книги из ГПНТБ / Сви П.М. Контроль высоковольтной изоляции методом частичных разрядов

четко выявлялись штангой, дефектоскоп их не. обнару­ живал.

Необходимо отметить, что связь между уровнем ча­ стичных разрядов и напряжением на дефектном изоля­ торе не всегда бывает столь явно выраженной. Так, на­ пример, на опоре П76 отмечен очень высокий уровень

7 кв. Это еще раз указывает на необходимость стати­ стического подхода при разработке методики высокоча­ стотной дефектоскопии.

* Измерено штангой с переменным искровым промежутком.

Для 'повышения эффективности выявления дефект­ ного изолятора на опоре, забракованной по показаниям дефектоскопа, может быть использовано различие перио­ дичности контроля дефектоскопом и штангой. Предпо­ ложим, что ввиду относительно короткого периода интенсивных разрядов в изоляторах измерения дефекто­ скопом производятся ежегодно. Замена же обнаружен­ ных дефектных изоляторов согласно существующих норм должна производиться 1 раз в 3—6 лет (в зависи­ мости от номинального напряжения и состояния изоля-

71

ции линий). Предполагая, что за этот срок большинство дефектных изоляторов станет нулевыми или напряже­ ние «а них значительно снизится, выявление дефектных изоляторов на опорах, забракованных дефектоскопом, следует 'производить -не одновременно с измерением де­ фектоскопом:,''‘'а'“спустя несколько дет (перед выводом линии в ремонт).' В этом случае для обнаружения дефектного изолятора достаточно будет измерить рас­ пределение напряжения по гирлянде. Измерение только Контрольной штангой (с постоянным искровым проме­ жутком) производить нельзя.

Рассмотренный способ отличается наименьшими тру­ дозатратами и поэтому может быть рекомендован для

тор, когда в нем происходят интенсивные разряды (на­ пример, при выявлении источника радиопомех), следует сначала произвести возможно более точное измерение распределения напряжения по элементам гирлянд опо­ ры измерительной штангой или дефектоскопом по опи­ санной ниже методике.

Если таким способом дефектный изолятор не будет выявлен, необходимо продолжить поиски путем поочеред­ ного закорачивания каждого из изоляторов гирлянды штангой с перемкнутыми электродами. Значительное снижение уровня принимаемых дефектоскопом импуль­ сов при закорачивании изолятора будет свидетельство­ вать о дефектности последнего. На линиях 35 кв вместо закорачивания изолятора следует его шунтировать кон­ денсатором "емкостью 200—250 пф (с испытательным напряжением 40 кв). Если на опоре имеется несколько источников разрядов, описанный выше способ не всегда может дать результат. В этом случае источник разря­ дов может быть найден с помощью миниатюрного вы­ сокочастотного усилителя, іпомещенного на изолирующей штанге фем. іприложение). Поочередно касаясь этим уси­ лителем шапок изоляторов, . можно обнаружить источ­ ник разрядов.

е. Измерение распределения напряжения дефектоскопом іи контрольной штангой

При наличии высокочастотного дефектоскопа измере­ ние распределения по гирлянде может производиться

72

путем отсчета по прибору во время поочередного шунти­ рования изоляторов гирлянды штангой с малым искро­ вым промежутком (0,6—0,7 мм). Метод основан на том, что частота следования разрядов в малом искровом промежутке, если разрядное напряжение последнего ма­ ло по сравнению с приложенным напряжением, пропор­ циональна величине амплитуды напряжения, приходя­ щегося на контролируемый изолятор.

Если дефектоскоп позволяет измерять частоту следо­ вания импульсов (например, дефектоскоп Д-9, ОРГРЭС), то снятая кривая будет практически совпадать с кривой распределения напряжения (рис. 3-22). Точность изме­ рения в этом случае будет вполне достаточна для прак­ тических целей.

Однако большинство типов дефектоскопов не имеют схем для измерения частоты следования импульсов. Ес­ ли эти приборы позволяют измерять среднее значение принимаемых импульсов (например, дефектоскоп на ба­ зе ИіП-12-2М), то с их помощью можно также исследо­ вать распределение напряжения по гирлянде. В этом

Рис. 3-22. Распределение напряжения по гирляндам анкерной опоры линии ПО кв.

I — т и п о в а я к р и в а я р а с п р е д е л е н и я н а п р я ж е н и я ; 2 — с р е д н е е

л я н д е , с н я т о е по с ч е т у п р и н и м а е м ы х и м п у л ь с о в

(ими!сек).

73

случае показания прибора будут пропорциональны как частоте следования импульсов разрядов, так и амплиту­ дам этих разрядов. Поскольку амплитуды принимаемых дефектоскопом импульсов при неизменном искровом промежутке зависят от частичных емкостей гирлянды (§ 3-2,г), снятая кривая среднего значения импульсов будет отличаться от истинной кривой распределения на­ пряжения по гирлянде.

Поскольку амплитуда принимаемых дефектоскопом импульсов зависит также от места расположения гир­ лянды (см. рис. 3-15) и от типа опоры, то снятые по среднему значению импульсов кривые будут отличаться друг от друга. Поэтому для правильной оценки распре­ деления напряжения требуется предварительное снятие типовых зависимостей для каждого вида применяемых опор. Измерения по этому методу прибором, реагирую­ щим на амплитудное значение импульсов, не имеют прак­ тической іценности.

ж. Организация работ по высокочастотной дефектоскопии линий электропередачи

До перевода линии электропередачи на контроль методом высокочастотной дефектоскопии вся изоляция ее должна быть проверена измерительной штангой. Это необходимо для выявления и удаления с линии всех де­ фектных изоляторов, которые ко времени начала изме­ рений дефектоскопом стали нулевыми.

Одновременно с измерением штангой следует произ­ вести измерения и дефектоскопом, которым могут быть обнаружены изоляторы, находящиеся на ранней стадии развития дефекта; кроме того, будут выявлены другие источники разрядов, создающих помехи, и установ­ лена средняя величина основного уровня разрядов, на­ блюдающаяся на линии.

Все выявленные дефектные изоляторы должны быть заменены. ‘Следует ликвидировать также и источники по­ мех, превышающих основной уровень разрядов (набросы, торчащие концы проводов, плохо закрепленная ар­ матура гирлянд и т. п.).

На подготовленной таким образом линии в дальней­ шем 1 раз в 2 года должны производиться измерения при помощи дефектоскопа. Никаких измерений штангой производить не следует. 'В сроки, установленные для

74

данной линии действующими правилами эксплуатации (3—6 лет, в зависимости от номинального напряжения и состояния изоляции), на опорах, забракованных в про­ шедшие годы по показаниям дефектоскопа, производит­ ся выявление дефектных изоляторов измерительной штангой.

Эффективность выявления дефектных изоляторов в значительной мере зависит от квалификации лиц, про­ изводящих измерения, и от их умения проанализировать полученные результаты. Поэтому измерения дефектоско­ пом должны производиться специально обученным пер­ соналом.

Измерения дефектоскопом производятся без подъема на опору; поэтому работа может производиться 1 чел. Рекомендуется совмещать эти измерения с периодиче­ скими эксплуатационными обходами линий. В зависи­ мости от трассы линии, номинального напряжения и на­ личия средств транспорта 1 чел. в день может прокон­ тролировать дефектоскопом от 5 до 20 км линии.

Исходя из этого и учитывая, что по условиям погоды измерения в средней полосе Союза ССР можно произ­ водить не более 6—8 мес. в году, устанавливается необ­ ходимая численность персонала, обученного методике дефектоскопии.

В целях накопления опыта и оценки эффективности метода в первые годы применения высокочастотной де­ фектоскопии следует на выделенных линиях иметь кон­ трольные участки (до 20% общей длины линии), на ко­ торых измерения дефектоскопом должны производиться ежегодно, а в период замены дефектной изоляции долж­ на проводиться сплошная проверка всех изоляторов штангой вне зависимости от того, забракованы ли опо­ ры этих участков по результатам дефектоскопии. Обна­ ружение на контрольных участках значительного коли­ чества дефектных изоляторов, пропущенных при измере­ ниях дефектоскопом, явится сигналом о наличии ошибок в применяемой методике измерений либо о недостаточ­ ной квалификации персонала.

3-6. ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОНТРОЛЯ ЛИНЕЙНОЙ изоляции МЕТОДОМ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ

Для определения эффективности высокочастотной дефектоскопии изоляции линий необходимо знать воз­

75

можное количество пропускаемых при этом дефектных (нулевых) изоляторов и оценить трудоемкость работ по контролю изоляции.

ІВ табл. 3-4 приведены данные опубликованных изме­ рений на линиях электропередачи 40-^110 кв при помо­ щи высокочастотных дефектоскопов.

** Из числа снятых с опор изоляторов, забракованных дефектоскопом, исключены изоляторы, не имеющие дефектов (например, загрязненные).

*** Период между испытаниями—4 года.

Согласно табл. 3-4 количество изоляторов, не обна­ руженных при измерениях дефектоскопом, колеблется в разных опытах от 13 до 40% от всего числа дефектных изоляторов.

Так как опыты проводились без учета указанных выше особенностей метода (несовместимость одновре­ менных измерений штангой и дефектоскопом и разная периодичность контроля), а в одном случае измерения

76

Производились прибором с очень низкой помехоустойчи­ востью, следует полагать, что при соблюдении правиль­ ной методики контроля количество необнаруженных изо­ ляторов будет значительно меньше 40%.

Уточнение количества пропущенных дефектоскопом дефектных изоляторов является задачей дальнейших ра­ бот. Следует лишь отметить, что с точки зрения надеж­ ной эксплуатации линий напряжением НО кв и выше на­ личие одного нулевого изолятора в гирлянде не пред­ ставляет серьезной опасности. 'Вероятность пропуска де­ фектоскопом нескольких дефектных изоляторов в одной гирлянде значительно меньше вероятности пропуска од­ ного изолятора, и поэтому можно ожидать, что этот спо­ соб контроля изоляциибудет достаточно надежным,.

Трудоемкость контроля линейной изоляции при по­ мощи дефектоскопа может быть определена из следую­ щих соображений.

По данным многолетней статистики средняя отбра­ ковка линейных изоляторов составляет 0,15—0,2% от числа испытанных изоляторов. При средней периодич­ ности измерений, равной 3 годам, ежегодный выход из строя изоляторов равен 0,05—0,067%). Примем ежегод­ ную повреждаемость изоляторов в 0,06%; тогда на ли­ нии ПО кв ежегодно дефектоскоп должен браковать 20X0,06%) = 1,2%) опор с дефектными изоляторами (пред­ полагается, что в среднем на одной опоре 20 изолято­ ров).

На основании табл. 3-4 примем, что число ошибочно отбракованных опор практически равно числу опор с де­ фектными изоляторами, тогда ежегодная отбраковка де­ фектоскопом будет равна 2,4 % опор. Пусть в худшем случае ежегодно будут браковаться новые опоры; тогда через 6 лет для выявления дефектных изоляторов потре­ буется подъем со штангой на бХ'2,4=15%з от общего количества опор на линии.

Сравнительные данные о затрате труда на контроль изоляции линий ПО кв штангой и дефектоскопом приве­ дены в табл. 3-5.

При расчете не учтены единовременные трудозатраты на устранение источников дополнительных помех на ли­ нии (торчащие из соединителей концы проводов, плохое крепление арматуры и т. п.). Кроме того, первое время, до накопления персоналом необходимого опыта, будет

77

■ Т а б л и ц а 3 -5

Ориентировочный расчет затраты труда на контроль изоляции участка линии 110 к$ длиной 1С0 к м

ч6

иметь место повышенная отбраковка, что потребует про­ верки штангой большего количество опор.

Из табл. 3-5 следует, что после проведения подгото­ вительных мероприятий снижение затрат труда на кон­

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

4-1. ОСОБЕННОСТИ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ В ИЗОЛЯЦИИ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

(штыревые опорные изоляторы ошиновки и разъедини­ телей, натяжные гирлянды ошиновки и т. д.) мало чем отличается от описанного в § 3-1 механизма частичных разрядов в подвесных изоляторах линий. По продоль-

78

Ным (в направлении электрического поля) трещинам цельнофарфоровых изоляторов (покрышки вводов, транс­ форматоров тока, опорные изоляторы и т. и.) могут иметь место интенсивные поверхностные разряды. При загрязнении или увлажнении разряды будут развивать­ ся, что приведет к перекрытию всего изолятора. Анало­ гичный характер развития интенсивных частичных раз­ рядов может быть по загрязненной поверхности фарфо­ ровых изоляторов.

