Сторінка 8 з 22
4. ВИПРОБУВАННЯ ЕЛЕКТРИЧНОЇ МІЦНОСТІ ІЗОЛЯЦІЇ прикладеної напруги
Після перевірки стану ізоляції трансформатора шляхом визначення електричної міцності масла і вимірювання опору ізоляції можна приступити до випробування ізоляції обмоток прикладеним (підвищеним) напругою (або, як кажуть, «на пробій»).
Необхідність випробування трансформаторів підвищеною напругою диктується, з одного боку, тим, що перевірка ізоляції трансформатора номінальною напругою недостатня, так як для нормальної довголітньої роботи необхідно забезпечити певний запас його електричної міцності, а з іншого боку, під час експлуатації можливі короткочасні підвищення напруги, що викликаються комутаційними перенапруженнями при включених і відключеннях трансформаторів, ліній передач та інших елементів схеми, а також атмосферними явищами.
Випробування проводять при частоті 50 Гц протягом 1 хв.
Величина випробувальної напруги залежить від класу ізоляції трансформатора і визначається ГОСТ 1516-42.
Величини напруги випробування для силових трансформаторів, заповнених маслом, наводяться в табл. 3-2.
Для силових трансформаторів з природним повітряним охолодженням (сухих) величина випробувального напруги стандартом не обмовляється і встановлена заводськими інструкціями.
У табл. 3-3 наведені величини випробувальних напруг для трансформаторів з природним повітряним охолодженням класу ізоляції до 16 кВ, прийняті на МТЗ.
Таблиця 3-3
У табл. 3-2 і 3-3 вказані діючі (ефективні) течії випробувальних напруг. Вони поширюються на трансформатори, знову виготовлені або минулі капітальний ремонт з заміною обмоток та ізоляції. При введенні в експлуатацію і після ремонту (в процесі експлуатації) без зміни обмоток величина випробувального напруги повинна складати 76% зазначеної в таблицях.
При типових випробуваннях трансформаторів згідно ГОСТ 1516-42 (випробування електричної міцності ізоляції проводиться в нагрітому стані (не менше 55 ° С) і в останні 10 сек величина випробувального напруги підвищується на 5%.
Величини випробувальних напруг трансформаторів спеціальних (виконань вказуються в технічних умовах.
Принципова схема випробування показана на рис. 3-16. Схема складається з випробувального трансформатора 1, в ланцюг первинної обмотки якого включені вольтметр 2 і амперметр 3. Між випробувальним трансформатором 1 і випробуваним 4 включається активний опір 5 для обмеження величини струму при пробої ізоляції.
При випробуванні вводи випробуваної обмотки трансформатора 4 замикають накоротко і підключають до випробного трансформатора. Уведення інший обмотки також
замикають накоротко і разом з баком трансформатора або магнитопроводом у трансформаторів з природним повітряним охолодженням (сухих) заземлюють. Напруга до первинної обмотці випробувального трансформатора підводиться від генератора змінного струму з регульованим збудженням або від регулювального автотрансформатора.
Мал. 3-16. Схема випробування ізоляції прикладеною напругою.
I - випробувальний трансформатор; 2 - вольтметр; 3 - амперметр; 4 - кришка випробуваного трансформатора; 5 - струмообмежуючі опір.
Напруга піднімають плавно і величину його встановлюють по вольтметру 2, виходячи з коефіцієнта трансформації випробувального трансформатора 1. напруги, що підводиться дорівнюватиме:
(3-2)
де U1 - напруга по вольтметру, в,
Uісп - випробувальну напругу, в,
К - коефіцієнт трансформації випробувального трансформатора.
Так, наприклад, якщо номінальна напруга обмотки ВН випробувального трансформатора 36 000 на, а обмотки НН 200 в, то для отримання випробувального напруги 25 000 в до первинної обмотці випробувального трансформатора слід підвести напругу встановлюється по вольтметру 2.
Для зручності випробувачів може бути складена таблиця для всіх часто повторюваних випробувальних напруг із зазначенням в одній графі величини випробувального напруги, а в іншій - напруги, яке слід підвести до обмотці НН випробувального трансформатора.
Для випробувального трансформатора з напругою 36 000/200 в наводиться табл. 3-4.
Таблиця 3-4
Випробувальна напруга, в
Напруга, яке необхідно підвести до обмотці ПН випробувального трансформатора, в
Такий метод вимірювання напруги для трансформаторів малої та середньої потужності класу напруги до 35 кВ є досить точним. При випробувальних напругах, що перевищують 100 кВ, або трансформаторів зі значною ємністю, яка може спотворити і завищити коефіцієнт трансформації випробувального трансформатора, вимірювати випробувальну напругу слід безпосередньо на стороні ВН за допомогою кульових розрядників. Метод цього виміру буде описаний далі.
При пробої ізоляції випробуваного трансформатора вторинна обмотка випробувального трансформатора виявиться замкнутої накоротко (через землю) і прилади, включені в ланцюг його первинної обмотки, покажуть збільшення струму і зниження напруги.
Пошкодження в випробуваному трансформаторі проявляється потріскуванням і розрядами всередині трансформатора і виділенням диму з пробки розширювача або з дихальної пробки на кришці у трансформаторів з масляним охолодженням, що не мають розширювача. Тому при випробуванні ізоляції пробка на кришці або розширнику повинна бути відкрита і трансформатор слід прослуховувати з дотриманням всіх правил техніки безпеки.
У деяких випадках в трансформаторі при випробуванні ізоляції можливі потріскування, не пов'язані з пошкодженням або дефектом ізоляції. Так, при випробуванні ізоляції можливі слабкі розряди через те, що якасьнебудь металева деталь в трансформаторі не заземлений. Такі потріскування носять характер групових або окремих слабких розрядів з перервами протягом усього часу випробування.
Можливі окремі розряди в першій половині хвилини, які потім перетворюються. Вони можуть бути викликані знаходяться в маслі або ізоляції повітрям. У подібних випадках трансформатору слід дати додатковий відстій протягом 10-12 ч. Добре видаляється повітря шляхом прогріву трансформатора методом короткого замикання або постійним струмом. Застосовується також метод «електричного заспокоєння» для видалення повітря. До трансформатора підводять напругу 70-80% випробувального і витримують 1 хв. Після перерви в 3 4 хв піднімають напругу до 80-90% і теж витримують 1 хв. Так, поступово напруга доводять до повного випробувального.
Перерва між 90% і повним випробувальним напругою слід довести до 5-7 хв.
Трансформатор вважається таким, що витримав випробування, якщо в процесі випробування не спостерігалося пробою або часткових розрядів, які визначаються по звуку, виділенню газу і диму або за показаннями приладу.
При пробої трансформатор підлягає розбиранню для виявлення дефектів або пошкоджень ізоляції і виконання відповідного ремонту. Але до розбирання трансформатора слід, по можливості, визначити характер і місце пробою. При цьому можна керуватися наступним:
1. Повторно підняти напругу і перевірити, знижується чи пробивна напруга. Зниження пробивної напруги вказує на пробій твердої ізоляції. Збереження величини пробивної напруги вказує на пробій масляного проміжку.
2. При пробої твердої ізоляції звук удару глухий, при пробої масляного проміжку - дзвінкий.
3. До розбирання трансформатора слід перевірити, чи не пробитий чи ізолятор.
Для цього деякий час (20- 30 сек) підтримують напругу, при якому відбувається пробій, і після відключення напруги рукою на дотик перевіряють, чи не нагрівся чи який-небудь ізолятор і фланець, до якого він заармовані. Нагрівання вказує на пробій ізолятора.
Після розбирання (виїмки з бака) виймальних частина трансформатора ретельно оглядається; при цьому необхідно перевірити стан відводів, дерев'яних деталей, що кріплять відводи перемикача, і ярмова ізоляції.
Якщо оглядом пошкодження не виявлено, то виймальних частина слід знову опустити в бак з маслом і випробувати його без кришки, спостерігаючи з безпечної відстані за дзеркалом масла, і встановити місце виділення бульбашок і диму, за якими визначається дефектна фаза.
Після цього виймальних частина трансформатора розбирається до виявлення пошкодженого місця. Коли виявлено місце пошкодження, необхідно встановити причину пробою і прийняти рішення про ремонт. Вельми істотно правильно визначити причину пошкодження, так як від цього залежить правильність прийнятих рішень по ремонту та изжитию цього виду шлюбу надалі.
Пробій трансформатора при випробуванні може статися внаслідок:
по-перше, недостатню відстань або неправильного вибору співвідношення ізоляцій з неоднаковими діелектричними постійними, що може створити надмірну напруженість поля на якій-небудь ділянці;
по-друге, порушення технологічного процесу, неправильного виконання ізоляції, угнутості стінок бака всередину і пов'язаного з цим зменшення ізоляційного відстані від струмоведучих частин до бака, порушення правильного режиму сушки, забрудненості;
по-третє, низької якості застосованих ізоляційних матеріалів.
При виборі обладнання для випробування ізоляції прикладеною напругою слід виходити з таких основних положень:
- Потужність випробувального трансформатора вибирають з такого розрахунку, щоб поминальний струм вторинної обмотки випробувального трансформатора був близько 1 а, т. Е. Якщо найбільше випробувальне (напруга 25 кВ, то потужність випробувального трансформатора повинна бути близько 25 кВА, якщо 35 кВ, то близько 35 кВА .
- Підйом напруги повинен бути плавний, тому джерело живлення повинен забезпечити плавне регулювання напруги, починаючи від 25-30% повного випробувальної напруги.
- Форма кривої напруги повинна бути практично синусоїдальної при частоті 50 Гц.
Виходячи з цього, може бути рекомендовано наступне основне обладнання.
Таблиця 3-5
Випробувальний трансформатор:
Мал. 3-17. Схема випробувального трансформатора типу ОМ-33/35.
а) Для випробування трансформаторів класу ізоляції до 10 кВ найбільш зручним є трансформатор типу ОМ-33/35 потужністю 35 кВА з напругою обмотки НН 200 в, а ВН під напругою, зазначеною в табл. 3-5, схема трансформатора наводиться на рис. 3-17.
Мал. 3-18. Випробувальний трансформатор типу ИОМ-100/100
Ступеня напруги на стороні ВН перемикають на вводах НН перемикачем або відповідної перестановкою решт кабелю живлення.
б) Для випробування трансформаторів класу ізоляції 15 і 35 кВ може бути застосований трансформатор типу ИОМ-100/100 потужністю 100 кВА, напругою ВН - 100 кВ і НН - 200 або 380 в (рис. 3-18).
Для регулювання напруги при відсутності генератора можна застосувати регулювальний автотрансформатор типу АОСК-25 / 0,5, трапляється до мережі і дозволяє плавно регулювати напругу від 0 до 220 або 380 в. Приводний механізм для регулювання напруги приводиться в рух або від руки спеціальною рукояткою, або дистанційно трифазним електродвигуном 220/380 в, встановленим на верхній плиті регулювального автотрансформатора.