Испытания масляных выключателей

Область применения

Масляные выключатели предназначены для коммутационных операций в цепях переменного тока различного напряжения. На практике широкое распространение получили масляные выключатели на номинальное напряжение 6 – 10кВ (номинальные токи от 400 до 5600А и более, при номинальном токе отключения от 10кА и выше), 35кВ, 110 и 220кВ. В настоящее время масляные выключатели активно вытесняются вакуумными и элегазовыми выключателями.

В масляных коммутационных аппаратах гашение дуги производится в масле.

Объект испытания.

Объектом испытания в масляных выключателях является, прежде всего, фазная изоляция выключателей, состояние контактов выключателей, временные характеристики выключателей, и, при испытании выключателей на выкатном элементе (тележке), соосность входа выключателей на тележке с приёмными элементами ячейки КРУ, глубина входа и равномерность входа по фазам, а также состояние контактов ячейки и выключателя.

Объём испытаний масляных выключателей:

1. измерение сопротивления изоляции вторичных цепей и электромагнитов управления (К, М);

2. измерение сопротивления изоляции силовых частей выключателей (К, М);

3. испытание изоляции повышенным напряжением промышленной частоты (К);

4. испытание изоляции вторичных цепей и электромагнитов управления (К);

5. испытание вводов (К, М)

6. оценка состояния внутрибаковой изоляции и изоляции дугогасительных устройств баковых масляных выключателей 35кВ (К);

7. проверка состояния контактов выключателя – измерение сопротивления постоянному току (К, Т, М);

8. измерение сопротивления постоянному току шунтирующих резисторов дугогасительных устройств (К, Т, М);

9. проверка временных (при необходимости и скоростных) характеристик выключателей (К);

10.измерение хода подвижных контактов с контролем одновремённости замыкания контактов и определения при необходимости вжима контактов (К, М);

11.проверка срабатывания электромагнитов управления при пониженном напряжении (К);

12.испытание выключателей многократным включением и отключением (К);

13.испытание трансформаторного масла (К, М);

14.испытание встроенных трансформаторов тока (М);

15.тепловизионный контроль (М)

Примечание: К – капитальный ремонт, испытание при вводе в эксплуатацию; Т – испытания при текущем ремонте; М – межре-монтные испытания

Применение масляных выключателей в распределительных устройством ограничено неудобствами эксплуатации этого оборудования – контроль уровня масла, замена масла после отключения токов КЗ, низкий коммутационный ресурс и большие размеры выключателей.

Определяемые характеристики.

Сопротивление изоляции.

В процессе эксплуатации измерения проводятся:

♦♦♦ на масляных выключателях 6-10кВ- при ремонтных работах в ячейках (присоединениях), где они установле­ны, проверка изоляции вторичных цепей и электромаг­нитов управления может проводится совместно с про­веркой устройств релейной защиты.

♦♦♦ на масляных выключателях 35кВ и выше - при про­веденииремонтных работ на присоединении.

Сопротивление изоляции измеряется в процессе пуско-наладочных работ на выключателях всех напряжений и при капитальных ремонтах.

Измеренные значения сопротивления изоляции должны быть не менее значений, приве-дённых в таблице 1.

Таблица 1. Значения сопротивления изоляции масляных выключателей

Испытание изоляции повышенным напряжением промышленной частоты.

Испытание изоляции повышенным напряжением проводится при капитальных ремонтах выключателей. Испытание вторичных цепей и электромагнитов управления может при проверке цепей релейной защиты присоединения в объёме, соответствующем виду проверки.

Значение испытательного напряжения для вторичных цепей и электромагнитов управления должно составлять 1кВ, при условии, что данные устройства рассчитаны на напряжение не ниже 600 В.

У масляных выключателей на напряжение 6-10кВ испытанию подвергаются межконтактные промежутки – так называемое испытание «на разрыв». При испытании выключателя «на разрыв» испытательное напряжение равно напряжению для испытания основной изоляции.

Выключатели на напряжение выше 35кВ испытанию повышенным напряжение промышленной частоты не подвергаются.

Испытание вводов и оценка состояния внутрибаковой изоляции и изоляции дугогасительных устройств баковых масляных выключателей 35кВ..

Испытание вводов производится в соответствии с «Методикой испытания вводов и изоляторов».