Б у м а ж и о-м а с л я и а я и з о л я ц и я (конденсато­ ры, некоторые типы вводов, трансформаторы тока и т. п.). Очагами ионизации в бумажно-масляной изоляции яв­ ляются мелкие газовые включения, оставшиеся в масле при недостаточной вакуумировке. В процессе ионизации начинаетсяразложение масла, при котором выделяются газы, увеличивающие размеры и количество включений и тем самым вызывающие еще большую интенсивность ионизации (количество и амплитуду разрядов). Если на­ чальное напряжение ионизации упадет ниже рабочего напряжения, последует разрушение изоляции, приводя­ щее к пробою.

Начальные стадии возникновения ионизации не мо­ гут быть обнаружены из-за недостаточной интенсивнос­ ти. Однако разряды в крупных газовых пузырях и осо-

.бенно разряды между слоями и вдоль изоляции, возни­ кающие на более поздних стадиях ее разрушения, могут быть обнаружены путем измерений даже в условиях действующих распределительных устройств. При значи­ тельном количестве очагов повреждения, а также раз­ личных путях разрядов частичные разряды в бумажно­ масляной изоляции могут иметь значительную частоту следования и большой разброс по амплитудам.

М а с л о б а р ь е р н а я и з о л я ц и я (силовые транс­ форматоры, вводы).

Ионизация может возникнуть в газовых пузырях, оставшихся в масле из-за плохой вакуумировки. Процесс ионизации в масле приводит к его разложению, при этом вокруг электродов возникает слой эмульсии, образован­ ный микроскопическими пузырьками газа, который сни­ жает напряжение начала ионизации и увеличивает ее интенсивность. Разряды в масле небольшой интенсив­ ности не представляют опасности для маслобарьерной изоляции.

.79

При больших напряженностях электрического поля в масле могут развиваться частичные разряды высокой интенсивности. Разряды могут иметь место лишь в слу­ чае каких-либо нарушении изоляционных промежутков, вызывающих значительное увеличение напряженности поля в масле. Разряды возникают при обоих полупериодах приложенного напряжения и имеют практически одинаковую величину. Отличительной особенностью час­ тичных разрядов в масле является то, что напряжение их возникновения значительно выше, чем напряжение по­ гасания. В маслобарьерной изоляции чаще бывают по­ верхностные разряды по твердой изоляции (барьеры, де­ тали крепления), вызванные ее увлажнением или загряз­ нением шламом.

Если разряды происходят в одном месте, .то частота следования измеряемых импульсов будет небольшой (около 100 имп/сек). Ввиду того что разряды не имеют определенного искрового промежутка между электрода­ ми, амплитуды их будут иметь значительный разброс. С развитием повреждения будет происходить прораста­ ние каналов поверхностных разрядов в разных направ­

чаются два типа повреждений бумажно-бакелитовой изо­ ляции, вызывающих появление частичных разрядов: расслоение изоляции и возникновение путей поверхност­ ных разрядов. Частичные разряды, возникающие при расслоении изоляции, способствуют ее разрушению и развитию каналов межслоевых пробоев. Обычно бу­ мажно-бакелитовая изоляция (вводы) имеет металличе­ ские прокладки для выравнивания напряжения. Разви­ тие межслоевых пробоев может привести к мощным раз­ рядам между прокладками, к ионизации и разрушению изоляции на их краях и, наконец, к перекрытию ввода.

Наиболее часто встречается развитие поверхностных разрядов в мастиконаполненных вводах с малой моро­ зостойкостью мастики вследствие увлажнения поверх­ ности бакелитового сердечника ввода. В этом случае по поверхности бакелитового сердечника начинается разви­ тие путей поверхностных разрядов, обычно приводящее к перекрытию и разрушению ввода. Возможно также возникновение частичных разрядов в кавернах мастики.

80'