Испытания изоляции повышенным напряжением позволяют выявить локальные дефекты, не обнаруживаемые иными методами; кроме того, такой метод испытаний является прямым способом контроля способности изоляции выдерживать воздействия перенапряжений и дает определенную уверенность в качестве изоляции. К изоляции прикладывается испытательное напряжение, превышающее рабочее напряжение, и нормальная изоляция выдерживает испытания, а дефектная пробивается.

При испытаниях повышенным напряжением используются три основных вида испытательных напряжений: повышенное напряжение промышленной частоты, выпрямленное постоянное напряжение и импульсное испытательное напряжение (стандартные грозовые импульсы).

Основным видом испытательного напряжения является напряжение промышленной частоты. Время приложения такого напряжения – 1 мин, и изоляция считается выдержавшей испытания , если за это время не наблюдалось пробоя или частичных повреждений изоляции. В некоторых случаях проводят испытания напряжением повышенной частоты (обычно 100 или 250 Гц).

При большой емкости испытуемой изоляции (при испытании кабелей, конденсаторов) требуется применение испытательной аппаратуры большой мощности, поэтому такие объекты чаще всего испытываются повышенным постоянным напряжением. Как правило, при постоянном напряжении диэлектрические потери в изоляции, приводящие к ее нагреву, на несколько порядков ниже, чем при переменном напряжении такого же эффективного значения; кроме того, и интенсивность частичных разрядов намного ниже. При таких испытаниях нагрузка на изоляцию существенно меньше, чем при испытаниях переменным напряжением, поэтому для пробоя дефектной изоляции требуется более высокое постоянное напряжение, чем испытательное переменное напряжение.

При испытаниях постоянным напряжением дополнительно контролируется ток утечки через изоляцию. Время приложения постоянного испытательного напряжения составляет от 5 до 15 мин. Изоляция считается выдержавшей испытания, если она не пробилась, а значение тока утечки к концу испытаний не изменилось или снизилось.

Третьим видом испытательного напряжения являются стандартные грозовые импульсы напряжения с фронтом 1,2 мкс и длительностью до полуспада 50 мкс. Испытания импульсным напряжением производят потому, что изоляция в процессе эксплуатации подвергается воздействию грозовых перенапряжений со схожими характеристиками. Воздействие грозовых импульсов на изоляцию отличается от воздействия напряжения частотой 50 Гц из-за гораздо большей скорости изменения напряжения, приводящей к другому распределению напряжения по сложной изоляции типа изоляции трансформаторов; кроме того, сам процесс пробоя при малых временах отличается от процесса пробоя на частоте 50 Гц, что описывается вольт-секундными характеристиками. По этим причинам испытаний напряжением промышленной частоты в ряде случаев оказывается недостаточно.

Воздействие грозовых перенапряжений на изоляцию часто сопровождается срабатыванием защитных разрядников, срезающих волну перенапряжения через несколько микросекунд после ее начала, поэтому при испытаниях используют импульсы срезанные через 2–3 мкс после начала импульса (срезанные стандартные грозовые импульсы). Амплитуда импульса выбирается исходя из возможностей оборудования, защищающего изоляцию от перенапряжений, с некоторыми запасами и исходя из возможности накопления скрытых дефектов при многократном воздействии импульсных напряжений. Конкретные величины испытательных импульсов определяются по ГОСТ 1516.1-76.

Испытания внутренней изоляции проводят трех ударным методом. На объект подается по три импульса положительной и отрицательной полярности, сначала полные, а затем срезанные. Интервал времени между импульсами – не менее 1 мин. Изоляция считается выдержавшей испытания, если во время испытания не произошло ее пробоев и не обнаружено повреждений. Методика обнаружения повреждений довольно сложна и обычно проводится осциллографическими методами.

Внешняя изоляция оборудования испытывается 15 ударным методом, когда к объекту с интервалом не менее одной минуты прикладывается по пятнадцать импульсов обеих полярностей, как полных, так и срезанных. Изоляция считается выдержавшей испытания, если в каждой серии из пятнадцати импульсов было не более двух полных разрядов (перекрытий).

