Высоковольтные испытания: назначение, алгоритм проведения, методики испытаний, нормы, протокол и соблюдение правил безопасности volta.com.ua

Высоковольтные испытания – это пропускание высокого напряжения через электрооборудование, а именно электроснабжение для различных помещений: квартир, магазинов, школ, больниц, светофоров. Также используется для освещения улиц.

Это очень важный процесс, без которого невозможна работа многих предприятий. Связано это, прежде всего, с безопасностью и охраной труда.

В этой статье будет обсуждаться вопрос, какое электрооборудование, для чего, в каком порядке и как часто подвергается проверке.

Задачи высоковольтных испытаний:

• проверка изоляции на соответствие нормативам;
• выявление недостатков, снижающих надежность оборудования;
• определение мест повреждений;
• выявление сбоев в работе электрооборудования подстанций.

Виды испытаний:

1. Типовые (проверка технических условий).
2. Контрольные (непосредственно при выпуске с завода).
3. Приемосдаточные (окончание монтажных работ, когда оборудование вновь вводится в эксплуатацию).
4. Эксплуатационные (профилактические испытания и капитальные ремонты).
5. Специальные (в рамках особых исследовательских программ).
6. Существуют высоковольтные испытания разных типов электрооборудования.

Силовые трансформаторы

Этот вид электрооборудования применяется во многих сферах производства, имеет две и более обмотки (это проводник, покрытый слоем изоляции, удерживает провода в определенном положении и охлаждает). Обмотка может быть изготовлена из медных или алюминиевых лент и проводов с литой эпоксидной изоляцией. Состоит из нескольких групп катушек, последовательно соединенных между собой и залитых эпоксидной смолой (защищает от пыли, воздействия окружающей среды, обеспечивает механическую прочность).

Обмотка производится для эксплуатации в нормальных условиях работы при температурах от -25 до +40. Бывают нейтральные и линейные ответвления конструкций.

Трансформатор предназначен для преобразования энергии одного значения в электрическую энергию другого.

Высоковольтные испытания трансформаторов должны происходить в соответствии с правилами, принятыми на законодательном уровне. При установке необходимо учитывать климатические условия.

Силовой трансформатор включает в себя:

• Обмотки, натянутые на магнитопровод (сердечник). Они бывают низкого, среднего и высокого напряжения, изготовлены из шихтованной стали.
• Магнитопровод, помещенный в специальный бак, на крышу которого выводятся обмотки.
• Выхлопную трубу, расположенную на крышке (служит защитой от разрыва, если таковой произойдет).
• Устройство регулировки напряжения.
• Расширитель (обеспечивает постоянное наполнение бака маслом. Если произошло изменение температуры воздуха или поменялась нагрузка, уменьшает площадь соединения масла и воздуха.
• Маслопровод (соединяет расширитель с баком).
• Термосифонный фильтр (наполнен силикагелем. Защищает масло от окисления и увлажнения).

Электроинструмент

Это инструмент с электрическим источником энергии: дрель, шуруповерт, шлифовальная машина, отбойный молоток, резак и многое другое.

Согласно нормативам, в целях безопасности необходимо проводить испытания данных инструментов после их получения от завода-изготовителя. Его испытания также желательно проводить после ремонта, замены составляющих, в рамках графика профилактических испытаний.

При плановой проверке данные необходимо сравнивать с результатами предыдущих испытаний, включая заводские. Электроинструмент при частом пользовании лучше проверять раз в 6-8 месяцев.

Температура воздуха должна быть строго положительной, так как если в кабеле есть частицы воды, при отрицательной температуре воздуха она замерзнет. Лед – это диэлектрик, такой эффект не проявится при высоковольтном испытании.

Во избежание печальных последствий, перед началом работ исключите:

• Повреждения на штепсельной вилке.
• Дефекты кабеля.
• Целостность цепи заземления.
• Наличие защитной трубки. Она находится на стыке корпуса и кабеля электроинструмента).

