются двухполюсные короткозамыкатели, при срабатывании которых создается искусственное двухфазное короткое замыкание через землю, а в установках 110 и 220 кВ – однополюсные, создающие однофазное КЗ, которое также приводит к действию релейной защиты.

Отделитель – это коммутационный аппарат, предназначенный для автоматического отключения поврежденного участка линии или трансформатора после искусственного КЗ, а также для отключения и включения участков схемы, находящихся без напряжения, отключения и включения индуктивных токов холостого хода трансформаторов и емкостных токов ненагруженных линий.

Наладка короткозамыкателя и отделителя заключается в проверке работы привода на включение и отключение, проверке положения ножей и завода отключающей пружины привода с блокирующим реле БРО, регулировке хода сердечников электромагнитов и реле.

Короткозамыкатели предназначены для создания преднамеренного КЗ на землю на линиях напряжением 35-220 кВ при повреждениях в трансформаторе понижающей подстанции. На электрических станциях их применяют для заземления нейтралей силовых трансформаторов

Конструктивно это одно- или двухполюсный разъединитель с пружинным приводом. Контактная система короткозамыкателя должна выдерживать расчетные токи КЗ цепи, в которую он устанавливается

Рис. 7 Короткозамыкатель35 кВ откры­того типа.

Короткозамыкатель (рис.7) имеет один опорный изолятор 1, на головке которого установлен неподвижный контакт 2 и зажим 3 для присоединения провода. Заземляющей нож 4 укреплен на волу 5 и при включении поворачивается на угол 60 градусов. Короткозамыкатель снабжен пружинным приводом, действующим на включение. Отключение производится вручную. Контактная система короткозамыкателя рассчитана на включение КЗ. Время срабатывания составляет 0.4 с.

Поясним назначение отделителей и короткозамыкателей на следующем примере. К одиночной линии 35-220 кВ (рис. 8) присоединены два понижающих трансформатора через разъединители QS или выключатели нагрузки, но без силовых выключателей в целях ради экономии средств. В случае повреждении одного из трансформаторов он должен быть отключен вместе с линией линейным выключателем Q, расположенном на значительном расстоянии. Релейная защита, установленная в начале линии,

. может не сработать при внутреннем

Рис 8

повреждении трансформатора, если ток мал. Срабатывает более чувствительная защита трансформатора (дифференциальная, газовая). Она подает команду на включение короткозамыкателя QN. В эффективно-заземленных сетях достаточно иметь однополюсной короткозамыкатель; в незаземленных и компенсированных сетях необходимо иметь двухполюсный короткозамыкатель. При срабатывание короткозамыкателя ток резко увеличивается, и линейная защита отключает линию вместе с трансформатором. После отключения линии срабатывает отделитель QR и изолирует поврежденный трансформатор от сети. Линия включается повторно (автоматически), и электроснабжение потребителей, присоединенных к другим трансформаторам, восстанавливается. Поврежденный трансформатор выводится в ремонт. Однако невысокие показатели надежности отделителей и короткозамыкателей вынуждают устанавливать в место них высоковольтные выключатели для повышения надежности электроснабжения. Упрощенные схемы подстанций в настоящее время практически не используются.

Нормы испытаний (РД34.45-51.300-97 ОБЪЕМ И НОРМЫ
ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ):