измерение токов утечки или пробивного напряжения разрядника что это
Испытание разрядников
Грозовые разряды, воздействуя на воздушные линии электропередачи и элементы ОРУ, создают в электроустановках большие напряжения, во много раз превосходящие номи-нальную величину (атмосферные перенапряжения). Результатом атмосферных перенапряжений являются повреждения изоляции электроустановок, перекрытия фарфоровых изоляторов на линиях и подстанциях, пробои внутренней изоляции аппаратов и обмоток трансформаторов и машин и т.д.
Атмосферные перенапряжения возникают при грозовых разрядах вблизи от электроустановок (индуктивные перенапряжения) и при прямых ударах молнии в линии электропередачи или открытые подстанции. Индуктивное перенапряжение представляет серьёзную опасность для установок напряжением до 35кВ, так как амплитуда этих перенапряжений лежит в пределах 300-500кВ, а импульсная прочность изоляции электроустановок 35кВ составляет около 200кВ. Наиболее опасным для электроустановок всех напряжений являются прямые удары молнии, которые сопровождаются протеканием очень больших токов (от десятка до нескольких сотен тысяч ампер) и возникновением перенапряжений, в десятки раз превышающих номинальное напряжение любой величины. Для защиты изоляции от индуктивных атмосферных перенапряжений на линиях электропередачи в ОРУ и в ЗРУ, связанных с воздушными линиями, применяют аппараты, называемые разрядниками.
Определяемые характеристики
Нормы испытаний разрядников и ОПН.
Измерение сопротивления разрядников и ограничителей перенапряжения
| Значение сопротивлений вентильных разрядников | |||
|---|---|---|---|
| Тип разрядника или элемента | Сопротивление, МОм | Допустимые изменения в эксплуатации по сравнению с заводскими данными или данными первоначальных измерений | |
| не менее | не более | ||
| РВМ-3 | 15 | 40 | ±30% |
| РВМ-6 | 100 | 250 | |
| РВМ-10 | 170 | 450 | |
| РВМ-15 | 600 | 2000 | |
| РВМ-20 | 1000 | 10000 | |
| РВРД-3 | 95 | 200 | В пределах значений, указанных в столбцах 2 и 3 |
| РВРД-6 | 210 | 940 | |
| РВРД-10 | 770 | 5000 | |
| Элемент разрядника РВМГ 110М | 400 | 2500 | ±60% |
| 150M | 400 | 2500 | |
| 220М | 400 | 2500 | |
| 330М | 400 | 2500 | |
| 400 | 400 | 2500 | |
| 500 | 400 | 2500 | |
| Основной элемент разрядника РВМК-330, 500 | 150 | 500 | ±30% |
| Вентильный элемент разрядника РВМК-330, 500 | 0,010 | 0,035 | |
| Искровой элемент разрядника РВМК-330, 500 | 600 | 1000 | ±30% |
| Элемент разрядника РВМК-750М | 1300 | 7000 | ±30% |
| Элемент разрядника PBМK-1150 (при температуре не менее 10°С в сухую погоду) | 2000 | 8000 | ±30% |
Сопротивление изоляции изолирующих оснований разрядников с регистраторами срабатывания измеряется мегаомметром на напряжение 1000—2500 В. Значение измеренного сопротивления изоляции должно быть не менее 1 МОм.
Сопротивление ограничителей перенапряжений с номинальным напряжением до 3 кВ должно быть не менее 1000 МОм.
Сопротивление ограничителей перенапряжений с номинальным напряжением 3—35кВ должно соответствовать требованиям инструкций заводов-изготовителей.
Сопротивление ограничителей перенапряжений с номинальным напряжением 110 кВ и выше должно быть не менее 3000 МОм и не должно отличаться более чем на ±30% от данных, приведенных в паспорте или полученных в результате предыдущих измерений в эксплуатации.
| Измерение тока проводимости вентильных разрядников при выпрямленном напряжении | |||
|---|---|---|---|
| Тип разрядника или элемента | Испытательное выпрямленное напряжение, кВ | Ток проводимости при температуре разрядника 20°С, мкА | |
| не менее | не более | ||
| РВС-15 | 16 | 450 | 620 |
| РВС-15* | 16 | 200 | 340 |
| РВС-20 | 20 | 450 | 620 |
| РВС-20* | 20 | 200 | 340 |
| РВС-33 | 32 | 450 | 620 |
| РВС-35 | 32 | 450 | 620 |
| РВС-35* | 32 | 200 | 340 |
| РВМ-3 | 4 | 380 | 450 |
| РВМ-6 | 6 | 120 | 220 |
| РВМ-10 | 10 | 200 | 280 |
| РВМ-15 | 18 | 500 | 700 |
| РВМ-20 | 28 | 500 | 700 |
| РВЭ-25М | 28 | 400 | 650 |
| РВМЭ-25 | 32 | 450 | 600 |
| РВРД-3 | 3 | 30 | 85 |
| РВРД-6 | 6 | 30 | 85 |
| РВРД-10 | 10 | 30 | 85 |
| Элемент разрядника РВМГ-110М, 150М, 220М, 330М, 400, 500 | 30 | 1000 | 1350 |
| Основной элемент разрядника РВМК-330, 500 | 18 | 1000 | 1350 |
| Искровой элемент разрядника РВМК-330, 500 | 28 | 900 | 1300 |
| Элемент разрядника РВМК-750М | 64 | 220 | 330 |
| Элемент разрядника РВМК-1150 | 64 | 180 | 320 |
*Разрядники для сетей с изолированной нейтралью и компенсацией емкостного тока замыкания на землю, выпущенные после 1975 г.
Примечание. Для приведения токов проводимости разрядников к температуре + 20*С следует внести поправку, равную 3% на каждые 10 градусов отклонения (при температуре больше 20“С поправка отрицательная).
П, М. Измерение тока проводимости ограничителей перенапряжений
Измерение тока проводимости ограничителей перенапряжений производится:
| Токи проводимости ограничителей перенапряжений при переменном напряжении частоты 50 Гц | |||
|---|---|---|---|
| Тип ограничителя перенапряжений | Наибольшее рабочее напряжение частоты 50 Гц, кВ | Ток проводимости при температуре 20°С, мА | |
| Значение, при котором необходимо ставить вопрос о замене ограничителя | Предельное значение, при котором ограничитель должен быть выведен из работы | ||
| ОПН-110У1 | 73 | 1,0 | 1,2 |
| ОПН-1-110ХЛ4 | 73 | 2,0 | 2,5 |
| ОПН-110ПН | 73 | 0,9 | 1,2 |
| ОПН-150У1 | 100 | 1,2 | 1,5 |
| ОПН-150ПН | 100 | 1,1 | 1,5 |
| ОПН-220У1 | 146 | 1,4 | 1,8 |
| ОПН-1-220ХЛ4 | 146 | 2,0 | 2,5 |
| ОПН-220ПН | 146 | 1,3 | 1,8 |
| ОПН-330 | 210 | 2,4 | 3,0 |
| ОПН-330ПН | 210 | 2,2 | 3,0 |
| ОПН-500У1 | 303 | 4,5 | 5,5 |
| ОПН-500ПН | 303 | 3,4 | 4,5 |
| ОПН-750 | 455 | 6,0 | 7,2 |
| ОПНО-750 | 455 | 4,5 | 5,5 |
Проверка элементов, входящих в комплект приспособления для измерения тока проводимости ограничителя перенапряжений под рабочим напряжением
Проверка производится на отключенном от сети ограничителе перенапряжений.
Проверка электрической прочности изолированного вывода производится для ограничителей ОПН-330 и 500 кВ перед вводом в эксплуатацию и при выводе в ремонт оборудования, к которому подключен ограничитель, но не реже 1 раза в 6 лет.
Проверка производится при плавном подъеме напряжения частоты 50 Гц до 10 кВ без выдержки времени.
Проверка электрической прочности изолятора ОФР-10-750 производится напряжением 24 кВ частоты 50 Гц в течение 1 мин.
Измерение тока проводимости защитного резистора производится при напряжении 0,75 кВ частоты 50 Гц. Значение тока должно находиться в пределах 1,8-4,0 мА.
Измерение пробивного напряжения вентильных разрядников
| Пробивные напряжения разрядников и элементов разрядников при частоте 50 Гц | ||
|---|---|---|
| Тип разрядника или элемента | Действующее значение пробивного напряжения при частоте 50 Гц, кВ | |
| не менее | не более | |
| РВП, РВО-6 | 16 | 19 |
| РВП, РВО-10 | 26 | 30,5 |
| РВС-15 | 35 | 51 |
| РВС-20 | 42 | 64 |
| РВС-33 | 66 | 84 |
| РВС-35 | 71 | 103 |
| РВМ-6 | 14 | 19 |
| РВМ-10 | 24 | 32 |
| РВМ-15 | 33 | 45 |
| РВМ-20 | 45 | 59 |
| РВРД-3 | 7,5 | 9 |
| РВРД-6 | 15 | 18 |
| РВРД-10 | 25 | 30 |
| Элемент разрядников РВМГ-110М, 150М, 220М, 330М, 400, 500 | 60,5 | 72,5 |
| Основной элемент разрядников РВМК-330, 500 | 44,5 | 50 |
| Искровой элемент разрядников РВМК-330, 500 | 76 | 81 |
| Элемент разрядника РВМК-750М | 163 | 196 |
| Элемент разрядника РВМК-1150 | 181 | 212 |
Проверка герметичности разрядников
Проверка герметичности производится в случае проведения капитального ремонта разрядника со вскрытием. Проверка производится при разрежении 300-400 мм рт. ст. Изменение давления при перекрытом вентиле за 1-2 ч не должно превышать 0,5 мм рт. ст.
Трубчатые разрядники
Проверка состояния поверхности разрядника
Наружная поверхность разрядника не должна иметь ожогов электрической дугой, трещин, расслоений и царапин глубиной более 0,5 мм на длине более трети расстояния между наконечниками.
Измерение поверхностного электрического сопротивления фибробакелитового разрядника
Проверка производится перед установкой разрядника мегаомметром на напряжение 2500 В. Поверхностное электрическое сопротивление должно быть не ниже 10000 МОм.
Измерение диаметра дугогасительного канала разрядника
Значение диаметра канала должно соответствовать данным, приведенным в табл. 5
П, М. Измерение внутреннего искрового промежутка разрядника
При вводе в эксплуатацию размеры внутреннего искрового промежутка должны соответствовать данным, приведенным в табл. 22.1. При межремонтных испытаниях эти размеры не должны превышать значений, указанных в табл. 22.1 для разрядников РТФ 6-10 кВ – на 3 мм, РТФ-35 – на 5 мм, РТВ 6-10 кВ – на 8 мм, РТВ 20-35 кВ – на 10 мм, РТВ-110 – на 2 мм.
П, М. Измерение внешнего искрового промежутка разрядника
Размеры внешнего искрового промежутка должны соответствовать данным, приведенным в табл. 5
| Технические данные трубчатых разрядников | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Тип разрядника | Номина-льное напряжение, кВ | Ток отклю-чения, кA | Внешний искровой промежуток, мм | Начальный диаметр дугогасительного канала, мм | Конечный диаметр дугогасительного канала, мм | Начальная длина внутреннего искрового промежутка, мм | Конечная длина внутреннего искрового промежутка, мм |
| РТФ-6 | 6 | 0,5-10 | 20 | 10 | 14 | 150±2 | — |
| РТВ-6 | 6 | 0,5-2,5 | 10 | 6 | 9 | 60 | 68 |
| 2-10 | 10 | 10 | 14 | 60 | 68 | ||
| РТФ-10 | 10 | 0,5-5 | 25 | 10 | 11,5 | 150±2 | — |
| 0,2-1 | 25 | 10 | 13,7 | 225±2 | — | ||
| РТВ-10 | 10 | 0,5-2,5 | 20 | 6 | 9 | 60 | 68 |
| 2-10 | 15 | 10 | 14 | 60 | 68 | ||
| РТФ-35 | 35 | 0,5-2,5 | 130 | 10 | 12,6 | 250±2 | — |
| 1-5 | 130 | 10 | 15,7 | 200±2 | — | ||
| 2-10 | 130 | 16 | 20,4 | 220±2 | — | ||
| РТВ-35 | 35 | 2-10 | 100 | 10 | 16 | 140 | 150 |
| РТВ-20 | 20 | 2-10 | 40 | 10 | 14 | 100 | 110 |
| РТВ-110 | 110 | 0,5-2,5 | 450 | 12 | 18 | 450±2 | — |
| 1-5 | 450 | 20 | 25 | 450±2 | — | ||
П, М. Проверка расположения зоны выхлопа разрядника
Зоны выхлопа разрядников разных фаз не должны пересекаться и охватывать элементы конструкций и проводов ВЛ. В случае заземления выхлопных обойм разрядников допускается пересечение их зон выхлопа.
Содержание материала
Допустимые токи проводимости (токи утечки) отдельных элементов вентильных разрядников приведены в табл. 5.
Таблица 5. Ток проводимости (утечки) элементов вентильных разрядников
Тип разрядника или его элементов
Выпрямленное напряжение, приложенное к элементу
разрядника, кВ
Ток проводимости
элемента разрядника, мкА
Верхний предел
тока утечки, мкА
РВВМ-3
РВВМ-6
РВВМ-10
РВС-15
PBC-20
РВС-33, РВС-35
Элемент разрядников РВМГ-110,
РВМГ-150, РВМГ-220, РВМГ-330,
РВМГ-500
Основной элемент разрядника серии
РВМК
Искровой элемент разрядника серии
РВМК
Основной элемент разрядников
РВМК-330П, РВМК-500П
Примечание: Данные табл. 1.8.32 ПУЭ.
Измерение токов утечки и токов проводимости разрядников с шунтирующими сопротивлениями позволяет выявить такие же дефекты, как и измерение сопротивления разрядников мегаомметром, но на несколько более ранней стадии их развития.
Высокое постоянное напряжение для измерения токов проводимости и утечки разрядников можно получить от кенотронного аппарата АИИ-70 (см. рис. 1). Измерения производятся для каждого элемента в отдельности. При этом пульсация выпрямленного напряжения должна быть не более 10%. Аппарат АИИ-70 имеет однополупериодное выпрямление, поэтому для снижения пульсации в измерительную схему включается конденсатор, емкость которого зависит от типа разрядника и должна соответствовать данным табл. 6. Включение конденсатора позволяет уменьшить пульсацию до 3% амплитудного значения напряжения.
Таблица 6. Емкости для сглаживания выпрямленного напряжения при измерении токов проводимости разрядников
Номинальное
напряжение, кВ
Наименьшая емкость, мкФ
одно полупериодная
схема
Элементы серии РВМГ, основной и искровой элементы разрядника
РВМК
В качестве сглаживающих могут быть применены любые конденсаторы, в частности, косинусные.
Выпрямленное напряжение на испытываемый разрядник следует подавать с помощью экранированного проводника с целью исключения из показаний микроамперметра тока утечки по поверхности изолятора.
Рис. 2 Схема малогабаритного источника выпрямленного напряжения
Измерение пробивных напряжений при промышленной частоте.
Пробивное напряжение искровых промежутков элементов вентильных разрядников при промышленной частоте должно быть в пределах значений, указанных в табл. 7.
Таблица 7. Пробивное напряжение искровых промежутков элементов вентильных разрядников при промышленной частоте
Инструкции / Инструкции по эксплуатации оборудования подстанций
Испытание вентильных разрядников
На зажимах оборудования электроустановок при коммутациях электрических цепей, разрядах молнии и т. п. могут возникать перенапряжения, представляющие опасность для изоляции оборудования. Основным средством ограничения перенапряжений служат вентильные разрядники.
Объем приемо-сдаточных испытаний вентильных разрядников.
В соответствии с требованиями ПУЭ объем приемо-сдаточных испытаний вентильных разрядников включает следующие работы.
1. Измерение сопротивления элемента разрядника.
2. Измерение тока проводимости (тока утечки).
3. Измерение пробивных напряжений при промышленной частоте.
Измерение сопротивления элемента разрядника.
Измерения сопротивления разрядника, как общее, так и составляющих элементов, производят мегаомметром на напряжение 2500 В. Сопротивление изоляции элемента не нормируется.
Для оценки изоляции сопоставляются измеренные значения сопротивлений изоляции элементов одной и той же фазы разрядника; кроме того, эти значения сравниваются с сопротивлением изоляции элементов других фаз комплекта или данными завода-изготовителя.
