Испытание ОПН | Заметки электрика

Добрый день, уважаемые гости и читатели сайта «Заметки электрика».

Сегодня Вашему вниманию я представляю статью об испытании ОПН.

Несколько дней назад я проводил испытание ОПН (ограничителей перенапряжения) РТ-10/11,5 серии Таврида Электрик класса напряжения 10 (кВ).

Заказчику необходимо было провести ряд испытаний приемо-сдаточного характера.

В данной статье я расскажу про испытание ОПН (ограничителей перенапряжения) на своем примере. Вот высоковольтная ячейка, где в кабельном отсеке установлены на каждой фазе ограничители перенапряжения для защиты электрооборудования от коммутационных перенапряжений.

И в очередной раз открываем нашу любимую книгу — ПУЭ. А именно главу 1.8., пункт 1.8.31.

Испытание ОПН

Чтобы более наглядно продемонстрировать Вам требования по проведению испытаний ОПН, все параметры из пункта 1.8.31 ПУЭ я приведу в наглядную таблицу.

1. Измерение сопротивления изоляции ОПН (ограничителей перенапряжения)

В моем примере для измерения сопротивления изоляции ОПН РТ-10/11,5 я использовал мегаомметр MIC-2500 напряжением 2500 (В).

Полученные значения сопротивления изоляции должны соответствовать требованиям заводов-производителей.

Открываем руководство по эксплуатации нелинейных ОПН РТ-10/11,5 (ограничителей перенапряжения) серии Таврида Электрик. Там четко сказано, что значение сопротивления изоляции, измеренного между выводами ОПН класса напряжения сети 10 (кВ) должно быть не менее 5000 (МОм).

В моем случае сопротивление изоляции ОПН получилось равным 10000 (МОм), что удовлетворяет требованиям завода-производителя.

2. Измерение значения тока проводимости ОПН (ограничителей перенапряжения)

Ток проводимости ОПН РТ-10/11,5 будем измерять при длительно-допустимом фазном напряжении по схеме, приведенной ниже:

• АИД-70 или АИИ-70 — источник напряжения промышленной частоты с плавной регулировкой напряжения и измерением его действующего значения.
• ОПН —  испытуемый ограничитель перенапряжения.
• РА – миллиамперметр переменного тока класса точности не ниже 4,0.

Испытание ограничителей перенапряжения необходимо проводить на сухих и чистых ОПН, которые предварительно должны быть отсоединены от сети. Температура проведения испытания ограничителей перенапряжения должна быть в пределах 20±15°С.

Испытательное напряжение переменного тока (действующее значение) должно быть равно наибольшему длительно допустимому рабочему напряжению ОПН.

В руководстве по эксплуатации нелинейных ОПН РТ-10/11,5 серии Таврида Электрик говорится, что действующее значение тока проводимости должно быть не более 0,7 (мА).

В процессе замера получили ток проводимости равным 0,4 (мА), что удовлетворяет требованиям завода-производителя.

Вывод: Данные, полученные при испытании ОПН соответствуют требованиям ПУЭ и завода-производителя. ОПН годен к эксплуатации.

P.S. Работы по испытанию ОПН (ограничителей перенапряжения) заказывайте только у электролаборатории, имеющей свидетельство на право проведения таких испытаний.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Испытание опн методика образец протокол 6 кв 10 кв

Ограничитель напряжения (в дальнейшем ОПН – ограничитель напряжения нелинейный) является критическим устройством. Соответственно, он сам по себе источник потенциальной опасности, и просто пробой и выход из строя – не самые серьезные последствия неправильной эксплуатации.

ОПН необходимо периодически проверять, причем испытания нелинейных ограничителей напряжения – это строгая процедура, которая должна выполняться по ГОСТу.

Самые распространенные ОПН рассчитаны на 0.4, 6, 10, 35 и 100 кВ, и из-за большого разброса значений напряжения к ним применяются разные методики тестирования. Нормативные документы постоянно сверяются с международными аналогами, так что в нашем случае можно руководствоваться международным стандартом МЭК 60099-4:2004 и разработанным на его основе ГОСТом Р 52725-2007.

Разные производители вносят свои дополнительные коррективы, но только в части пороговых значений напряжения и тока. Сам же методы достаточно просты и недвусмысленно описаны в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ) в пункте 1.8.31.

Зачем необходимо регулярно тестировать ОПН

Нормы ПУЭ

Ограничители и вентильные разрядники проходят три этапа тестирования: квалификационное, периодическое и типовое. Когда предприятие выпускает партию для определенного объекта обязательно проводится квалификационная проверка первой партии, чтобы убедиться, что технологический процесс не нарушен. Дело в том, что если ОПН подвергается явно нерасчетным воздействиям, то из-за возникающего резкого всплеска внутреннего давления ограничитель попросту взрывается.

Пороговые значения в паспорте занижены примерно в десять раз, но нужно учитывать, что даже небольшое механическое повреждение ограничителя также в разы меняет его свойства.

Завод-изготовитель сам проводит испытания, по результатам которых прописывает все пороговые значения в техпаспорте. Для этого используется лабораторный источник питания, как правило АИИ-70, который выдает промышленную частоту тока и позволяет плавно регулировать напряжение и одновременно замерять его. На самом деле пороговые значения в паспорте занижены примерно в десять раз, но нужно учитывать, что даже небольшое механическое повреждение ограничителя также в разы меняет его свойства.

Как проводить испытания ОПН

Проверка состоит из двух частей: измерение сопротивления изоляции и измерение тока проводимости. Если номинальное напряжение ограничителя не превышает 3кВ, то достаточно мегаомметра, рассчитанного на 1000В. От 3-х до 500 кВ – уже нужно использовать мегаомметр на 2500В. Для испытаний используют напряжение, которое указано в паспорте как наибольшее допустимое длительное фазное напряжение.

Ограничители до 3 кВ должны иметь сопротивление не ниже 1000 МОм, а более «мощные» – не ниже 3000 МОМ. На самом деле исправные устройства имеют в разы большее сопротивление, но так как часто ограничители монтируются в уличных условиях, поэтому даже 30-процентная разница между результатами испытаний и паспортными значениями считается приемлемой.

Замер тока проводимости

Нелинейные ограничители напряжения часто монтируются в уличных условиях, поэтому даже 30-процентная разница между результатами испытаний и паспортными значениями считается приемлемой.

Для измерения тока можно использовать как последовательное подключение, хотя и не рекомендуется, так и мостовую схему или нагрузку, но в последнем случае нагрузка должна соответствовать наибольшему длительному напряжению, которое указано в паспорте как предельное. Как правило ток не должен превышать долей миллиАмпера.

Предварительно испытуемые ограничители вытирают дочиста и досуха и дают прогреться в помещении до +15-20 С.

Когда следует проводить испытания ОПН

Пример заполнения протокола проверки

Максимальный срок периодической проверки самых «ходовых» ОПН составляет 6 лет (ниже 3 кВ и более 220 кВ), но на самом деле проверку необходимо проводить перед каждым потенциально грозовым сезоном. И кроме сравнения с паспортными характеристиками очень полезно сравнивать текущие результаты с журналом испытаний. В этом случае тоже работает правило «тридцати процентов» – свежие данные не должны отклоняться более чем на 30% от результатов предыдущей проверки.

Паспортные значения являются отправной точкой или апертурой при первых пуско-наладочных испытаниях. Впоследствии необходимо больше опираться на предыдущие показатели.

Более того – сравнение по журналу испытаний даже важнее квалификационного теста. Дело в том, что ток проводимости ОПН в рабочем режиме имеет емкостной характер, то есть зависит от конфигурации сети, других устройств и т.д. Поэтому паспортные значения скорее являются отправной точкой или апертурой при первых пуско-наладочных испытаниях. Впоследствии необходимо больше опираться на предыдущие показатели.

Полезное видео

Дополнительную полезную информацию по данному вопросу вы сможете почерпнуть из видео ниже:

На заметку

Понятие «номинальное напряжение», которое используется в ПУЭ, не совпадает со значением аналогичного термина в ГОСТе Р 52725-2007. При сравнениях лучше использовать большую величину.

Откуда взялась эта путаница неизвестно, но о ней стоит помнить: «действующее значение напряжения промышленной частоты, которое ограничитель может выдерживать в течение 10 с в процессе рабочих испытаний» явно не коррелирует с «наибольшее допустимое рабочее напряжение ограничителя». В любом случае лучше использовать при сравнениях большую величину. Изоляция изолированного бережет!

Испытание ОПН: нормы, методика, образец протокола

Ограничитель перенапряжения нелинейный (далее ОПН), вне зависимости от величины напряжения, подлежит обязательным испытаниям. Данное изделие может использоваться для защиты от коммутационных перенапряжений и применяться в электроустановках с напряжением 0.4 кВ, 6 кВ, 10 кВ, 35 кВ, 110 кВ и выше. В зависимости от рабочего напряжения испытания регламентируются разными нормативными документами. Например, МЭК 60099-4:2004 – стандарт международный, а также утвержденный на его основе и действующий ГОСТ Р 52725 – 2007. Также принимаются во внимание разнообразные технические условия и ГОСТы проверки оборудования высоковольтного. В этой статье мы вкратце рассмотрим методики, нормы и объемы испытания ОПН.

Важность испытаний

Пожалуй, основной нормативный документ, который мы используем и с которым чаще всего сталкиваемся при производстве приемо-сдаточных испытаний – это ПУЭ. Применительно к ограничителям перенапряжения в нем существует глава 1.8, а конкретно пункт 1.8.3. Он устанавливает нормы и объемы испытаний для ОПН и вентильных разрядников.

Кроме приемо-сдаточных, в соответствии с вышеприведенными документами, могут проводиться такие испытания:

• периодическое;
• квалификационное;
• типовое.

Квалификационная проверка данных устройств нужна для того, чтобы определить имеет ли готовность предприятие для выпуска продукции в данном объеме. Это касается первой промышленной серии либо установочной партии. Немаловажным этапом здесь является проверка взрывобезопасности. В процессе эксплуатации ОПН вследствие воздействия различных факторов, одним из которых является нерасчетный режим применения, внутри него может возникать повышенное давление. Как результат возможен взрыв, который влечет за собой повреждения оборудования, которое установлено поблизости, а также, что самое главное – людей, работающих на объекте.

Давайте подробнее остановимся на рассмотрении приемо-сдаточных испытаний. Как отмечалось выше, они регламентируются главой 1.8 ПУЭ п. 1.8.3. Если свести все данные из нее, то получим удобную табличку:

Таким образом, для ОПН существует методика измерения сопротивления и тока проводимости. Как проверить эти параметры рассмотрим ниже.

Замер тока проводимости

На картинке представлены различные схемы подключения для проведения испытаний ОПН, связанных с измерением тока проводимости:

В основном нормативное значение тока проводимости завод изготовитель указывает в техническом паспорте к изделию. Это значение берется на основании проводимых на предприятии испытаний и напрямую зависит от наибольшего длительно прикладываемого напряжения.

Измерение величины тока проводится амперметром или миллиамперметром. К выводам собранной схемы подключается лабораторный источник питания. При подаче нагрузки проводятся измерения тока. Нагрузка должна соответствовать величине наибольшего допустимого длительного напряжения.

Нужно отметить, что работы должны проводиться при установившейся температуре окружающей среды 20 ±15°С, на очищенных и вытертых досуха ограничителях перенапряжения, которые необходимо предварительно отключить от сети.

Замер сопротивления изоляции

Исходя из данных, приведенных в выше представленной таблице, видно, что при испытании ОПН до 3 кВ необходимо использовать мегомметр напряжением 1000 В, если свыше 3 кВ – нужен мегомметр на 2500 В. Измеренное сопротивление для ОПН до 3 кВ должно быть выше 1000 мОм, напряжением от 3 до 35 кВ – должно быть в пределах рекомендованного изготовителем значения, выше 110 кВ – должно составлять не меньше 3000 мОм, в то же время результат не должен отличаться больше чем на ±30% от ранее произведенных испытаний или значений, указанных изготовителем.

О том, как правильно пользоваться мегаомметром, мы рассказали в соответствующей статье, с которой настоятельно рекомендуем ознакомиться!

Помните, что гарантировать безопасное и качественное выполнение работ может только электролаборатория, у которой есть свидетельство на проведение данного вида мероприятий. По окончании замеров составляется протокол о проведении испытаний ОПН. В нем указывается наименование и тип ограничителя, значения замеров сопротивления изоляции и тока проводимости, погодные условия, а также приборы, с помощью которых были произведены замеры. Образец протокола приведен ниже:

Напоследок рекомендуем ознакомиться с полезным материалом, предоставленном на видео (качество видеоролика не очень, но все же информация изложена понятно):

Вот и все, что мы хотели рассказать о методике испытания ОПН. Теперь вы знаете, как проводятся работы и для чего это нужно делать!

Интересное по теме:

Испытание вентильных разрядников и ОПН

Методика проведения испытания разрядников и ограничителей перенапряжений.

 

1.  ВВОДНАЯ ЧАСТЬ.

 

1.1.Разрядники и ограничители перенапряжений испытываются согласно п. 1.8.31, 1.8.32 ПУЭ и ПТЭЭП. Приложение 3, «Норм испытаний электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей»,Табл.17,18.

 

1.2.Назначение разрядников и ограничителей перенапряжений.

1.2.1.      Для защиты изоляции от индуктивных атмосферных перенапряжений на линиях электропередачи в ОРУ и в ЗРУ, связанных с воздушными линиями, применяют аппараты, называемыми разрядниками.

1.2.2.         В качестве аппаратов защиты электрических сетей от перенапряжений применяются также как ОПН (ограничитель перенапряжений).

 

2.  СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ.

 

2.1.  Для проведения испытаний применяется:

 

• Испытательная установка АИД –70;

 

 Мегаомметр: на разрядниках и ОПНах с номинальным напряжением менее 3кВ – мегаомметрами на напряжение 1000В; на разрядниках и ОПНах с номинальным напряжением 3кВ и выше – мегаомметрами на напряжение 2500В.

 

3.  МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ.

 

3.1.Вентильные разрядники и ограничители перенапряжений должны быть пройти:

 

• Измерение сопротивления;

 

• Измерение тока проводимости;

 

• Проверка элементов, входящих в комплект приспособления для измерения тока проводимости ограничителя перенапряжений под рабочим напряжением.

3.2.Трубчатые разрядники должны быть пройти:

 

• Проверка состояния поверхности разрядника;

 

• Измерение внешнего искрового промежутка;

 

• Проверка расположения зон выхлопа.

 

Нормы испытаний приведены в табл.1, 2 (Выписка из ПТЭЭП Приложение 3,Табл.17, 18)

Таблица 1.

