Испытания электрооборудования повышенным напряжением

Зачем проводятся

Испытание изоляции повышенным напряжением проводится с целью выявления дефектов. Специалисты могут выявить даже мелкие дефекты в изоляции, которые могли бы привести к несчастным случаям или сбоям.

Периодичность проведения

Согласно ПТЭЭП, испытание электроустановок должно проводиться на всем протяжении жизненного цикла электрооборудования, а именно:

• в рамках пуско-наладочных испытаний, проводимых после завершения монтажных работ и до подключения электроустановки к сети;
• в период эксплуатации в соответствии с планом, определенным для данного типа оборудования;
• после ремонта электрооборудования, а также в ситуациях, когда возникают сомнения в его исправности (например, после аварийных перегрузок или сбоев в релейной защите);
• в случае корректировки схемы подключения, изменения или увеличения расчетных нагрузок на кабельную сеть.

Профилактические испытания для поддержания электрооборудования в рабочем состоянии должны проводиться не реже 1 раза в год для объектов со стандартным режимом работы и не реже 2 раз в год для объектов, связанных с опасным производством.

Периодичность проведения плановых испытаний электрооборудования устанавливает технический руководитель предприятия, который также утверждает соответствующий план. Важно отметить, что план должен соответствовать указаниям, представленным в Приложении 3 ПТЭЭП, а также учитывать рекомендации, изложенные в инструкциях производителя оборудования.

Методика и порядок проведения

Испытания электрооборудования повышенным напряжением проводятся так же, как испытания механических конструкций. Оборудование подвергают воздействию нагрузки, которая превышает максимальный показатель, допустимый в рабочем режиме. Если оно выдерживает испытательный режим определенное время, то признается пригодным к эксплуатации. Так определяют наличие у электрооборудования запаса прочности.

В процессе проведения испытаний выполняется подача повышенного напряжения на электрооборудование. Контроль параметров выполняют с помощью измерительных приборов.

1. Подготовка. Электрооборудование тщательно проверяют на наличие видимых дефектов. Затем подвергают предварительной проверке с помощью мегаомметров и других приборов.
2. Испытание на прочность изоляции. Оборудование соединяется с источником высокого напряжения. Это напряжение превышает нормальное рабочее напряжение устройства. Так можно выявить даже минимальные дефекты в изоляции.
3. Проверка на пробой. Электрооборудование подвергается максимально допустимому напряжению, при котором ожидается пробой изоляции. Это помогает установить предельные значения безопасной работы оборудования.
4. Измерение тока утечки. Во время испытаний также измеряется ток утечки через изоляцию. Это важно для оценки качества изоляции и обнаружения потенциальных проблем.
5. Регистрация результатов. Все результаты документируются. Эти данные обеспечивают основание для оценки качества и безопасности электрооборудования.

Виды испытаний повышенным напряжением

В зависимости от типа испытываемого оборудования и поставленных задач применяются различные виды испытаний повышенным напряжением:

Испытание напряжением промышленной частоты (50 Гц)

Самый распространенный вид испытаний для оборудования с твердой и комбинированной изоляцией. Применяется для:

• силовых трансформаторов малой и средней мощности;
• измерительных трансформаторов тока и напряжения;
• комплектных распределительных устройств (КРУ, КРУН);
• сборных и соединительных шин;
• разъединителей и выключателей нагрузки;
• опорных и проходных изоляторов;
• ограничителей перенапряжения;
• электродвигателей и генераторов.

Испытательное напряжение подается от трансформаторных установок типа АИД-70, УИВ-100, АИИ-70 и аналогичных. Длительность приложения напряжения — обычно 1 минута для нового оборудования и 1 минута для оборудования в эксплуатации (согласно РД 34.45-51.300-97).

Испытание выпрямленным напряжением

Применяется преимущественно для силовых кабельных линий с бумажно-пропитанной изоляцией напряжением 6, 10, 20, 35 кВ. Используются установки серии АИД-70, АИД-70М, АИД-70Ц. Преимущества метода:

• значительно меньшая мощность испытательной установки по сравнению с испытаниями переменным напряжением;
• возможность одновременного измерения тока утечки;
• возможность оценки коэффициента асимметрии токов утечки.

Испытание сверхнизкой частотой (СНЧ, VLF)

Современный метод испытания кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 6-35 кВ. Применяется частота 0,1 Гц с синусоидальной или косинусоидально-прямоугольной формой напряжения. Преимущества:

• меньшая мощность установки по сравнению с частотой 50 Гц;
• безопасность для изоляции из СПЭ (выпрямленное напряжение запрещено для таких кабелей согласно ГОСТ);
• эффективное выявление дефектов изоляции;
• возможность совмещения с диагностикой методом частичных разрядов.

Испытание импульсным напряжением

Применяется для проверки стойкости изоляции к грозовым и коммутационным перенапряжениям. Имитирует воздействие реальных импульсов, возникающих в электросети. Используется в основном на заводах-изготовителях, в условиях эксплуатации применяется редко.

Объекты испытаний и значения испытательного напряжения

Для каждого вида электрооборудования применяются свои значения испытательного напряжения. Они зависят от класса напряжения, типа изоляции, конструкции оборудования, вида испытаний, заводской документации, программы и методики испытаний, а также требований РД 34.45-51.300-97 и профильных ГОСТ.

Ниже приведены типовые значения для электрооборудования 6–35 кВ.

Силовые трансформаторы 6–35 кВ

Изоляция обмоток силовых трансформаторов вместе с вводами может испытываться повышенным напряжением промышленной частоты 50 Гц.

Для маслонаполненных трансформаторов с нормальной изоляцией испытание повышенным напряжением при вводе в эксплуатацию и при капитальном ремонте без замены обмоток и изоляции обычно не является обязательным. Если испытание предусмотрено программой, значение испытательного напряжения принимается по действующим нормам, заводской документации и состоянию оборудования.

Для сухих трансформаторов испытание изоляции повышенным напряжением является обязательным. Сухие трансформаторы испытываются по нормам для облегчённой изоляции.

Типовые значения испытательного напряжения для трансформаторов с нормальной изоляцией:

• 6 кВ — заводское испытание 25 кВ; при вводе в эксплуатацию — 22,5 кВ; в эксплуатации — 21,3 кВ;
• 10 кВ — заводское испытание 35 кВ; при вводе в эксплуатацию — 31,5 кВ; в эксплуатации — 29,8 кВ;
• 35 кВ — заводское испытание 85 кВ; при вводе в эксплуатацию — 76,5 кВ; в эксплуатации — 72,3 кВ.

Типовые значения испытательного напряжения для сухих трансформаторов с облегчённой изоляцией:

• 6 кВ — заводское испытание 16 кВ; при вводе в эксплуатацию — 14,4 кВ; в эксплуатации — 13,6 кВ;
• 10 кВ — заводское испытание 24 кВ; при вводе в эксплуатацию — 21,6 кВ; в эксплуатации — 20,4 кВ;
• 20 кВ — заводское испытание 50 кВ; при вводе в эксплуатацию — 45 кВ; в эксплуатации — 42,5 кВ.

Длительность приложения испытательного напряжения — 1 минута.

При капитальном ремонте с полной заменой обмоток и изоляции применяется заводское испытательное напряжение. При частичной замене изоляции, реконструкции или ремонте без полной замены изоляции значение испытательного напряжения уточняется по РД 34.45-51.300-97, заводской документации и программе испытаний.

Силовые кабельные линии с бумажной изоляцией 6–35 кВ

Кабельные линии с бумажной пропитанной изоляцией испытываются повышенным выпрямленным напряжением.

Типовые значения испытательного напряжения:

• кабель 6 кВ — 36 кВ;
• кабель 10 кВ — 60 кВ;
• кабель 20 кВ — 100 кВ;
• кабель 35 кВ — 175 кВ.

Длительность приложения полного испытательного напряжения:

• при приёмо-сдаточных испытаниях — 10 минут;
• в процессе эксплуатации — 5 минут.

Силовые кабельные линии с изоляцией из сшитого полиэтилена 6–35 кВ

Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена не рекомендуется испытывать повышенным постоянным напряжением по аналогии с кабелями с бумажной изоляцией. Для таких линий применяют испытание сверхнизкой частотой 0,1 Гц, измерение частичных разрядов, измерение тангенса угла диэлектрических потерь и другие методы диагностики по программе испытаний.

При испытании напряжением СНЧ 0,1 Гц часто применяется уровень 3U₀, где U₀ — номинальное напряжение кабеля относительно земли.

Ориентировочные значения испытательного напряжения:

• кабель 6 кВ, исполнение 3,6/6 кВ — 10,8 кВ;
• кабель 10 кВ, исполнение 6/10 кВ — 18 кВ;
• кабель 20 кВ, исполнение 12/20 кВ — 36 кВ;
• кабель 35 кВ, исполнение 20,3/35 кВ — 60,9 кВ.

Длительность испытания обычно составляет 30–60 минут и определяется программой испытаний, инструкцией завода-изготовителя и типом применяемой испытательной установки.

Комплектные распределительные устройства, КРУН, КТП, сборные шины и аппараты 6–35 кВ

Главные цепи КРУ, КРУН, КТП, сборных шин и коммутационных аппаратов испытываются повышенным напряжением промышленной частоты 50 Гц.

Типовые значения для основной изоляции:

• 6 кВ — 32 кВ;
• 10 кВ — 42 кВ;
• 35 кВ — 95 кВ.

Для отдельных видов изоляции и при эксплуатационных испытаниях могут применяться пониженные значения:

• 6 кВ — 28,8 кВ;
• 10 кВ — 37,8 кВ;
• 35 кВ — 85,5 кВ.

Длительность приложения испытательного напряжения — 1 минута.

Для межконтактных промежутков коммутационных аппаратов значения испытательного напряжения могут отличаться. Они зависят от конструкции аппарата, количества разрывов на полюс и требований завода-изготовителя.

Изоляция вторичных цепей, цепей управления, защиты, автоматики и измерений испытывается напряжением 1 кВ промышленной частоты в течение 1 минуты, если иное не установлено программой испытаний или заводской документацией.

Цепи с микроэлектронными элементами и цепи на рабочее напряжение 60 В и ниже повышенным напряжением 1 кВ, как правило, не испытываются.

Измерительные трансформаторы тока и напряжения

Главная изоляция измерительных трансформаторов тока и напряжения испытывается по нормам для аппаратов соответствующего класса напряжения.

Типовые значения испытательного напряжения:

• 6 кВ — 32 кВ;
• 10 кВ — 42 кВ;
• 35 кВ — 95 кВ.

Для отдельных видов изоляции и при эксплуатационных испытаниях могут применяться пониженные значения:

• 6 кВ — 28,8 кВ;
• 10 кВ — 37,8 кВ;
• 35 кВ — 85,5 кВ.

Длительность приложения испытательного напряжения — 1 минута.

Вторичные цепи измерительных трансформаторов проверяются в составе вторичных цепей присоединения. Обычно применяется испытательное напряжение 1 кВ промышленной частоты в течение 1 минуты, если иное не указано в заводской документации или программе испытаний.

Электрические машины: электродвигатели и генераторы

Изоляция обмоток электрических машин испытывается повышенным напряжением промышленной частоты 50 Гц.

Значение испытательного напряжения зависит от типа машины, номинального напряжения, вида ремонта, состояния изоляции и требований завода-изготовителя.

Для полностью собранного электродвигателя после ремонта часто применяется значение: 2U_ном + 1 кВ, но не менее 1,5 кВ.

Длительность приложения испытательного напряжения — 1 минута.

Для машин после перемотки, частичной замены обмоток, капитального ремонта или длительной эксплуатации значение испытательного напряжения уточняется по программе испытаний, заводской документации и действующим нормам.

Опорные и проходные изоляторы 6–35 кВ

Опорные и проходные изоляторы испытываются повышенным напряжением промышленной частоты 50 Гц по классу напряжения оборудования.

Типовые значения испытательного напряжения:

• 6 кВ — 32 кВ;
• 10 кВ — 42 кВ;
• 35 кВ — 95 кВ.

Для отдельных видов изоляции и при эксплуатационных испытаниях могут применяться пониженные значения:

• 6 кВ — 28,8 кВ;
• 10 кВ — 37,8 кВ;
• 35 кВ — 85,5 кВ.

Длительность приложения испытательного напряжения — 1 минута.

Окончательное значение испытательного напряжения выбирается с учётом класса напряжения, материала изолятора, условий эксплуатации, заводской документации и программы испытаний.

Используемое испытательное оборудование

Для проведения испытаний повышенным напряжением «ЛабЭлектро» применяет современное сертифицированное оборудование:

Установки для испытаний переменным напряжением промышленной частоты

• АИД-70 — испытательная установка переменного напряжения до 70 кВ;
• УИВ-100 — до 100 кВ;
• АИИ-70 — до 70 кВ, для испытаний оборудования напряжением до 35 кВ;
• АИМ-90 — для испытаний трансформаторного масла (до 90 кВ);
• испытательные трансформаторы серии ИОМ.

Установки для испытаний выпрямленным напряжением

• АИД-70М — модернизированная версия с микропроцессорным управлением;
• АИД-70Ц — установка с цифровой индикацией параметров;
• АИД-100, АИД-150 — для специальных применений.

Установки для испытаний СНЧ (VLF) напряжением

• HVA28, HVA34, HVA54 (B2HV) — установки СНЧ серии для СПЭ кабелей до 35 кВ;
• HV TEST CRV-50 — для испытаний кабелей с косинусоидально-прямоугольной формой напряжения;
• VLF-22, VLF-34, VLF-54 — установки сверхнизкой частоты;
• BAUR PHG-70/80 — комплексная установка с функцией диагностики частичных разрядов.

Вспомогательное измерительное оборудование

• мегаомметры MIC-2500, MIC-5000, MIC-10k1 (Sonel) для измерения сопротивления изоляции;
• киловольтметры серии ЭВ для контроля приложенного напряжения;
• микроамперметры для измерения токов утечки;
• осциллографы для регистрации формы напряжения;
• системы регистрации частичных разрядов.

Защитное и заземляющее оборудование

• переносные заземления различного назначения;
• разрядные штанги;
• сигнализаторы напряжения;
• изолирующие штанги класса до 35 кВ;
• средства индивидуальной защиты соответствующих классов.

Все приборы регулярно проходят метрологическую поверку с оформлением свидетельств, что обеспечивает достоверность результатов и юридическую значимость технических отчетов.

Нормативная база

Испытания электрооборудования повышенным напряжением проводятся в соответствии с обширным комплексом нормативных документов:

Основные регламентирующие документы

• ПУЭ (Правила устройства электроустановок), 7-е издание, глава 1.8 «Нормы приемо-сдаточных испытаний»;
• ПТЭЭП (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей);
• РД 34.45-51.300-97 «Объем и нормы испытаний электрооборудования» — основной документ, регламентирующий объем и нормы испытаний всех видов электрооборудования;
• ПОТЭУ (Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок).

Государственные стандарты

• ГОСТ 1516.2-97 «Электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжение 3 кВ и выше. Общие методы испытаний электрической прочности изоляции»;
• ГОСТ 1516.3-96 «Электрооборудование переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции»;
• ГОСТ 17441-84 «Соединения контактные электрические. Приемка и методы испытаний»;
• ГОСТ 11677-85 «Трансформаторы силовые. Общие технические условия»;
• ГОСТ Р 55190-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение от 6 до 35 кВ»;
• ГОСТ 12.1.030-81 «ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление»;
• ГОСТ Р МЭК 60060-1-2014 «Техника испытаний высоким напряжением».

