Передача, распределение и накопление электроэнергии

Опыт СЗТТ по измерению частичных разрядов в трансформаторах тока и напряжения до 35 кВ

22 июня 2022 г. в 16:38

Трансформаторы тока и напряжения (измерительные трансформаторы или ИТ), выпускаемые Свердловским заводом трансформаторов тока, обладают высокой надежностью и проходят многоступенчатый контроль качества, в том числе и измерение частичных разрядов (ЧР), которые являются сложным электротехническим явлением. Однако как метод диагностики качества электрической изоляции он привлекателен, но при этом достаточно сложен в интерпретации и последующей оценке.

Свердловский завод трансформаторов тока

Общепризнано, что ЧР в изоляции образуются в результате внесения воздушных (газовых) включений или проводящих частиц при нарушении технологии изготовления оборудования или его эксплуатации. Месторасположение ЧР, их влияние на срок службы изделия, наилучший метод выявления и оценки ЧР определяются конструкцией электротехнического оборудования и современными методами измерений частичных разрядов.

Свердловский завод трансформаторов тока одним из первых в нашей стране начал проводить измерения частичных разрядов своей продукции — измерительных трансформаторов. В начале 90-х годов в измерительную цепь включали конденсатор, с которого проводили измерения ЧР.

Первая экранированная высоковольтная установка для измерения ЧР на СЗТТ была выполнена в 1996 году из металлического каркаса с измерителем ЧР, выходом результатов измерений на экран монитора и с распечаткой протокола. В разработке проекта и организации измерительного процесса по обнаружению ЧР приняли участие ведущие специалисты из г. Новосибирска во главе с кандидатом технических наук Василием Павловичем Вдовико.

Позднее в высоковольтных испытаниях использовались другие измерительные системы по измерению ЧР, например, датчики в заземляющем элементе электрооборудования, но точность таких показаний оставляла желать лучшего.

В 2010 г. на СЗТТ была приобретена и аттестована высоковольтная установка фирмы Phenix Technologies на переменное напряжение 250 кВ с измерением ЧР. Испытательное оборудование было размещено в новой высоковольтной экранированной лаборатории, которая была разработана и построена специалистами нашего завода. Эта испытательная установка зарекомендовала себя на высоком уровне в обнаружении ЧР как на стадии опытных образцов, так и при выпуске серийной продукции.

В 2014 году была введена в эксплуатацию и аттестована еще одна испытательная установка с измерителем — «Корона-20» также производства г. Новосибирска в помещении главного корпуса. Итак, подчеркнем, что в настоящее время предприятие ОАО «СЗТТ» имеет в составе испытательного центра (ИЦ ОАО «СЗТТ») две аттестованные установки по измерению ЧР. Для изделий, выпускаемых ОАО «СЗТТ», такие испытания стали обязательными как конечный этап контроля для определения эксплуатационной пригодности.

Характеристики ЧР измеряют для:

  • определения отсутствия ЧР в изоляции испытуемого объекта при нормированном напряжении, интенсивность которых выше нормированного значения;
  • определения интенсивности ЧР при нормированном напряжении;
  • определения напряжения возникновения и напряжения погасания ЧР.

В ИЦ «СЗТТ» успешно применяется электрический метод измерения характеристик ЧР, принципиально основанный на измерении изменений зарядов элементов измерительной схемы, вызываемых ЧР в испытуемой изоляции объекта испытаний.

Основными характеристиками ЧР являются:

  • кажущийся заряд — абсолютное значение та-кого заряда, при мгновенном введении которого на электроды испытуемого объекта напряжение между его электродами кратковременно изменится так же, как изменилось бы при ЧР;
  • временной интервал одного цикла измерения, или число периодов воздействующего напряжения — промежуток времени непрерывного измерения ЧР, выраженный в секундах или в числе периодов воздействующего напряжения;
  • регулярность возникновения — отношение числа периодов воздействующего напряжения, в которых зарегистрированы ЧР с кажущимся зарядом и более, к общему числу периодов воздействующего напряжения за интервал времени.

Также необходимо знать и учитывать такие характеристики, как частота следования импульса, средний ток, момент времени появления, мощность, квадратичный параметр, напряжение возникновения и погасания, распределение количества импульсов, распределение значений кажущегося заряда по фазе, наибольшее неоднократно встречающееся значение кажущегося заряда.

Обязательными условиями процесса измерения ЧР являются:

  • понимание физических процессов в электрической изоляции, создающие условия образования и развитие ЧР;
  • наличие системы измерения и регистрации характеристик ЧР;
  • определение вида и уровня помех;
  • тестирование и калибровка измерительной установки;
  • наличие методики измерения характеристик ЧР;
  • анализ и оформление результатов измерений;
  • вывод о соответствии требованиям.

При проведении измерений должны соблюдаться требования к внешним условиям по температуре, влажности и колебаниям источника напряжения.

На СЗТТ при проведении приемосдаточных испытаний проводятся обязательные измерения ЧР силовых трансформаторов, ИТ, проходных и линейных вводов и другого электрооборудования. Также измерение ЧР проводится при типовых, периодических, квалификационных, исследовательских испытаниях и при постановке изделий на производство.

Схема измерения частичных разрядов трансформаторов напряжения
Рис. 1. Схема измерения частичных разрядов трансформаторов напряжения

Процесс измерений начинается с градуировки измерительной системы в полностью собранной испытательной схеме. Целью выполнения градуировки является проверка правильности выполнения измерений ЧР на испытательном объекте и в начале каждой рабочей смены.
Измерение ЧР трансформаторов напряжения выполняется по схеме на рисунке 1. С подачи предварительного повышенного напряжения и снижения его до нормированного значения, при котором проводится измерение ЧР.

Для чего проводятся испытания по определению уровня ЧР в литой изоляции, на примере трансформаторов напряжения (далее ТН). Эти испытания, прежде всего, призваны выявить скрытые дефекты в литой изоляции (ЛИ). К скрытым дефектам в изоляции можно отнести воздушные включения и трещины, которые расположены в толще изоляции, и выявить их визуальным способом невозможно. Скрытые дефекты обычно не приводят сразу к пробою изоляционных промежутков, например, при высоковольтных испытаниях первичной об-мотки ТН.

Процесс разрушения ЛИ в результате воздействия ЧР вызывает снижение диэлектрических и других характеристик и частичную деградацию изоляционного слоя. Процессы ослабления, преждевременного старения изоляции под воздействием ЧР носят, как правило, вялотекущий характер из-за малых размеров дефектов ЛИ, которые себя никак не проявили во время высоковольтных испытаний. Скорость разрушения изоляции зависит от интенсивности и мощности ЧР. Интенсивность и мощность ЧР зависит от того, на сколько сильно на него действует электрическое поле. Поэтому одно и тоже (по размерам) воздушное включение будет по разному разрушать изоляцию, если будет находиться вблизи или на удалении от потенциала высоковольтной обмотки.

Как было сказано выше, интенсивность ЧР зависит от того, на сколько сильная напряженность электрического поля в месте расположения воздушного дефекта. Если напряженность электрического поля внутри изоляционного слоя везде равномерная и уровень напряженности достаточно невысокий, то уровень ЧР, при наличии в ЛИ срытого дефекта, будет низким. Для того чтобы снизить напряженность электрического поля в литой изоляции ТН и сделать его максимально равномерным, был применен ряд конструктивных решений.
Для защиты высоковольтной обмотки ТН от грозовых перенапряжений применяется высоковольтный экран, который располагается по наружному диаметру высоковольтной обмотки. Изготавливается экран из медной фольги, которая имеет острые кромки, что, конечно же, ведет к появлению градиента напряженности и достаточно мощного электрического поля. При наличии воздушного включения в ЛИ вблизи высоковольтного экрана уровень ЧР может достигать порядка нКл или мкКл. Конечно, при таком уровне ЧР срок службы ТН будет значительно сокращен.