 Вентильные разрядники и ограничители перенапряжений. К, М — производятся в сроки, устанавливаемые системой ППР

Наименование испытания	Вид испытания	Нормы испытания	Указания
17.1. Измерение сопротивления разрядников и ограничителей перенапряжения	М	Сопротивление ограничителей перенапряжений с номинальным напряжением менее 3кВ должно быть не менее 1000МОм. Сопротивление ограничителей перенапряжений с номинальным напряжением 3-35кВ должно соответствовать требованиям заводов-изготовителей. Сопротивление ограничителей перенапряжений с номинальным напряжением 110кВ и выше должно быть не менее 3000МОм и не должно 0% от данных,   отличаться более чем на +/-  приведенных в пас порте или полученных при предыдущих измерениях в эксплуатации. Сопротивление разрядников РВН, РВП, РВО,  GZ должно быть не менее 1000МОм. Сопротивление элементов разрядников РВС должно соответствовать требованиям заводской инструкции,  а элементов разрядников РВМ,  РВРД, РВМГ  — указанным  в табл. 22 (Приложение 3.1).	Измерения производятся при выводе в плановый ремонт оборудования, к которому подключены защитные аппараты, но не реже одного раза в 6лет. У  разрядников  и  ОПН  на номинальное напряжение 3кВ и выше измерения производятся мегаомметром на напряжение 2500В,  у разрядников и ОПН на оминальное напряжение менее 3кВ-  мегаомметром на напряжение 1000В.
17.2. Измерение сопротивлений изоляции изолирующих оснований разрядников с регистраторами срабатывания.		Сопротивление изоляции должно быть не менее 1МОм.	Измеряется мегаомметром на напряжение 1000-2500В.
17.3. Измерение тока проводимости вентильных разрядников при выпрямленном напряжении.	М	Значения токов проводимости вентильных разрядников должны соответствовать указанным заводом- изготовителем или приведенным в табл. 23.	Внеочередное измерение тока проводимости производится при изменении сопротивления вышеуказанных в п.17.1.
17.4. Измерение тока проводимости ограничителей перенапряжений	М	Значения токов проводимости ОПН должны соответствовать указанным заводом-изготовителем или приведенным в табл.24  (Приложение 3.1).	В  процессе эксплуатации для ограничителей  110    и  220кВ измерения рекомендуется производить без отключения от сети ежегодно перед грозовым сезоном по методике завода-изготовителя.
17.5. Проверка элементов, входящих в комплект приспособлений для измерения тока проводимости ограничителей под рабочим напряжением. 17.6. Измерение пробивного напряжения вентильных разрядников при промышленной частоте.	К	Производится в соответствии с указаниями завода-изготовителя.   Измеренные пробивные напряжения могут отличаться от данных завода- изготовителя на +5- -10% или должны соответствовать приведенным в табл.25 (Приложение 3.1).	Измерение производится только после  ремонта со  вскрытием разрядника по методике завода- изготовителя специально обученным персоналом при наличии установки, обеспечивающей ограничение времени приложения напряжения.
17.7. Проверка герметичности разрядника.	К	Изменение давления при перекрытом вентиле за 1-2часа должно быть не выше 0,07кПа (0,5 мм рт.ст.).	Производится только после ремонта со вскрытием разрядника при разрежении 40-50кПа (300-400мм рт.ст.).
17.8.Тепловизионный контроль.	М	Производится в соответствии с установленными нормами и инструкциями заводов-изготовителей.	Производится в соответствии с установленными нормами и инструкциями заводов-изготовителей.

 

Таблица 2.

Трубчатые разрядники. К, Т, М — производятся согласно системе ППР

Наименование испытания	Вид испытания	Нормы испытания	Указания
18.1. Проверка состояния поверхности разрядника.	Т, М	Наружная поверхность не должна иметь ожогов электрической дугой, трещин, расслоений и царапин, глубиной более 0,5мм  по длине не более 1/3 расстояния между наконечниками.	—
18.2. Измерение диаметра дугогасительного канала разрядника	Т	Значение диаметра канала должно соответствовать данным табл.26 (Приложение 3.1).	Производится по длине внутреннего искрового промежутка.
18.3. Измерение внутреннего искрового промежутка.	Т	Длина внутреннего искрового промежутка  должна соответствовать данным табл.26 (Приложение 3.1).	—
18.4. Измерение внешнего искрового промежутка.	Т, М	Длина внешнего искрового промежутка должна соответствовать данным табл.26 (Приложение 3.1).	—
18.5. Проверка расположения зон выхлопа.	Т, М	Зоны выхлопа разрядников разных фаз не должны пересекаться,  и в них не должны находиться элементы конструкций и провода ВЛ.	В случае заземления выхлопных обойм  разрядников допускается пересечение их зон выхлопа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.  ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ.

 

4.1. Организационные мероприятия.

4.1.1.      Испытания изоляции электрооборудования повышенным напряжением проводятся по наряду-допуску бригадой, численным составом не менее двух человек, один из которых (производитель работ) должен иметь не ниже IV группы по электробезопасности, второй (член брига-ды) — не ниже III. Член бригады, которому поручается охрана, должен иметь II группу по электробезопасности.

4.1.2.      Испытательные установки (электролаборатории) должны быть зарегистрированы в органах Госэнергонадзора.

4.1.3.        Особое внимание следует обратить на недопустимость одновременного проведения испытаний и других работ разными бригадами в пределах одного присоединения.

 

4.2. Технические мероприятия.

4.2.1.         Перечень необходимых технических мероприятий определяет лицо, выдающее наряд

 

в соответствии с разделами 3 и 5 МПБЭЭ.

4.2.2.      Особое внимание следует обратить на следующие мероприятия:

 

• присоединение испытательной установки к испытываемому электрооборудованию и отсоединение ее, а также наложение и снятие переносных заземлений производятся каждый раз только по указанию руководителя испытаний одним и тем же членом бригады и выполняются в диэлектрических перчатках;

 

• провода, кабели, перемычки, которыми выполняются временные соединения при сборке испытательной схемы, должны четко отличаться от стационарных соединений электрооборудования;

 

• место испытаний, временные соединения, испытываемые цепи и аппараты должны быть ограждены и выставлен наблюдающий, двери помещений, в которых находятся противоположные концы испытываемых кабелей, должны быть заперты, на ограждениях и дверях должны быть вывешены плакаты: «Испытания, опасно для жизни». Если двери не заперты, должна быть выставлена охрана из членов бригады, имеющих II группу по электробезопасности.

 

4.2.3.        Перед каждой подачей испытательного напряжения производитель работ должен:

 

• проверить правильность сборки схемы и надежность рабочих и защитных заземлений;

 

• проверить, все ли члены бригады и работники, назначенные для охраны, находятся на указанных им местах, удалены ли посторонние люди и можно ли подавать испытательное напряжение на оборудование;
• предупредить бригаду о подаче напряжения словами “Подаю напряжение” и, убедившись, что предупреждение услышано всеми членами бригады, снять заземление с вывода испытательной установки и подать на нее напряжение 380/220 В.

4.2.4.         С момента снятия заземления с вывода установки вся испытательная установка, включая испытываемое оборудование и соединительные провода, должна считаться находящейся под напряжением и проводить какие-либо пере соединения в испытательной схеме и на испытываемом оборудовании не допускается.

 

4.2.5. После окончания испытаний производитель работ должен снизить напряжение испытательной установки до нуля, отключить ее от сети напряжением 380/220 В, заземлить вывод установки и сообщить об этом бригаде словами “Напряжение снято”. Только после этого допускается пере соединять провода или в случае полного окончания испытания отсоединять их от испытательной установки и снимать ограждения.

4.3.           Установка приборов и сборка испытательных схем должна выполняться на специальных столах достаточной прочности и с площадью, дающей возможность удобно и свободно их разместить.

 

4.4.           Провода, используемые для сборки временных испытательных схем, должны быть одножильными и многопроволочными с изоляцией, соответствующей напряжению цепей, и сечением, соответствующим пропускаемой величине тока, но не менее 4кв.мм. Применение алюминиевых проводов не допускается.

4.5.  При сборке измерительных и испытательных схем, прежде всего, выполняются защитное

 

и   рабочее заземление испытательных аппаратов. Заземление должно быть выполнено медным проводом сечением не менее 4 мм².

4.6.  Питание временных испытательных схем для проверок и испытаний должно выполняться через закрытый автомат и штепсельный разъем (разъемную муфту). Автомат служит для защиты от короткого замыкания и перегрузок, а разъем — для видимого разрыва. При снятии напряжения первым отключается автомат, затем разбирается разъем. При подаче напряжения собирается разъемное соединение при отключенном автомате, затем включается автомат.

