Контроль шкафов высокого напряжения

Контроль шкафов высокого напряжения (КРУ)

Введение
Шкафы высокого напряжения (КРУ) являются критически важными узлами в системах распределения и преобразования электроэнергии. Их надежность и безопасность напрямую влияют на бесперебойность электроснабжения потребителей и защищенность персонала. Регулярный и качественный контроль КРУ – неотъемлемая часть технического обслуживания электроустановок. Данная статья охватывает ключевые аспекты контроля КРУ, включая объекты испытаний, области проверок, методы и применяемое оборудование.

1. Объекты испытаний
Контролю подлежат все основные компоненты и узлы, входящие в состав КРУ:

1. Основная силовая часть:
   • Высоковольтные выключатели: Вакуумные, элегазовые (SF6), воздушные.
   • Разъединители и заземляющие ножи: Основные и предварительного включения.
   • Трансформаторы тока (ТТ) и напряжения (ТН): Вторичные обмотки и цепи.
   • Силовые шины и соединения: Шины, наконечники, болтовые или сварные соединения.
   • Высоковольтные вводы/проходные изоляторы: Фарфоровые, полимерные.
   • Силовые кабельные окончания и соединители.
   • Ограничители перенапряжений (ОПН).
   • Конденсаторы связи или делители напряжения (в зависимости от схемы).
2. Системы управления, защиты и сигнализации:
   • Релейная защита и автоматика (РЗА): Микропроцессорные терминалы, электромеханические реле.
   • Цепи вторичной коммутации: Промежуточные реле, ключи управления, переключатели режимов.
   • Цепи оперативного тока: Аккумуляторные батареи (АБ), зарядные устройства (ЗУ), шины постоянного (DC) и переменного (AC) оперативного тока.
   • Системы сигнализации: Лампы, светодиоды, звуковые сигнализаторы, индикаторы положения аппаратов.
   • Логическая часть АПВ (автоматического повторного включения), АВР (автоматического включения резерва) и др.
3. Вспомогательные системы:
   • Системы обогрева и вентиляции: Нагреватели, вентиляторы, термостаты.
   • Механизмы привода: Электродвигательные или пружинные приводы выключателей и разъединителей.
   • Блокировки (механические и электрические): Предотвращающие некорректные операции (например, включение заземляющих ножей под напряжением).
   • Контрольно-измерительные приборы: Вольтметры, амперметры, счетчики электроэнергии.
   • Системы мониторинга состояния (при наличии): Датчики температуры, давления газа SF6, частичных разрядов.

2. Область испытаний
Контроль КРУ направлен на проверку следующих ключевых характеристик и параметров:

1. Электрическая прочность изоляции:
   • Сопротивление изоляции силовых цепей, цепей вторичной коммутации и оперативного тока.
   • Выдерживаемое промышленной частоты напряжение (основная проверка электрической прочности изоляции).
   • Уровень и локализация частичных разрядов (для диагностики состояния изоляции).
2. Правильность функционирования:
   • Работа выключателей и разъединителей: время включения/отключения, скорость движения контактов, синхронность срабатывания полюсов.
   • Срабатывание и возврат устройств РЗА при заданных уставках (ток, напряжение, время).
   • Корректность работы блокировок и сигнализации.
   • Функционирование систем АПВ, АВР.
   • Работа приводных механизмов.
   • Работа систем обогрева и вентиляции.
3. Точность измерений:
   • Класс точности трансформаторов тока и напряжения (поверка коэффициента трансформации, погрешности).
   • Правильность подключения и показаний контрольно-измерительных приборов.
4. Сопротивление контактов:
   • Сопротивление постоянному току главных силовых контактов выключателей, разъединителей, шинных соединений.
5. Состояние дугогасительных сред:
   • Давление и влажность элегаза (SF6) в выключателях и изоляторах.
   • Состояние вакуума в дугогасительных камерах вакуумных выключателей (косвенные методы).
6. Механические характеристики:
   • Усилия на органах управления, плавность хода механизмов.
   • Зазоры и провалы контактов выключателей.
   • Надежность срабатывания механических блокировок.
7. Состояние цепей оперативного тока:
   • Напряжение и емкость АБ, работа ЗУ.
   • Сопротивление изоляции цепей DC и AC.
   • Падение напряжения в цепях управления при включении/отключении.