Частая проверка электроинструмента обеспечит безопасность, предупредит поломки и продлит срок службы оборудования.

Электродвигатели

Испытание высоковольтного двигателя – самый значимый и в то же время уязвимый элемент проверки. Он обуславливает надежность эксплуатации оборудования.

Чаще всего причиной повреждения электродвигателей является комплекс механических и тепловых факторов.

Ход действий при испытании изоляции высоковольтного двигателя:

• Определение сопротивления обмоток между фазами (с помощью все того же мегаомметра).
• Проверку в условиях повышенного напряжения (частота 50 Гц) производят с помощью систем после сборки двигателей (на протяжении 1 минуты). Для успешной проверки не должно произойти скользящих разрядов и перекрытий, большого увеличения тока утечки.
• Измерение омического сопротивления (предельное значение активного сопротивления) в холодном состоянии (на постоянном токе). Температура при этом должна быть не более 3 градусов. Такая манипуляция помогает определить наличие витковых замыканий, дефектных участков пайки.
• Замеры и внешний осмотр зазоров между сталью статора (неподвижные часть генератора или двигателя переменного тока) и ротора (вращающаяся часть машины внутри статора).
• Тестирование электрооборудования на холостом ходу.
• Проверка работы двигателей под нагрузкой.
• Оценка функционирования двигателя в условиях вращения двигателя.
• Испытание витковой изоляции.

Фазы испытания двигателей переменного тока:

• полный цикл измерений перед эксплуатацией;
• межремонтная фаза (один раз в несколько лет, в зависимости от нормативов и указаний технического руководителя производства);
• капитальный ремонт.

Высоковольтные выключатели и их приводы

Это важные коммутационные устройства, которые предназначены для того, чтобы включить и выключить электрическую цепь. Они бывают:

• элегазовые;
• масляные;
• воздушные;
• вакуумные;
• электромагнитные.

Испытание высоковольтных выключателей – обязательное условие при монтаже, капитальном ремонте (примерно каждые 8 лет) и периодических проверках (раз в 4 года).

Пункты проверки:

• осмотр;
• проверка изоляции, сопротивление в условиях постоянного тока;
• сопротивление обмоток и контактов;
• сравнение данных с заявленными;
• контроль в условиях повышенного напряжения (1 минута);
• контроль подвижности контактов выключателя;
• измерение минимального времени срабатывания выключателя;
• информация о наименьшем напряжении, необходимом для работы электромагнитом;
• оценка нагревания рабочих контактов (тепловизионный контроль).

Некоторые виды испытаний высоким напряжением проводят путем многочисленных проб при номинальном (то есть нормальном, на которое они изначально рассчитаны) напряжении.

Испытания проводится с помощью специальной электролаборатории, которая имеет право на выдачу юридической документации.

Высоковольтные кабели

Высоковольтные испытания происходят поэтапно:

1. Жила (изолированный проводник) кабеля соединяется с выпрямленным напряжением.
2. Во время испытания одной жилы остальные должны быть заземлены.

Заземление – это соединение точки сети (электроустановки, оборудования) с заземляющим устройством. Оно состоит из заземлителя (его еще называю контуром) и заземляющего проводника. Используется в целях электробезопасности. Защищает оборудование, людей от высокого напряжения и таких явлений, как:

• поломки;
• неправильная эксплуатация;
• низкие температуры;
• удары молнии.

После проверки одного проводника необходимо повторить действие со всеми остальными.

Такая методика высоковольтных испытаний позволяет оценить прочность изоляции каждой жилы.

Кабель на протяжении всего процесса может находиться в земле или на барабане. Это специальное деревянное приспособления для транспортировки кабеля.