 

4.7.В электроустановках проверять отсутствие напряжения следует указателем напряжения только заводского изготовления, исправность которого перед применением должна быть установлена посредством предназначенных для этой цели специальных приборов или приближением к токоведущим частям, расположенным поблизости и заведомо находящимися под напряжением. В электроустановках напряжением выше 1000В пользоваться указателем напряжения необходимо в диэлектрических перчатках.

 

4.8.  Накладывать заземления на токоведущие части необходимо непосредственно после проверки отсутствия напряжения. Переносные заземления сначала нужно присоединить к земле, а затем, после проверки отсутствия напряжения, наложить на токоведущие части. Снимать заземления следует в обратном наложению последовательности: с токоведущих частей, а затем от земли.

4.9.Измерения мегаомметром и испытание повышенным напряжением разрешается выполнять обученным лицам электротехнического персонала.

5.  ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПЕРСОНАЛА.

 

5.1.К проведению проверки допускаются лица электротехнического персонала, достигшие 18-летнего возраста, прошедшие медицинское освидетельствование, специальную подготовку и проверку знаний и требований, Межотраслевых правил по охране труда при эксплуатации электроустановок (МПБЭЭ) в объеме раздела 5.

5.2.Пусконаладочные работы по испытаниям проводятся бригадой в составе не менее двух человек, из которых ответственный за производство работ должен иметь группу по электробезопасности не ниже IV, а остальные — не ниже III.

5.3.  К работам по измерениям и испытаниям должен привлекаться персонал, прошедший специальную подготовку и проверку знаний схем измерений и испытаний и имеющий практический опыт пусконаладочных работ, в условиях действующих электроустановок в течение 1 месяца.

5.4.Лица, допущенные к проведению испытаний, должны иметь при себе удостоверение по проверке знаний ПТБ с соответствующей в ней отметкой.

5.5.Персонал должен быть ознакомлен с данной методикой.

6.  УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ И НАЛАДКИ.

 

6.1.Характеристики окружающей среды:

 

• Время года — в течение года.

 

• Время суток — с 8 до 17 часов.

 

• Температура — не ниже +15° С.

 

• Влажность — до 70%.

7.  ПРОЦЕДУРА ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ.

7.1. Измерение сопротивления разрядников и ограничителей перенапряжения.

 

7.1.1.        Измерение проводится:

 

• на разрядниках и ОПН с номинальным напряжением менее ЗкВ — мегаомметром на напряжение

 

1000 В;

 

• на разрядниках и ОПН с номинальным напряжением ЗкВ и выше — мегаомметром на напряжение 2500 В;

 

7.1.2. Сопротивление разрядников РВН, РВП, РВО, CZ должно быть не менее 1000 МОм.

7.1.3.      Сопротивление элементов разрядников РВС должно соответствовать требованиям заводской инструкции.

 

7.1.4.      Сопротивление элементов разрядников РВМ, РВРД, РВМГ, РВМК должно соответствовать значениям, указанным в таблице 3 (ПУЭ,табл. 1.8.28.).

 

7.1.5.         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.

7.1.6.      Сопротивление изоляции изолирующих оснований разрядников с регистраторами срабатывания измеряется мегаомметром на напряжение 2500 В. Значение измеренного сопротив-ления изоляции должно быть не менее 1 МОм.

 

7.1.7.      Сопротивление ограничителей перенапряжений с номинальным напряжением до 3 кВ должно быть не менее 1000 МОм.

7.1.8.      Испытания ОПН, не указанных в настоящем разделе, следует проводить в соответствии с инструкцией по эксплуатации завода-изготовителя.

Таблица 3.

Значение сопротивлении вентильных разрядников.

Тип разрядника или элемента	Сопротивление, МОм
	не менее	не более
РВМ-3	15	40
РВМ-6	100	250
РВМ-10	170	450
РВМ-15	600	2000
РВМ-20	1000	10000
Элемент разрядника РВМГ
110М	400	2500

 

 7.1.9.      Сопротивление ограничителей перенапряжения с номинальным напряжением 3-35 кВ должно соответствовать требованиям инструкций заводов-изготовителей.

 

7.1.10.      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.

 

7.2.  Измерение тока проводимости вентильных разрядников при выпрямленном напряжении.

 

7.2.1.      Измерение проводится у разрядников с шунтирующими сопротивлениями.

7.2.2.      При отсутствии указаний заводов-изготовителей токи проводимости должны соответствовать приведенным в табл.4 (ПУЭ, табл. 1.8.29.).

Таблица 4

Допустимые токи 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	200	340
РВС-20	20	200	340
РВС-33	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
РБРД-6	6	30	85
РВРД-10	10	30	85

 

7.3.Измерение тока проводимости ограничителей перенапряжений.

7.3.1.      Измерение тока проводимости ограничителей перенапряжений производится:

•  для ограничителей класса напряжения 3-110 кВ при приложении наибольшего длительно допустимого фазного напряжения;
• для ограничителей класса напряжения 150, 220, 330, 500 кВ при напряжении 100 кВ частоты 50Гц.

7.3.2. Предельные значения токов проводимости ОПН должны соответствовать инструкции завода-изготовителя.

 7.4. Проверка элементов,входящих в комплект приспособления для измерения токапроводимости ограничителя перенапряжений под рабочим напряжением

 7.4.1.      Проверка электрической прочности изолированного вывода производится для ограничителей ОПН-0330 и 500 кВ перед вводом в эксплуатацию.

7.4.2.      Проверка производится при плавном подъёме напряжения частоты 50 Гц до 10 кВ без выдержки времени.

 7.4.3.      Проверка электрической прочности изолятора ОФР-10-750 производится напряжением 24 кВ частоты 50 Гц в течение 1мин.

7.4.4.      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.

7.5. Проверка состояния поверхности трубчатого разрядника.

7.5.1.      Производится путем осмотра перед установкой разрядника на опору.

7.5.2.      Наружная поверхность разрядника не должна иметь трещин и отслоений.

7.6. Измерение внешнего искрового промежутка трубчатого разрядника.

7.6.1.      Производится на опоре установки разрядника.

7.6.2.      Искровой промежуток не должен отличаться от заданного.

7.7. Проверка расположения зон выхлопа трубчатого разрядника.

7.7.1.      Производится после установки разрядников.

7.7.2.      Зоны выхлопа не должны пересекаться и охватывать элементы конструкции и проводов, имеющих потенциал, отличающийся от потенциала открытого конца разрядника.

7.8. Схема для измерения сопротивления изоляции вентильных разрядников и ОПНов представлена на рисунке 1.

Рис.1 Измерение сопротивления изоляции разрядников и ОПН

 

7.9. Схема для измерения токов проводимости ОПН110кВ представлена на рисунке2.

Рис.2 Измерение токов проводимости ОПН 110 кВ.

7.9.1. Выпрямленное напряжение для измерения токов проводимости разрядников получают от испытательной установки соответствующего напряжения. 

7.9.2.        Значение сопротивления защитного резистора выбирают в соответствии с характеристикой испытательного трансформатора. Для измерений токов используют магнитоэлектрический микроамперметр, который включают в цепь заземления разрядника. Для измерения выпрямленного напряжения применяют вольтметры с добавочным резистором.

 7.9.3.         Измерение испытательного напряжения по вольтметру в первичной цепи испытательного трансформатора с пересчётом напряжения по коэффициенту трансформации при холостом ходе недопустимо, так как при этом не учитывается искажение формы кривой напряжения, а также падение напряжения в обмотках трансформатора и в защитных резисторах.

7.9.4.         Результат измерения токов проводимости вентильных разрядников с шунтирующими резисторами в значительной мере зависит от глубины пульсации выпрямленного напряжения.

 Для уменьшения пульсации выпрямленного напряжения применяются сглаживающие конденсаторы, значения ёмкости которых выбираются в соответствии с таблицей 5.

Таблица 5.

Тип разрядника	Номинальное напряжение (кВ)	Наименьшее рекомендуемое значение ёмкости (мкф)
РВС	15-220	0,1
РВМ	3-35	0,2
РВРД	3-10	0,2
Элемент разрядника РВМГ	—	0,2

 

7.9.6.      В качестве сглаживающих конденсаторов могут быть использованы любые, в частности косинусные конденсаторы на номинальное напряжение 10,5кВ. при испытаниях разрядников 15кВ и выше необходимо включать два конденсатора последовательно

7.9.7.      Измерение токов проводимости вентильных разрядников следует производить после дождливого периода в сухую погоду при температуре выше +15 градусов.

7.9.8.      Поверхность фарфоровых деталей разрядников должна быть чистой и сухой. Перед измерениями фарфор должен быть протёрт тряпкой, смоченной в бензине.

 7.10. Схема для измерения токов проводимости ОПН и вентильных разрядников до35кВ представлена на рисунке 3. В качестве испытательной установки используется АИД-70.

 

Рис.3 Измерение токов проводимости ОПН и вентильных разрядников до 35 кВ.

7.10.1. Измерение пробивного напряжения вентильных разрядников проводится по схеме на рисунке 10 с обеспечением ограничения времени приложения напряжения на испытуемый объект.

 

8.  ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ.

 8.1. Результаты испытаний оформляются протоколом.

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

• Внешний осмотр
• Измерение сопротивления изоляции
• Измерение тока проводимости вентильных разрядников при выпрямленном напряжении
• Измерение тока проводимости ограничителей перенапряжений
• Проверка элементов, входящих в комплект приспособления для измерения тока проводимости ограничителя перенапряжений под рабочим напряжением
• Измерение пробивного напряжения вентильных разрядников
• Проверка герметичности разрядников

Нормы испытаний разрядников и ОПН.

Измерение сопротивления разрядников и ограничителей перенапряжения

Измерение проводится:

• на разрядниках и ОПН с номинальным напряжением менее 3 кВ — мегаомметром на напряжение 1000 В;
• на разрядниках и ОПН с номинальным напряжением 3 кВ и выше – мегаомметром на напряжение 2500 В.
  Измерение сопротивления проводится перед включением в работу и при выводе в плановый ремонт оборудования, к которому подключены защитные аппараты, но не реже 1 раза в 6 лет.
  Сопротивление разрядников РВН, РВП, РВО, GZ должно быть не менее 1000 МОм.
  Сопротивление элементов разрядников РВС должно соответствовать требованиям заводской инструкции. Сопротивление элементов разрядников РВМ, РВРД, РВМГ, РВМК должно соответствовать значениям, указанным в табл. 1.
  Сопротивление имитатора пропускной способности измеряется мегаомметром на напряжение 1000 В. Значение измеренного сопротивления не должно отличаться более чем на 50% от результатов заводских измерений или предыдущих измерений в эксплуатации.

Таблица 1.

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.

Таблица 2.

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:

 

1. Перед вводом в эксплуатацию:
   для ограничителей класса напряжения 3—110 кВ при приложении наибольшего длительно допустимого фазного напряжения;
   для ограничителей класса напряжения 150, 220*, 330, 500 кВ при напряжении 100 кВ частоты 50 Гц.
   *Для ограничителей перенапряжения 220 кВ допускается измерять ток проводимости при напряжении 75 кВ частоты 50 Гц.

 

1. В процессе эксплуатации:
   для ограничителей класса напряжения 110 кВ и выше без отключения от сети 1 раз в год перед грозовым сезоном;
   для ограничителей, установленных в нейтрали трансформатора 110 кВ, при выводе его из работы, но не реже 1 раза в 6 лет;
   для ограничителей класса напряжения 110 кВ и выше при выводе из работы на срок более 1 мес.
   Методика проведения измерения тока проводимости, а также его предельные значения, при которых ограничитель выводится из работы, указаны в инструкции завода-изготовителя и в табл. 3 (для наиболее распространенных типов ОПН).

 

Таблица 3

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

Измерение производится специально обученным персоналом при ремонте разрядника со вскрытием по методике предприятия-изготовителя и наличии установки, обеспечивающей ограничение времени приложения напряжения. Значения пробивных напряжений разрядников приведены в табл. 4.

Таблица 4

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

Таблица 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.

Нормативные документы:

• При вводе в эксплуатацию: ПУЭ: 7-e издание, глава 1.8 п. 1.8.31., 1.8.32
• В эксплуатации: ПТЭЭП, прил.3, п.17, 18.

О применении ОПН для грозозащиты ВЛ 6-10 кВ

По распределительным сетям 6-10 кВ осуществляется непосредственное электроснабжение потребителей, и от надежности их работы в значительной мере зависит надежность электроснабжения в целом. Одной из основных причин аварий и нарушений являются грозовые перенапряжения на воздушных линиях (ВЛ), вызывающие импульсные перекрытия и разрушения изоляторов и приводящие к дуговым замыканиям, сопутствующим повреждениям оборудования, отключениям линий. Аварийные отключения ВЛ 6-10 кв по причине грозовых перенапряжений составляют до 40% от общего числа их отключений.

Действовавшие долгое время в России нормы не предусматривали какой-либо специальной защиты от грозовых перенапряжений ВЛ с неизолированными проводами напряжением до 20 кВ, за исключением случаев защиты отдельных точек ВЛ с ослабленной изоляцией, или с повышенными требованиями по надежности. В этих местах предполагалась установка трубчатых или вентильных разрядников, нелинейных ограничителей перенапряжений (ОПН), а также искровых промежутков при наличии автоматического повторного включения (АПВ), эффективность которого для распределительных сетей составляет не более 50%. Поскольку оно, к тому же, негативным образом отражается на коммутирующем и другом высоковольтном оборудовании, АПВ применяется далеко не везде.

Такое объективное состояние проблемы грозозащиты  распределительных ВЛ приводило к признанию неизбежности их грозовых аварийных отключений и повреждений в силу отсутствия экономически доступных технических средств.

Возможность решить проблему грозозащиты ВЛ 6- 10 кВ появилась с появлением длинно-искровых разрядников (РДИ) [1]. Принцип действия РДИ состоит в том, что за счет использования эффекта скользящего разряда обеспечивается весьма длинный путь перекрытия по поверхности РДИ. Благодаря большой длине пути перекрытия исключается переход импульсного разряда в силовую дугу промышленной частоты. Отличительной особенностью РДИ является то обстоятельство, что разряд происходит вне аппарата и не представляет для него опасности.

Преимущества РДИ по сравнению с другими системами грозозащиты ВЛ подтверждены решением НТС РАО «ЕЭС России» от 24.03.2000. РДИ рекомендованы «Методическими указаниями по защите распределительных электрических сетей напряжением 0,4-10 кВ от грозовых перенапряжений» АО «ФСК ЕЭС», 2004 и «Положением о технической политике ОАО «ФСК ЕЭС» в распределительном электросетевом комплексе», ФСК, 2006. В настоящее время в сетях 6-10 кВ успешно эксплуатируются более 200 тыс. РДИ.

За рубежом для грозозащиты ВЛ среднего класса напряжения (СН) 6-70 кВ применяются различного типа стержневые искровые промежутки (или, как их еще называют, «дугозащитные рога»), а также ОПН. Недостатки «дугозащитных рогов» хорошо известны (см., например, [1]), и в настоящее время на ВЛ 6-10 кВ они запрещены «Положением о технической политике» ФСК [2].

Хорошо известно также, что для защиты оборудования на подстанциях во всем мире, в том числе и в нашей стране, успешно применяются ОПН. Общее число установленных в мире ОПН оценивается сотнями миллионов штук.

С ориентировкой на информацию об успешном применении ОПН на подстанциях, а также об использовании ОПН на ВЛ, в нашей стране также делаются попытки по грозозащите ВЛ СН при помощи ОПН. В этой связи представляется важным и своевременным проанализировать условия работы ОПН на ВЛ СН, а также зарубежный опыт их применения на таких линиях.

Условия работы ОПН на подстанциях и на ВЛ

На подстанциях ОПН защищают оборудование от грозовых перенапряжений, приходящих по ВЛ (см. рис. 1). Наибольшее значение импульса грозового перенапряжения ограничено уровнем линейной изоляции. Если грозовое перенапряжении на проводе ВЛ больше, чем разрядное напряжение линейного изолятора (или гирлянды изоляторов), изолятор перекрывается, и напряжение срезается до нуля. При этом образуется срезанный импульс, длительностью в несколько микросекунд. Проходя по проводу значительное расстояние, он несколько сглаживается и уменьшается по величине. Поэтому для испытаний ОПН, устанавливаемых на подстанциях, МЭК и ГОСТ рекомендуют грозовой импульс 4/10 мкс [3].

При воздействии такого короткого импульса энергия, которую должен рассеять ОПН, относительно невелика, и большинство применяемых на подстанциях ОПН справляются с этой задачей.

ОПН, установленный на ВЛ СН без грозозащитного троса, работает совершенно в других, гораздо более тяжелых, условиях. При ударе молнии в провод вблизи опоры часть тока молнии расходится по проводу в разные стороны от места удара. Волновое сопротивление провода составляет примерно 400 Ом, волновое сопротивление проводов, расходящихся в обе стороны от места удара молнии, вдвое меньше, т.е. 200 Ом, а сопротивление заземления опоры может иметь величину порядка 10 Ом. Поэтому в первый момент основная доля тока протекает через установленный на пораженной опоре ОПН. В дальнейшем, при подходе волны грозового перенапряжения на соседние опоры, срабатывают ОПН, если они установлены, либо перекрываются изоляторы, если волна перенапряжения достаточна велика и ОПН не установлены. При этом соседние опоры начинают участвовать в отводе тока молнии на землю и облегчают условия работы ОПН, установленного на пораженной опоре. Длительность импульса тока, протекающего через пораженный ОПН, уменьшается по сравнению со случаем протекания тока в одиночном молниеотводе. Тем не менее, она достаточно велика. Интересно отметить, что для испытания средств грозозащиты, включающих одиночные молниеотводы, «Инструкция по молниезащите» [5] рекомендует импульс длительностью 350 мкс.

Обычно удар молнии состоит из многократных импульсов. В одном ударе может быть от одного до 20 импульсов тока при среднем числе импульсов 3 и временном интервале между импульсами порядка 15-50 мсек [6]. За столь короткое время тепловая энергия в ОПН не успевает рассеяться, и это обстоятельство должно учитываться при испытаниях и выборе ОПН. Для варисторов, входящих в ОПН, предназначенных для грозозащиты ВЛ, новые стандарты МЭК [6,7] среди прочих испытаний рекомендуют испытание импульсом 90/200 мкс, который учитывает также и многократность разряда молнии.

Таким образом, длительность импульса тока, которым следует испытывать ОПН, предназначенный для установки на ВЛ, примерно на порядок больше, чем длительность испытательного импульса подстанционных ОПН.

Международный опыт

При освоении новой технологии, в частности — применения ОПН для грозозащиты ВЛ СН, весьма поучительно и полезно проанализировать зарубежный опыт. Наибольший опыт применения ОПН на ВЛ СН накоплен в Японии. В Японии очень жесткие нормы по надежности электроснабжения. Каждый перерыв в электроснабжении ведет к выплатам значительных неустоек потребителям. Поэтому вопросам повышения надежности электроснабжения энергосистемы уделяют самое серьезное внимание. Для уменьшения грозовых отключений еще в 1970 гг. в Японии стали устанавливать ОПН на ВЛ 6,6 кВ, которые являются основными распределительными сетями в этой стране [6]. Первоначально ОПН устанавливались без искрового промежутка между проводом и заземленной опорой. Опыт эксплуатации показал, что вследствие большого числа аппаратов, установленных параллельно изоляторам, снизилась надежность работы линий из-за выхода ОПН из строя при рабочем напряжении и внутренних перенапряжениях.

Следующий этап развития этой технологии состоял в том, что относительно маломощные ОПН с номинальным разрядным током грозового импульса 2,5 кА устанавливались на ВЛ 6,6 кВ с воздушным промежутком. Благодаря наличию искрового воздушного промежутка ОПН перестали подвергаться воздействию внутренних перенапряжений, и надежность работы ВЛ в нормальном эксплуатационном режиме повысилась.

ОПН успешно защищали ВЛ от индуктированных грозовых перенапряжений, и число грозовых отключений существенно снизилось. Однако, при прямом ударе молнии (ПУМ) в провод ВЛ происходило разрушение ОПН на пораженной и на соседних опорах. Для исключения разрушений ОПН от ПУМ была предпринята попытка увеличения энергоемкости ОПН. На ряд линий были установлены ОПН с номинальным током 5 кА, и в течение нескольких лет осуществлялось наблюдение за этими линиями. Мониторинг показал, что при увеличении номинального тока ОПН с 2,5 кА до 5 кА число отключений и разрушений ОПН вследствие ПУМ в ВЛ практически не изменилось [9]. Этот результат объясняется тем, что реальные токи молнии существенно больше, чем 5 кА. Они лежат в диапазоне от 2 до 200 кА. Среднее значение тока молнии составляет около 30 кА [7].

В результате было принято решение оснастить ВЛ 6,6 кВ грозозащитными тросами и ОПН с номинальным током 2,5 кА с воздушными промежутками. В настоящее время практически все линии этого класса защищены тросами и ОПН. Благодаря этим двум весьма дорогостоящим мероприятиям грозовые отключения были резко сокращены. Тем не менее, отмечаются единичные случаи выхода из строя ОПН даже на ВЛ, защищенных тросами, при ПУМ весьма мощных зимних положительных молний, которые могут иметь токи более 100 кА и длительность импульса порядка тысячи микросекунд.

Таким образом, длительный и обширный опыт эксплуатации в Японии свидетельствует о том, что ОПН на ВЛ СН надежно и безаварийно работают только в сочетании с грозозащитным тросом.

Исследования эффективности работы ОПН на ВЛ СН без грозозащитного троса проводились и в США [10]. В 1993-1995 в энергосистеме Лонг-Айленда на трех ВЛ 13 кВ были установлены ОПН: на одной линии ОПН устанавливались на каждую опору на каждую фазу, на другой — по три штуки на опору через двести метров, и на третьей — через каждые 400 м. Две аналогичные линии были контрольными, т. е. без дополнительных ОПН, установленных на линии. В течение трех лет осуществлялся мониторинг этих линий. По окончании срока наблюдения были обработаны и опубликованы результаты наблюдений [10]. По данным авторов число отключений не уменьшилось, а даже несколько выросло. Авторы объясняют это тем, что и до установки дополнительных ОПН на ВЛ было достаточно много ОПН, защищавших столбовые трансформаторные подстанции, и одновременно изоляцию участков ВЛ от индуктированных перенапряжений. Установка дополнительных ОПН не повлияла на эффективность грозозащиты, т. к. ОПН без троса не смогли защитить ВЛ от отключений при ПУМ в провода.

В [11] приведен анализ международного опыта по грозозащите ВЛ СН и защищенных проводов от пережога дугой сопровождающего тока. В статье рассмотрены различные способы защиты, в том числе и при помощи ОПН. Китайские специалисты пришли к выводу, что ОПН на ВЛ без грозозащитного троса — дорогое мероприятие, требующее значительных эксплуатационных расходов на замену вышедших из строя ОПН при ПУМ.

Таким образом, международный опыт эксплуатации ОПН на ВЛ СН показывает, что они могут успешно работать лишь в сочетании с грозозащитным тросом, но это слишком дорогое решение.