Разрядники типа РВС, собираемые в колонну из отдельных элементов, разделяются по сопротивлению на шесть групп (см. табл. 1). Для равномерного распределения напряжения рекомендуется собирать разрядники из элементов одной группы. Элемент с меньшим сопротивлением должен располагаться ближе к проводу (шине), находящемуся под напряжением, а элемент с большим сопротивлением устанавливается ближе к фундаментной плите (земле).
Таблица 1. Характеристики элементов разрядников PBC
Сопротивление, МОм, для элементов
Таблица 2. Характеристики разрядников PBM
Сопротивление разрядника, МОм
Таблица 3. Характеристики разрядников РВМГ
Сопротивление разрядника, МОм
Таблица 4. Характеристики разрядников РВМК
Количество элементов:
— основных
— вентильных
— искровых
Сопротивление элементов, МОм:
— основных
— вентильных
— искровых
Допустимые токи проводимости (токи утечки) отдельных элементов вентильных разрядников приведены в табл. 5.
Таблица 5. Ток проводимости (утечки) элементов вентильных разрядников
Тип разрядника или его элементов
Выпрямленное напряжение, приложенное к элементу
разрядника, кВ
Ток проводимости
элемента разрядника, мкА
Верхний предел
тока утечки, мкА
РВВМ-3
РВВМ-6
РВВМ-10
РВС-15
PBC-20
РВС-33, РВС-35
Элемент разрядников РВМГ-110,
РВМГ-150, РВМГ-220, РВМГ-330,
РВМГ-500
Основной элемент разрядника серии
РВМК
Искровой элемент разрядника серии
РВМК
Основной элемент разрядников
РВМК-330П, РВМК-500П
Примечание: Данные табл. 1.8.32 ПУЭ.
Измерение токов утечки и токов проводимости разрядников с шунтирующими сопротивлениями позволяет выявить такие же дефекты, как и измерение сопротивления разрядников мегаомметром, но на несколько более ранней стадии их развития.
Высокое постоянное напряжение для измерения токов проводимости и утечки разрядников можно получить от кенотронного аппарата АИИ-70 (см. рис. 1). Измерения производятся для каждого элемента в отдельности. При этом пульсация выпрямленного напряжения должна быть не более 10%. Аппарат АИИ-70 имеет однополупериодное выпрямление, поэтому для снижения пульсации в измерительную схему включается конденсатор, емкость которого зависит от типа разрядника и должна соответствовать данным табл. 6. Включение конденсатора позволяет уменьшить пульсацию до 3% амплитудного значения напряжения.
Таблица 6. Емкости для сглаживания выпрямленного напряжения при измерении токов проводимости разрядников
Номинальное
напряжение, кВ
Наименьшая емкость, мкФ
одно полупериодная
схема
Элементы серии РВМГ, основной и искровой элементы разрядника
РВМК
В качестве сглаживающих могут быть применены любые конденсаторы, в частности, косинусные.
Выпрямленное напряжение на испытываемый разрядник следует подавать с помощью экранированного проводника с целью исключения из показаний микроамперметра тока утечки по поверхности изолятора.
Рис. 2 Схема малогабаритного источника выпрямленного напряжения
Измерение пробивных напряжений при промышленной частоте.
Пробивное напряжение искровых промежутков элементов вентильных разрядников при промышленной частоте должно быть в пределах значений, указанных в табл. 7.
Таблица 7. Пробивное напряжение искровых промежутков элементов вентильных разрядников при промышленной частоте
Методика испытания и измерения вентильных разрядников
Целью проведения испытаний является проверка соответствия характеристик вентильных разрядников требованиям ПУЭ.
Применяемые приборы: Мегаомметр Ф 41102/2, испытательная установка.
Испытания и измерения вентильных разрядников может производить бригада в составе не менее 2 человек из лиц ЭТЛ. Производитель работ при высоковольтных испытаниях и измерениях должен иметь группу по электробезопасности не ниже IV, а остальные не ниже III группы.
Перед испытаниями вентильных разрядников проводят их внешний осмотр, проверяют, нет ли трещин на фарфоре, загрязнений, целостность уплотнения.
