Предназначение и принцип работ передвижных испытательных лаборатории

Введение

 

В энергосистемах получили широкое распространение передвижные установки, которые применяются для испытания высоковольтного оборудования электроустановок промышленных предприятий, сельского и коммунального хозяйства, энергетических объектов.

В зависимости от назначения лаборатории (универсальная лаборатория, установка для испытания кабелей и определения мест повреждения, установка для испытания оборудования подстанций 6—10 кВ и т. п.) в высоковольтном отделении размещаются: испытательный трансформатор, выпрямительное устройство, аппарат для прожигания кабелей, индукционный агрегат, резонансная установка и другие аппараты. В номенклатуру приборов, поставляемых комплектно с передвижной лабораторией, входят: прибор для определения степени увлажнения изоляции обмоток силовых трансформаторов, мосты постоянного тока, приборы для определения тока и потерь холостого хода, коэффициента трансформации и т. п. В некоторых типах лабораторий для питания испытательной аппаратуры при испытаниях электрооборудования в полевых условиях установлены автономные источники электроэнергии (бензоэлектрический агрегат или генератор переменного тока, связанный с коробкой отбора мощности двигателя автомашины). Известны случаи, когда питание выпрямительного устройства, схемы для измерения тангенса угла диэлектрических потерь и других приборов с малым потреблением мощности осуществляется с помощью преобразователей тока, питаемых от аккумуляторов.

 

Предназначение и принцип работ передвижных испытательных лаборатории

 

Передвижная испытательная лаборатория создана с целью организации испытаний отечественной продукции (изделий машиностроения, а также автомобилей, автобусов, дорожной, сельскохозяйственной и другой техники)

 

Работа передвижной испытательной лаборатории позволяет:

· проводить выездные испытания на производственных площадях предприятий-изготовителей, что способствует снижению затрат на укомплектование дорогостоящим оборудованием заводских лабораторий для проведения испытаний продукции;

· уменьшить сроки и финансовые затраты предприятий на проведение процедуры подтверждения соответствия выпускаемой продукции международным и европейским требованиям, благодаря проведению совместных испытаний БелГИСС и нотифицированных органов ЕС в рамках соглашений о сотрудничестве;

· проводить испытания на современном техническом уровне, обеспечить автоматизацию процесса измерений и испытаний, повысить достоверность их результатов;

 

 

 

Зарубежные фирмы изготовляют передвижные установки как для испытания кабелей и определения в них места повреждения, так и для проведения измерений характеристик изоляции электрооборудования. Анализ технических решений, положенных в основу их конструкций, может помочь эксплуатационному персоналу при разработке образцов испытательных и измерительных устройств.

Фирма RFT (Германия) изготовляет несколько разновидностей передвижных установок для определения места повреждения в кабелях. Аппаратура передвижных лабораторий размещена в кузовах автобусного типа, имеющих заднюю и боковую двери, и позволяет производить следующие операции: прожигание мест повреждения в кабелях; определение мест повреждения в кабелях индукционным и акустическим способами;
определение трассы подземных коммуникаций; испытание кабелей 6, 15 и 30 кВ повышенным выпрямленным напряжением до 110 кВ.
Кузов лабораторий разделен пультом управления на два отсека. Приборы, расположенные на пульте управления, обеспечивают возможность их быстрого демонтажа и применения вне лаборатории. Ряд переносных приборов, устройства ограждения, кабельные зажимы и некоторые другие принадлежности на время транспортирования лаборатории располагаются в сидении оператора, выполненном в виде шкафа, и в ящиках пульта управления. В высоковольтном отсеке стационарно укреплены устройства для прожигания кабелей, импульсные конденсаторы, барабаны с высоковольтными гибкими кабелями.

 

 

Рис. 1. Структурная схема передвижной установки:
1 — генератор для определения трассы подземных коммуникация; 2— кабелеискатель; 3 — мегаомметр на 1000 В; 4 — универсальный прибор для измерения сопротивления, напряжения и тока; 5 —импульсный искровой разрядник; 6 —генератор повышенной частоты; 7 — микросекундомер; в — прожигательно-импульсное устройство; 9 — устройство контроля наличия заземления; 10 — прибор для определения места повреждения; 11 — защитные элементы; 12— блок управления; 13 —блок согласования: 14— высоковольтный переключатель; 15—17 — высоковольтные кабели установки; 18 — провод заземления; 19 — соединительное устройство; 20 — кабель питающей сети
Зарубежные фирмы изготовляют передвижные установки как для испытания кабелей и определения в них места повреждения, так и для проведения измерений характеристик изоляции электрооборудования. Анализ технических решений, положенных в основу их конструкций, может помочь эксплуатационному персоналу при разработке образцов испытательных и измерительных устройств.