Все виды испытаний можно разделить на три основные группы, различающиеся по назначению и соответственно по объему и нормам:

· испытания новых изделий на заводе-изготовителе;

· испытания после прокладки или монтажа нового оборудования, испытания после капитального ремонта;

· периодические профилактические испытания.

При профилактических или послеремонтных испытаниях проверяется способность изоляции проработать без отказа до следующих очередных испытаний. Контроль изоляции повышенным напряжением дает только косвенную оценку длительной электрической прочности изоляции, и основная его задача - проверка отсутствия грубых сосредоточенных дефектов.

Испытательные напряжения для нового оборудования на заводах-изготовителях определяются ГОСТ 1516.2-97, а при профилактических испытаниях величины испытательных напряжений принимаются на 10 –15% ниже заводских норм. Этим снижением учитывается старение изоляции и ослабляется опасность накопления дефектов, возникающих при испытаниях.

Контроль изоляции повышенным напряжением в условиях эксплуатации проводится для некоторых видов оборудования (вращающиеся машины, силовые кабели) с номинальным напряжением не выше 35 кВ , поскольку при более высоких напряжениях испытательные установки слишком громоздки.

Кабели. Испытательные напряжения для кабелей устанавливаются в соответствии с ожидаемым уровнем внутренних и грозовых перенапряжений.

На заводах-изготовителях маслонаполненные кабели и кабели с маловязкой пропиткой испытывают повышенным напряжением промышленной частоты (около 2,5 U ном). Кабели с вязкой пропиткой и газовые кабели для предотвращения повреждения изоляции испытывают выпрямленным напряжением порядка (3,5..4) U ном, где U ном – линейное напряжение при рабочих напряжениях 35 кВ и менее.

Кроме того, измеряют сопротивление изоляции, а при рабочих напряжениях 6 кВ и более измеряют сопротивление изоляции и tgδ .

После прокладки кабеля, после капитального ремонта и во время профилактических испытаний изоляцию кабелей испытывают повышенным выпрямленным напряжением. Время испытаний для кабелей напряжением 3–35 кВ составляет 10 мин для кабелей после прокладки и 5 мин после капитального ремонта и во время профилактических испытаний. Периодичность профилактических испытаний составляет от двух раз в год до одного раза в три года для разных кабелей. При испытаниях контролируется ток утечки, значения которого лежат в пределах от 150 до 800 мкА/км для нормальной изоляции. До и после испытаний измеряется сопротивление изоляции.

Силовые трансформаторы . На заводе-изготовителе внутренняя и внешняя изоляция испытывается полными и срезанными стандартными грозовыми импульсами, а также повышенным переменным напряжением промышленной частоты. Обнаружение повреждений продольной изоляции чаще всего проводят осциллографированием тока в нейтрали трансформатора и сравнением осциллограммы с типовой.

Если изоляция нейтрали и линейного вывода одинакова, то при испытаниях повышенным переменным напряжением оба конца испытуемой обмотки изолируются и на обмотку подается напряжение от постороннего источника. Если уровень изоляции нейтрали понижен, то испытания проводятся индуктированным напряжением повышенной частоты (до 400 Гц) с тем, чтобы можно было бы подавать напряжение порядка 2 U ном. Нейтраль при этом заземляется или на нее подается постороннее напряжение той же частоты. Поскольку ЭДС самоиндукции в обмотке пропорциональна частоте, то при той же максимальной индукции можно приложить повышенное, по сравнению с рабочим, испытательное напряжение.

При испытаниях изоляции должна быть испытана поочередно каждая электрически независимая цепь или параллельная ветвь (в последнем случае – при наличии полной изоляции между ветвями), а испытательное напряжение прикладывается между выводом и заземленным корпусом, все другие обмотки заземляются. Измерения сопротивления изоляции проводят до и после испытаний повышенным напряжением.

Перед первым включением вновь смонтированного трансформатора измеряют пробивное напряжение трансформаторного масла, сопротивление изоляции и коэффициент абсорбции, отношение C 2 /C 50 , tgδ (значение которого сравнивают с результатами заводских испытаний).

Во время периодических профилактических испытаний проводят те же испытания, что и перед первым включением, но допустимые значения tgδ при этом увеличены. Испытания изоляции повышенным напряжением при профилактических испытаниях предполагаются для обмоток напряжением до 35 кВ, значения испытательных напряжений при этом снижаются до 0,85-0,9 значения заводского испытательного напряжения.

Периодичность профилактических испытаний для разных трансформаторов колеблются от одного раза в год до одного раза в четыре года.

Вводы высокого напряжения . Основной вид контроля - периодический осмотр (от одного раза в трое суток до одного раза в шесть месяцев), также измеряют сопротивление изоляции между специальной измерительной обкладкой ввода и соединительной втулкой. Периодичность таких испытаний для разных вводов разная, но не реже одного раза в 4 года.

5.1. Нормируемые величины

Испытания электрооборудования повышенным напряжением проводятся перед приемкой в эксплуатацию в сроки, предусмотренные графиком планово-предупредительных ремонтов и профилактических испытаний электрооборудования.

Нормы, условия испытаний и порядок их проведения представлены в таблице 1.

Таблица 1. Нормы, условия испытаний повышенным напряжением и указания их проведению

Объект испытания	Нормы испытания	Указания
1. Изоляция обмоток и токоведущих частей кабеля ручного электроинструмента относительно корпуса и наружных металлических деталей	Для электроинструмента напряжением до 50 В испытательное напряжение – 550 В, для электроинструмента напряжением выше 50 В, мощностью до 1 кВт - 900 В, мощностью более 1кВт - 1350 В. Время испытаний - 1 мин.	У электроинструмента корпус и соединенные с ним детали, выполненные из диэлектрического материала, должны быть обернуты металлической фольгой и соединены с заземлителем. Если сопротивление изоляции не менее 10МОм, то испытание изоляции повышенным напряжением можно заменить одноминутным измерением сопротивления изоляции мега-омметром, напряжением 2500 В
2. Изоляция обмоток понижающих трансформаторов	При номинальном напряжении первичной обмотки трансформатора 127 - 220В испытательное напряжение 1350 В, при номинальном напряжении первичной обмотки 380 - 440 В испытательное напряжение 1800 В. Длительность испытаний - 1 мин.	Испытательное напряжение прикладывается поочередно к каждой из обмоток. При этом остальные обмотки должны быть соединены с заземленным корпусом и магнитопроводом
3. Изоляция распределительных устройств, элементов приводов выключателей, короткозамыкателей, отделителей, аппаратов, а также вторичных цепей управления, защиты, автоматики, телемеханики, измерения со всеми присоединительными аппаратами, напряжением выше 60В, не содержащих устройств с микроэлектронными элементами		Допускается вместо испытаний напряжением промышленной частоты одноминутное измерение сопротивления изоляции мегаомметром, напряжением 2500 В, кроме цепей релейной зашиты и автоматики
4. Изоляция силовых и осветительных электропроводок	Испытательное напряжение 1000 В. Продолжительность испытаний – 1 мин.	Производится в случае, если измеренное сопротивление изоляции оказалось меньше 1 МОм
5. Кабели напряжением до 10 кВ	Испытательное напряжение в зависимости от номинального рабочего, кВ, для кабелей: – с бумажной изоляцией 2 – 12 (10 – 17); 3 – 18 (15 – 25); 6 – 36 (36); 10 – 60 (60). – с резиновой изоляцией 3 – 6 (6) 6 – 12 (12) 10 – 20 (20) Без скобок указанные значения испытательных напряжений при приемосдаточных испытаниях, в скобках – при эксплуатационных. Длительность приложения испытательного напряжения при приемо-сдаточных испытаниях – 10 мин., при эксплуатационных – 5 мин. Для кабелей с резиновой изоляцией длительность приложения испытательного напряжения при всех видах испытаний – 5 мин.

5.2. Приборы и установки для испытания электрооборудования повышенным напряжением

Для испытания электрооборудования повышенным напряжением могут быть использованы следующие приборы и установки:

· универсальная пробойная установка УПУ-5М;

· аппарат для испытания изоляции силовых кабелей и твердых диэлектриков АИД 70/50;

· малогабаритная испытательная установка МИУ-60;

· установка для испытания изоляции кабелей УИ-70;

· мегаомметры типа Ф4100, Ф4101, Ф4102 и ЭСО202/2 (Г) с выходным напряжением 2500 В.

Описание и схемы присоединения мегаомметров к испытываемому оборудованию приведены в лабораторной работе №3.

5.2.1. Универсальная пробойная установка УПУ-5М

Предназначена для измерения электрической прочности изоляции при испытании постоянным или переменным напряжением до 6 кВ.

Установка (рис. 1) выпускается в двух вариантах исполнения:

· «У» - универсальная (переменное и постоянное напряжение);

· «П» - только переменное напряжение;

Рис. 1. Универсальная пробойная установка УПУ-5М

Основные технические характеристики УПУ-5М приведены в таблице 2.

Таблица 2. Технические характеристики универсальной пробойной установки УПУ-5М

Параметр	Величина
Диапазон задания выходного напряжения:
– постоянного, кВ (только для варианта "У")	0,2 – 6
– переменного, кВ	0,2 - 6
Измерение тока утечки, мА	0,1 - 100
Диапазон установки порогового значения
– напряжения, кВ	0,2 – 6
– тока утечки, мА	1 - 99
Максимальная выходная мощность, не менее, кВА

5.2.2. Аппарат для испытания изоляции силовых кабелей и твердых диэлектриков АИД 70/50

Аппарат испытательный АИД-70/50 (рис 5.2) предназначен для испытания изоляции силовых кабелей и твердых диэлектриков выпрямленным электрическим напряжением, а также для испытания твердых диэлектриков синусоидальным электрическим напряжением частотой 50 Гц.

Рис. 2. Аппарат для испытания изоляции силовых кабелей и твердых диэлектриков АИД-70/50

Таблица 3. Технические характеристики АИД-70/50

Параметр	Величина
Напряжение питающей сети однофазного переменного тока, В	220+11
Параметры аппарата на выпрямленном напряжении в продолжительном режиме при номинальном значении напряжения в сети
– наибольшее рабочее напряжение, кВ,
– максимальный рабочий ток, мА,
Параметры аппарата на переменном напряжении в продолжительном режиме при номинальном значении напряжения в сети
– наибольшее рабочее напряжение (действующее значение), кВ
– наибольший рабочий ток (действующее значение), мА
Потребляемая мощность, кВА, не более

5.3 Порядок проведения испытаний изоляции повышенным напряжением

Измерить сопротивление изоляции испытываемого объекта.

Собрать испытательную схему в следующей последовательности:

· подготовить к работе испытательную установку в соответствии с инструкцией завода-изготовителя;

· наложить переносное заземление на высоковольтный вывод испытательной установки;

· произвести необходимые отключения (отсоединения) испытуемого электрооборудования;

· наложить переносные заземления на испытуемое электрооборудование или включить заземляющие ножи;

· установить регулятор напряжения испытательной установки в положение, соответствующее нулевому значению напряжения на выходе;

· присоединить высоковольтный вывод к испытываемому объекту (шина, кабель, провод, вывод обмотки двигателя, трансформатора и т.д.);

· снять переносное заземление с высоковольтного вывода испытательной установки (с этого момента производить изменения в схеме испытаний категорически запрещено). Все изменения в испытательной схеме производить только при отсоединенном и заземленном высоковольтном выводе;

· включить испытательную установку в сеть.

Перед снятием переносного заземления с высоковольтного вывода и включением испытательной установки в сеть производитель работ обязан громко и отчетливо предупредить бригаду о подаче напряжения на испытываемый объект и убедиться, что его предупреждение услышано всеми членами бригады.

После включения испытательной установки необходимо увеличить выходное напряжение от нуля до испытательного значения. Скорость подъема напряжения до 1/3 испытательного значения может быть произвольной. После этого скорость подъема испытательного напряжения должна допускать визуальный отсчет по измерительным приборам, и по достижении установленного значения напряжения оно должно поддерживаться неизменным в течение требуемого времени испытаний.

По истечении времени испытаний напряжение плавно снижается до нуля, после чего испытательную установку можно отключить. После этого необходимо повторно измерить сопротивление испытанной изоляции.

Испытание изоляции повышенным напряжением позволяет убедиться в наличии необходимого запаса прочности изоляции, отсутствии местных дефектов, не обнаруживаемых другими способами. Испытанию изоляции повышенным напряжением должны предшествовать тщательный осмотр и оценка состояния изоляции другими методами (измерение сопротивления изоляции, определение влажности изоляции и т.п.).

Величина испытательного напряжения для каждого вида оборудования определяется установленными нормами «Правил эксплуатации электроустановок потребителей».

Изоляция считается выдержавшей электрическое испытание повышенным напряжением в том случае, если не было пробоя, перекрытия по поверхности, поверхностных разрядов, увеличения тока утечки выше нормированного значения, наличия местных нагревов от диэлектрических потерь. В случае несоблюдения одного из этих факторов – изоляция электрического испытания не выдержала.

Типовая схема испытания изоляции электрооборудования повышенным переменным напряжением представлена на русунке 3.

Рис. 3. Схема испытания изоляции электрооборудования повышенным переменным напряжением

Испытательная установка состоит из регулирующего устройства TV1 (автотрансформатора), повышающего трансформатора TV2, аппарата защиты QF (автоматического выключателя), средств измерения тока и напряжения pV1, pV2, pA и дополнительного сопротивления R, который необходим для защиты установки при пробое изоляции испытуемого объекта.

Измерение напряжения может производится как косвенным методом с применение специальных измерительных трансформаторов TV3, при этом измерительный трансформатор TV3 и вольтметр pV2 включаются во вторичную цепь повышающего трансформатора (на рисунке 5.5 таким образом включен вольтметр V, проградуированный в кВ), так и методом прямого измерения испытательного напряжения непосредственно на испытуемом объекте с применением киловольтметров (применение измерительного трансформатора TV3 в данном случае не требуется).

Автоматический выключатель QF предназначен для быстрого отключения испытательной установки при возникновении большого тока через регулирующий трансформатор в момент пробоя изоляции. Таким образом, этот автоматический выключатель ограничивает время воздействия испытательного напряжения на объект при пробое изоляции и защищает испытательную установку от повреждения.

Для испытания изоляции постоянным (выпрямленным) напряжением используют испытательные установки, которые схематично аналогичны установкам для испытания изоляции повышенным напряжением промышленной частоты, только в схему вводят выпрямительное устройство. Примерная схема испытательной установки для проведения испытаний с использованием постоянного тока представлена на рисунке 4.

Рис. 4. Схема испытания изоляции электрооборудования повышенным постоянным напряжением

5.4. Порядок проведения испытаний установкой АИД-70

5.4.1. Подготовка испытаний

Установить источник испытательного напряжения (в дальнейшем – источник) вблизи испытуемого объекта. Подсоединить объект к высоковольтному выводу источника.

Заземлить источник прилагаемым к аппарату гибким медным проводом, сечение которого 4 мм 2 .

Кабели источника подсоединить к соответствующим разъемам пульта управления.

Удалить пульт управления аппарата от источника на расстоянии не менее 3 м.

Подключить пульт управления к питающей сети и заземлить его при помощи прилагаемого к аппарату сетевого кабеля.

РАБОТА БЕЗ ЗАЗЕМЛЕНИЯ ЗАПРЕЩАЕТСЯ!

5.4.2. Проведение испытаний

Лица, присутствующие при испытании, должны быть удалены от источника и испытуемого объекта на расстоянии не менее 3 м.

Вставить спецключ от аппарата в переключатель пульта управления и включить необходимый вид испытательного напряжения, при этом должен загореться зеленый сигнал.

При работе на выпрямленном напряжении во избежание выхода из строя источника, а также для правильного измерения величины испытательного напряжения строго следить за положением тумблера «кV».

Вращая ручку регулятора испытательного напряжения против часовой стрелки, установить ее в исходное положение до упора.

Включить испытательное напряжение кнопкой, при этом должен загореться красный сигнал.

Вращая ручку регулятора испытательного напряжения по направлению движения часовой стрелки и наблюдая за показаниями киловольтметра, установить необходимую величину испытательного напряжения.

При испытании емкостных объектов необходимо помнить, что после прекращения вращения ручки регулятора напряжения испытательное напряжение на объекте продолжает увеличиваться (стрелка киловольтметра продолжает отклоняться) по мере зарядки емкости.

В таких случаях подъем напряжения надо осуществлять медленно и плавно, не допуская превышения нормированной величины испытательного напряжения на объекте, а также не допуская превышения наибольшего рабочего напряжения аппарата, равного 70 кВ.

При работе на выпрямленном испытательном напряжении измерение тока нагрузки величиной до 1 мА следует производить микроамперметром, при этом следует нажать кнопку, шунтирующую этот прибор.

После окончания испытания необходимо ручку регулятора испытательного напряжения, вращая ее против движения часовой стрелки, установить в исходное положение до упора.

Кнопкой отключить испытательное напряжение и только после этого отключить аппарат от сети спецключом, установив его в положение 0.

Контроль за снятием остаточного емкостного заряда с испытуемого объекта необходимо осуществлять, наблюдая за показанием киловольтметра аппарата – стрелка киловольтметра должна стоять на числовой отметке шкалы 0.

В случае испытания выпрямленным напряжением, равным 70 кВ, емкостного объекта с величиной емкости более 4 мкФ после окончания испытания и установленной ручки регулятора напряжения в исходное положение до упора остаточный заряд с объекта необходимо снимать при помощи специальной разрядной штанги с ограничительным сопротивлением, затем кнопкой отключить испытательное напряжение и только после этого отключить аппарат от сети спецключом.

Применение специальной разрядной штанги исключает выход из строя вторичной обмотки высоковольтного трансформатора.

При испытании емкостных объектов выпрямленным напряжением ниже 70 кВ величина максимально допустимой емкости испытуемого объекта, без применения специальной разрядной штанги должна определяться по формуле:

С = 19600 / U 2 ,

(5.1)

где С – максимально допустимая емкость испытуемого объекта без применения специальной разрядной штанги, мкФ;

U – испытательное напряжение, кВ.

Любой самый качественно изготовленный проводник, рассчитанный на повышенное напряжение, во время проведения монтажных работ может иметь технологические повреждения. Чтобы избежать аварийных ситуаций во время пуско-наладочных работ, когда будет подано повышенная нагрузка, необходимо убедиться в целостности кабельной линии. Во время эксплуатации происходят неизбежные процессы разрушения материала, из которого изготовлен проводник, поэтому он теряет свои изоляционные характеристики. Для обеспечения безопасной эксплуатации необходимо проводить периодические испытания кабеля повышенным напряжением. Далее мы расскажем, как именно проводят испытательные работы.

Типичные повреждения кабелей

Согласно статистическим данным наиболее частые повреждения являющимися причиной выхода из строя электрических кабелей являются:

• Повреждение целостности защитной оболочки в результате неправильных технологических работ.
• Разрушение изоляции по причине старения материала, из которого изготовлен кабель, из-за нарушения технологии испытаний.
• Появление в защитном экране трещин и разрывов, которые нарушают изоляционные функции.

Разновидности испытаний

В соответствии с принятыми нормами и правилами испытаний электрооборудования необходимо убедится в соответствии заявленных характеристик кабеля, предъявляемым требованиям. Если будут выявлены какие-либо несоответствия, производить сдачи и тем более эксплуатировать такие линии категорически запрещено.

Виды испытаний:

• Нарушение изоляции проверяется определением значения ее сопротивления с помощью прибора, который называется мегомметр, подачей напряжения значением 2,5кВ. Если сопротивление изоляции окажется выше 500 кОм, то считается что это достаточно, для кабельных линий до 1000 В. Если напряжение более 1000 В, нормирования нет, но согласно ПТЭЭП (п.6.1. и таблица 37) и ПУЭ (п. 1.8.37 и таблица 1.8.34), значение не должно быть ниже 10 МОм. Более подробно о том, вы можете узнать из нашей статьи.
• Выявить наличие повреждений можно, проведя испытания высоким напряжением. В этом методе наблюдают , а именно их асимметричность по фазам и характер. Такой способ более эффективный, потому что позволяет выявить повреждения изоляции, которые не были обнаружены с помощью мегомметра. Повышенная нагрузка производит пробой в проблемных местах. Для осуществления такого испытания на одну из жил кабеля подают напряжение, а оставшиеся жилы и оболочку заземляют.

На рисунке выше приведена: а – электрическая схема для проверки изоляции; б – показана установка высоковольтная для проведения испытательных работ. На схеме:

• 1 – это генератор (источник) повышенной нагрузки;
• 2 – проверяемый на целостность проводник.

Различный тип изоляции требует определенное время для установления пробоя. Так, например, испытания кабельной линии на повышенное напряжение 2000-35000 В требуется 5 или 10 минут времени подачи постоянной нагрузки для каждой жилы. Если испытания предназначены для кабельной магистрали рассчитанной на 110000-500000 В, напряжение подается на кабель в течении 15 минут. Во время испытания, асимметрия тока, распределяемого по фазам, не должна превышать 50%.

В случае эксплуатации кабеля параллельно с другим, обязательно выполняют его фазировку. Достигается это методом подачи рабочего напряжения на один из концов кабеля и на другом конце измеряют напряжение.

• Высоковольтная линия, имеющая маслонаполненную изоляцию, которая обычно используется в магистралях, где передается нагрузка 110-500 кВ, проходит испытание наполняющего ее масла или иной жидкости на соответствие заявленным характеристикам.
• Линия высокого напряжения кабельной связи проверяется на защиту против коррозии:
  1. Когда кабель имеет оболочку металла, а изделия применяют для прокладки в грунте, удельное его сопротивление не превышает значение 20 Ом/м.
  2. Когда проводник имеет оболочку металла, а изделия применяют для прокладки в грунте, удельное его сопротивление меньше 20 Ом/м.
  3. Когда оболочка бронированная и ее необходимо проверить на наличие повреждений, а также разрушение защитных покровов.
  4. Когда кабель предназначен в зоне высокого давления стальных трубопроводов, а грунт имеет различную степень агрессивности. Высоковольтная линия кабельной связи подвергается замерам значений потенциалов и токов, блуждающих в оболочке.
• Выполняется проверка линии высокого напряжения кабельной связи на целостность токопроводящих жил, а также фазировку посредством прибора омметра. Для чего определяют одну жилу и относительно ее продолжают проводить, поочередно, замеры сопротивлений замкнутых цепей всех жил. В качестве эталонной жилы может быть использован заведомо неповрежденный проводник.

где: 1 – прибор омметр; 2 – проверяемое изделие.

• Высоковольтная линия, предназначенная для эксплуатации на повышенное напряжение 20000 В и больше, необходимо установить значение сопротивления каждой отдельно взятой жилы проверяемого кабеля.
• Проверка на распределение тока по жилам. Значение неравномерности по жилам не должно превышать более 10%.
• Линия высокого напряжения кабельной связи (от 110000 В до 500000 В), имеющая маслонаполненную изоляцию, подвергается определению содержания газов нерастворимых. Для таких магистралей их значение не должно превышать 0,1%.
• Кабельная линия, где присутствует повышенное напряжение 20 кВ и выше, подвергается определению значения электрической емкости. Как правило, в таких случаях используется две методики: с помощью вольтамперметра, с применением способа определения с помощью схемы мостовой.

1 – источник нагрузки; 2 – проверяемое изделие.

• Высоковольтную линию (от 110000 В до 500000 В), имеющую маслонаполненную изоляцию, необходимо проверить на содержания газов не только нерастворимых, но и растворимых. Для этого используется хроматографический способ определения таких веществ.
• Также выполняются испытания сопротивления устройств заземления, муфт концевых и кабельных заделок, металлических конструкций, из которых состоят колодцы кабельные, а также пунктов подпитки.
• Линии высокого напряжения кабельной связи (110000 В), оболочки которых изготовлены из пластмасс, проходят испытание в течение 1 мин подачей повышенного выпрямленного напряжения.

Что еще важно знать?

После проведения испытательных работ результат вносится в протокол, такой, как на образце:

Что касается сроков проведения испытаний, они следующие:

Ну и немаловажно сказать о том, что для проведения работ чаще всего используют такие приборы, как ИВК-5, АИД-70 и АИИ-70!

В соответствии с предписаниями ряда отраслевых систем ППР оборудования обмотки электрических машин подлежат испытаниям повышенным напряжением промышленной частоты перед вводом в эксплуатацию, а также при текущих и капитальных ремонтах.