Для снижения напряженности электрического поля применяется полупроводящее полотно, в которое оборачивается медный экран, а также для снижения краевого эффекта, на торцах экрана устанавливаются кольца, которые закрывают острые кромки экрана и снижают и выравнивают потенциал. Также для выравнивания потенциала магнитопровод ТН покрывается полупроводящим покрытием. Даже если в процессе изготовления ТН в ЛИ будут воздушные включения, при такой конструкции их разрушающее воздействие на изоляцию будет ничтожно мало.

ЗНОЛ-35 III
ЗНОЛ-35 III

Описанные конструктивные решения позволили значительно снизить количество забракованных ТН по уровню ЧР во время проведения приемо-сдаточных испытаний.

Надо отметить, что не все зафиксированные во время испытаний ЧР могут нанести вред ЛИ. Поэтому для оценки дефекта применяется фазовая характеристика, полученная при испытаниях. По фазовой характеристике можно сделать выводы о том, где находится источник ЧР, в изоляции ТН, или зажигание ЧР спровоцировано коронированием острых кромок наружной изоляции ТН. Также по графикам можно оценить мощность ЧР и количество его повторений (зажиганий).

Выводы

ИТ производства ОАО «СЗТТ» являются надежными изделиями. Эта уверенность подкреплена современной испытательной базой и компетентностью технических специалистов. ИЦ «СЗТТ» обладает значительным количеством видов испытаний и проверок при производстве электротехнической продукции, открыт для сотрудничества со всеми представителями отрасли.

Источник: ОАО «СЗТТ», опубликовано в журнале «Электротехнический рынок» № 3, 2022 год

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Информация о компании

ОАО «СЗТТ» работает на рынке электротехнических изделий уже 65 лет. ЗА эти годы завод приобрел репутацию одного из известнейших производителей измерительных трансформаторов тока с литой эпоксидной изоляцией. На сегодняшний день линейка продукции ОАО «СЗТТ», пожалуй, самая широкая среди подобных предприятий не только по России, но и по всем странам СНГ.
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Измерительные трансформаторы Энергия

Измерительные трансформаторы тока используются для измерения, отображения и фиксации значений токов в электрическом оборудовании. Применяется в тех случаях, когда непосредственное подключение измерительного прибора неудобно или невозможно, например, при измерении очень больших токов. Особенности: Предназначены для установки в электрических цепях переменного тока с номинальным напряжением 220/380В частотой 50–60Гц. Изделие соответствует стандарту IEC 185. Преимущества: Неразборная конструкция корпуса. Универсальное окно трансформатора позволяет использовать их на кабелях различных сечений и конфигураций. Технические характеристики: — Рабочее напряжение, В: 220/380; — Номинальное напряжение, В: 660; — Рабочий диапазон: от -45 до +55; — Класс точности: 1; — Средняя наработка на отказ, час: 200000; — Частота тока сети, Гц 50 (60); — Исполнение негорючая пластмасса; — Срок службы: 5 лет; — Гарантийный срок эксплуатации: 12 месяцев.
Рыжов Сергей · ЭТК Энергия · Вчера · Россия · г Москва

ПРОДАМ: Шинные трансформаторы тока ТЛШ-10 0,2; 0,2S; 0,5; 0,5S

Трансформаторы ТЛШ на 10 кВ 0,2; 0,2S; 0,5; 0,5S предназначены для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам, устройствам защиты и управления, а также для изолирования цепей вторичных соединений от высокого напряжения в электрических установках переменного тока частоты 50 или 60 Гц на класс напряжений до 10 кВ включительно. Трансформаторы ТЛШ-10 предназначены для встраивания в распределительные устройства и токопроводы. Трансформаторы для дифференциальной защиты поставляются по специальному заказу. Трансформаторы ТЛШ-10. Напрямую от производителя. В Срок! Звоните!!!
Павлов Виктор · ВолгаЭнергоКомплект · Вчера · Россия · Самарская обл
Шинные трансформаторы тока ТЛШ-10 0,2; 0,2S; 0,5; 0,5S