 

Структурная схема одной из разновидностей передвижной установки на базе микроавтобуса приведена на рис. 1. Передвижная установка оснащена генераторами звуковой частоты / для определения трассы подземных коммуникаций и места повреждения кабелей трех исполнений со следующими техническими данными:

выходная мощность 1,5 Вт; частота 1030 и 10000 Гц; выходное сопротивление 0,5 Ом — 5 кОм; питание — от встроенных элементов 1,2 В; продолжительность работы 8 ч; габариты 315X165X300 мм; масса 4,9 кг;
выходная мощность 3 Вт с встроенной батареей и 10 Вт с внешним источником питания; частота 1030 и 10 000 Гц; выходное сопротивление 0,7 Ом — 2,2 кОм; питание — встроенный элемент 12 В или сеть 220 В;
выходная мощность 200 Вт; частота 1030 и 10 000 Гц; выходное сопротивление 1,5 Ом —1,5 кОм; значения тока 0,6; 3 и 15 А; габариты 540X155X 345 мм; масса 24 кг. Кабелеискатель 2 (рис, 18) содержит поисковую катушку, наушники и переносный прибор, содержащий два усилителя, батарею, элементы настройки и стрелочный индикатор. Кабелеискатель снабжен кристаллическим микрофоном при определении места повреждения акустическим способом и динамическим микрофоном при определении течи из трубопроводов. Кабелеискатель работает на частотах 50, 1030 и 10000 Гц.

Микросекундомер 7 (рис. 1) работает по методу отражения импульсов и имеет диапазон действия до 20 км; диапазон измерения прибора 10, 20, 50 и 200 мкс; минимальная длина развертки по времени 1 мкс; питание прибора — от сети 220 В; габариты 390X380X165 мм; масса 10 кг.
Основным элементом передвижных установок являются устройства для испытания кабелей и определения в них мест повреждения и подачи импульсов высокого напряжения.

Прожигательно-импульсные устройства, в зависимости от назначения передвижной установки, выпускаются фирмой RFT в двух вариантах:
выпрямленное напряжение на выходе 15 кВ, ступени прожигания: 15 кВ —0,075 А; 3 кВ —0,3 А; 600 В — 1,6 А; 100 В —10 А;

выпрямленное напряжение на выходе 110 кВ, ступени прожигания: 110 кВ —0,007 А; 15 кВ —0,075 А; 3 кВ — 0,3 А; 600 В — 1,6 А; 100 В — 10 А.

Кратковременно ток при прожигании может достигать 40 А. Структурная схема прожигательно-импульсного устройства приведена на рис. 19.
Импульсная приставка 1 обеспечивает максимальную мощность импульсов 900 Вт-с. При применении дополнительных конденсаторов емкостью 50 мкФ на напряжение 3 кВ энергия импульсов может быть повышена.
Прожигательно-импульсное устройство 12 имеет следующие габариты и массу:блок управления 13 — 540x338x315 мм; 30 кг; устройство — 575X500X1200 мм; 200 кг. Для соединения устройства с испытуемым кабелем служат высоковольтные гибкие кабели длиной по 50 м с изоляцией на 15 и 110 кВ. Заземляющий провод на барабане установки имеет сечение 6 м² и длину 50 м.

Фирмой SEBA Dynatronic (ГЕРМАНИЯ) выпускается несколько модификаций передвижных установок на базе автобусов, предназначенных для испытания кабелей, определения в них места повреждения, проверки состояния изоляции электрооборудования.

Передвижные кабельные установки оснащены аппаратурой и электроизмерительными приборами, позволяющими осуществлять: контроль состояния кабелей; прожигание места повреждения кабеля; определение зоны повреждения; точное определение места повреждения. Ниже рассмотрены технические данные аппаратуры и приборов, применяемых фирмой для комплектации передвижных испытательных установок.
Аппараты для прожигания места повреждения кабеля имеют как ступенчатое регулирование напряжения прожигания, осуществляемое при помощи переключателя, так и плавное тиристорное управление . Перегрузка аппарата предотвращается взаимодействием регулировочного усилителя и устройства управления на тиристорах. При внезапных КЗ или при падении сопротивления в местах пробоя кабеля ток прожигания автоматически устанавливается на постоянное, заранее выбранное значение. При этом напряжение зажигания остается прежним, благодаря чему процесс прожигания не прерывается. Тем самым имеется возможность осуществлять прожигание при малых токах и предотвращать повреждение соседних жил. Зона повреждения кабеля определяется с помощью электронного микросекундомера с кинескопом, имеющего пределы измерения 1; 3; 10; 30; 100 и 300 мкс. Точность измерения составляет 0,005 мкс.
Импульсная приставка фирмы SEBA Dynatronic состоит, из трех конструктивных частей: генератора высокого напряжения, конденсаторной батареи и шарового разрядника.

Конденсаторная батарея состоит из четырех импульсных конденсаторов, зарядка которых осуществляется кремниевыми выпрямителями. Искровой разрядник обеспечивает последовательность создаваемых импульсов в диапазоне 0,2—1 Гц. Генераторы импульсов обеспечивают возможность подачи в испытуемый кабель как одиночных импульсов, так и с интервалами 1,5; 3; 6 с.

Генераторы звуковой частоты работают в диапазонах 50; 1450 и 10 000 Гц и укомплектованы телефонными наушниками, микрофонами, передающими рамками для определения места повреждения с помощью шагового напряжения, звукочастотным методом и т. п.

По мнению фирмы, около 70 % повреждений в кабелях возможно определить с помощью простых приборов. В остальных случаях требуется применение комбинаций приборов с использованием передвижной установки.