Приборы контроля оборудования в инфракрасной области спектра (тепловизоры) нашли ограниченное практическое применение ввиду их громоздкости. Такой прибор установлен только в дорожном вагонелаборатории для испытаний контактной сети и используется при периодических объездах участков вагоном. Приборы тепловизионного контроля последних модификаций являются цифровыми и обычно работают в паре с компьютером.
Удовлетворительные результаты при контроле изоляции контактной сети показывают приборы ультразвукового контроля типа УД-8. Прибор УД-8 был первоначально разработан ТОО «Сигнал» (гор. Нижний Новгород) для выявления гирлянд, имеющих дефектные изоляторы, на воздушных ЛЭП напряжением 35, 110, 220 кВ, которые эксплуатируются энергосистемами. Восточно-Сибирская железная дорога в числе первых применила этот прибор для той же цели, но на контактной сети. УД-8 предназначен для определения мест искровых разрядов и коронирования, а также мест утечек газов и жидкостей. Принцип действия прибора УД-8 основан на приеме ультразвуковых колебаний от контролируемых изоляторов в диапазоне частот 39-41 кГц с выводом сигнала на стрелочный индикатор и на головной телефон оператора. Работа ультразвукового детектора основана на эффекте повышения напряжения на изоляторах гирлянды с увеличением интенсивности поверхностных частичных разрядов при наличии «нулевых» изоляторов. При повышении напряжения на изоляторе повышается и интенсивность ультразвукового фона, что и регистрируется прибором. Если же дефект изолятора проявляется в форме незавершенного пробоя, то это приводит к резкому увеличению интенсивности сигнала в ультразвуковом диапазоне. При напряжении более 20 кВ высоковольтный разряд обнаруживается на расстоянии до 20-30 м, а сам прибор УД-8 достаточно компактен и легок.
8.3. Методы повышения надежности изоляции контактной сети
Методы повышения надежности изоляции контактной сети сводятся
кследующему:
•усиление изоляции в местах, где наблюдались перекрытия изоляции, путем увеличения числа изоляторов и применением полимерных изоляторов;
•обмыв изоляторов струей воды передвижными установками; при малой эффективности обмывки – чистка вручную или замена изоляторов;
•временное понижение напряжения в контактной сети в зоне повышенного загрязнения атмосферы с дистанционным контролем изоля-
68
ции;
•покрытие изоляторов гидрофобными пастами и смазочными материалами, рекомендуется в зонах цементных и химических загрязнений.
РЕЗЮМЕ
Контактная сеть является нерезервируемым элементом, поэтому к ее изоляции предъявляются повышенные требования по надежности функционирования; вместе с тем основной причиной неисправностей контактной сети является именно повреждения изоляторов – около одной трети всех неисправностей. Основными видами повреждений изоляции контактной сети являются перекрытия изоляторов из-за их загрязнения, пробои изоляторов из-за нарушения изоляционной части, перекрытия изоляторов птицами, механические изломы.
Фарфоровые тарельчатые изоляторы перед установкой испытываются повышенным напряжением и контролируются мегаомметром. Остальные изоляторы и изолирующие вставки контактной сети перед установкой осматривают и очищают от загрязнения.
Основными видами контроля изоляции контактной сети являются осмотры при обходах и объездах вагоном-лабораторией, диагностирование изоляторов производится приборами дистанционного контроля их состояния (приборами ультразвукового контроля, тепловизорами, электроннооптическими дефектоскопами типа «Филин») или измерительными штангами.
Контрольные вопросы
1.Какие виды дефектов являются характерными для изоляции контактной сети?
2.Назовите виды входного контроля изоляторов контактной сети перед установкой.
3.Перечислите виды эксплуатационного контроля изоляции контактной сети.
Лекция 9. ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ ВЫСОКОГО ПЕРЕМЕННОГО И ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
9.1. Испытательные установки высокого переменного напряжения
Испытательные установки высокого переменного напряжения предназначены для получения высокого регулируемого переменного напряже-
69
ния, с помощью которого испытывают изоляцию повышенным напряжением.
Основным узлом установки является испытательный трансформатор, отличающийся от силового трансформатора аналогичного класса напряжения малой мощностью, ограниченным временем включения, малым запасом электрической прочности изоляции. Испытательные трансформаторы имеют большой коэффициент трансформации и значительную индуктивность рассеяния. Испытательные трансформаторы большей частью являются однофазными и выполняются в трех модификациях: в изолирующем корпусе, в металлическом корпусе с одним вводом и в металлическом корпусе с двумя вводами.
обмотка ВН
ввод |
|
ввод |
|
обмотка НН 1 |
|
обмотка НН2 |
|
защитныйэкран |
сердечник |
|
|
изолятор |
корпус |
||
|
|||
|
|
Рис. 9.1. Испытательный трансформатор с двумя вводами
В связи со сложностью изготовления ввода на большое напряжение максимальное напряжение, на которое изготовлен трансформатор с одним вводом, составляет 1200 кВ, его общая высота составляет 15.5 м, из которой наружная часть ввода составляет более 9 м.
Конструкция испытательного трансформатора упрощается, если для вывода высокого напряжения из бака используются два ввода, каждый из которых рассчитан на половину номинального напряжения (рис. 9.1). Обмотка низкого напряжения располагается на одном стержне сердечника и изолируется от него на половину номинального напряжения. Обмотка высокого напряжения состоит из двух частей, расположенных на обоих стержнях магнитопровода. Средняя точка обмотки ВН соединяется с магнитопроводом и баком трансформатора. Один из концов обмотки ВН заземляется, и бак находится под половинным напряжением трансформатора. Между обмотками ВН и НН располагают незамкнутый проводящий защитный экран, препятствующий передаче импульсов напряжения через
70
межобмоточную емкость при перекрытии испытуемой изоляции. Кроме того, в трансформаторе обычно имеется не изображенная на рис. 9.1 обмотка связи, состоящая из двух параллельно соединенных друг с другом частей, расположенных на разных сторонах сердечника. Эта обмотка улучшает связь полуобмоток трансформатора и снижает напряжение короткого замыкания.
Вторая обмотка НН используется при соединении трансформаторов в каскад с последовательным питанием для получения сверхвысоких испытательных напряжений. Обмотки ВН каскада соединяются последовательно, а питание каждого последующего трансформатора осуществляется через предыдущий (рис. 9.2). При этом первый трансформатор оказывается более загруженным; для разгрузки иногда применяют схемы с параллельным питанием повышающих трансформаторов через изолирующие трансформаторы.
2250 кВ
1875 кВ
1500 кВ
1125 кВ
750 кВ
~
375 кВ
Рис. 9.2. Схема каскада трансформаторов 3x750 кВ
Изоляторы схемы рис. 9.2 связаны друг с другом металлическими рамами для выравнивания распределения напряжения по колонкам изоляторов. Провода, соединяющие трансформаторы друг с другом, помещены в экраны, имеющие тот же потенциал, что и провода, но с большим радиусом, что препятствует возникновению короны.
Упрощенная схема испытательной установки переменного напряжения показана на рис. 9.3. Схема содержит испытательный трансформатор Т2 (или каскад трансформаторов), регулировочный трансформатор Т1, защитный резистор R1, предназначенный для демпфирования колебаний при пробое изоляции и снижения возникающих в обмотке трансформатора перенапряжений, и измерительные приборы. Измерение напряжения на вы-
71