расчет трансформатора. Минск Москва Новое знание
 Скачать 3.25 Mb.
|
|
Испытание повышенным напряжением выпрямленного тока. Испытание изоляции повышенным напряжением выпрямленного тока позволяет убедиться в наличии необходимого запаса прочно- сти изоляции, отсутствии местных и общих дефектов, не обнару- живаемых другими способами. Испытанию изоляции повышен- 3.3. Эксплуатация кабельных линий 85 ным. напряжением. должны. предшествовать. тщательный. осмотр. и.оценка.состояния.изоляции.другими.методами.только.при.поло- жительных.результатах.проверок. Испытание.повышенным.напряжением.обязательно.для.элек- трооборудования. напряжением. 35. кВ. и. ниже,. а. при. наличии. ис- пытательных.устройств.—.и.для.оборудования.напряжением.выше. 35.кВ,.за.исключением.случаев,.оговоренных.нормами. Изоляция. cчитается. выдержавшей. испытания. повышенным. напряжением.в.том.случае,.если.не.было.пробоев,.частичных.раз- рядов,. выделений. газа. и. дыма,. резкого. снижения. напряжения. и.возрастания.тока.через.изоляцию,.местного.нагрева.изоляции. В. зависимости. от. вида. оборудования. и. характера. испытания. изоляция. может. быть. испытана. приложением. повышенного.. напряжения.переменного.тока.или.выпрямленного.напряжения. В.изоляции.могут.развиваться.частичные.разряды.и.ионизаци- онные.процессы.при.действии.переменного.тока,.которые.являют- ся. опасными. для. изоляции. кабеля.. Поэтому. испытание. кабеля.. повышенным. напряжением. промышленной. частоты. является. не- приемлемым.. При. испытаниях. промышленным. выпрямленным. напряжением. в. изоляции. отсутствуют. диэлектрические. потери. и.не.могут.развиваться.ионизационные.процессы.и.частичные.раз- ряды..Этим.исключается.опасность.развития.нежелательных.про- цессов. в. ходе. самих. испытаний.. Распределение. напряжений. по. слоям. изоляции. в. этом. случае. происходит. обратно. пропорцио- нально. проводимости. слоев,. поэтому. большая. часть. напряжения. прикладывается.к.неувлажненным.слоям.и.тем.самым.эффектив- ность.отыскания.слабых.мест.повышается. Согласно.«Правилам.технической.эксплуатации.электроустано- вок.потребителей»,.изоляция.силовых.кабельных.линий.подвергает- ся.испытанию.повышенным.выпрямленным.напряжением.(рис..3.8). Рис. 3.7. Схема.измерения.сопротивления.изоляции.кабеля Глава 3. Эксплуатация воздушных и кабельных линий 86 Рис. 3.8. Схема.проверки.электрической.прочности.изоляции.кабеля. повышенным.выпрямленным.напряжением:. А.—.блок.испытательной.установки;.Q.—.автоматический.выключатель;. F.—.плавкий.предохранитель;.TV1.—.автотрансформатор;.TV2.—.высоко- вольтный.трансформатор;.V.—.высоковольтный.выпрямитель;.R.—.резистор;. S.—.кнопочный.выключатель;.Р1.—.киловольтметр;.Р2.—.миллиамперметр Периодичность.испытаний: кабелей.напряжением.до.35.кВ.—.1.раз.в.год.в.первые.5.лет. эксплуатации,.далее.1.раз.в.2.года,.а.для.кабелей,.проложенных.на. территории.ТП,.РУ,.заводов,.—.1.раз.в.3.года; кабелей.напряжением.110…220.кВ.—.через.3.года.после.вво- да.в.эксплуатацию.и.затем.1.раз.в.5.лет..Величина.испытательных. выпрямленных.напряжений.приведена.в.табл..3.3. Таблица 3.3 Испытательные выпрямленные напряжения для силовых кабелей U ном ,. кВ 0,66 1,0 2,0 3,0 6,0 10,0 20,0 35,0 110,0 220,0 Кабели.с.бумажной.изоляцией U исп. ,. кВ 2,5 2,5 10–17 15–25 36 60 100 175 285 510 Кабели.с.пластмассовой.изоляцией U исп. , кВ — 2,5 * — 7,5 36 60 — — 285 — * Испытания.выпрямленным.напряжением.одножильных.кабелей.с.пласт- массовой.изоляцией,.проложенных.на.воздухе,.не.проводятся. 3.3. Эксплуатация кабельных линий 87 Кабели напряжением 1000 В и ниже испытываются мегомме- тром на напряжение 2500 В. Продолжительность испытания — 1 мин. Сопротивление изоляции должно быть не ниже 0,5 МОм. Высоковольтные кабели считаются выдержавшими испыта- ния, если не произошло пробоя, не было скользящих разрядов и толчков тока или его нарастания после того, как он достиг уста- новившейся величины. У кабеля с нарушенной изоляцией ток утечки с течением вре- мени скачкообразно возрастает и достигает значительных величин, если не наступает пробоя изоляции, сопровождающегося также уве- личением тока утечки. При этом испытательная высоковольтная установка автоматически отключается. Допустимые токи утечки для силовых кабелей приведены в табл. 3.4. Таблица 3.4 Допустимые токи утечки для силовых кабелей Кабели на напряжение, кВ Испытательное напряжение, кВ Допустимый ток утечки, мА 6 36 0,2 10 50 0,3 20 100 1,5 35 140 1,8 Для испытания кабеля повышенным напряжением в лабора- торной работе в качестве источника выпрямленного напряжения применяется кенотронная установка АИИ-70. Испытательное на- пряжение плавно поднимается с нуля до заданной величины. При этом наблюдают за показаниями киловольтметра и миллиампер- метра (испытательное напряжение и токи утечки). Испытание электрической прочности изоляции кабелей про- изводится повышенным напряжением по схеме, изображенной на рис. 3.8. При этом напряжение подводится в зависимости от вида кабеля: для одножильных кабелей и кабелей с отдельно освинцо- ванными жилами между жилой и свинцовой оболочкой этой жилы; для многожильных кабелей с поясной изоляцией — между каждой жилой и остальными жилами, соединенными со свинцо- Глава 3. Эксплуатация воздушных и кабельных линий 88 вой оболочкой, при одновременном заземлении других жил и свинцовой оболочки кабеля. После испытания кабеля напряжение плавно снижается до нуля, испытанная жила отключается и с нее снимается заряд пу- тем замыкания ее на землю с помощью разрядного устройства — заземляющей штанги, наглухо заземленной. Аналогично произво- дится испытание изоляции других фаз. Результаты испытаний повышенным напряжением считаются удовлетворительными, если при приложении полного испыта- тельного напряжения не наблюдалось скользящих разрядов, толч- ков тока утечки или плавного нарастания тока утечки, пробоев или перекрытий изоляции и если сопротивление изоляции, изме- ренное мегомметром, после испытания осталось прежним. Если характеристики изоляции резко ухудшились или близки к брако- вочной норме, то должна быть выяснена причина ухудшения изо- ляции и приняты меры по ее устранению. Результаты испытания заносят в протокол испытания силово- го кабеля и делают заключение о пригодности кабеля к дальней- шей эксплуатации. 3.4. Способы определения мест повреждения кабельных линий В условиях эксплуатации кабельных линий возможны следую- щие повреждения: замыкания между собой двух или трех жил без замыкания или с замыканием их на землю (оболочку), замыкание одной жилы на землю, разрыв одной или нескольких жил без за- мыкания на землю; разрыв одной или нескольких жил без замы- кания или с замыканием на землю. Возможны также повреждения типа заплывающего пробоя, при котором кабель ведет себя как неповрежденный, но пробива- ется при повторном приложении к нему высокого напряжения. Заплывающий пробой характерен при повреждениях в соедини- тельных муфтах. При заплывающих пробоях, как правило, сопротивление в ме- сте пробоя велико, поэтому приходится дополнительно прожигать 3.4. Способы определения мест повреждения кабельных линий 89 кабель. с. помощью. мощного. источника. выпрямленного. напряже- ния. (на. газотронах. или. кремниевых. вентилях). или. рабочим. на- пряжением.промышленной.частоты..Прожигание.ведут.в.один.или. несколько.приемов.до.снижения.переходного.сопротивления.в.ме- сте.повреждения.до.нескольких.сотен.Ом. Методы. и. устройства. для. определения. места. повреждения. в.кабелях.можно.разделить.на.два.вида:.относительные.и.абсолют- ные..При.относительном методевсе.результаты.замеров.параметров. кабельной. линии. позволяют. определить. только. зону. повреждения. (участок. линии),. а. при. абсолютном методе. определяют. точное. место.повреждения. К.относительным.методам.относят:.импульсный,.петлевой,.ко- лебательного.разряда.и.емкостной,.а.к.абсолютным.—.индукцион- ный.и.акустический. Импульсный метод. основан. на. измерении. времени. пробега. кратковременного.импульса,.посылаемого.в.поврежденную.линию. от.места.измерения.до.места.повреждения.(где.импульс.отражает- ся).и.обратно. Расстояние.до.места.повреждения.определяется.из.соотношения l t v x x = 2 , (3.1) где. l x . —. расстояние. до. места. повреждения,. м;. t x . —. время. пробега. импульса.до.точки.отражения.и.обратно,.мкс;.v.—.скорость.распро- странения.импульса,.м/мкс. Опытные. измерения. различных. кабельных. линий. показали,. что.скорость.распространения.импульса.по.кабелю.примерно.рав- на.160.м/мкс..В.этом.случае l t v t x x x = = 2 80 . (3.2) Импульсный.метод.применяется.на.кабельных.линиях.любых. напряжений,.выполненных.кабелями.любых.марок,.для.определе- ния.всех.видов.повреждений.(замыкание.жилы.на.оболочку,.двух. или.трех.жил.между.собой.и.на.землю.в.одном.месте,.обрыв.токо- ведущих.жил.без.заземления.и.с.замыканием.на.землю).при.усло- вии,. что. переходное. сопротивление. в. месте. повреждения. не. пре- вышает.200.Ом. Глава 3. Эксплуатация воздушных и кабельных линий 90 Для. определения. места. повреждения. на. кабельных. линиях. применяют. измерители. неоднородностей. кабелей. Р5-9,. Р5-9/1. или.аналогичные.им.приборы. В. настоящее. время. все. большее. применение. находят. цифро- вые.рефлектометры,.например.РЕЙС-105М.(рис..3.9). Рис. 3.9. Цифровой.рефлектометр.РЕЙС-105М Основную.сложность.и.трудоемкость.при.методе.импульсной. рефлектометрии.представляет.выделение.отражения.от.места.по- вреждения.на.фоне.помех. Метод. импульсной. рефлектометрии,. реализованный. в. прибо- ре. РЕЙС-105М. (рис.. 3.10),. базируется. на. физическом. свойстве. бесконечно.длинной.однородной.линии,.согласно.которому.отно- шение. между. напряжением. и. током. введенной. в. линию. электро- магнитной.волны.одинаково.в.любой.точке.линии..Это.соотноше- ние. W U I = .имеет.размерность.сопротивления.и.называется.волно- вым.сопротивлением.линии. Для. определения. расстояния. до. места. повреждения. (неодно- родности.волнового.сопротивления).в.линию.посылают.импульс,. измеряют.интервал.t x .—.время.двойного.пробега.этого.импульса.до. места.повреждения,.и.рассчитывают.до.места.повреждения.l x Отношение.амплитуды.отраженного.импульса.U отр .к.амплиту- де. зондирующего. импульса. U з . обозначают. коэффициентом. отра- жения.К отр : K U U отр отр з = .(3.3) 3.4. Способы определения мест повреждения кабельных линий 91 Отражение.появляется.в.тех.местах,.где.волновое.сопротивле- ние.отклоняется.от.своего.среднего.значения:.у.муфт,.у.мест.изме- нения.сечения,.у.мест.сжатия.кабеля,.в.местах.утечки,.обрыва,.ко- роткого.замыкания,.ответвления,.в.конце.кабеля.и.т.д. В.месте.подключения.прибора.также.возникают.переотражения. сигналов. от. выходного. сопротивления. генератора. зондирующих. импульсов,.если.оно.не.равно.волновому.сопротивлению.измеря- емой.линии..В.зависимости.от.соотношения.выходного.сопротив- ления.генератора.зондирующих.импульсов.и.волнового.сопротив- ления.линии.изменяются.полярность.и.амплитуда.переотражений,. которая. может. оказаться. соизмеримой. с. амплитудой. отражений.. Поэтому. операция. согласования. выходного. сопротивления. гене- ратора. с. волновым. сопротивлением. линии. должна. проводиться. обязательно. Затухание.зондирующих.импульсов.в.линии.существенно.влияет. на. отраженный. сигнал.. Затухание. линии. определяется. ее. геоме- трической. конструкцией,. материалом. проводников. и. изоляции. и.является.частотно-зависимым,.вследствие.чего.изменяются.зон- дирующие. импульсы. при. их. распространении. по. линии. как. по.. амплитуде,.так.и.по.длительности.(«расплывание»). «Расплывание». импульса. и. уменьшение. его. амплитуды. (тем. больше,. чем. длиннее. линия). затрудняют. точное. отыскание. по- вреждения.. Поэтому. обязателен. правильный. выбор. параметров. зондирующего. импульса. в. соответствии. с. длиной. и. частотной.. t Конец линии Короткое замыкание Муфта Муфта РЕЙС 105М t х t м Рис. 3.10. Рефлектометрический.метод.определения.места.повреждения Глава 3. Эксплуатация воздушных и кабельных линий 92 характеристикой. затухания. линии.. Критериями. правильного. вы- бора.параметров.зондирующего.импульса.являются.минимальное. «расплывание».и.максимальная.амплитуда.отраженного.сигнала. Зондирующий. и. отраженные. импульсы. воспроизводятся. на. жидкокристаллическом.экране,.образуя.рефлектограмму.испытуе- мой.линии. Отсутствие.отраженного.сигнала.свидетельствует.о.точном.со- гласовании. системы. с. линией. по. волновому. сопротивлению. и. об. отсутствии.повреждений. При.обрыве.отраженный.импульс.имеет.ту.же.полярность,.что. и. зондирующий,. при. коротком. замыкании. отраженный. импульс. меняет.полярность. Предельная. амплитуда. отраженного. сигнала. при. полном. от- ражении.и.отсутствии.затухания.(в.начале.линии).равна.амплиту- де.зондирующего.импульса..При.изменении.сопротивления.линии. в. месте. неоднородности. от. нуля. (короткое. замыкание). до. беско- нечности. (обрыв). отраженный. импульс. меняет. полярность. и. ам- плитуду. Эквивалентные. схемы. повреждений. в. линии. приведены. на. рис..3.11. Рис. 3.11. Эквивалентные.схемы.повреждений: R н .=.0.(короткое.замыкание),.R н .=. ∞.(обрыв),.0.≤ R н. ≤.∞;. R ш .—.шунтирующая.утечка,.0. ≤ R ш. ≤.1…10.кОм,.с.учетом.затухания;. R п .—.продольное.сопротивление,.0. ≤ R п. ≤.∞ При.зондировании.линии.короткими.импульсами.напряжения. (длительность. импульса. намного. меньше. времени. распростране- 3.4. Способы определения мест повреждения кабельных линий 93 ния.импульса.по.линии).наблюдаются.отражения.от.начала.и.кон- ца.распределенных.неоднородностей,.поэтому.такое.зондирование. используется.только.для.поиска.локальных.повреждений.и.круп- ных.сосредоточенных.неоднородностей.волнового.сопротивления.. Короткий. зондирующий. импульс. обеспечивает. высокую. разре- шающую.способность,.которая.определяется.его.длительностью. Импульсный.сигнал.распространяется.в.линии.с.определенной. скоростью,.которая.зависит.от.типа.диэлектрика..Эта.зависимость. выражается.в.виде V c c = = γ ε , (3.4) где.с.—.скорость.света;. γ —.коэффициент.укорочения.электромаг- нитной.волны.в.линии;. ε.—.диэлектрическая.проницаемость.мате- риала.изоляции.кабеля. Коэффициент. укорочения. γ. показывает,. во. сколько. раз. ско- рость. распространения. импульса. в. линии. меньше. его. скорости. распространения.в.воздухе. Точность.определения.расстояния.до.места.повреждения.зави- сит.от.точности.установки.коэффициента.укорочения. Величина. γ. является. справочной. только. для. радиочастотных. кабелей,.для.других.типов.кабелей.не.нормируется..Коэффициент. укорочения.можно.определить.методом.импульсной.рефлектоме- трии.при.известной.длине.кабеля..Числовые.значения.коэффици- ентов.укорочения.для.кабелей.и.линий.различных.типов.(до.64.ко- эффициентов.различных.кабелей).могут.быть.записаны.в.память. прибора. изготовителем. или. самим. потребителем. и. сохраняются,. тем.не.менее,.10.лет,.в.том.числе.при.отключенном.питании. Для.многожильных.и.многопарных.кабелей.коэффициент.уко- рочения,.волновое.сопротивление.и.затухание.различны.для.каж- дого. варианта. включения,. поэтому. рекомендуются. включения. прибора. независимо. от. типа. повреждения. по. схеме. «жила. —. жила»;. при. повреждении. одной. из. жил. предусматривается. схема. «поврежденная.жила.—.неповрежденная.жила». При.измерениях.на.воздушных.линиях.электропередачи.с.го- ризонтальным. расположением. проводов. прибор. следует. подклю- чать.по.схеме.«средний.провод.—.крайний.провод».или.«средний. провод.—.земля». Глава 3. Эксплуатация воздушных и кабельных линий 94 Включение. по. схеме. «жила. —. оболочка». в. кабеле. позволяет. выявить.поврежденную.жилу.методом.сравнения. По. соотношению. величин. отражения. от. повреждения. и. напря- жения.помех.все.отражения.можно.разделить.на.простые.и.сложные. Простое повреждение .—.это.такое.повреждение.кабельной.ли- нии,. при. котором. амплитуда. отражения. от. места. повреждения. больше.амплитуды.помех. Сложное повреждение.—.это.такое.повреждение,.для.которого. амплитуда. отражения. от. места. повреждения. меньше. или. равна. амплитуде.помех. Помехи. бывают. асинхронные. (аддитивные). и. синхронные.. Асинхронные помехи.не.связаны.с.зондирующим.сигналом.и.неод- нородностями.кабельной.линии.и.вызваны.наводками.от.соседних. кабельных. линий,. от. оборудования,. транспорта,. различной. аппа- ратуры.и.т.п. Синхронные помехи.связаны.с.зондирующим.сигналом.и.явля- ются. отражениями. зондирующего. сигнала. от. неоднородностей. волнового. сопротивления. линии. (отражения. от. кабельных. муфт,. ответвлений. кабельных. вставок,. неоднородностей. кабельных. ли- ний.технологического.характера.и.др.). Большинство.кабельных.линий.(кроме.кабелей.связи).не.пред- назначены.для.передачи.коротких.импульсных.сигналов,.использу- емых.при.методе.импульсной.рефлектометрии..Поэтому.таким.ка- бельным.линиям.присуще.большое.количество.синхронных.помех. При. измерениях. кабельных. линий. методом. импульсной. реф- лектометрии. асинхронные. и. синхронные. помехи. присутствуют. одновременно. Асинхронные. помехи. (кроме. помех. импульсного. характера),. как. правило,. имеют. одинаковые. величины,. независимо. от. того,. с.какого.конца.кабельной.линии.ведется.измерение. Синхронные. помехи. имеют. различную. величину. в. зависимо- сти. от. многих. факторов:. длины. кабельной. линии,. затухания. им- пульсных.сигналов,.удаленности.места.повреждения.и.мест.неод- нородностей.волнового.сопротивления.кабельной.линии,.точности. согласования.выходного.сопротивления.импульсного.рефлектоме- тра.с.волновым.сопротивлением.линии.и.др..Поэтому.отражения. от. одной. и. той. же. неоднородности. могут. иметь. различные. вели- чины.при.измерении.с.разных.концов.линии. |