Измерение сопротивления разрядников.
Измерение сопротивления разрядников производится:
— на разрядниках с номинальным напряжением менее 3 кВ – мегаомметром на напряжение 1000 В.
— на разрядниках с номинальным напряжением менее 3 кВ и выше – мегаомметром на напряжение 2500 В.
Сопротивление разрядников РВН, РВП, РВО, GZ должно быть не менее 1000 МОм.
Сопротивление остальных разрядников должны соответствовать требованиям заводской инструкции или требованиям таблицы 21.1. “Объемы и нормы испытаний электрооборудования” стр. 120.
Измерение тока проводимости вентильных разрядников при выпрямленном напряжении.
Измерение тока проводимости проводится с помощью Установки АИД-70, включенной на выпрямленное напряжение, по схеме представленной на рисунке 1.
Значение прикладываемого напряжения и допустимых токов проводимости вентильных разрядников приведены в таблице 21.2. “Объемы и нормы испытаний электрооборудования” стр. 121.
Для приведения токов проводимости разрядников к температуре + 20°С следует внести поправку, равную 3% на каждые 10 градусов отклонения (при температуре больше 20°С поправка отрицательная).
Измерение пробивного напряжения вентильного разрядника.
Измерение пробивного напряжения вентильного разрядника производится по методике, указанной в заводской документации.
Схема измерения пробивного напряжения представлена на рис. 1 при переключении испытательной установки АИД-70 на повышенное напряжение промышленной частоты.
Допустимая величина пробивного напряжения указана в заводской документации, или в таблице 21.4. “Объем и нормы испытаний электрооборудования” стр. 124.
Провод, с помощью которого повышенное напряжение от испытательной установки подводится к испытываемому оборудованию, должен быть надежно закреплен с помощью промежуточных изоляторов, изолирующих подвесок и т.п., чтобы было исключено случайное приближение этого провода к находящимся под рабочим напряжением токоведущим частям или сокращения воздушных промежутков, которые должны быть не менее следующих значений:
| Испытательное напряжение, кВ | До 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| Расстояние до заземленных предметов, см | 5 | 10 | 20 | 25 | 30 |
| до токоведущих частей, см | 25 | 25 | 30 | 30 | 35 |
Присоединение установки к сети напряжением 380/220 В должно осуществляться через коммутационный аппарат с видимым разрывом, допускается присоединение через штепсельную вилку, расположенную у испытательной установки.
При сборке испытательной схемы, прежде всего, выполняются защитное и рабочее заземления испытательной установки. Перед присоединением испытательной установки к сети 380/220 В на вывод высокого напряжения установки накладывается заземление с помощью специальной заземляющей штанги. Сечение медного провода, с помощью которого заземляется вывод, должно быть не менее 4 мм. кв.
Перед подачей испытательного напряжения на испытательную установку производитель работ обязан:
— проверить все ли члены его бригады находятся на местах, указанным им производителем работ, удалены ли посторонние лица, можно ли подавать испытательное напряжение на оборудование;
— предупредить бригаду о подаче напряжения словами «Подаю напряжение» и, убедившись, что предупреждение услышано всеми ленами бригады, снять заземление с вывода испытательной установки и подать на нее напряжение 380/220 В.
С момента снятия напряжения вся испытательная установка, включая испытываемое оборудование и соединительные провода, считается находящейся под напряжением, и производить какие-либо пересоединения в испытательной схеме и на испытываемом оборудовании запрещается.
После окончания испытаний производитель работ должен снизить напряжение испытательной установки до нуля, отключить ее от сети 380/220 В, заземлить (или дать распоряжение о заземлении) вывод установки и сообщить об этом бригаде словами «Напряжение снято». Только после этого можно пересоединять провода на испытательной установке или в случае полного окончания испытания отсоединить их и снимать ограждения.
До испытания изоляции, а также после испытания необходимо разрядить испытываемое оборудование на землю и убедиться в полном отсутствии на нем заряда. Наложение и снятие заземления заземляющей штангой, подсоединение и отсоединение проводов от испытательной установки и испытываемого оборудования должны проводиться одним и тем же лицом и выполняться в диэлектрических перчатках.
Результаты заносятся в протокол.
НТД и техническая литература: