§3.3. Профилактика линейной изоляции

В эксплуатации проверяется электрическая прочность изоляторов гирлянд. Проверка осуществляется по кривым распределения напряжения по изоляторам, которые снимаются с помощью измерительной штанги. Возможно также использование упрощенной штанги, определяющей только наличие нулевых изоляторов в гирлянде.

При пробое подвесных изоляторов из закаленного стекла равновесие внутренних сил в стекле нарушается и стеклянная тарелка изолятора рассыпается. Остатки стекла, заклиненные между шапкой и пестиком, не позволяют пестику выйти из шапки и тем самым удерживают провод от падения на землю. Механическая прочность остатка оказывается достаточной для нормальных эксплуатационных нагрузок. Так как разрушение тарелки изолятора легко обнаруживается осмотром с земли, измерения штангой на стеклянных изоляторах не нужны.

Стержневые изоляторы с большой толщей фарфора (или стекла) между электродами не могут быть пробиты, и потому измерения с помощью штанги для них также не проводятся.

Кроме того, дистанционная проверка изоляторов производится с использованием инфракрасных и/или электронно-оптических приборов. Одним из наиболее широко используемых приборов для диагностики фарфоровых изоляторов является прибор ультрафиолетовой диагностики «Филин»

Ультрафиолетовый дефектоскоп «Филин – 6» - электронно-оптический дефектоскоп. «Филин – 6» преобразует ультрафиолетовое излучение разрядных процессов в видимое и совмещает его на экране с изображением объекта контроля в видимом спектре. Выявляет следующие дефекты:

• как нарушение заделки опорных изоляторов и наличие поверхностных микротрещин фарфора;

• наличие и оценка степени загрязнения любых изоляторов;

• нарушение целостности жил проводов ВЛ;

• пробитые (нулевые) фарфоровые изоляторы в гирлянде;

• дефекты монтажа подвесок, внутрифазовых распорок ВЛ, контактных соединений и т. д.

Дефектные нулевые изоляторы заменяются при первом же плановом отключении линии. Кроме того, используются методы замены изоляторов под рабочим напряжением. Эти методы используются, например, в случае обнаружения в одной гирлянде нескольких дефектных изоляторов.

§3.4. Профилактика изоляции вращающихся машин

В процессе изготовления изоляции машины ее электрическая прочность многократно проверяется повышенным напряжением промышленной частоты в течение 1 мин.

Первое испытание изоляции катушек или секций статора и ротора производится до укладки их в паз. Значение испытательного напряжения зависит от мощности и номинального напряжения машины. Статорные катушки или секции машин мощностью до 10 MBА испытываются напряжением 2,75U_ном +4500 В, изоляция машин мощностью свыше 10 MBА - напряжением 2,75U_ном +6500 В, а после укладки обмотки в пазы - соответственно напряжениями 2,5U_ном +2500 В и 2,5U_ном +4500 В.

После пайки лобовых соединений обмоток испытательные напряжения снижаются до значений 2,25U_ном+2000 В и 2,25U_ном+4000 В, а при выпуске машины в соответствии с требованиями ГОСТ устанавливаются равными 2U_ном+3000 В.

Приемо-сдаточные испытания генераторов производятся при напряжениях 0,8(2U_ном+3000) В, что составляет для генераторов 300 МВт 1,72U_ном, а для генераторов 260 МВт - 1,75U_ном.

В процессе эксплуатации машин, например турбогенераторов, кроме обычного старения изоляции обмоток статоров, отмечены и другие повреждения изоляции. При неудовлетворительном закреплении стержней обмоток в пазах наблюдается их вибрация, при этом изоляция механически истирается о стенки паза или расслаивается на выходе из него. При ослаблении прессовки активной стали имеет место вибрация, которая приводит к разрушению изоляции и поломке лепестков стали в зубцовой зоне. Попавшие на поверхность изоляции ферромагнитные тела (стружка, лепестки стали) в магнитном поле вибрируют и повреждают изоляцию. Для определения наличия вибрации используются различные виброанализаторы, которые могут входить в состав технических средств вибродиагностики. Например к ним можно отнести виброанализатор СД-12М, сборщик-анализатор вибросигналов «Диана-С», виброметр с памятью «Корсар+», виброизмерительный прибор «Янтарь», виброанализатор «Топаз» и т. д.

В машинах с непосредственным водяным охлаждением при нарушении плотности водяного тракта дистиллят может увлажнить изоляцию, что снижает ее электрическую прочность. В эксплуатации имели место также случаи обугливания покровной киперной ленты в лобовых частях обмотки в результате увлажнения непропитанной ленты и возникновения поверхностных разрядов.

В эксплуатации ведется систематический надзор за состоянием изоляции электрических машин. Для своевременного выявления слабых мест изоляция систематически подвергается профилактическим испытаниям.

Контроль состояния изоляции статорных обмоток в основном производится повышенным напряжением промышленной частоты. Оптимальное значение испытательного напряжения и длительность его приложения устанавливаются на основании анализа результатов эксплуатации и с учетом технической и экономической целесообразности. Испытательное напряжение не должно повреждать изоляцию, которая может надежно работать, но должно быть достаточным для того, чтобы выявлять стержни с изоляцией, не обеспечивающей надежной работы машины.

Испытательное напряжение промышленной частоты при периодически проводимых в энергосистемах профилактических испытаниях изоляции в процессе эксплуатации генераторов обычно принимается равным (1,5-1,7)U_ном. Длительность приложения напряжения составляет 1 мин.

В практике эксплуатации машин применяются и другие виды профилактических испытаний изоляции обмоток статоров: определение сопротивления изоляции обмотки, испытание выпрямленным повышенным напряжением. Для некоторых типов машин определяется также тангенс угла диэлектрических потерь.

Витковая изоляция электрических машин в условиях эксплуатации испытывается повышенным напряжением возбужденной машины, равным (1,15-1,3)U_ном.

Проблемы с изоляцией статоров высоковольтных электродвигателей в основном не возникают мгновенно. Разрушению изоляции предшествует достаточно длительный период времени, когда в месте будущего дефекта изоляции возникают микроразряды, уровень которых постепенно возрастает. Для своевременного обнаружения этих разрядов и оценки скорости их увеличения применяются приборы контроля частичных разрядов. Для этих целей применяется прибор контроля состояния изоляции электродвигателей под напряжением R-500. Этот многоканальный прибор позволяет контролировать состояние изоляции электрических машин в режиме постоянного мониторинга.

Для диагностики электрической изоляции в полевых условиях может применяться система диагностики изоляции IDA-200. Система измеряет емкость и диэлектрические потери (tg ) на дискретных частотах ниже и выше промышленной частоты, от 0,1 мГц до 1,0 кГц.