ПРОДАМ: Трансформаторы тока CT, исп. СТ4, СТ6, СТ8, СТ12, — фирма ABB

В продаже есть трансформаторы тока CT, исп. СТ4, СТ6, СТ8, СТ12, — фирма ABB Трансформаторы тока СТ предназначены для передачи сигналов измерительной информации измерительным приборам аналогового и цифрового типа. Применяются во внутренних устройствах в электросетях переменного тока промышленной частоты. Трансформаторы тока СТ являются масштабными преобразователями и служат для расширения пределов измерения тока. По конструкции относятся к трансформаторами шинного типа. Типоисполнения различаются диапазоном первичного тока, размерами проходных отверстий и габаритными размерами. Трансформаторы заключены в изолирующий корпус из термопластика. Выводы вторичных обмоток подключены к клеммникам, закрепленным в корпусе трансформатора. СТ4/200- 3шт. 5555 за 1шт. СТ6/300- 3шт. 6450 за 1шт. СТ6/400- 3шт. 6450 за 1шт. СТ6/600- 6шт. 6845 за 1шт. СТ6/800- 12шт. 6845 за 1шт. СТ6/1000- 33шт. 7708 за 1шт. СТ8/500- 12шт. 7199 за 1шт. СТ8/800- 61шт. 8050 за 1шт. СТ8/1000- 79шт. 8765 за 1шт. СТ8/1500- 56шт. 9871 за 1шт. СТ8/2000- 3шт. 13202 за 1шт. СТ8/2500- 18шт. 13202 за 1шт. СТ12/600- 6шт. 13290 за 1шт. СТ12/800- 4шт. 13416 за 1шт. СТ12/1000- 54шт. 13416 за 1шт. СТ12/1200- 12шт. 15074 за 1шт. СТ12/1500- 3шт. 15074 за 1шт. СТ12/2000- 1шт. 15668 за 1шт. СТ12/2500- 6шт. 17578 за 1шт. СТ12/3000- 6шт. 26999 за 1шт.
M Olga · 24 февраля · Россия · Пензенская обл
Трансформаторы тока CT, исп. СТ4, СТ6, СТ8, СТ12, — фирма ABB

УСЛУГИ: Измерения и испытания трансформаторов

​Электролаборатория «Лидер» проводит испытания и измерения трансформаторов с помощью сертифицированных приборов, таких как: аппарат испытания диэлектриков «АИСТ 50/70», мегаомметр «Е6-32», омметр «Виток» и др. После проведения испытаний или измерений выдается соответствующий стандартизированный протокол. г. Челябинск, шоссе Металлургов, д. 31 Б, оф. 306, +79085726813
Денишев Марат · ЦЕНТРАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ЛИДЕР · 20 февраля · Россия · Челябинская обл
Измерения и испытания трансформаторов

ПРОДАМ: Трансформаторы тока Т-0,66; ТШ-0,66 0,2S; 0,2; 0,5S; 0,5

Т-0,66 и ТШ-0,66. Прямые поставки. Низкие цены. Доставка по РФ и Республике Казахстан. Звоните! Трансформаторы тока Т-0,66 и ТШ-0,66 предназначены для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам в установках переменного тока частоты 50 Гц с номинальным напряжением до 0,66 кВ включительно. Трансформаторы класса точности 0,2S; 0,2; 0,5S; 0,5 применяются в схемах учета для расчета с потребителями, класса точности 1-в схемах измерения. Трансформаторы предназначены для эксплуатации в климатическом исполнении У категории размещения 3 по ГОСТ 15150. - Срочно нужен трансформатор на 0,66 кВ? - Звоните нам прямо сейчас!
Павлов Виктор · ВолгаЭнергоКомплект · Вчера · Россия · Самарская обл
Трансформаторы тока Т-0,66; ТШ-0,66 0,2S; 0,2; 0,5S; 0,5
АО «Контактор» входит в число крупнейших заводов электротехнической промышленности России. Высококачественная продукция завода используется на всех ведущих предприятиях энергоемких отраслей России, а также стран ближнего и дальнего зарубежья.