Существуют различные способы высоковольтных испытаний. Выбор конкретного варианта зависит от типа кабеля. Например:

1. Силовой кабель с металлическим экраном. Жилы, которые в данный момент не используются, сворачиваются вместе и соединяются с землей и экраном.
2. Кабель, сшитый в полиэтилен. Во время высоковольтных испытаний кабеля из сшитого полиэтилена вызывают напряжение между жилой и оболочкой (защитные слои вокруг нее).

• Кабель без экрана. Жилы испытывают отдельно от остальных, которые в этот момент заземлены.
• Кабель с металлическими экранами на жилах. Тестируется каждая жила с оболочкой, остальные в процессе заземлены.

Для повышения эффективности процедуры (снижения времени, повреждаемости муфт) можно испытывать несколько кабельных линий, подключенных к одной секции шин центрального процессора (ЦП).

Периодический осмотр электрооборудования лучше совместить с ремонтом электрических устройств на питающем и конечном конце линий.

Чтобы испытания считались удачно пройденными, а изоляция – соответствующей нормативам, не должно быть увеличения тока больше нормы или с нагревом от диэлектрических потерь. Если произошло перекрытие поверхности (пробой), то изоляция испытания не прошла.

Перед началом работы должен быть проведен контроль состояния изоляции. А именно:

• измерение сопротивления;
• определение влажности.

Испытание высоковольтного кабеля 10 кВ проводят напряжением в зависимости от материала изоляции. Она может быть:

• резиновая (2);
• бумажная, с вязкой пропиткой (5-6).

Длительность испытания высоковольтного кабеля 10 кВ составляет не более 5 минут для каждой фазы.

При испытании других кабелей, с напряжением до 1 кВ, измеряют только сопротивление изоляции в течение одной минуты. Оно должно быть не ниже 0,5 МОм.

Далее будет представлена информация, какие конкретно проблемы можно выявить во время высоковольтных испытаний. Это могут быть:

• ошибки монтажа соединительных и концевых муфт;
• обрыв жилы;
• утечка масла;
• короткое замыкание между жилами (например, при коррозии металлической оболочки).

Кабельные силовые линии зарубежного производства проверяются по инструкциям, в соответствии с указаниями завода-производителя.

Если кабель проложен в земле, то проводить высоковольтные испытания целесообразнее в летнее время. Таким образом, в случае пробоя линий будет проще выполнить ремонтные работы.

Изоляцию проверяют с помощью специальной установки для высоковольтных испытаний.

Выпрямительная установка

Эти системы могут быть нескольких видов:

• передвижные;
• переносные;
• стационарные.

Любая из них имеет:

1. Испытательный трансформатор.
2. Пульт управления.
3. Высоковольтный выпрямитель.

Выпрямление осуществляется по однополупериодной схеме (это контур, проводящий во время одной половины цикла переменного тока), а обмотка трансформатора получает питание от регулировочного автотрансформатора.

Ток утечки в высоковольтных установках для испытания кабеля проверяется с помощью микроамперметра (имеет два полюса: один заземлен, второй соединен с вторичной обмоткой трансформатора). В саму цепь при этом включен регистр R. Он ограничивает ток в случае пробоя кабеля.

Примеры установок для высоковольтных испытаний:

• HVTS-HP;
• RETOM-6000;
• ВИСТ-120;
• АИСТ 50/70.

Есть и многие другие, цены на них начинаются от 100 тысяч рублей.

Измерение сопротивления

Для высоковольтных испытаний и измерений используют мегаомметр («мега» - размер измерения, «ом» – единица, «метр» - измерять). Это специальный прибор, электронное устройство, которое предназначено для установления сопротивлений больших значений. При испытании применяется тип М4100/1-5 (напряжение от 100 до 2500 В).

Мегаомметры имеют генератор постоянного тока (то есть личный источник питания) и производят расчет показаний в мегаомах.

А теперь давайте разберем, как пользоваться этим предметом.

Для этого зажим З (то есть земля) подключают к корпусу установки, а зажим Л (линия) – непосредственно к проводнику.

Это правило действительно для измерения сопротивления изоляции относительно земли. А для иных электрических цепей зажимы можно использовать в любом положении.

Помимо данных двух зажимов, есть еще Э (экран). Он эффективно уточняет измерения (особенно при больших сопротивлениях). Происходит это за счет устранения влияния тока утечки (физическое явление, связанное с плохой изоляцией электрооборудования).

Перед началом работы установите сопротивление изоляции. Оно должно соответствовать нормам по мегаомметру. Оценить это можно по ручке генератора. Правильные данные будут при вращении ручки 90-150 оборотов в минуту с номинальным напряжением в 120 и разомкнутостью внешней цепи. Фиксируют значение через 60 секунд после того, как установилась средняя частота вращения ручки генератора. Таким образом, это значение и будет сопротивлением изоляции.

Для безопасности и точности операции убедитесь:

• В чистоте проводов, кабельных воронок, самой проверяемой аппаратуры.
• В отсутствии напряжения на испытуемом электрооборудовании.
• Что все детали с пониженным изоляцией и испытательным напряжением отключенные и укороченные.

Возможно искажение данных прибора при плохих погодных условиях (поверхность изолирующие частей электроустановки может быть увлажненная). Этот вопрос также важен в высоковольтных испытаниях, от него зависит точность и безопасность.

Определить уровень увлажненности поможет метод абсорбции. Его принцип состоит в том, что с мегаомметра снимают показания через 15, а затем 60 секунд после подачи напряжения.

Такой метод позволяет определить увлажненность изоляции трансформаторов и электрических машин.

Передвижная лаборатория

Проверка помогает добиться качественной, долгой и стабильной службы электрического объекта. Она происходит с помощью лаборатории высоковольтных испытаний (ЛВИ). Они бывают:

• ЛВИ-1 (испытание распределительных устройств воздушных и кабельных линий, электрооборудования подстанций).
• ЛВИ-2 (поиск мест повреждения изоляции в кабельных линиях).
• ЛВИ-3 (проведение полного комплекса испытаний и определение мест повреждений в силовых кабелях).

При этом разделяют две системы для измерения высокого напряжения:

1. СВН-20.
2. СВН-100.

Они имеют государственный сертификат об утверждении типа средств измерений.

Эксплуатация лаборатории высоковольтных испытаний поможет не только провести испытания, но и сделать прогноз возможных энергетических потерь, грамотно распределить нагрузку.

Выполнять работу на ней могут только высококвалифицированные специалисты. Они должны обладать большим опытом проведения высоковольтных испытаний и измерений.

В настоящее время можно воспользоваться услугами передвижной высоковольтной лаборатории, в которой есть все необходимое оборудование. Ее преимущества:

• оперативность проведения работ;
• испытания в труднодоступных местах.

Основные виды работ на ЛВИ:

• проверка заземляющих устройств;
• ремонт поврежденного силового кабеля;
• испытания электрооборудования;
• поиск обрыва, повреждения кабельных линий;
• измерение сопротивления изоляции;
• испытания разрядников, силовых масляных трансформаторов и масляных выключателей.

Существуют определенные нормы высоковольтных испытаний. Больше информации на эту тему содержится в таких нормативных документах, как:

1. «Правила устройства электроустановок" (ПУЭ) – главный технический документ, связанный с правилами электрооборудования. Им пользуются инженеры, проектирующие электроустановки всех типов и модификаций. Этот документ распространяется на все создаваемые и ремонтируемые электроприборы.
2. «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей" (ПТЭЭП). Данные требования предназначены для инженерно-технического персонала, занимающегося налаживанием, эксплуатацией и ремонтом электроприборов электростанций и сетей.

Также необходим тепловизионный контроль. Он производится для всех распределительных устройств, если инструкция этому не противоречит.

Оценка состояния резервного электрооборудования регламентирована «Правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок» (ПОТ Р М-016). Периодичность зависит от условий хранения.

