Частичный разряд в литой изоляции в измерительных трансформаторах

Производство для энергетики К. т. н. Николай ДАНИЕЛЯН, консультант завода ООО «Электрощит-Кo», 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».

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.

Логин:
Пароль:
Запомнить меня
Регистрация
Забыли свой пароль?
Войти как пользователь: