Уровень изоляции а и б в чем разница
Articles and postings
Частичный разряд в литой изоляции измерительных трансформаторах.
Частичный разряд в литой изоляции измерительных трансформаторах.
к.т.н. Н.Г. Даниелян – консультант завода ООО «Электрощит-К О », Германия
Нормативной базой для измерительных трансформаторов в России являются:
ГОСТ 7746 – 2001 на трансформаторы тока и ГОСТ 1983 – 2001 на трансформаторы напряжения. В настоящее время, оба эти документа требуют исправлений в разделах, касающихся измерений частичных разрядов. В обоих ГОСТах указано, что измерение частичных разрядов необходимо проводить лишь для трансформаторов, электрическая прочность изоляции которых испытывается по уровню «а», согласно ГОСТ 1516.3. Если же прочность изоляции испытывается по уровню «б», то испытаний на частичный разряд проводить не требуется. Подобное утверждение не только ошибочно, но оно также позволяет производить и поставлять в Россию некачественную продукцию.
Для более детального понимания проблемы обратимся к ГОСТ 1516.3, раздел 4.5, таблица 2 – Нормированные испытательные напряжения электрооборудования классов напряжения от 3 до 35 кВ с нормальной изоляцией.
Напряжения в киловольтах.
Как видно из таблицы, для всех классов напряжения существует два уровня изоляции «а» и «б». Уровень «б» имеет более высокое испытательное напряжение, чем уровень «а». Однако уровень «а» требует дополнительной проверки изоляции на частичный разряд, что для уровня «б» не требуется.
Таким образом, согласно ГОСТ 1516.3 следует, что существует два равноценных метода одноминутного испытания изоляции высоким напряжением и есть возможность выбора.
Свой выбор эти производители мотивируют тем, что испытание более высоким напряжением по уровню «б» позволяет им гарантировать более высокое качество трансформаторов.
Так например, в журнале «Энерго Инфо», №32, сентябрь, 2009 года, сотрудник Свердловского завода трансформаторов тока пишет: « Есть специалисты, которые считают, что качество изоляции полностью зависит от величины частичных разрядов. С этим утверждением можно полностью согласиться с оговоркой на ГОСТ 7746 – 2001, в котором предусмотрено измерение величины частичных разрядов для трансформаторов с изоляцией класса «а». Трансформаторы с полиуретановой изоляцией изготавливаются и изоляцией «а» и с изоляцией «б». Трансформаторы с эпоксидной изоляцией в основном изготавливаются с изоляцией «б», имеющей более жесткие параметры. И это еще один пример преимущества эпоксидной изоляции».
Согласно автору статьи, выбрав уровень «б» для испытаний изоляции трансформаторов, позволяет получить преимущество по сравнению с другими производителями. Но так ли это?
В испытательной лаборатории завода ООО« Электрощит и К О » были проведены испытания, которые позволили однозначно ответить на этот вопрос.
Допускаемый уровень, пКл
1) Не распространяется на трансформаторы с воздушной изоляцией, свободно сообщающейся с наружным воздухом.
Все трансформаторы без исключения успешно выдержали эти испытания, несмотря на то, что они были не пригодны к эксплуатации по уровню «а».
То есть, результаты испытаний изоляции по уровню «б», не соответствуют результатам испытаний по уровню «а».
Более того, полученные данные полностью противоречат, как автору статьи, так и всем кто считает, что испытания изоляции литых трансформаторов по уровню «б» является преимуществом.
Мы абсолютно уверены, что нормативные документы должны быть доработаны.
Не может быть два испытаний изоляции, противоречащих друг другу.
Тем более понятно, что величина частичных разрядов, в первую очередь характеризует старение твердой изоляции литых трансформаторов и лишь косвенно связана с величиной одноминутного напряжения испытания изоляции.
Эта величина принципиально важна для parameters качества литой изоляции трансформаторов, поскольку только с помощью этих измерений можно установить наличие опасной концентрации дефектов в изоляции.
Как пример, можно привести европейские нормы на измерительные трансформаторы (IEC 66044-1 и IEC 66044-2). В них однозначно указано, что измерение частичного разряда является обязательным пунктом всех приемо-сдаточных испытаний.
И это необходимо, несмотря на применение сегодня самых современных технологии для производстве литых измерительных трансформаторов. Поскольку в процессе производства, всегда возможно попадание воздушных включений в изоляцию, что называется дефектом изоляции.
Постараемся вкратце объяснить, в чем заключается опасность, если в изоляции будут воздушные включений. Поскольку диэлектрическая проницаемость воздуха меньше чем у диэлектрика, то напряженность поля в газовой полости значительно превосходит среднюю напряженность поля в изоляции. Поэтому в газовой полости, даже при рабочем напряжении, возникают ионизационные процессы, из-за которых постепенно происходит локальное обугливание изоляции и возникновение в этих областях микротрещин. А последние могут привести к возникновению внутри изоляции короткого замыкания. Этот процесс может развиваться месяцами и даже годами и практически остается не заметным, вплоть до момента аварии.
Только с помощью измерений частичных разрядов в изоляции, можно предусмотреть и возможность возникновения такого процесса в трансформаторах. Именно поэтому, независимо от величины одноминутного испытательного напряжения, необходимо измерение на частичный разряд изоляции для каждого трансформатора тока и напряжения.
То есть, не зависимо по какому уровню «а» или «б» испытываются трансформаторы, испытание на частичный разряд должно быть обязательным, иначе мы не сможем обеспечить должного качества измерительных трансформаторов.
Частичный разряд в литой изоляции в измерительных трансформаторах
Нормативной базой для измерительных трансформаторов в России являются: ГОСТ 7746‑2001 на трансформаторы тока и ГОСТ 1983‑2001 на трансформаторы напряжения.
Для более детального понимания проблемы обратимся к ГОСТ 1516.3, раздел 4.5, таблица 2 «Нормированные испытательные напряжения электрооборудования классов напряжения от 3 до 35 кВ с нормальной изоляцией».
Как следует из таблицы 2, для всех классов напряжения существует два уровня изоляции: «а» и «б». Уровень «б» имеет более высокое испытательное напряжение, чем уровень «а». Однако уровень «а» требует дополнительной проверки изоляции на частичный разряд, чего для уровня «б» не требуется.
Таким образом, согласно ГОСТ 1516.3 следует, что существует два равноценных метода одноминутного испытания изоляции высоким напряжением и есть возможность выбора.
Если теперь обратиться к практике, то можно легко установить, что большинство производителей предпочитают испытывать изоляцию трансформаторов по уровню «б» вместо «а». Вопрос – почему?
Свой выбор эти производители мотивируют тем, что испытание более высоким напряжением по уровню «б» позволяет им гарантировать более высокое качество трансформаторов.
Так, например, в журнале «ЭнергоИнфо», № 32, сентябрь 2009 года, сотрудник Свердловского завода трансформаторов тока пишет: «Есть специалисты, которые считают, что качество изоляции полностью зависит от величины частичных разрядов. С этим утверждением можно полностью согласиться с оговоркой на ГОСТ 7746‑2001, в котором предусмотрено измерение величины частичных разрядов для трансформаторов с изоляцией класса «а». Трансформаторы с полиуретановой изоляцией изготавливаются и с изоляцией «а», и с изоляцией «б». Трансформаторы с эпоксидной изоляцией в основном изготавливаются с изоляцией «б», имеющей более жесткие параметры. И это еще один пример преимущества эпоксидной изоляции».
Согласно автору статьи, выбор уровня «б» для испытаний изоляции трансформаторов позволяет получить преимущество по сравнению с другими производителями. Но так ли это?
В испытательной лаборатории завода ООО «Электрощит-Ко» были проведены испытания, которые позволили однозначно ответить на этот вопрос.
Было испытано по уровню «б» более 100 трансформаторов различных производителей, уровень частичных разрядов которых во много раз превышал допустимые для литой изоляции 20 пКл (ГОСТ 7746‑2001, раздел 6.3.6, таблица 6).
Все трансформаторы без исключения успешно выдержали эти испытания, несмотря на то что они были непригодны к эксплуатации по уровню «а».
То есть результаты испытаний изоляции по уровню «б» не соответствуют результатам испытаний по уровню «а».
Более того, полученные данные полностью противоречат как автору статьи, так и всем, кто считает, что испытания изоляции литых трансформаторов по уровню «б» являются преимуществом.
Мы абсолютно уверены, что нормативные документы должны быть доработаны: не может быть двух типов испытаний изоляции, противоречащих друг другу.
Тем более понятно, что величина частичных разрядов в первую очередь характеризует старение твердой изоляции литых трансформаторов и лишь косвенно связана с величиной одноминутного напряжения испытания изоляции.
Эта величина принципиально важна для характеристики качества литой изоляции трансформаторов, поскольку только с помощью этих измерений можно установить наличие опасной концентрации дефектов в изоляции.
Как пример можно привести европейские нормы на измерительные трансформаторы (IEC 66044‑1 и IEC 66044‑2). В них однозначно указано, что измерение частичного разряда является обязательным пунктом всех приемо-сдаточных испытаний.
И это необходимо, несмотря на применение самых современных технологий для производства литых измерительных трансформаторов. Поскольку в процессе производства всегда возможно попадание воздушных включений в изоляцию, что называется дефектом изоляции.
Постараемся вкратце объяснить, в чем заключается опасность, если в изоляции будут воздушные включения. Поскольку диэлектрическая проницаемость воздуха меньше, чем у диэлектрика, то напряженность поля в газовой полости значительно превосходит среднюю напряженность поля в изоляции. Поэтому в газовой полости, даже при рабочем напряжении, возникают ионизационные процессы, из‑за которых постепенно происходит локальное обугливание изоляции и возникновение в этих областях микротрещин. А последние могут привести к возникновению внутри изоляции короткого замыкания. Этот процесс может развиваться месяцами и даже годами и практически остается незаметным, вплоть до момента аварии.
Только с помощью измерений частичных разрядов в изоляции можно предусмотреть возможность возникновения такого процесса в трансформаторах. Именно поэтому, независимо от величины одноминутного испытательного напряжения, необходимо измерение на частичный разряд изоляции для каждого трансформатора тока и напряжения.
То есть независимо, по какому уровню, «а» или «б», испытываются трансформаторы, испытание на частичный разряд должно быть обязательным, иначе мы не сможем обеспечить должного качества измерительных трансформаторов.
Уровень изоляции а и б в чем разница
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
НА НАПРЯЖЕНИЯ ОТ 1 ДО 750 кВ
Требования к электрической прочности изоляции
Electrical equipment for а. с. voltages from 1 to 750 kV.
Requirements for dielectric strength of insulation
Дата введения* 1999-01-01
_________________________
* Порядок введения стандарта
в действие приведен в приложении Д.
1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации ТК 37 «Электрооборудование для передачи и распределения электроэнергии»
ВНЕСЕН Госстандартом России
2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 9-96 от 12 апреля 1996 г.)
За принятие проголосовали:
Наименование национального органа по стандартизации
Госстандарт Республики Казахстан
Главная государственная инспекция Туркменистана
Настоящий стандарт соответствует международному стандарту МЭК 71-1-1993 «Координация изоляции. Часть I. Термины, определения, принципы и правила» в части требований к электрической прочности изоляции
3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 7 апреля 1998 г. N 110 межгосударственный стандарт ГОСТ 1516.3-96 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1999 г.
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящий стандарт распространяется на электрооборудование трехфазного переменного тока частоты 50 Гц трехфазного (трехполюсного) и однофазного (однополюсного) исполнений на напряжения от 1 до 750 кВ, климатических исполнений У, УХЛ, ХЛ, Т, ТС, категорий размещения 1, 2, 3 и 4 по ГОСТ 15150:
а) силовые трансформаторы (в т.ч. автотрансформаторы);
б) трансформаторы напряжения (электромагнитные и емкостные);
в) трансформаторы тока;
— токоограничивающие классов напряжения от 1 до 220 кВ,
— заземляющие дугогасящие классов напряжения от 1 до 35 кВ;
— выключатели (в т.ч. выключатели нагрузки и отделители без видимого промежутка между контактами),
— разъединители (в т.ч. разъединяющие выключатели нагрузки и отделители с видимым промежутком между контактами),
— предохранители классов напряжения от 1 до 220 кВ,
— комплектные распределительные устройства (КРУ), в т.ч. наружной установки (КРУН), в металлической негерметичной оболочке классов напряжения от 1 до 35 кВ,
— экранированные токопроводы классов напряжения от 1 до 35 кВ,
— комплектные трансформаторные подстанции (КТП) классов напряжения от 1 до 110 кВ;
е) конденсаторы связи классов напряжения от 35 до 750 кВ;
ж) комплектные распределительные устройства герметичные с полной или частичной изоляцией главных цепей элегазом или смесью его с другими газами (КРУЭ);
— армированные, предназначенные для самостоятельного применения в аппаратах и распределительных устройствах, в т.ч. комплектных,
— армированные вводы, предназначенные для применения в масляных или заполненных негорючим жидким диэлектриком трансформаторах, реакторах и аппаратах,
— вводы, собираемые из частей на баке масляных или заполненных негорючим жидким диэлектриком трансформаторов, реакторов, аппаратов и КРУЭ.
Стандарт не распространяется на:
— электрооборудование, работающее в испытательных, медицинских, рентгеновских, радиотехнических, автономных подвижных и других специальных установках;
— вентильные обмотки преобразовательных трансформаторов и преобразовательные реакторы;
— детали трансформаторов и реакторов (например, устройства переключения ответвлений обмоток и связанные с ними устройства, в т.ч. устройства переключения, поставляемые отдельно от трансформаторов), детали аппаратов (например, штанги, тяги, направляющие, изолирующие покрышки);
— изоляцию присоединения (узел вне бака трансформатора) кабеля к обмотке масляного силового трансформатора;
— последовательные и линейные регулировочные трансформаторы;
— изоляцию нейтрали силовых трансформаторов, заземляемую через последовательный регулировочный трансформатор;
— изоляцию между токоведущими частями многозажимных вводов;
— электрооборудование, находящееся в эксплуатации, в части профилактических испытаний его изоляции;
— внешнюю изоляцию электрооборудования и внутреннюю изоляцию сухих трансформаторов и реакторов, подвергающуюся вредным воздействиям газов, испарений и химических отложений.
Термины, применяемые в настоящем стандарте, и их пояснения приведены в разделе 3.
Требования настоящего стандарта являются обязательными.
2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 687-78 Выключатели переменного тока на напряжение св. 1000 В
ГОСТ 1516.1-76 Электрооборудование переменного тока на напряжения от 3 до 500 кВ. Требования к электрической прочности изоляции
ГОСТ 1516.2-97 Электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжение 3 кВ и выше. Общие методы испытаний электрической прочности изоляции
ГОСТ 1983-89 Трансформаторы напряжения. Общие технические условия
ГОСТ 7746-89 Трансформаторы тока. Общие технические условия
ГОСТ 9920-89 Электрооборудование переменного тока на напряжение от 3 до 750 кВ. Длина пути утечки внешней изоляции
ГОСТ 11677-85 Трансформаторы силовые. Общие технические условия
ГОСТ 12450-82 Выключатели переменного тока на номинальные напряжения от 110 до 750 кВ. Технические требования к отключению ненагруженных воздушных линий и методы испытаний
ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды
ГОСТ 15543.1-89 Изделия электротехнические. Общие требования в части стойкости к климатическим внешним воздействующим факторам
ГОСТ 15963-79 Изделия электротехнические для районов с тропическим климатом. Общие технические условия
ГОСТ 16110-82 Трансформаторы силовые. Термины и определения
ГОСТ 16357-83 Разрядники вентильные переменного тока на номинальные напряжения от 3,8 до 600 кВ. Общие технические условия
ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения
ГОСТ 16772-77 Трансформаторы и реакторы преобразовательные. Общие технические условия
ГОСТ 20074-83 Электрооборудование и электроустановки. Метод измерения характеристик частичных разрядов
ГОСТ 20690-75 Электрооборудование переменного тока на напряжение 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции
ГОСТ 21023-75 Трансформаторы силовые. Методы измерений характеристик частичных разрядов при испытаниях напряжением промышленной частоты
ГОСТ 22756-77 Трансформаторы (силовые и напряжения) и реакторы. Методы испытания электрической прочности изоляции
3 ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В настоящем стандарте применяют следующие термины.
Содержание материала
2. Уровень изоляции электрооборудования
Уровень изоляции электрооборудования — это нормированные испытательные напряжения грозовых и коммутационных импульсов (для электрооборудования 330 кВ и выше), грозовых импульсов и кратковременного напряжения промышленной частоты, (для электрооборудования до 220 кВ), отнесенные к определенным условиям испытания.
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. Согласно стандарту МЭК 71.1 «Координации изоляции», классификация воздействующих на изоляцию напряжений с точки зрения их форм и длительностей, а не природы происхождения. Испытательные напряжения выбираются как эквивалент этим перенапряжениям с учетом свойств внутренней и внешней изоляции, обуславливающих различие ее прочности в нормальных условиях испытания и в эксплуатации. При установлении испытательных напряжений внутренней изоляции учитывается снижение ее электрический прочности при перенапряжениях в условиях эксплуатации по сравнению с прочностью при типовом испытании неработавшей изоляции. Для трансформаторов (силовых и напряжения) и реакторов (шунтирующих и заземляющих) принимается во внимание повышение перенапряжений на элементах изоляции обмоток при воздействии импульсов в эксплуатации на возбужденный трансформатор или реактор по сравнению с перенапряжениями при отсутствии возбуждения трансформатора во время проведения импульсного испытания. Для внешней (воздушной) изоляции учитывается снижение разрядных (выдерживаемых) напряжений при атмосферных условиях, возможных в эксплуатации (высота установки электрооборудования 1000 м над уровнем моря), по сравнению с разрядными напряжениями при нормальных атмосферных условиях.
3, Процедура координации изоляции
Процедура координации изоляции, принятая МЭК, представлена на рис. 1. Она потребовала введения ряда новых определений, уточнений и детализации. Здесь первым и наиболее сложным шагом (после анализа воздействующих напряжений) является выбор представительных перенапряжений (с7п), т. е. напряжений стандартной формы, и нормированного распределения перенапряжений между электродами в многоэлектродной системе, действие которых на изоляцию при реальных условиях эксплуатации эквивалентно фактическим воздействиям перенапряжений. 
Рис. 1. Структурная схема для определения нормированных стандартных уровней изоляции: 
Фактически воздействия перенапряжений могут быть представлены в виде определенного числа «к» типичных форм и максимальных значений (рис. 2, а), или в виде нескольких функций плотности распределений максимальных значений.
Представительное перенапряжение может быть определено в виде единичного (расчетного) воздействия с предполагаемым максимумом Uu (рис. 2, г) или распределением максимумов отдельных воздействий (рис. 2, в, д.). Выбор представительного перенапряжения предполагает принятие некоторого риска повреждения изоляции в эксплуатации, пренебрегая значениями перенапряжений с весьма малой вероятностью появления. 
Рис. 2. Выбор представительных перенапряжений.
Риск определяется на основе анализа опыта эксплуатации. Выбор представительного перенапряжения предполагает также установление соотношений между электрической прочностью изоляции при стандартных в нестандартных (эксплуатационных) формах импульсов.
В случае, если представительное перенапряжение характеризуется значением предполагаемого максимума (рис. 2, г), что предопределяет детерминистский подход к координации изоляции, необходимо учитывать частость появления перенапряжений с наибольшими значениями в случаях, когда метод выбора изоляции предполагает заданную вероятность ее повреждения. Для многоэлектродной системы необходим также учет распределения напряжения между электродами при определении электрической прочности изоляции. Причем, последнее может относиться не только к внешней, но и к внутренней изоляции оборудования. Следует также учитывать возможное влияние наложения перенапряжения на рабочее напряжение. На рис. 2 представлена последовательность выбора представительного перенапряжения.
Дальнейшим шагом является установление координационного выдерживаемого (обычно с вероятностью 90 или 100% в зависимости от метода испытаний) напряжения с7вк, обеспечивающего приемлемый риск повреждения изоляции в условиях эксплуатации при воздействии представительного перенапряжения. По сути, это связано с учетом статистических характеристик изоляции и перенапряжений и надежностью их оценки*.
В практическом плане оценить все влияющие факторы, как правило, не представляется возможным, особенно для внутренней изоляции ввиду ограниченного объема экспериментальных данных*. В связи с этим вводится так называемый коэффициент координации Кк, учитывающий в обобщенной форме все указанные влияющие факторы, значение которого в значительной степени определяется на основе обобщения мирового опыта координации изоляции. В этом случае координационное выдерживаемое напряжение получается умножением значения представительного перенапряжения на коэффициент координации.
* Это особенно усугубляется тем фактором, что речь идет об очень малых вероятностях повреждения в условиях эксплуатации.
Если выбор конструкции изоляции и ее методов испытаний проводится на статистической основе, мы получаем статистическое координационное выдерживаемое напряжение. Следует отметить, что установить статистическое координационное выдерживаемое напряжение можно без промежуточного определения представительного перенапряжения. Это возможно, когда риск повреждения изоляции, с учетом ее вольт-секундных характеристик, непосредственно определяется, исходя из распределения перенапряжений.
В отличие от представительного перенапряжения, координационное выдерживаемое напряжение представляется только одним значением максимума напряжения стандартной формы. Выбор координационного выдерживаемого напряжения основан на анализе эксплуатационных условий, конфигурации сети и электрической прочности изоляции.
Следующим шагом является определение требуемого при стандартных испытаниях выдерживаемого напряжения, учитывающего отличие нормированных условий испытаний от условий в эксплуатации. Здесь следует учитывать, в частности, влияние высоты установки в эксплуатации над уровнем моря, ибо электрооборудование, как правило, проектируется для эксплуатации на высотах до 1000 м над уровнем моря.
При определении требуемого выдерживаемого напряжения необходимо учитывать старение изоляции в течение ее срока службы, а также разброс результатов испытаний и характеристик изоляции при производстве. Следует отметить, что последнее требование обычно удовлетворяется путем установления контролируемых допусков при проектировании изоляции. В связи с этим значения испытательных напряжений при типовом и приемосдаточном испытаниях обычно принимаются одинаковыми.
Из изложенного следует, что требуемые выдерживаемые напряжения для внешней ч внутренней изоляции могут быть различными. Они могут быть различными и для разных видов электрооборудования даже при одних и тех же эксплуатационных условиях (например, для вводов и трансформаторов, КРУЭ и аппаратов для ОРУ и т. п.). Для определения требуемого выдерживаемого напряжения вводится так называемый коэффициент запаса (К3). Рекомендуемые значения коэффициента запаса и его составляющие отнесены ко в юрой части стандарта МЭК
60071.2—96 «Координация изоляции. Руководство по применению».
Здесь следует отметить, что в настоящее время нет достаточно надежных данных для определения каждой из перечисленных составляющих коэффициента запаса между требуемым выдерживаемым напряжением и представительным перенапряжением. Это — одно из направлений исследований в совершенствовании методов координации изоляции.
Значения выдерживаемых напряжений стандартизированы — это так называемые стандартные выдерживаемые напряжения. Значение стандартного выдерживаемого напряжения находится в соответствии с требуемым выдерживаемым напряжением. Значение его может быть равно или быть ближайшим большим требуемого выдерживаемого напряжения в случае, если их формы совпадают, или эквивалентно требуемому выдерживаемому напряжению в случае, если они имеют различные формы (например, коммутационный импульс и одноминутное воздействие промышленной частоты). Эквивалентное требуемое выдерживаемое напряжение получается из требуемого путем умножения последнего на коэффициент эквивалентности К3 — значение, обратное коэффициенту импульса, величина которого определяется исходя из вольт-секундных характеристик изоляции.
стандартные уровни изоляции электрооборудования, установленные МЭК на основе анализа мировой практики координации изоляции и, как правило, апробированные многолетним опытом эксплуатации.
Совершенствование методов координации изоляции предполагает совершенствование методов ее испытаний, Введение в стандарты для электрооборудования сверхвысокого напряжения испытаний коммутационными импульсами обеспечили более полную проверку изоляции при воздействии внутренних перенапряжений. Характеристики стандартного коммутационного импульса: время подъема напряжения до максимума — 250 мкс, длительность (время до полуспада) — 2500 мкс; обозначение — 250/2500.
Учет перечисленных факторов приводит к выбору неодинаковых испытательных напряжений для внутренней и внешней изоляции данного вида электрооборудования. При эюм обеспечивается выдерживание всеми элементами его изоляции перенапряжений принятого расчетного уровня в эксплуатационных условиях, наиболее тяжелых для каждого вида изоляции. В одних и тех же возможных условиях данный элемент изоляции может иметь более высокое напряжение пробоя или перекрытия, чем другой; в других условиях соотношение электрической прочности может быть обратным.
Для случаев, когда электрооборудование не подвергается непосредственному воздействию грозовых перенапряжений, уровни испытательных напряжений ниже (оборудование с облегченной изоляцией).
Создание сетей сверхвысокого напряжения связано с необходимостью ограничения уровней перенапряжений по мере роста номинального напряжения сети, что в первую очередь было обусловлено более медленным ростом электрической прочности внешней изоляции по сравнению с повышением напряжения сети.
4. Снижение уровня изоляции
Снижение уровня изоляции имеет большое значение особенно для дорогостоящего электрооборудования — силовых трансформаторов и реакторов сверхвысокого напряжения.
Для отечественной практики создания и развития электропередач ультравысокого напряжения (1150 кВ) вопрос о снижении уровня изоляции связан также с самой возможностью разработки электрооборудования этого класса напряжения.
Эффективность снижения уровня изоляции силовых трансформаторов зависит от многих факторов: класса напряжения, количества обмоток, параметров и расположения обмоток на магнитопроводе, стоимости материалов и потерь и пр.
Для трансформаторов 330—750 кВ каждый процент снижения испытательных напряжений, благодаря сокращению изоляционных расстояний, позволяет уменьшить полною массу трансформатора на 0,4—0,7 % и увеличить мощность при тех же габаритах на 0,6—0,8 %. Предел эффективного снижения уровня изоляции определяется прочностью при кратковременных воздействиях, которой будет обладать изоляция, выбранная только с учетом длительного воздействия рабочего напряжения. На основании накопленных к настоящему времени знаний о длительной электрической прочности внутренней изоляции можно сделать вывод, что снижение уровня перенапряжений ниже 1,65 (Унр/л/3 неэффективно.
Уменьшение изоляционных расстояний приводит к увеличению рабочих напряжений в изоляции, что требует рассмотрения координации изоляции относительно длительного воздействия рабочего напряжения. Поэтому снижение испытательных напряжений основывается не только на совершенствовании способов ограничения перенапряжений, но требует также совершенствования конструкций изоляции, технологии производства, заводских испытаний, мер по поддержанию необходимого качества изоляции в условиях эксплуатации.
Возможность надежной работы силовых трансформаторов и реакторов со сниженными уровнями изоляции была подтверждена многочисленным опытом эксплуатации ряда конструкций трансформаторов на напряжение 500 кВ, а также трансформаторов на напряжение 1150 кВ.
Особо важное значение имело внедрение испытания напряжением промышленной частоты с измерением частичных разрядов, что позволило выявлять дефекты конструкций и технологии производства изоляции, которые могли быть не выявлены традиционными кратковременными испытательными воздействиями и выявиться при длительном приложении рабочего напряжения в эксплуатации. Отсюда — введение испытания внутренней изоляции силовых трансформаторов и шунтирующих реакторов длительным (30—60 мин) переменным напряжением при допустимом уровне частичных разрядов 100 пКл. Введены также (ГОСТ 1516.3—96) испытания напряжением промышленной частоты с измерением ЧР для внутренней твердой изоляции трансформаторов напряжения и тока, вводов и изоляции КРУЭ.