В отношении приборов электроавтоматики и релейной защиты следует сказать, что необходимы испытания изоляции оборудования каждый раз после полной замены масла.

Существует множество различных правил, описанных в вышеназванных документах. Полный перечень испытаний кабельных линий регламентирован в правилах ПТЭЭП (приложение 3, п.6), а также в ПУЭ (Глава 1.8, п. 1.8.40).

Кроме этого, нормы высоковольтных испытаний предусматривают рекомендации для технических руководителей энергопредприятий. Они должны обеспечить внедрение осмотра электроприборов под рабочим напряжением, которое позволяет выявить недостатки на ранних стадиях развития. Допустимо привлечение организаций, аккредитованных на право проведения соответствующих испытаний.

Напряжение 10 кВ – наиболее распространенный класс, который применяется на большинстве предприятий и производств. Его используют для того, чтобы снизить повреждаемость кабельных линий под рабочим напряжением.

Почти все испытания проводят несколько раз. Это позволяет убедиться в их точности.

Оформление документов

В качестве доказательства, подтверждающего проверку, выступают протоколы высоковольтных испытаний электрооборудования с повышенным напряжением. Это обязательная часть проверки, которая контролируется соответствующими органами.

Документы фиксируют факт своевременного осмотра электрооборудования, а выдаются специалистами, осуществляющими высоковольтные испытания.

К нему относятся все электрические устройства, которые эксплуатируются на предприятии. Каждое из них должно иметь акт индивидуального испытания. В него включаются:

• точное название модели оборудования и его тип;
• серийный номер, который выбит на самом устройстве;
• дата выпуска и всех проверок, проведенных ранее.

Протокол испытаний нужен, чтобы подтвердить осуществление проверки и разрешить дальнейшую эксплуатацию оборудования.

Если такого документа нет, органы контроля не позволят продолжить использование.

В ходе испытания нового оборудования устанавливается соответствие реальных показателей с заявленными от завода-производителя (температурный режим, мощность, допустимая нагрузка).

Отдельно проводится испытание на электробезопасность, составляется соответствующий акт.

Документы должны быть оформлены сразу после проверки. Помимо этого, срок контроля инспекторской службой также ограничен, поэтому перед началом проведения испытаний удостоверьтесь, что компания имеет на них право.

Проверку могут осуществлять предприятия, которые зарегистрированы в Ростехнадзоре и имеют разрешение на оказание услуг по высоковольтным испытаниям электрооборудования.

Порядок действий

Проведение высоковольтных испытаний ограничено 10 минутами. Это связано с риском старения изолирующего слоя. Кабели с бумажной и полиэтиленовой изоляцией можно испытывать не более 5 минут. В ходе действия не должно происходить нагревания электрических элементов.

Величина напряжения зависит от вида оборудования. Нормы прописаны в «Правилах эксплуатации электроустановок потребителей".

Проверка совершается бригадой, состоящей не менее чем из двух человек. Если испытание подразумевает работу с напряжение более 1000 В, один из работников должен иметь шестую группу безопасности, а другой – третью.

Результаты проверки оформляются в учетном журнале норм и правил работы в электрооборудовании.

Если применяется напряжение менее 1000 В, достаточно третьей группы для обоих участников испытаний.

Работу могут проводить только лица, достигшие 18 лет и прошедшие профессиональную подготовку в области знания схем и правил испытаний в условиях действующих электроустановок. Это проверяется особой отметкой в удостоверении, которая называется «Свидетельство на право проведения специальных работ» и ПУЭ (правила устройства электроустановок).

Значение проверки

Высоковольтные испытания имеют огромное значение в эксплуатации электрооборудования и на предприятии, и в быту. Они обеспечивают безопасность работы, продлевают время использование устройств, выявляют нарушения.

При несоблюдении нормативов проверки или же при ее отсутствии может быть нанесен огромный вред предприятию и рабочему персоналу.