220 кВ с помощью специального измерительного конденсатора измеряют tgδ и проводят анализ и испытания проб масла, измеряют сопротивле-

ние изоляции между специальной измерительной обкладкой ввода и соединительной втулкой. Периодичность таких испытаний для разных вводов разная, но не реже одного раза в 4 года.

РЕЗЮМЕ

Испытания изоляции повышенным напряжением позволяют выявить локальные дефекты, не обнаруживаемые иными методами. Этот метод испытаний является прямым способом контроля способности изоляции выдерживать воздействия перенапряжений. При испытаниях повышенным напряжением используются три основных вида испытательных напряжений: повышенное напряжение промышленной частоты, выпрямленное постоянное напряжение и импульсное испытательное напряжение.

Все виды испытаний делятся на три основные группы: испытания новых изделий на заводе-изготовителе, испытания после прокладки или монтажа нового оборудования и после капитального ремонта, периодические профилактические испытания.

Изоляцию кабелей испытывают повышенным напряжением, измеряют сопротивление изоляции, а некоторых случаях измеряют tg δ изоляции.

У силовых трансформаторов измеряют пробивное напряжение трансформаторного масла, сопротивление изоляции и коэффициент абсорбции, отношение C2/C50, tg δ, проводят испытания повышенным напряжением для обмоток напряжением 35 кВ и ниже. На заводе-изготовителе внутренняя и внешняя изоляция испытываются полными и срезанными стандартными грозовыми импульсами, а также переменным напряжением.

Основной вид контроля вводов высокого напряжения – периодический осмотр. У вводов напряжением 110-220 кВ измеряют tg δ и проводят анализ и испытания проб масла и измерение сопротивления изоляции.

Контрольные вопросы

1.Зачем испытывают изоляцию электрооборудования повышенным напряжением?

2.Назовите основные виды испытательных напряжений и их особенности.

3.Каковы основные принципы испытаний изоляции переменным напряжением?

4.Как испытывают изоляцию выпрямленным напряжением?

5.Какова методика испытаний изоляции импульсным напряжением?

64

Лекция 8. КОНТРОЛЬ ИЗОЛЯЦИИ КОНТАКТНОЙ СЕТИ

8.1. Повреждаемость изоляции контактной сети

В системе электроснабжения железной дороги контактная сеть явля-

ется единственным нерезервируемым элементом, поэтому к ней предъ-

являются наиболее высокие требования по надежности функционирования. Проблема изоляции проявляется при электрификации на переменном токе в связи с более высоким уровнем напряжения. Неисправности контактной сети составляют около четверти всех отказов устройств электроснабжения, а основной причиной неисправностей контактной сети является повреждение изоляторов – по ВСЖД в последние годы около одной трети (35%), иногда доля повреждений изоляторов в неисправностях кон-

тактной сети доходила до половины всех неисправностей.

Основным фактором, определяющим повреждаемость изоляторов контактной сети, являются тяжелые условия их эксплуатации, связанные с частыми механическими ударами и вибрацией. Изоляция контактной сети составлена гирляндами подвесных тарельчатых изоляторов, стержневыми фиксаторными, консольными и опорными изоляторами и секционирующими изоляторами секционных изоляторов. Разрядные напряжения различных элементов контактной сети, весьма высокие в нормальных условиях, могут снижаться до неприемлемо низких значений. Электрическая прочность воздушных промежутков достаточно высока и слабо зависит от атмосферных условий; так, воздушный промежуток провод – стойка опоры имеет электрическую прочность около 4 кВ-ампл/см. Изменения давления и температуры могут изменять эти значения на 15..20%, а увеличение абсолютной влажности воздуха способно повысить это значение на

6..8%.

Отдельные тарельчатые изоляторы наиболее распространенных типов имеют сухоразрядное напряжение перекрытия около 70..75 кВ эффективного значения, а мокроразрядное напряжение для чистого изолятора составляет около 40 кВ. Вместе с тем гирлянда из трех изоляторов имеет сухоразрядное напряжение перекрытия около 150 кВ на частоте 50 Гц (эффективное значение) и примерно 300 кВ импульсное напряжение перекрытия. Загрязнения (песок, частицы сыпучих грузов, металлическая пыль) резко снижают напряжения перекрытия изоляторов. Особенно большие неприятности доставляют загрязнения от химических предприятий, часто приводящие к разрушению материала изоляторов. Так, изоляторы типа ИФС, имеющие сухоразрядное напряжение около 140 кВ эфф., при загрязнении могут снижать мокроразрядное напряжение до 25..30 кВ. Полимерные изоляторы наиболее стойки к воздействию загрязнений, обладая от-

65

талкивающими свойствами по отношению к загрязнениям и влаге.

Основными видами повреждений изоляции контактной сети явля-

ются перекрытия изоляторов из-за их загрязнения, пробои изоляторов из-за нарушения изоляционной части, перекрытия изоляторов птицами, механические изломы стержневых изоляторов. Этим повреждениям способствуют скрытые дефекты изоляторов, наличие влаги в атмосфере и попадание ее в армировку изолятора, нагрев изоляторов солнечными лучами (почти 100% случаев пробоя изоляции происходит в теплый период года), загрязнение атмосферы различными химическими веществами, по которым происходит поверхностное перекрытие. Опыт эксплуатации показал, что срок надежной работы стержневого фарфорового изолятора не превышает 15-20 лет, после чего его необходимо заменить, иначе снижение механической прочности фарфора приводит к изломам изолятора.

Наибольшее количество повреждений приходится на гирлянды тарельчатых изоляторов – прежде всего потому, что их больше всего. Тарельчатые фарфоровые изоляторы гораздо менее надежны по сравнению со стеклянными, поскольку в фарфоре возникают трещины, не обнаруживаемые при осмотре и приводящие к полной потере изолятором изолирующих свойств. Трещины в стеклянном изоляторе приводят к осыпанию юбки изолятора, и дефект становится явным. Накопление дефектных изоляторов приводит к многочисленным перекрытиям, особенно в грозовой сезон, и к нарушению движения поездов. Такая ситуация требует проведения периодического контроля изоляции контактной сети.

8.2. Основные методы контроля изоляции контактной сети

Изоляторы контактной сети подвергают контролю перед установкой и в процессе эксплуатации.

Фарфоровые тарельчатые изоляторы перед установкой и перед передачей в аварийный запас испытываются напряжением 50 кВ промышленной частоты в течение 1 мин, и мегаомметром на напряжение 2,5 кВ измеряют сопротивление изоляции, которое должно быть не менее 300 МОм. Электрическим испытаниям, измерениям сопротивления изоляции и маркировке не подвергаются стеклянные, полимерные и стержневые фарфоровые изоляторы. Изоляторы и изолирующие вставки контактной сети перед установкой осматривают и очищают от загрязнения.

Не допускаются к монтажу и заменяются в процессе эксплуатации изоляторы, имеющие следующие дефекты:

•трещины в оконцевателях, качание, сползание или проворачивание их в заделке, видимое искривление (несоосность) деталей у всех типов изоляторов;

•сколы фарфора ребер общей площадью более 3 см2 или видимые

66

трещины;

•в стекле – трещины, сколы, посечки, морщины, складки, натеки, свищи, видимые внутренние газовые пузыри и инородные включения;

•у полимерных изоляторов – механические повреждения (надрезы, проколы, кратеры, ссадины), разгерметизация защитного чехла или покрытия, следы токопроводящих дорожек (треков) на длине более одной трети пути утечки;

•коррозия стержня тарельчатого изолятора до диаметра 12 мм. Коэффициент запаса механической прочности изоляторов по отно-

шению к их нормированной разрушающей силе должен быть не менее 5,0 при средней эксплуатационной нагрузке и 2,7 — при наибольшей рабочей нагрузке.

Основным видом контроля изоляции контактной сети в процессе эксплуатации являются осмотры при обходах и объездах вагономлабораторией.

Диагностирование фарфоровых тарельчатых изоляторов производит-

ся приборами дистанционного контроля их состояния (тепловизорами,

электронно-оптическими дефектоскопами типа «Филин» и др.) или изме-

рительными штангами.

Дефектировка штангой производится на контактной сети переменного тока непосредственным измерением фактического напряжения на каждом из изоляторов гирлянды с изолирующей съемной вышки. Цель измерений – выявление отдельных «нулевых» изоляторов до пробоя всей гирлянды и потери ею механической прочности. Дефектным считают изолятор, падение напряжения на котором равно или меньше значений, приведенных в табл. 8.1. Гирлянды с выявленными нулевыми изоляторами немедленно заменяются. Работа по этой технологии достаточно трудоемкая и опасна для персонала.

Появившиеся в 80-х годах и рекомендуемые ПУТЭКС для примене-

ния электронно-оптические дефектоскопы типа «Филин» при попытках их освоения на Восточно-Сибирской железной дороге проявили себя неудовлетворительно. Работа с ними возможна только в темное время суток, надежность выявления дефектной гирлянды «Филином» оказалась низкой.

Таблица 8.1 Предельно допустимые падения напряжения на изоляторах

Число изоля-	Падение напряжения, кВ, на изоляторе, считая от заземленной
торов в гир-			конструкции
лянде	1-м	2-м	3-м	4-м	5-м	6-м
3	4,0	4,0	5,0	-	-	-
4	3,0	3,0	3,0	5,0	-	-
5	2,0	2,0	2,0	2,0	3,0	-
6	1,5	1,5	1,5	2,0	2,0	3,0

67