Испытание выключателя 10 кв

Коммутационные аппараты эксплуатируются в сетях переменного тока с различным напряжением. Наиболее распространены элегазовые и вакуумные выключатели, рассчитанные на 6-10 кВ. В зависимости от типа аппарата различается и принцип гашения дуги. Для того, чтобы выключатели на 10 кВ выполняли свои функции в полной мере и соответствовали требованиям существующих стандартов, необходимо проводить их испытания в установленном порядке. О них мы и расскажем в этой статье. Мы поговорим о том, зачем нужны испытания, особенностях и правилах их проведения в зависимости от типа аппарата.

Содержание

1. Основные задачи испытаний выключателя на 10 кВ
2. Особенности испытаний электроизоляции высоковольтных выключателей
3. Подготовка к испытаниям выключателя на 10 кВ
4. Особенности испытаний вакуумных выключателей на 10 кВ
5. Порядок проведения испытаний вакуумных выключателей на 6-10 кВ
6. Особенности испытаний элегазовых выключателей на 10 кВ

1. Основные задачи испытаний выключателя на 10 кВ

Коммутационные аппараты обеспечивают не только штатные коммутации в цепях переменного тока, но и экстренное отключение техники в случае возникновения аварийных ситуаций. В случае неотключения выключателя может произойти возгорание. Именно поэтому все аппараты в обязательном порядке проходят проверку. Испытания выключателя на 10 кВ проводятся регулярно. Они позволяют решать следующие задачи:

1. Оценить техническое состояние аппарата, принять решение о необходимости его списания или ремонта.
2. Определить объем восстановительных работ и сроки их проведения.
3. Оценить остаточный ресурс выключателя.
4. Выявить возможные дефекты оборудования, классифицировать их по степени опасности, выявить механизм их появления (производственный брак, некорректная эксплуатация, нарушения при монтаже и перевозке и так далее).
5. Снизить риск возникновения несчастных случаев и аварий, внезапных отказов, выхода устройств из строя.

По результатам испытаний выключателя на 10 кВ принимается решение о режиме его обслуживания, условиях эксплуатации, необходимости замены или ремонтных работ. Также оценивается соответствие аппарата действующим стандартам.

2. Особенности испытаний электроизоляции высоковольтных выключателей

Для ее проверки необходимо установить ее физические характеристики. Это необходимо сделать до введения оборудования в эксплуатацию. Электроиспытания решают две основные задачи:

1. Оценить импульсную прочность электрической изоляции. В ходе испытаний выключателя на 10 кВ проверяется ее способность выдерживать перенапряжения, которые будут возникать в процессе эксплуатации, причем как внутренние, так и грозовые.
2. Удостовериться в отсутствии дефектов, которые могут снизить электрическую прочность изоляции. При этом оценивается вероятность повреждения слоя как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.

Основная методика проверки предполагает воздействие на изоляцию напряжения, превышающего рабочее. Если в этом случае на материале не происходит повреждений, тест считается пройденным успешно.

Важно понимать, что в ходе испытаний выключателя на 10 кВ возможна ситуация, когда при воздействии высокого напряжения на электроизоляцию возникают разряды, которые приводят к необратимым повреждениям. При этом полного пробоя не происходит. Для выявления скрытых повреждений необходимо провести ряд дополнительных замеров:

• зафиксировать сопротивление изоляции;
• измерить тангенс угла диэлектрических потерь (tg δ).

Для подтверждения результатов необходимо провести несколько замеров (обычно от 3 до 5) до и после применения напряжения. При сопоставлении результатов можно выявить повреждения.

3. Подготовка к испытаниям выключателя на 10 кВ

Перед проведением замеров и других мероприятий необходимо выполнить ряд условий:

1. Заполнить наряд и получить допуск на объект.
2. Обеспечить надзор за местом работ.
3. Утвердить график перерывов и переводов на другие места.

При обесточивании электрической установки сотрудникам бригады необходимо выполнить ряд требований:

1. Исключить случайную подачу тока к рабочему месту.
2. Повесить таблички и предупреждающие плакаты.
3. Предотвратить доступ посторонних к рабочему месту.
4. Проверить отсутствие тока в токоведущих частях установок.
5. Установить переносные заземлители или включить заземляющие ножи разъединителей.

В ходе испытаний выключателя на 10 кВ допускающий обязан

1. Удостовериться в том, что состав бригады полностью соответствует наряду.
2. Предоставить информацию об обесточенных частях установок, местах установки заземлителей.
3. Лично продемонстрировать, что напряжение снято. Для этого допускающий должен выполнить следующие действия:
   а. В сетях напряжением до 35 кВ — прикоснуться рукой к обесточенным частям.
   б. В сетях с напряжением свыше 35 кВ — показать наложенные заземлители.