3. Методы испытаний
Контроль КРУ осуществляется с использованием различных методов:

1. Измерения:
   • Прямые измерения: Сопротивления изоляции (мегаомметром), сопротивления контактов (микроомметром), напряжений и токов (мультиметрами, токовыми клещами), временных параметров.
   • Косвенные измерения: Проверка ТТ/ТН методом сравнения с образцовыми трансформаторами или специализированными поверочными установками.
2. Проверка действия (функциональное тестирование):
   • Ручное управление: Проверка работы аппаратов, блокировок и сигнализации с местных органов управления.
   • Дистанционное управление: Проверка управления с диспетчерского пункта или щита управления.
   • Моделирование аварийных режимов: Подача тестовых сигналов (токов, напряжений) на устройства РЗА для проверки их срабатывания по заданным уставкам и правильности функционирования всей логики защиты и автоматики.
3. Испытания повышенным напряжением:
   • Испытания промышленной частоты: Подача повышенного переменного напряжения промышленной частоты на изоляцию для проверки ее электрической прочности.
   • Испытания постоянным напряжением: Применяется чаще для вторичных цепей и некоторых типов силовой изоляции.
4. Диагностика:
   • Регистрация переходных процессов (осциллографирование): Запись токов и напряжений при включении/отключении выключателя.
   • Анализ частичных разрядов (ЧР): Обнаружение и локализация источников частичных разрядов в изоляции акустическими, электрическими или УВЧ методами.
   • Термографический контроль (тепловизионный): Обнаружение перегретых контактов и соединений под нагрузкой.
   • Анализ качества элегаза: Измерение давления, температуры, влажности и содержания продуктов разложения SF6.
5. Визуальный осмотр: Осмотр состояния оборудования, чистоты, отсутствия повреждений, коррозии, состояния маркировки.
6. Проверка документации: Сверка схем, уставок РЗА, протоколов предыдущих испытаний.

4. Испытательное оборудование
Для проведения контроля КРУ требуется широкий спектр специализированного оборудования:

1. Для испытаний изоляции и высоковольтных проверок:
   • Мегаомметры: Для измерения сопротивления изоляции (напряжение 500 В, 1000 В, 2500 В, 5000 В, 10 кВ).
   • Установки испытания повышенным напряжением промышленной частоты (АИН): Ручные и автоматизированные, различные классы напряжения.
   • Установки испытания постоянным (выпрямленным) напряжением.
   • Системы диагностики частичных разряд��в (ЧР): Детекторы, калибраторы, анализаторы ЧР.
2. Для проверки коммутационных аппаратов:
   • Анализаторы высоковольтных выключателей: Измеряют временные параметры (время включения, отключения, горения дуги, бестоковой паузы), скорость движения контактов, синхронность полюсов, сопротивление контактов.
   • Микроомметры: Для точного измерения сопротивления постоянному току силовых контактов и соединений.
3. Для проверки трансформаторов тока и напряжения:
   • Универсальные поверочные комплексы для ТТ/ТН: Источники тока/напряжения высокой мощности, прецизионные измерительные трансформаторы, анализаторы погрешностей.
   • Реверсивные мосты/специализированные микроомметры: Для измерения сопротивления обмоток постоянному току.
4. Для проверки устройств РЗА и вторичных цепей:
   • Универсальные реле-тестеры: Генераторы тока и напряжения с широкими диапазонами, измерители временных параметров, источники постоянного/переменного оперативного тока.
   • Мультиметры, токоизмерительные клещи.
   • Тестеры целостности цепей (цешек).
5. Для контроля состояния элегаза:
   • Анализаторы качества элегаза: Измеряют давление, температуру, влажность (точка росы), содержание SO2, HF и других продуктов разложения.
   • Течеискатели SF6.
6. Диагностическое оборудование:
   • Тепловизоры: Для бесконтактного измерения температуры под нагрузкой.
   • Осциллографы (в том числе портативные): Для регистрации переходных процессов.
   • Акустические датчики ЧР.
7. Основной инструмент: Наборы ручного инструмента, диэлектрические средства защиты, средства индивидуальной защиты (СИЗ).

Заключение
Контроль шкафов высокого напряжения – это комплексный процесс, требующий глубоких знаний, строгого соблюдения правил безопасности (ПТБ, ПУЭ) и применения специализированного оборудования. Регулярный и качественный контроль позволяет выявить дефекты на ранней стадии, предотвратить аварии, обеспечить надежную и безопасную эксплуатацию электроустановок на протяжении всего срока службы. Выбор конкретных методов и объема испытаний определяется технической документацией на оборудование, действующими нормами (ГОСТ, РД) и результатами предыдущих проверок.