Измерения при испытании оборудования повышенным напряжением

Эти измерения связаны с рядом трудностей. Применяют два способа измерения напряжения: на стороне низкого и на стороне высокого напряжения испытательного трансформатора. Первый способ значительно проще, но он не обеспечивает достаточной точности измерения, поскольку вольтметр подключают к обмотке низкого напряжения испытательного трансформатора, а градуируют по обмотке высокого напряжения, исходя из коэффициента трансформации трансформатора на холостом ходу, или при номинальной нагрузке. Ошибка в измерении будет тем больше, чем больше нагрузка на трансформатор при испытании данного объекта отличается от нагрузки, которая была при градуировке вольтметра. Надо отметить, что погрешность измерения может быть как в сторону завышения, так и в сторону занижения показаний вольтметра по сравнению с действительным испытательным напряжением. Учитывая, что точность измерения напряжения при испытании повышенным напряжением допускается сравнительно невысокая (погрешность 5—10%), а также учитывая простоту и безопасность измерения напряжения первым способом, этот способ получил наибольшее распространение, особенно при испытаниях отдельных изоляторов, ячеек КРУ, электрических машин небольшой мощности, а также испытаниях выпрямленным напряжением.
При испытаниях особенно важных объектов, например мощных генераторов, двигателей, трансформаторов, имеющих значительную электрическую емкость, напряжение нужно измерить со стороны испытываемого объекта. При этом возможно непосредственное включение вольтметра на полное испытательное напряжение (рис. 146, а), через добавочное сопротивление или делитель напряжения на активных сопротивлениях (рис. 146, б), через емкостные делители (рис. 146, в), через трансформаторы напряжения (рис. 146, г) и на часть высоковольтной обмотки испытательного трансформатора (рис. 146, д).
Наиболее простым, надежным и достаточно точным прибором (погрешность 2—3%) является искровой вольтметр, представляющий собой шаровой разрядник. Имеются таблицы, по которым зная диаметры шаров, расстояние между ними, род тока испытательного напряжения и схему включения (симметричная или несимметричная при одном заземленном шаре), можно определить пробивное напряжение при нормальных условиях (давление воздуха 760 мм рт. ст. и температура 20°С). При пусконаладочных работах искровые вольтметры используют для градуировки вольтметров, включаемых со стороны низковольтной обмотки испытательного трансформатора, и для защиты от случайных перенапряжений в процессе испытания особо ответственного и дорого- поящего оборудования, например генераторов.
Для наладочных работ удобен искровой вольтметр с двумя полированными латунными шарами диаметром 6,5 см, установленными на двух бакелитовых стойках, одна из которых жестко прикреплена к основанию, а другая может перемещаться по направляющим. Расстояние между шарами, соответствующее заданному напряжению (для защиты оборудования это напряжение должно быть на 5—10% больше испытательного), устанавливается микрометрическим винтом по шкале, градуированной в киловольтах или миллиметрах.
Последовательно с шарами разрядника включают сопротивление (активное от нескольких килоом до нескольких десятков килоом), которое служит для ограничения тока при пробое шарового разрядника (вольтметра) и защиты испытательного трансформатора от перегрузки и поверхности шаров от действия дуги.
Для испытаний применяют также электростатические вольтметры С-95 на напряжение до 3 кВ и С-96 на напряжение до 30 кВ. Они обеспечивают высокую точность измерения испытательного напряжения и могут быть применены при испытании ответственного оборудования и для градуировки вольтметров, включаемых со стороны низковольтной обмотки испытательного трансформатора. Если испытательное напряжение не превышает пределов измерения, на которые рассчитаны электростатические вольтметры, к ним может быть подведено полное испытательное напряжение. При измерении более высоких напряжений электростатические вольтметры удобно применять вместе с емкостными делителями напряжения.
При отсутствии емкостных делителей напряжения промышленного изготовления их можно собрать на месте, например из подвесных изоляторов. Для этого собирают гирлянду с числом изоляторов, соответствующим испытательному напряжению (2—3 на 35 кВ, 6—7 на 110 кВ, 14—15 на 220 кВ и 28—30 последовательно, а вторичные — параллельно подвешивают на заземленную конструкцию (например, портал ОРУ) и градуируют вольтметр, подключенный параллельно последнему подвесному изолятору, примыкающему к заземленной конструкции, на которую подвешена гирлянда. на 500 кВ),

Рис. 147. Схемы включения трансформаторов напряжения при испытании оборудования повышенным напряжением переменного тока: а — первичные и вторичные обметки соединены последовательно, бив — только первичные обмотки соединены последовательно, г — первичные обмотки соединены Градуировать вольтметр лучше по искровому вольтметру, подключенному параллельно всей гирлянде, подводя к ней напряжение от испытательного трансформатора. Градуировку можно выполнять при пониженном напряжении.

Рис. 148. Установка для испытания повышенным напряжением переменного тока вторичной коммутации
При включении обычных вольтметров через трансформаторы напряжения (рис. 147), если испытательное напряжение значительно превышает номинальное измерительных трансформаторов, допускается применение одинаковых трансформаторов напряжения с последовательно соединенными первичными обмотками. Вольтметры можно подключать к последовательно соединенным вторичным обмоткам (рис. 147, а), к каждой вторичной обмотке (рис. 147, б), только к одной вторичной обмотке (рис. 147, в) или к двум вторичным обмоткам, включенным параллельно (рис. 147, г). Напряжения 11 х определяются: для схемы (см. рис. 147, а) — Ux= Uvti*, для схемы (см. рис. 147, б) — Ux=> = UvinB+Uv2nH, для схем (см. рис. 147, в и г) — Ux=2UvnB (пн — коэффициент трансформации трансформатора напряжения).
Надо отметить, что не все из этих схем равноценны. Лучшей следует считать схему, показанную на рис. 147, г, а худшей — показанную на рис. 147, в. Недостатком схем (см. рис. 147, а, б, в) является то, что при различном сопротивлении холостого хода трансформаторов напряжения на каждом из них будет различное напряжение, что можно обнаружить по показаниям вольтметров VI и V2 (см. рис. 147, б). Это может привести к тому, что один и I трансформаторов будет находиться под повышенным напряжением, а другой — под пониженным, а следовательно, возможна ошибка измерения и перегрузка одного трансформатора.

Контрольные вопросы
Какие элементы входят в схему замещения изоляции и какое свойство диэлектрика характеризует каждый из этих элементов?
Какие методы испытаний и приборы используют для определения степени увлажнения изоляции?
Почему испытание повышенным напряжением считается основным видом испытания диэлектриков?
Как испытывают изоляцию повышенным напряжением переменного тока?
В каких случаях целесообразно испытывать изоляцию повышенным напряжением постоянного тока?
Каково устройство установки АИИ-70 и как на ней работают при испытании изоляции повышенным напряжением переменного и постоянного тока?
Дайте краткую характеристику основным способам измерения испытательного напряжения.
Для чего применяют шаровые разрядники при испытании оборудования повышенным напряжением?