 |
ТРЕБОВАНИЯ К ИСПЫТАНИЯМ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ
ПОРА УСТРАНИТЬ НЕСОГЛАСОВАННОСТЬ
Леонард Эткинд, к.т.н, заместитель технического директора
Эдик Раскулов, к.т.н., главный конструктор отдела измерительных трансформаторов
ОАО «Свердловский завод трансформаторов тока», г. Екатеринбург
Противоречия в российской нормативно-технической документации вызывают затруднения у многих электротехников. Зачастую просто невозможно выполнить требования ГОСТ, ПУЭ, СНиП и т.д., так как они содержат прямо противоположные указания.
Разработчики, производители и специалисты, эксплуатирующие электрооборудование, способны проанализировать документы и помочь устранить несоответствия – такова позиция Леонарда Львовича Эткинда и Радика Фаридовича Раскулова.
К глубочайшему сожалению, Леонард Львович недавно ушел из жизни. Его творческий, профессиональный путь инженера был связан главным образом с измерительными трансформаторами. Более четверти века Леонард Эткинд занимался их разработкой и совершенствованием в стенах Свердловского научно-исследовательского электротехнического института, а с 1992 года до последнего дня – на Свердловском заводе трансформаторов тока. За это время было создано 55 моделей аппаратов, в том числе – в 2005 году – первый в мире трансформатор тока с литой изоляцией на 110 кВ, получено множество патентов на изобретения и промышленные образцы. Для известного конструктора, автора десятков публикаций, эта статья стала последней. Её тема не случайна – в свое время Леонард Львович руководил разработкой ряда стандартов, и скрупулезное отношение к нормированию и испытаниям было для него аксиомой.
В последнее время в связи с модернизацией и созданием новых систем учета электроэнергии активно обновляется парк измерительных трансформаторов (ИТ). При этом нередко возникают разногласия между производителями и потребителями ИТ при вводе аппаратов в эксплуатацию и проверке их технического состояния.
Во многом эта ситуация вызвана расхождением между стандартами на ИТ и действующими нормативно-техническими документами.
Сегодня наибольшие расхождения существуют по следующим моментам:
- измерение сопротивления изоляции обмоток трансформаторов напряжения (ТН);
- длительность выдержки при испытаниях электрической прочности основной органической изоляции ИТ;
- испытания электрической прочности изоляции ТН с обмотками ВН, имеющими вывод с неполной изоляцией, подлежащий заземлению;
- измерение токов намагничивания трансформаторов тока (ТТ).
Слишком жесткие испытания повреждают изоляцию обмоток
В пункте 8.1.1 РД «Объем и нормы испытаний электрооборудования» (далее РД) [1] и в пункте 1.8.17 Правил устройства электроустановок (далее ПУЭ) [2] указано на необходимость применения мегаомметра на 2500 В для измерения сопротивления изоляции первичных обмоток любых ИТ.
Такое требование недопустимо для заземляемых ТН. В этих трансформаторах вывод первичной обмотки, который предназначен для заземления (обозначается «Х»), имеет неполную изоляцию, рассчитанную на испытательное напряжение 3 кВ частотой 50 Гц (п. 6.12.1 ГОСТ 1983-2001 [3]).
При измерении сопротивления изоляции мегаомметром на 2500 В заземляемый вывод первичной обмотки подвергается воздействию постоянного напряжения, что значительно жестче, чем действие 3 кВ частотой 50 Гц. В этом случае может быть повреждена изоляция заземляемых выводов.
Поэтому п. 9.3 ГОСТ 1983-2001 предусматривает измерение сопротивления изоляции первичных обмоток заземляемых ТН мегаомметром на 1000 В.
Избыточная выдержка сокращает срок службы ИТ
РД (пп. 7.3.1 и 8.1.2) и ПУЭ (п. 1.8.17, подпункт 3) предусматривают выдержку 5 мин для испытаний электрической прочности основной органической изоляции ИТ при повышенном напряжении.
Согласно ГОСТ 1516.1-76 (п.1.16.3) [4] и ГОСТ 1516.3-96 (п.4.16.2) [5] при повторных испытаниях изоляции длительность приложения испытательного напряжения должна быть не более1 мин вне зависимости от вида изоляции.
Неоднократная выдержка трансформаторов с органической изоляцией при испытательном напряжении в течение 5 мин приводит к необратимым процессам ускоренного старения органической изоляции. Это происходит в результате длительного воздействия повышенного напряжения и соответственно значительно сокращает срок службы испытываемого трансформатора.
Завышенное испытательное напряжение выводит из строя ТН
В разделе 8 РД и в п. 1.8.17 ПУЭ отсутствуют требования по испытанию электрической прочности изоляции ТН с обмотками ВН, имеющими вывод с неполной изоляцией, который подлежит заземлению.
При подаче на высоковольтный вывод заземляемого ТН испытательного напряжения, превышающего номинальное в несколько раз, магнитопровод войдет в состояние насыщения. В результате по обмотке потечет ток, намного превышающий максимально допустимый, и ТН неизбежно выйдет из строя.
Поэтому такие трансформаторы должны испытываться напряжением повышенной частоты, чтобы предотвратить насыщение магнитопровода.
Считаем необходимым в раздел 8 РД ввести пункт, предусматривающий испытание электрической прочности изоляции таких ТН повышенным индуктированным напряжением от источника повышенной частоты, но не более 400 Гц.
Длительность выдержки зависит от частоты испытательного напряжения, но должна быть не менее 20 с. При отсутствии источника повышенной частоты испытание изоляции индуктированным напряжением должно производиться при напряжении 1,3 номинального в течение 1 мин.
Некорректные измерения искажают данные о намагничивании
При снятии характеристик намагничивания расхождение между контрольными точками, измеренными на заводе и в условиях эксплуатации, нередко составляет более 10%. Несовпадение вызвано рядом причин:
- на заводе-изготовителе измеряется ток намагничивания от мощного источника, обеспечивающего ток практически неискаженной синусоидальной формы;
- применяются приборы различного класса точности;
- контрольная точка, соответствующая номинальной предельной кратности, как правило, находится за коленом кривой намагничивания стали, где незначительное изменение напряжения вызывает резкое изменение тока;
- неверно выбирается схема измерения тока намагничивания. Измеряемый ток обуславливает применение схемы амперметра – вольтметра или вольтметра – амперметра. В зависимости от схемы измерения ток может отличаться в несколько раз.
Считаем необходимым п.7.4 РД и п.1.8.17, подпункт 5, ПУЭ сформулировать следующим образом:
«Снятие характеристик намагничивания.
Характеристики снимаются повышением напряжения на вторичных обмотках, предназначенных для защиты до начала насыщения, но не выше 1800 В. При этом одна из контрольных точек должна соответствовать указанной заводом-изготовителем.
При наличии ответвлений у обмоток характеристика снимается на рабочем ответвлении. Контрольные точки снимаются на ответвлении, которое указано заводом-изготовителем.
В процессе эксплуатации допускается снятие только трех контрольных точек. Отличия от значений, измеренных на заводе-изготовителе, не должны превышать ± 10%.
Отличия между значениями, измеренными на паре однотипных трансформаторов, предназначенных для испытания дифференциальной защиты, не должны превышать 10%».
ВЫВОДЫ
Нормативно-технические документы должны быть приведены в соответствие со стандартами на измерительные трансформаторы.
Кроме того, при проведении испытаний и снятии характеристик в условиях эксплуатации необходимо строго выполнять рекомендации производителей трансформаторов, приведенные в эксплуатационной документации.
Вероятно, в отношении других видов электрооборудования нормативно-технические документы столь же противоречивы. Поэтому специалистам следовало бы оценить требования различных НТД и сформулировать свои предложения для исправления ситуации.
Литература
1. РД 34.45-51.300-97 «Объем и нормы испытаний электрооборудования». – М.: НЦ ЭНАС, 2004 . – 256 с.
2. Правила устройства электроустановок.
3. ГОСТ 1983-2001 «Трансформаторы напряжения. Общие технические условия».
4. ГОСТ 1516.1-76 «Электрооборудование переменного тока на напряжения от 3 до 500 кВ. Требования к электрической прочности изоляции».
5. ГОСТ 1516.3-96 «Электрооборудование переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции».
| 
|