Отраслевые документы

• СО 153-34.20.501-2003 «Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации»;
• РД 153-34.0-46.302-00 «Методические указания по диагностике развивающихся дефектов трансформаторного оборудования»;
• РД 34.20.116-93 «Методические указания по защите распределительных электрических сетей напряжением 0,4-10 кВ от грозовых перенапряжений».

Соблюдение требований этих документов гарантирует юридическую значимость результатов испытаний и принимаемость отчетов всеми надзорными органами.

Организация и проведение испытаний

Процесс проведения испытаний электрооборудования повышенным напряжением включает несколько последовательных этапов, каждый из которых имеет свои особенности и требования:

Подготовительный этап

• получение технической документации на испытываемое оборудование;
• ознакомление с предыдущими протоколами испытаний (при наличии);
• разработка программы испытаний с указанием объема и норм;
• согласование графика работ с эксплуатирующей организацией;
• оформление наряда-допуска на проведение работ;
• инструктаж бригады по безопасности;
• подготовка испытательного оборудования и средств защиты.

Подготовка оборудования к испытаниям

• отключение оборудования от сети с обеих сторон;
• проверка отсутствия напряжения индикатором;
• наложение переносных заземлений со стороны возможной подачи напряжения;
• демонтаж или отсоединение элементов, способных повлиять на результаты испытаний (разрядники, ОПН, измерительные трансформаторы напряжения);
• очистка наружной поверхности изоляторов от загрязнений;
• внешний осмотр на наличие видимых повреждений;
• измерение сопротивления изоляции до начала высоковольтных испытаний;
• ограждение зоны проведения испытаний и установка предупреждающих плакатов.

Проведение испытаний

• подключение испытательной установки к испытываемому оборудованию;
• проверка надежности заземления и подключений;
• удаление персонала из зоны испытаний;
• плавный подъем испытательного напряжения до номинального значения с регламентируемой скоростью;
• выдержка под испытательным напряжением в течение нормированного времени (обычно 1-10 минут);
• контроль тока утечки и фиксация показаний приборов;
• наблюдение за состоянием оборудования (отсутствие коронных разрядов, постороннего шума, искрений);
• плавное снижение напряжения до нуля;
• разряд испытываемого оборудования через специальную разрядную штангу;
• наложение заземления для безопасного отключения испытательного оборудования.

Завершающий этап

• демонтаж испытательного оборудования и временных подключений;
• восстановление штатной схемы;
• оформление протоколов измерений и испытаний;
• составление ведомости дефектов (при наличии);
• подготовка технического заключения о пригодности оборудования к эксплуатации;
• сдача-приемка работ.

Критерии оценки результатов. Оборудование считается выдержавшим испытание, если в процессе:

• не произошло пробоя или перекрытия изоляции;
• не наблюдалось значительного увеличения тока утечки;
• ток утечки соответствует нормативным значениям и не превышает допустимых отклонений между фазами;
• отсутствуют признаки развивающихся дефектов (коронные разряды, треск, дым, нагрев).

Безопасность при проведении испытаний

Испытания повышенным напряжением относятся к категории особо опасных работ и требуют строжайшего соблюдения правил безопасности:

Требования к персоналу

• наличие профильного электротехнического образования;
• группа допуска по электробезопасности не ниже IV для членов бригады и V для руководителя работ;
• ежегодная аттестация в Ростехнадзоре;
• специальное обучение работе с высоковольтным испытательным оборудованием;
• медицинские противопоказания отсутствуют (по результатам периодических осмотров);
• знание схем испытаний и правил эксплуатации применяемого оборудования.

Состав бригады

Минимальный состав бригады для проведения испытаний — 2 человека:

• руководитель работ (производитель работ) — с группой допуска V;
• член бригады — с группой допуска не ниже IV.

При работе на сложном оборудовании или с большим количеством присоединений состав бригады увеличивается.

Применяемые СИЗ и средства защиты

• диэлектрические перчатки соответствующего класса (на 1000 В для работ до 1000 В, на 6 кВ — для работ выше 1000 В);
• диэлектрические боты или галоши;
• защитная каска;
• защитные очки;
• спецодежда из хлопчатобумажной ткани или огнестойких материалов;
• изолирующие штанги для оперативных переключений и наложения заземлений;
• индикаторы напряжения соответствующих классов;
• разрядные штанги для снятия остаточного заряда;
• переносные заземления необходимой пропускной способности;
• ограждения и предупреждающие плакаты;
• средства связи между членами бригады.

Организационные мероприятия

• оформление наряда-допуска или распоряжения на проведение работ;
• получение разрешения от оперативного персонала эксплуатирующей организации;
• проведение целевого инструктажа всех членов бригады с записью в журнале;
• организация надзора за работами;
• определение порядка действий в аварийных ситуациях;
• наличие на рабочем месте плана-схемы работ и средств первой помощи.

Технические мероприятия

• отключение оборудования с обеих сторон с видимым разрывом цепи;
• проверка отсутствия напряжения на отключенных частях;
• наложение заземлений на всех концах отключенного участка;
• ограждение зоны работ;
• установка плакатов «Не включать — работают люди», «Стой! Напряжение», «Работать здесь»;
• обеспечение безопасных подходов и путей эвакуации.

При проведении самих испытаний

• удаление всех посторонних лиц из зоны испытаний;
• работа двух человек минимум — оператор и наблюдающий;
• непрерывный контроль показаний приборов;
• готовность к экстренному снятию напряжения;
• запрет на любые перемещения и работы в зоне испытаний во время подачи напряжения.

Возможные дефекты, выявляемые при испытаниях

Испытания повышенным напряжением позволяют выявить широкий спектр дефектов изоляции электрооборудования, которые могут не обнаруживаться при других видах диагностики:

Дефекты изоляции силовых трансформаторов

• увлажнение твердой изоляции обмоток;
• старение масла и снижение его электрической прочности;
• межвитковые замыкания в обмотках;
• ослабление прессовки обмоток с образованием микрозазоров;
• частичные разряды в твердой изоляции;
• дефекты вводов высокого напряжения;
• образование шлама в баке трансформатора;
• неисправности устройств РПН.

Дефекты кабельных линий

• увлажнение изоляции в местах концевых и соединительных муфт;
• электрическое старение изоляции (особенно для кабелей в эксплуатации более 25-30 лет);
• водные триинги в изоляции из сшитого полиэтилена;
• электрические триинги — древовидные структуры, развивающиеся в полимерной изоляции;
• механические повреждения оболочки и проникновение влаги;
• дефекты заводского изготовления кабеля (включения, пустоты);
• дефекты монтажа муфт (плохое разделение, неправильное соединение жил, нарушение технологии заливки).

Дефекты КРУ и распределительных устройств

• ослабление контактных соединений шин с возможным образованием дугового разряда;
• загрязнение и увлажнение опорных и проходных изоляторов;
• нарушение состояния воздушных промежутков из-за деформации;
• частичные разряды в изоляции главных цепей.

Дефекты выключателей

• ухудшение изоляции дугогасительных камер;
• утечка элегаза в элегазовых выключателях;
• ухудшение вакуума в вакуумных дугогасительных камерах;
• старение масла в масляных выключателях;
• дефекты приводов.

Дефекты измерительных трансформаторов

• увлажнение и старение литой изоляции;
• частичные разряды в изоляции.

Наши услуги

В «ЛабЭлектро» проведением испытаний электрооборудования занимаются высококвалифицированные специалисты с богатым опытом. Мы используем современное оборудование, соответствующее всем нормативным требованиям. Строго соблюдаем нормы и стандарты безопасности. Быстро обрабатываем результаты и предоставляем детальные отчеты.

Проведение испытаний электрооборудования повышенным напряжением в нашей лаборатории — надежный способ обеспечить высокий уровень безопасности и стабильной работоспособности ваших электротехнических систем. Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше об услуге, получить консультацию по расценкам в смете и любым другим вопросам.