Экспериментальная проверка

В последнее время для защиты ВЛ 10 кВ от грозовых перенапряжений предлагается, так называемое, устройство защиты от грозовых перенапряжений (УЗПН), состоящее из ОПН на напряжение 12 кВ в корпусе из кремнийорганической резины с полимерным каркасом и варисторами диаметром 45 мм, а также искрового воздушного промежутка (рис. 2, а). Среди электрических характеристик УЗПН указано, что аппарат выдерживает два импульса 65 кА 4/10 мкс., а на сайте изготовителя приводятся рассуждения о том, что токи молнии, превышающие 65 кА, встречаются крайне редко и поэтому выход из строя УЗПН при ПУМ — явление весьма маловероятное. Следует обратить внимание на то, что заявленный импульс тока — короткий, всего 10 мкс, что, как было показано выше, соответствует условиям работы ОПН на подстанциях, но не соответствует реальным условиям работы ОПН на ВЛ без грозозащитного троса.

ОАО «Холдинг МРСК» организовало проверку соответствия серийно выпускаемых устройств защиты от грозовых перенапряжений, устанавливаемых на ВЛ, требованию по стойкости к токовым воздействиям при прямом ударе молнии с учетом реальных временных параметров импульсов. Среди прочих средств защиты от грозовых перенапряжений были проведены испытания УЗПН. Испытания проводились в лаборатории ГОУ ВПО ВИТУ с целью проверки соответствия УЗПН требованиям МЭК в части воздействия импульсного тока с временными параметрами 90/200 мкс. [5]. Испытаниям подвергались три образца серийно выпускаемого изделия УЗПН. В связи с тем, что технические характеристики испытательного оборудования не позволяли в полной мере воспроизвести импульсный ток, с амплитудно-временными параметрами заданными МЭК, взамен однократного импульса 90/200 мкс к испытуемым изделиям прикладывались четыре импульса тока заданной амплитуды с временными характеристиками 20/50 мкс. Интервал между импульсами составлял около 5 минут. Результаты испытаний приведены в табл. 1.

Как видно из табл. 1, все три образца разрушились при воздействии четвертого импульса (рис. 2, б). Поэтому испытательная лаборатория ГОУ ВПО ВИТУ сделала следующее заключение: «Испытуемый УЗПН подвержен выходу из строя или полному разрушению в форме взрыва при пропускании неоднократных (двух, трех, четырех) импульсов тока с амплитудой 20 кА и временными параметрами 20/50 мкс. и, исходя из пересчета по интегральному эффекту, соответственно, не способен быть стойким к воздействию однократного импульса тока молнии с нормированными стандартом IEC 60099-4 параметрами по времени 90/200 мкс при амплитуде тока 20 кА.»

Заключение

Вероятность появления тока молнии, превышающего 20 кА, составляет P_кр = 82% [7]. Таким образом, почти каждый удар молнии в линию будет приводить к разрушению установленных на ней УЗПН.

На основании зарубежного опыта эксплуатации ОПН на ВЛ среднего напряжения и экспериментальной проверки работоспособности УЗПН при воздействии импульсов тока молнии реальной длительности можно сделать вывод от том, что ОПН на ВЛ 10 кВ без грозозащитного троса подвержены частым разрушениям, и их использование для грозозащиты ВЛ нецелесообразно.

Литература
1. Г. В. Подпоркин, А. Д. Сиваев «Об эффективности системы грозозащиты сетей 6 — 10 кВ длинно-искровыми разрядниками», «Энергетик» 6, 2009, C. 5-8.
2. «Положения о технической политике ОАО «ФСК ЕЭС» в распределительном электросетевом комплексе» (ФСК, 2006 г.).
3. ГОСТР 52725-2007 «Ограничители перенапряжений нелинейные для Электроустановок переменного тока напряжением от 3 до 750 кВ».
4. «Инструкция по молниезащите зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» СО 153-34.21.122-2003.
5. IEC 60099-4, Edition 2.1, 2006-07: Surge arresters — Part
4: Metal-oxide surge arresters without gaps for a.c. systems.
6. Project IEC 60099-8: Externally Gapped Line Arresters (EGLA).
7. Lightning and Insulator Subcommittee of the T&D Committee «Parameters of Lightning Strokes: A review», IEEE Trans. On Power Delivery, Vol. 20, No. 1, January 2005, p. 346- 358.
8. M. Washino, A. Fukuyama, K. Kito and K. Kato, «Development of current limiting arcing horn for prevention of lightning faults on distribution lines,» IEEE Trans. Power Del., Vol. 3, No. 1, January 1988, p. 187–196.
9. K. Nakada et. al. «Energy Absorption of Surge Arresters on Power Distribution Lines due to Direct Lightning Strokes-Effects of an Overhead Ground Wire and Installation Position of Surge Arresters», IEEE Transactions on Power Delivery, Vol.12, No. 4, October 1997, p. 1779-1785.
10. T. A. Short, R. H. Ammon «Monitoring Results of the Effectiveness of Surge Arrester Spacings on Distribution Line Protection», IEEE Trans. On Power Delivery, Vol. 14, No. 3, July 1999, p. 1142-1150.
11. J. He, S. Gu, S. Chen, R. Zeng «Discussion on Measures Against Lightning Breakage of Covered Conductors on Distribution Lines» IEEE Transactions on Power Delivery, Vol.23, No. 2, April 2008, pp.693-702 (см. перевод статьи «Воздушные линии с защищенными проводами: способы грозозащиты», «Новости Электротехники» 2008 г. №4(52) и №5(53)).

Тестер сопротивления изоляции 10 кВ

• Измеряет до 20 Ом
• PI, DAR, DD, SV и тест линейного изменения
• Повышение производительности — работа от сети / сети, если батарея разряжена
• Литий-ионный аккумулятор — расширенная емкость, быстрая зарядка
• Расширенная память с отметкой времени / даты
• CATIV 600 В рейтинг безопасности

Предлагая CAT IV, MIT1025 является компактным, легким тестером сопротивления изоляции 10 кВ для диагностики и технического обслуживания высоковольтного электрооборудования.Заключенный в прочный футляр, он меньше и легче своего предшественника, что делает его еще более удобным для переноски и хранения.

Помимо измерения сопротивления изоляции до 20 Ом, MIT1025 также предлагает различные диагностические тесты, такие как индекс поляризации, коэффициент диэлектрической абсорбции, ступенчатое напряжение, диэлектрический разряд и тестирование линейного изменения.

Теперь оснащенный литий-ионными быстродействующими аккумуляторными батареями, прибор имеет большой, четкий, легко читаемый дисплей, что делает его одинаково подходящим для использования как при ярком солнечном свете, так и в условиях недостаточной освещенности.Отображаемая информация включает в себя сопротивление, напряжение, ток утечки, емкость, состояние батареи и постоянную времени. Кроме того, истекшее время теста отображается постоянно, что устраняет необходимость в отдельном таймере.

Испытание на диэлектрический разряд

Испытание на диэлектрический разряд

Тестер изоляции Megger MIT1025

Тестер изоляции Megger MIT1025

MIT1025 Тестер сопротивления изоляции — начало работы

MIT1025 Тестер сопротивления изоляции — начало работы

MIT1025 Тестер сопротивления изоляции — что в коробке

MIT1025 Тестер сопротивления изоляции — что в коробке

MIT1025 Тест точечного считывания

MIT1025 Тест точечного считывания

MIT1025 Step Voltage Test demo

MIT1025 Step Voltage Test demo

,Испытание

на силовом кабеле 110 кВ после монтажа (часть 1)

Общее описание процедуры испытания на месте

Процедура испытаний на месте охватывает все необходимые электрические испытания для кабеля 110 кВ и принадлежностей, которые должны быть выполнены во время и после монтажа кабельной системы. Эта процедура соответствует требованиям контракта, подходящим для кабелей 110 кВ, XLPE и аксессуаров, и испытания соответствуют TCSP-104.08, IEC 229, IEC 540 и IEC 840.

