Уровни изоляции электрооборудования

 

При задании уровня изоляции электрооборудования выдерживаемым напряжением возникает задача выбора испытательного напряжения эквивалентирующего перенапряжения с учетом свойств внутренней и внешней изоляции, обуславливающих развитие ее прочности в нормальных условиях испытания и эксплуатации. Для трансформаторов и реакторов принимается во внимание повышение перенапряжения на элементах изоляции обмоток при воздействии импульсов в эксплуатации на возбужденный трансформатор или реактор, по сравнению с перенапряжениями при отсутствии возбуждения во время проведения испытаний. Для внешней (воздушной изоляции) учитывается снижение разрядных напряжений при атмосферных условиях, возможных в эксплуатации (высота установки электрооборудования 1000 м над уровнем моря), по сравнению с разрядными напряжениями при нормальных атмосферных условиях.

Основой для нормирования испытательных напряжений, является требование о том, чтобы данное электрооборудование в целом – все элементы его внутренней и внешней изоляции – в эксплуатационных условиях выдерживало грозовые и внутренние перенапряжения, принятые для электрооборудования, в качестве расчетных воздействий на его зажимах.

Уровень изоляции оборудования – это совокупность испытательных напряжений грозовых и коммутационных импульсов и кратковременного напряжения промышленной частоты, отнесенные к своему классу напряжения и определенным условиям испытания.

В России в настоящее время эксплуатируется три группы электрооборудования (ЭО), имеющие разные уровни изоляции:

1) ЭО разработанное до 1 января 1999 г –действует  ГОСТ 1516.1–76;

2) ЭО разработанное с 1 января 1999 г. до 1 января 2014 г. - действует ГОСТ 1516.3–76;

3) ЭО разработанное после 1 января 2014 г.– действует ГОСТ Р 55195-2012.

Во всех случаях выпускается электрооборудование с нормальной, или облегченной, изоляцией. В соответствии с ГОСТ Р 55195–2012 условие применения уровня изоляции сегодня определяется следующим образом:

1) уровень изоляции (а) - для электрооборудования с облегченной изоляцией:

2) уровень изоляции а - для электрооборудования с нормальной изоляцией:

3) уровень изоляции б - для электрооборудования с нормальной изоляцией по соглашению между изготовителем и потребителем.

Выбор уровней изоляции (а), а или б осуществляется исходя из принятой системы защиты от перенапряжений и возможных при работе электрооборудования уровней грозовых и внутренних перенапряжений.

Указанные стандарты устанавливает следующие виды нормированных испытательных напряжений (далее - испытательные напряжения) изоляции электрооборудования:

1) напряжения грозовых импульсов (эквивалентирующих);

2) напряжения коммутационных импульсов;

3) кратковременные переменные напряжения: одноминутное и при плавном подъеме.

Уровень изоляции к воздействию рабочих напряжений является функцией оставшегося ресурса изоляции, оцениваемого, в частности, при испытании длительным переменным напряжением с учетом требования:

1) к изоляции на стойкость в отношении теплового пробоя;

2) к изоляции в отношении отсутствия частичных разрядов;

3) к внешней изоляции в отношении уровня радиопомех.

 

Общие принципы координации изоляции

 

При выборе изоляции оборудования необходимо обеспечить оптимальную, с экономической точки зрения, надежность работы изоляции, с учетом характеристик защитных аппаратов и других применяемых способов ограничения перенапряжений.

Под координацией изоляции понимается установление и поддержание в эксплуатации необходимого согласования между электрической прочностью изоляции и воздействующими на нее напряжениями

При этом может быть допущена некоторая достаточно малая с точки зрения практика, экономически оправданная вероятность повреждения изоляции или перерыв в электроснабжении менее ответственных потребителей.

Как отмечалось, в России расчетная электрическая прочность или уровни изоляции высоковольтного оборудования задаются стандартами (ГОСТ 1516-1-76, ГОСТ 1516-3-76, ГОСТ Р 55195-2012), которые устанавливают для каждого класса напряжения параметры следующих сигналов:

1) грозовых импульсов полных и срезанных – эквивалент грозовых перенапряжений;

2) коммутационных импульсов – эквивалент внутренних перенапряжений установок 300 кВ и выше;

3) кратковременные переменные напряжения, в том числе:

- одноминутное – эквивалент внутренних перенапряжений воздействующих на внутреннюю изоляцию;

- при плавном подъёме – эквивалент внутренних перенапряжений воздействующих на внешнюю изоляцию;

- длительность переменных напряжений, с оценкой стойкости в отношении теплового пробоя и в отношении частичных разрядов;

- прогноз оставшегося ресурса изоляции.