Измерение тангенса угла диэлектрических потерь вводов производится при полностью собранном выключателе. Допустимые значения tg изоляции вводов приведены в таблице 3.

При снижении значения тангенса вводов более чем на 5% ниже допустимого – изоляция подлежит сушке.

Измерение производится при полностью собранном выключателе.

Измерение сопротивления постоянному току.

Состояние силовых контактов определяют путём измерения сопротивления постоянному току полюсов выключателей. Сопротивление постоянному току каждого полюса выключателя должно быть не более нормируемого в технической документации на соответствующее оборудование.

Измеренные сопротивления шунтирующих резисторов и электромагнитов управления должны соответствовать заводским данным на данный вид оборудования.

Проверка временных и скоростных характеристик выключателей.

Проверка временных характеристик масляных выключателей производится при номинальном напряжении оперативного тока. Временные параметры включения и отключения выключателей должны соответствовать паспортным данным на конкретный тип выключателей.

Проверка регулировочных характеристик выключателей (измерение хода подвижных контактов, определение вжима контактов и одновремённости замыкания фаз).

Проверка производится в объёме, определённом в заводской инструкции на данный тип выключателя.

Проверка срабатывания привода при пониженном напряжении.

Электромагниты управления должны срабатывать при напряжении:

• включения - 0,85 U_ном при переменном токе и 0,8U_ном при постоянном токе.

• отключения - 0,7 U_ном при постоянном токе и 0,65U_ном при переменном токе.

Проверка выключателей многократным включением и отключением.

Данное испытание проводится при номинальном напряжение на выводах электромагнитов управления. Число циклов включения-отключения для масляных выключателей равно 3-5.

Испытание трансформаторного масла из баков выключателя.

Масло из баков маломасляных выключателей на напряжение до 35кВ после выполнения ими предельного числа отключений токов КЗ заменяется свежим без проведения испытаний. На практике число отключений токов КЗ для выключателей типа ВМГ-133 и им подобных устанавливается в пределах 7-8.

У баковых масляных выключателей на напряжение 110кВ и выше масло испытывается также после выполнения ими предельно допустимого числа коммутаций токов КЗ или нагрузки. Количество отключений токов КЗ для выключателей такого типа устанавливается в соответствии с требованиями заводских инструкций.

Испытание встроенных трансформаторов тока.

Испытание проводится в соответствии с соответствующей методикой. Полярность трансформаторов тока выключателя определяется при включенном положении выключателя.

Условия испытаний и измерений

Испытание производят при температуре окружающей среды не ниже +10⁰С.

Влажность окружающего воздуха имеет значение при проведении высоковольтных испытаний, т.к. конденсат на изоляторах может привести к пробою изоляции и, соответственно, к выходу из строя оборудования (как испытательного, так и испытуемого).

Атмосферное давление особого влияние на качество проводимых испытаний не оказывает, но фиксируется для занесения данных в протокол.

Средства измерений.

Измерение сопротивления изоляции производят мегаомметрами на напряжение 2500В.

Измерение сопротивления постоянному току полюсов выключателей производится мостами постоянного тока (например Р 333), которые позволяют произвести замеры с точностью до 0,001 Ом, микроомметрами типа Ф4104-М1. При отсутствии данных приборов возможно использовать метод амперметра – вольтметра с источником постоянного тока, который может обеспечить достаточный ток для проведения данных испытаний. Аналогичные приборы используются для проверки характеристик контактов выкатного элемента и ячейки.

Испытание повышенным напряжением промышленной частоты производят с помощью различных установок, которые состоят из следующих элементов: испытательного трансформатора, регулирующего устройства, контрольно-измерительной и защитной аппаратуры. К таким аппаратам можно отнести установку АИИ – 70, АИД – 70, а также различные высоковольтные испытательные трансформаторы, которые обладают достаточным уровнем защиты и надлежа-щим уровнем подготовлены для проведения испытаний.

Для проверки соосности входа контактов используют специальные приспособления, поставляемые в комплекте с КРУ. Эти приспособления имеют вид металлического прута с разметкой. По делениям можно ориентировочно определить глубину входа подвижных контактов в неподвижные.

Порядок проведения испытаний и измерений.

Измерение сопротивления изоляции.

Измерение сопротивления силовых частей выключателей производится по схеме, представленной на рисунке 5.

Измерение производится пофазно, при этом две свободные фазы заземляются. Выключатель включается, на все фазы выключателя устанавливается заземление. Мегаомметр подключается к одной из фаз, заземление с этой фазы снимается и производится измерение.

Значение сопротивления изоляции фиксируется через 60 секунд.

Аналогичным образом производится измерение сопротивления изоляции стационарно установленных выключателей.

Сопротивление изоляции вторичных цепей выключателя и электромагнитов управления может проверяться как в отдельности (на полностью выведенном выключателе с отсоединёнными вторичными цепями), так и в собранном виде, например, совместно с проверкой устройств релейной защиты и цепей сигнализации.

Причём для выключателей стационарного исполнения второй вариант предпочтительней. В то время как для выключателей на выкатных элементах (тележках КРУ) проще измерять сопротивление изоляции на полностью выкаченном и отсоединённым от всех цепей выключателе.

Измерение сопротивления изоляции на отключенном выключателе (на разрыв) не производится.

Испытание изоляции повышенным напряжением промышленной частоты.

Испытание производится в два этапа – сначала производится пофазное испытание основной изоляции выключателя, затем производится испытание выключателя «на разрыв».

Для проведения испытания основной изоляции выключатель, также как и в опыте измерения сопротивления изоляции, включается, все фазы заземляются.

Подготавливается испытательная установка, подключается к испытательному объекту. Снимается установленное ранее заземление. Производится плавное поднятие напряжения до необходимого уровня (напряжение поднимается скачком до 1/3 необходимой величины, затем увеличение производится плавно со скоростью 1-2кВ в секунду вплоть до необходимого уровня испытательного напряжения), напряжение выдерживается в течение 1 минуты, и, затем, плавно понижается до нуля. На испытанную фазу выключателя устанавливается заземление, испытательная установка отсоединяется и подключается к следующей фазе.

На рисунке 6 показана схема проведения для проведения испытания основной изоляции масляного выключателя на выкатном элементе напряжением промышленной частоты.

Для проведения испытания выключателя «на разрыв» собирается аналогичная схема, только в этом случае выключатель отключён, фаза объединены, с одной стороны установлено заземление, а на другую сторону выключателя подаётся испытательное напряжение.

Смысл испытания выключателя «на разрыв» - проверка изоляционных свойств масла в баке. Если с маслом всё нормально – испытание пройдёт успешно.

Продолжительность испытания и в том и в другом случае – 1 минута.

Проверка состояния контактов выключателя (измерение сопротивления постоянному току силовых контактов) и измерение сопротивления электромагнитов управления.

Проверка сводится к измерению сопротивления основных контактов выключателя с помощью микроомметров или мостов постоянного тока. Измерение производится непосредственно на полюсе – измеряется сопротивление контактов самого выключателя.

Измеренное сопротивление сравнивается с нормируемыми значениями и на результатах сравнения оценивается состояние контактной системы выключателя.

Измерение можно произвести с помощью моста постоянного тока. Измерение производится аналогичным образом, главное – необходимо обеспечить надёжный контакт с измеряемой цепью. Для оценки состояния контактов выкатного элемента производится измерение полного полюса. Измерение производится аналогичным образом, как и при измерении полюса выключателя, но в данном случае необходимо измерить сопротивление как можно ближе к розеточным группам выконтактов. Значение сопротивления полного полюса вы-

катного элемента не должно превышать значение сопротивления полюса выключателя более чем на 50 мкОм.

Измерение сопротивления электромагнитов (соленоидов включения и отключения) выключателя производят с помощью моста постоянного тока полностью выделив измеряемую часть из схемы управления. Измерение актуально для электромагнитных приводов (на постоянном токе) и менее актуально (но проводится всё равно) для пружинных и иных конструкций приводов выключателей.

В первом случае для постоянного тока значение сопротивления в дальнейшем используется для проверки работы выключателя при пониженном напряжении (для расчёта гасящих резисторов – смотри ниже и для проверки отсутствия замкнутых витков). Во втором случае измерение проводится для определения работоспособности катушки.

Проверка временных и регулировочных характеристик выключателей

Данная проверка производится при номинальном напряжении оперативного тока.

Используя секундомер, который подключают на силовые контакты выключателя, засекают время включения выключателя после подачи сигнала от ключа. При этом ключ должен одновременно подать сигнал на пуск секундомера и на включения выключателя.