Испытание силового кабеля 110 кВ после монтажа — часть 1 (на фото: цифровой измеритель сопротивления заземления Kyoritsu 4102A) Кабели из сшитого полиэтилена

110 кВ, 115 кВ и 132 кВ

(Стандартное задание — МЭК 60840 и соответствующие спецификации передачи SEC 11-TMSS-02, Rev.0 и TCS-P-104.02, TCS-P-104.03, TCS-P-104.06 и TCS-P-104.08)

1. Механическая проверка и визуальный осмотр

ПУНКТ	Описание	Примечание
1	Осмотр на предмет физических повреждений или дефектов
2	Проверить герметичность всех болтовых соединений (метод динамометрических ключей)
3	Проверьте правильность кабельных болтовых соединений
4	Проверьте изгибы кабеля, чтобы убедиться, что радиус изгиба равен или превышает минимальный радиус изгиба, указанный
5	Проверка правильности опоры кабеля, зажима, расположения лотков
6	Проверка герметичности соединительной коробки
7	Убедитесь, что экраны подключены в соответствии с указаниями (через блок связи или напрямую заземлены)
8	Проверьте точную длину маршрута согласно утвержденным чертежам от окончаний до окончаний
9	Убедитесь, что все точки заземления надежно подключены к заземляющей сети, как указано
10	Убедитесь, что фазы определены и имеют цветовую маркировку
11	Одножильный кабель, подключенный между силовым трансформатором и распределительным устройством, должен быть заземлен в одной точке как на стороне распределительного устройства, так и на плавающей стороне. Должен быть установлен SVL (ограничитель напряжения оболочки).
12	Проверьте одну точку или оба конца через ограничитель напряжения согласно утвержденной конструкции
13	Проверка этикеток внутри соединительных коробок и гидроизоляция
14	Проверьте траншею кабельного ввода, так как воздуховоды правильно закрыты.
15	Проверьте неровности внешней оболочки, образованной неравномерным распределением экранирующего провода
16	Проверьте / осмотрите расположение фаз кабеля
17	Проверьте внешнюю оболочку кабеля на наличие физических повреждений во время и после установки.
18	Проверьте наличие поперечного соединения металлической оболочки кабеля в системе перекрестного соединения
19	Проверьте резиновое уплотнение в кабельных зажимах, чтобы не повредить внешнюю оболочку кабеля
20	Проверьте, чтобы изолирующие кожухи были установлены у основания кабельных выводов.
21	Для принадлежностей (уплотнения, приборных панелей и соединительных коробок) проверьте следующее:
	а. Именные таблички установлены и данные верны
	б. Знаки опасности
	гр. Проверка затяжки болтов и условия окраски

2. Электрические испытания

(Ссылка на стандарты МЭК 60840 и соответствующие спецификации передачи SEC 11-TMSS-02, TCS-P-104.08).

ПУНКТ	Описание	Примечание
1	Проверьте фазирование для соединения проводника и оболочки
2	Испытание оболочкой постоянного тока высокого напряжения (10 кВ постоянного тока в течение 1 мин.) Испытание на изоляцию постоянного тока и 5 кВ до и после высоковольтного / 24-часового испытания на выдерживание
3	Тест измерения сопротивления, емкости и индуктивности
4	Испытание сопротивления изоляции проводника
5	Проверка на перекрестную связь	Ток оболочки должен составлять <3%. Следует учитывать ток, обусловленный индукционными соседними цепями, и предел должен составлять 3% + ток, обусловленный внешними цепями.
6	Измерение полного сопротивления нулевой и прямой последовательности
7	SVL (ограничитель напряжения оболочки / перенапряжения) тест на 2.Тестер изоляции постоянного тока 5 кВ
8	Измерение сопротивления заземления во всех положениях соединительной коробки согласно стандартам SEC TES-P-104.08)
9	Испытание контактного сопротивления на соединительных коробках (менее 20 мкОм)
10	Испытание целостности металлической оболочки
11	Тест профиля кабеля — во время соединения
12	В случае двухконтурной цепи (110 кВ и выше), проверить отдельную заземляющую яму
13	AC Высоковольтное испытание для всех новых кабелей, но если задействована старая часть, выдержите в течение 24 часов при номинальном напряжении

1.Тест индикации фазы

После полной установки кабели должны быть идентифицированы как относительно их фаз и должны быть подтверждены, правильно ли они маркированы или нет.

Диаграмма идентификации фаз

Оборудование / Используемые инструменты

с батарейным питанием KYORITSU , высоковольтный тестер сопротивления изоляции и MODEL-3125

Kyoritsu 4105A — Цифровой тестер сопротивления заземления

Инструкции

1. Экраны всех кабелей на одном конце должны быть закорочены и заземлены.
2. Проводник тестируемого кабеля должен быть подключен к отрицательному полюсу счетчика.
3. Положительный полюс измерителя должен быть заземлен.
4. Через заземление переключателя на другом конце этого проводника тестируемого кабеля измерьте сопротивление.
5. Если сопротивление становится равным нулю, идентификация фазы в порядке и проверяет, применяется ли правильное цветовое кодирование или нет.
6. Для перекрестной проверки откройте переключатель, счетчик должен показывать высокое сопротивление (Тенденция к бесконечности).
7. Аналогичным образом повторите тест для других этапов и проверьте правильность цветового кодирования.

2. Измерение сопротивления проводника постоянного тока

Сопротивление постоянному току проводов кабелей, измеряемое при температуре окружающей среды перед проведением любых других испытаний, и значения должны рассчитываться для 20ºC.

Схема для измерения сопротивления постоянному току для длинного кабеля

Ссылка

• IEC 60228 — Проводники изолированных кабелей

Оборудование / Инструменты б / у

1. Любой мост Уитсона, микро Ом-метр.
2. Термометр любого промышленного типа для измерения температуры окружающей среды.

Инструкции

1. Проводники короткого замыкания на дальнем конце с помощью минимум 95 мм ² кабель .
2. Другие концы кабеля подключаются к мосту в соответствии с инструкциями по оборудованию.
3. Запишите измеренное значение.
4. Сопротивление проводника при 20ºC / км получается путем подстановки измеренного значения в формулу.

Формула для температурной коррекции:

Для меди R ₂₀ = R / L (1 + 0,00393 * (T-20)) Ом / км

Где,

• R ₂₀ — сопротивление проводника при 20ºC * (Ом / км
• R — Измеренное сопротивление одной фазы (Ом)
• L — Точная длина (км)
• 0,00393 — Температурный коэффициент при 20ºC для меди (K)
• T — Температура проводника при измерении в ºC

3.Тест емкости

Емкость должна быть измерена между проводником и металлическим экраном . Согласно МЭК, измеренное значение не должно превышать нормального значения, указанного изготовителем, более чем на 8% .

Схема для измерения емкости

Ссылка

• МЭК 60840 — Применяется к кабелю с номинальным напряжением между 30 кВ и 150 кВ . Он включает в себя последовательность типовых испытаний для кабелей и отдельную последовательность для кабельных аксессуаров.

Оборудование / Инструменты б / у

Любой мост RLC , способный измерять емкость с точностью до 0,01 мкФ (мкФ)

Omicron — для проверки нулевой прямой последовательности и измерения емкости

Инструкции

• Соединения выполнены согласно схеме ниже.
• Подключите инструментальный кабель между проводниками и металлическим экраном и выполните измерения.
• Емкость измеряется между каждым отдельным проводником и оболочкой.Для этого измерения используется емкостный мост.
• Полученное значение можно преобразовать в мкФ / км

Формула для Емкости:

C = C _м / л (мкФ / км)

Где:

• C — Емкость в мкФ / к
• C _м — Измеренная емкость в мкФ
• L — Длина кабеля в км.

Продолжение следует в ближайшее время…

,