После окончания проверки сотрудники должны

1. Зафиксировать окончание работ.
2. Составить протокол в соответствии с ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2009.

4. Особенности испытаний вакуумных выключателей на 10 кВ

Данные аппараты служат для проведения частых операций в сетях переменного тока. Наиболее распространены выключатели, рассчитанные на напряжение от 6 кВ до 10 кВ. Популярностью пользуются и выключатели для управления электрическими двигателями. Такие модели рассчитаны на напряжение до 1 кВ.

Популярность данных аппаратов обеспечивает ряд преимуществ:

1. Надежность и большое количество циклов включения-отключения. Современные модели рассчитаны на 30 - 50 тысяч отключений номинального тока. У некоторых аппаратов этот показатель может достигать 150 тысяч. Число отключений номинального тока отключения составляет порядка 100 - 150 раз. Для сравнения, у маломасляных аппаратов этот показатель составляет порядка 10-20 раз.
2. Низкие требования к обслуживанию. К регулярным мероприятиям относятся только смазка основных механизмов и привода. Проверка износа и сопротивления изоляции проводится после 5 лет эксплуатации или после 5-10 тысяч циклов включения-отключения. Она может выполняться по меткам или с помощью замеров.
3. Универсальность и безопасность. Вакуумные выключатели защищены от пожаров и взрывов. Кроме того, их можно эксплуатировать в условиях воздействия агрессивных сред. Аппараты рассчитаны на работу в различных температурных условиях.
4. Компактная конструкция. Вакуумные выключатели отличаются небольшими габаритами и весом. Благодаря этому они лучше выдерживают удары и вибрационные нагрузки. Произвольное рабочее положение также позволяет менять компоновки распределительных устройств. Например, шкафы можно размещать в 2-3 яруса, или размещать несколько выключателей в одном.
5. Отсутствие шума и отходов. При отключении токов КЗ не происходит выброса газов и масла из выключателя.
6. Экологичность. Вакуумные выключатели не выделяют в атмосферу вредных и токсичных веществ.
7. Возможность быстрой транспортировки и монтажа.

У вакуумных выключателей имеются и существенные недостатки:

1. Высокий уровень коммутационных перенапряжений. В связи с этим требуется дополнительная защита подключенного оборудования, Это особенно важно для электродвигателей и силовых трансформаторов с облегченной изоляцией. Современные системы с вакуумными выключателями обычно снабжаются устройствами защиты от перенапряжения (ОПН) практически для всех присоединений.
2. Низкая стабильность дуги в вакууме при малых токах. Когда разряд прекращается в ВДК, происходит срез тока до естественного перехода через ноль. Все современные выключатели способны отключать токи высокой частоты с большими скоростями изменений вблизи нулевого значения.

Для того, чтобы защитить подключенное оборудование от перенапряжений (коммутационных и грозовых), в системах устанавливаются ограничители перенапряжений.

Объектами испытаний вакуумных выключателей на 10 кВ являются

• состояние фазной изоляции;
• поддержание вакуума в ВДК;
• работа контактов выключателей;
• временные характеристики системы.

В ходе испытаний вакуумных выключателей на 10 кВ необходимо

1. Зафиксировать показатели сопротивления изоляции вторичных цепей и ЭМ-управление. Параллельно проверяются устройства релейной защиты. Значения, полученные в результате замеров, не должны быть меньше оптимальных показателей, представленных в таблице:
   

   Класс напряжения (кВ)	Допустимые сопративления изоляции (МОм) не менее
   Основная изоляция	Вторичные цепи и электромагниты управления
   3-10		1(1)
   15-150		1(1)
   		1(1)

   *Сопротивление изоляции вторичных обмоток приведены: без скобок - при отключенных вторичных цепях, в скобках - с подключенными вторичными цепями
2. Оценить сопротивление изоляционного слоя силовых элементов выключателя.
3. Провести испытание изоляции путем воздействия на нее повышенным промышленным напряжением. Данный вид проверки впервые проводится после двух лет эксплуатации выключателя. После этого его необходимо повторять с интервалом в пять лет.
4. Аналогичным образом проверить изоляционный слой вторичных элементов и электромагнитов управления. Испытательное напряжение в этом случае должно составлять 1 кВ при условии, что устройства рассчитаны на показатели не ниже 60 В.
5. Провести испытание системы путем многократного включения и выключения. Для проверки необходимо провести порядка 3-5 циклов. Напряжение при этом должно соответствовать номинальным значениям.
6. Измерить минимальное напряжение, при котором срабатывают электромагниты управления. Показатели не должны быть выше следующих значений:
   ● напряжение включения — 0,85 Uном;
   ● напряжение включения — 0,7 Uном.
7. Оценить состояние контактов выключателя. Так как разбирать ВДК запрещается, визуальный осмотр этих элементов невозможен. Для оценки их состояния необходимо провести замеры сопротивления постоянному току полюсов выключателей. Полученные значения не должны превышать показатели, указанные производителем в технической документации оборудования.
   

   Номинальный ток выключателя (А)	Сопративление полюса (мкОм)
   630А	50
   1000А	40

8. Зафиксировать временные показатели системы. Проверка проводится при показателях тока, совпадающих с номинальными для данного оборудования. Временные показатели должны соответствовать значениям, указанным в паспорте выключателя. Обычно они не превышают 0,08 секунд (для включения) и 0,07 секунд для выключения. В ряде случаев при проверке также необходимо зафиксировать скоростные показатели. Для испытаний в данном случае применяются вибрографы.
9. Проверить соосность и характеристики контактов выключателя и ячейки КРУ. Для этого необходимо вкатить тележку выкатного элемента на штатное место в ячейку. Для проверки необходимо использовать специальные инструменты. Также следует зафиксировать глубину и равномерность захода подвижных контактов на неподвижные.
10. Провести тепловизионный контроль.

При проведении испытаний вакуумных выключателей на 6-10 кВ важно обеспечить необходимые условия:

1. Температура воздуха. Она не должна быть ниже +10 ℃. В противном случае проведение испытаний невозможно.
2. Влажность. Если ее уровень будет слишком высок, на изоляторах будет образовываться конденсат. В ходе высоковольтных проверок его наличие может привести к пробою и к выходу из строя как испытуемого, так и испытательного оборудования.
3. Атмосферное давление. Оно не оказывает воздействия на результаты измерений, но в каждом случае фиксируется в протоколе испытаний.
4. Приборы. При проверке сопротивления изоляции необходимо пользоваться мегаомметрами на напряжение 2500 В. Также потребуются мосты постоянного тока и ряд других специализированных установок.

5. Порядок проведения испытаний вакуумных выключателей на 6-10 кВ

1. Измерение сопротивления изоляции. Оно должно проводиться по следующей схеме:

Показатели сопротивления измеряются относительно земли и двух заземленных фаз. Перед проведением испытаний следует включить выключатель и заземлить все фазы. После этого необходимо использовать мегаомметр. Он подключается к одной из фаз, с которой затем снимается заземление. Результаты измерений фиксируются. После этого мегаомметр подключается к следующей фазе и проводятся аналогичные действия.

При проверке изоляционного слоя электромагнитов необходимо учитывать внутреннюю схему привода выключателя. Измерение производится относительно земли на одном из полюсов электромагнитов (электромагнита), при этом целостность катушки проверяется отдельно путем измерения сопротивления омметром (или другим способом).

2. Испытания изоляции путем воздействия повышенного напряжения. Измерение в этом случае проводится в два этапа. На первом проверяется основная изоляция выключателя. Замеры делаются отдельно по каждой фазе. После этого проводится испытание изоляционного слоя на разрыв. Методика проведения замеров схожа с проверкой сопротивления.

Перед испытанием коммутационную аппаратуру необходимо включить. Также следует заземлить все фазы. Для проведения тестов требуется специальная аппаратура, например, СКАТ-70М или аналоги. Установка подключается к выключателю, заземление убирается. После этого напряжение скачком поднимается до ⅓ от необходимого уровня, после чего увеличение проводится плавно по 1-2 кВ в секунду до необходимого уровня. Максимальный показатель выдерживается в течение 1 минуты. После этого напряжение плавно снижается до нуля. Проверенная фаза заземляется, а установка подключается к следующей.

Испытание изоляции «на разрыв» позволяет оценить состояние вакуума в ВДК. Проверка проводится по аналогичной схеме, но выключатель необходимо отключить, а фазы — объединить. С одной стороны необходимо установить заземление, с другой — подавать испытательное напряжение. Длительность проверки не должна превышать 1 минуты. Если проблем с ВДК нет, испытание пройдет нормально. Если в ходе проверки происходят искровые пробои, необходимо плавно снизить напряжение и подождать 3-4 минуты. После этого показатели следует поднять до необходимого уровня и продолжить испытание.

3. Проверка состояния контактов коммутационного аппарата. Она предполагает измерение сопротивления с помощью микроомметра или моста постоянного тока. Результаты, полученные в результате проверки, фиксируются и сопоставляются с нормированными значениями. В случае серьезных расхождений можно говорить о неисправности изоляционного слоя.

4. Проверка временных характеристик выключателя. Она проводится при номинальном напряжении тока. К силовым контактам подключается секундомер. Он фиксирует получение сигнала от ключа и время фактического включения.

После проведения всех тестов фиксируется завершение испытаний и составляется протокол. В нем указываются

• дата и время проверки;
• условия среды: температура воздуха, влажность, атмосферное давление;
• наименование, тип и заводской номер аппарата;
• номинальные характеристики объекта испытаний;
• данные, полученные в ходе проверок;
• результаты визуального осмотра аппаратуры;
• информацию о схеме проверок.

Значения, полученные в ходе испытаний, сопоставляются с требованиями НТД. После этого принимается решение о пригодности аппаратуры к эксплуатации.

6. Особенности испытаний элегазовых выключателей на 10 кВ

Как и вакуумные коммутационные аппараты, они используются для управления в цепях переменного тока. Широко распространены выключатели на 6-10 кВ, а также модели на 35, 110-220 кВ. Особенностью аппаратов является гашение дуги в среде элегаза — гексафторида серы SF6.

К преимуществам данных аппаратов можно отнести

1. Длительный срок службы. Элегазовые коммутационные аппараты рассчитаны на эксплуатацию в течение 10-20 лет без ремонта. В этот период выключателю требуется только базовое обслуживание — профилактические испытания и инструментальный контроль.
2. Безопасность. Коммутационные элегазовые аппараты могут работать под воздействием агрессивных сред. Кроме того, они являются пожаро- и взрывобезопасными.
3. Универсальность. Элегазовые выключатели могут работать при температуре до -50 ℃. Модели со специальной сборкой могут эксплуатироваться в более суровых условиях.
4. Экологичность. При отключении токов не происходит выбросов масла и газа.
5. Эффективность. Элегаз обладает высокой химической стабильностью, гашение дуги в нем происходит быстрее, чем в других средах.

Недостатков у данных коммутационных аппаратов практически нет. Теоретически существует небольшой риск отравления при попадании в легкие достаточного количества элегаза. Он тяжелее воздуха, поэтому не вытесняется. Тем не менее, современные коммутационные аппараты компенсируют риск за счет снижения количества элегаза. Во многих моделях его попадание в атмосферу практически полностью исключено.

В ходе испытаний элегазовых выключателей на 10 кВ необходимо проверить состояние

• фазной изоляции;
• элегазовых камер;
• основных и дугогасительных контактов.

Также следует зафиксировать временные характеристики аппаратуры.

В ходе испытаний элегазовых выключателей на 10 кВ необходимо решить следующие задачи:

1. Оценить состояние силовых частей, вторичных цепей и электромагнитов управления. Испытания могут проводиться параллельно с оценкой состояния релейной защиты. Значения, полученные в ходе измерений, не должны быть меньше показателей, представленных в таблице:
   

   Класс напряжения (кВ)	Допустимые сопративления изоляции (МОм) не менее
   Основная изоляция	Вторичные цепи и электромагниты управления
   3-10		1(1)
   15-150		1(1)
   		1(1)

   *Сопротивление изоляции вторичных обмоток приведены: без скобок - при отключенных вторичных цепях, в скобках - с подключенными вторичными цепями
2. Провести испытание изоляционного слоя повышенным напряжением промышленной частоты. Первая проверка выполняется перед вводом оборудования в эксплуатацию, последующие — один раз каждые 5 лет. Испытание вторичных цепей и электромагнитов может проводиться параллельно с силовыми цепями, а также с проверкой релейной защиты.
   Необходимые показатели напряжения представлены в таблице:
   

   Таблица 2. Значения испытательного напряжения промышленной частоты
   Класс напряжения (кВ)	Испытательное напряжение (кВ) дляэлегазовых выключателей
   Перед вводом в эксплуатацию и в эксплуатации
   фарфоровая изоляция*	другие виды изолации*
   До 0,69
   	24,0	21,6
   	32,0	28,8
   	42,0	37,8
   	55,0	49,5
   	65,0	58,5
   	95,0	85,5

   
   При испытании вторичных систем и электромагнитов управления напряжение должно составлять 1 кВ, если аппаратура рассчитана на показатели не менее чем 60 В.
3. Проверить минимальное напряжение для электромагнитов управления. Данное испытание проводится перед вводом аппарата в эксплуатацию, а затем при капитальном ремонте. Обычно он выполняется после 10 лет работы, но этот срок может быть сокращен по рекомендации производителя. Оптимальные показатели напряжения представлены в таблице:
   

   	Питание от сети постоянного тока	Питание от сети переменного тока
   Напряжение включения	0,7 Uном	0,6 Uном
   Напряжение отключения	0,7 Uном	0,6 Uном

4. Проверить состояние контактов выключателей. Впервые данное испытание выполняется перед вводом выключателя в эксплуатацию. Последующие проверки проводятся с интервалом в 5 лет, а также при капитальном ремонте. Некоторые заводы-производители устанавливают другие сроки проверки.
   
   Разбирать элегазовую камеру запрещено, поэтому визуальный осмотр контактов невозможен. Вместо этого проводится замер сопротивления постоянному току полюсов выключателей. Оптимальные показатели для данной модели оборудования указываются производителем в паспорте.
5. Убедиться в отсутствии утечек элегаза. В составе всех современных выключателей предусмотрены устройства контроля давления в камере. Это могут быть простые манометры, которые обеспечивают исключительно отображение данных, или же датчики, которые также осуществляют контроль за основными показателями. И в том, и в другом случае по показаниям приборов (или отсутствию сигнала) можно сделать вывод о наличии или отсутствии утечки.
   Данный вид испытаний должен проводиться регулярно. Некоторые современные выключатели комплектуются системой сигнализации, которая способна оповестить персонал о потенциальных утечках.
6. Проверить временные характеристики переключателей. Данные испытания проводятся
   ● при вводе аппарата в эксплуатацию;
   ● после 5 лет работы выключателя;
   ● во время капитального ремонта, срок которого устанавливает производитель.
   Проверка проводится при номинальном напряжении. С помощью секундомера измеряется время, которое проходит с момента подачи сигнала до фактического включения или выключения. Обычно оно составляет от 0,05 до 0,08 секунд. В любом случае параметры не должны быть больше указанных в паспорте изделия.
7. Проверить конденсаторы делителей напряжения. Если данные элементы имеются в конструкции выключателя, в ходе испытаний необходимо измерить их емкость и сопоставить результаты с данными паспорта устройства.
8. Проверить соосность и показатели контактов выключателя и ячейки. Такие испытания проводятся при вводе устройства в эксплуатацию, а затем по мере необходимости. Для проверки соосности и глубины захода подвижных элементов на неподвижные можно использовать приборы, поставляемые производителем выключателя.

При проведении испытаний элегазовых выключателей на 10 кВ необходимо обеспечить соответствующие условия:

1. Температура воздуха. Она не должна опускаться ниже +10 ℃. В противном случае проведение испытаний не рекомендуется.
2. Влажность. Она не должна быть высокой, так как в противном случае возможно образование конденсата на изоляторах. Проведение испытаний в этом случае может привести к поломке оборудования.
3. Атмосферное давление. Оно не влияет на проведение испытаний, но в обязательном порядке фиксируется в итоговом протоколе.

Для выполнения замеров потребуется следующее оборудование:

1. Микроомметры на напряжение 2500 В. Используются для проведения замеров сопротивления изоляционного слоя.
2. Мосты постоянного тока. Они используются для измерения сопротивления тока между полюсами.
3. Устройства СКАТ-70М, АИД-70 или аналоги. Они необходимы для проведения испытаний повышенным напряжением промышленной частоты.
4. Специальные приспособления для проверки соосности и глубины захода подвижных элементов на неподвижные. Обычно они поставляются в комплекте с КРУ.

После проведения всех тестов фиксируется завершение испытаний и составляется протокол. В нем должны содержаться данные о

• времени проведения испытаний;
• влажности и давлении, а также о температуре воздуха и самой установки;
• наименовании, типе, заводском номере выключателя и выкатного элемента;
• номинальных характеристиках выключателя;
• результатах проверок;
• внешнем осмотре аппаратуры;
• примененной схеме испытаний.

Все результаты замеров необходимо сопоставить с показателями, отмеченными производителем в паспорте выключателя. После этого данные необходимо сравнить с требованиями НТД и принять решение о возможности дальнейшей эксплуатации аппаратуры.

Для проведения испытаний элегазовых выключателей на 10 кВ необходима штатная бригада сотрудников с необходимой квалификацией. В качестве альтернативы вы можете заказать услугу проверки коммутационной аппаратуры у специализированной компании. К их числу относится и ГК «Энерготехмонтаж». Свяжитесь с нашими сотрудниками по телефону, указанному на сайте, закажите звонок или оставьте заявку.