Основной задачей испытания изоляции повышенным напряжением является определение «слабых» мест изоляции, т. е. местных дефектов на разных стадиях развития. Если при испытаниях пробой изоляции не произошел, то это свидетельствует, что изоляция имеет определенный запас электрической прочности, превышающий испытательное напряжение.

Основной недостаток испытаний повышенным напряжением есть угроза пробоя изоляции, т. е. эти испытания являются разрушающим методом контроля. Кроме того, результаты испытаний не дают гарантии надежной работы изоляции в будущем, так как ее свойства изменяются в процессе эксплуатации.

Обычно испытания проводятся повышенным напряжением промышленной частоты (50 Гц) переменного тока. Для испытания изоляции обмоток электрических машин с номинальным напряжением до 600 В выпускаются аппараты УПУ-1М, ВЧФ-5-3 и др. При отсутствии аппаратов испытание повышенным напряжением можно проводить с помощью простых схем, одна из которых приведена на рис. 16.

Рис. 16. Схема для испытания электрических машин повышенным напряжением

Испытательное напряжение в схеме регулируется автотрансформатором АТр . При отсутствии автотрансформатора регулировать напряжение можно реостатом, включенным по схеме делителя напряжения. Трансформатор Тр служит для получения высокого напряжения, которое контролируется киловольтметром kV. В испытательную цепь схемы включено сопротивление R для ограничения тока при пробое изоляции и миллиамперметр А для измерения тока. Во избежание выхода миллиамперметра из строя при пробое испытуемой изоляции, он зашунтирован кнопкой Кн, которую размыкают только во время измерения тока. Размыкание кнопки проводится с помощью штанги, изготовленной из изоляционного материала. Следует отметить, что при испытаниях изоляции электрических машин повышенным напряжением измерение тока не является обязательным.

Мощность трансформаторов, используемых для испытания изоляции повышенным напряжением, определяется по формуле

где С — емкость изоляции испытуемой обмотки, Ф; U — испытательное напряжение, В; ω — круговая частота.

Повышенным напряжением испытывают изоляцию обмотки каждой фазы относительно корпуса электрической машины при заземленных обмотках двух других фаз. Обмотки электрических машин должны выдерживать испытание повышенным напряжением в течение 1 мин. Значения испытательных напряжений, рекомендуемых в работе, приведены в таблице ниже.

Значение напряжения при испытаниях изоляции электрических машин после текущего ремонта

Наименование электрооборудования	Значение испытательного напряжения. В
Электродвигатели переменного тока асинхронные с короткозамкнутыми и фазными роторами напряжением до 500 В	2U н + 1000—70n *
Генераторы переменного тока синхронные напряжением до 500 В	Для обмоток переменного тока 2U H + 1000 —50n Для обмоток возбуждения 1500 — 50n
Генераторы постоянного тока многоамперные низковольтные, возбудители синхронных генераторов	Для обмоток генераторов постоян­ного тока 2U н +1000 — 50n Для обмоток возбуждения синхронных генераторов 1500 — 50n
Трансформаторы сварочные	Для трансформаторов с первичным напряжением: 220 В — 1500 — 50n 380 В — 2000 — 50n
* n — порядковый номер текущего ремонта.

При испытаниях изоляции обмоток напряжение плавно повышается со скоростью 1—2% испытательного напряжения в секунду до значения, указанного в таблице, затем выдерживается 1 мин и плавно снижается. Напряжение разрешается выключать, если оно составляет не более 30% испытательного.

Изоляция считается выдержавшей испытания, если во время испытаний не наблюдались ее пробой, частичные разряды, появление дыма или газов, резких колебаний напряжения и увеличение тока через изоляцию.

Испытания изоляции повышенным напряжением производятся для обнаружения сосредоточенных дефектов в изоляции электрооборудования, не выявленных в предварительных испытаниях из-за недостаточного уровня напряженности электрического поля. Испытание повышенным напряжением является основным испытанием, после которого выносится окончательное суждение о возможности нормальной работы оборудования в условиях эксплуатации.
Испытание повышенным напряжением обязательно для электрооборудования напряжением 35 кВ и ниже, а при наличии испытательных устройств - и для оборудования напряжением выше 35 кВ, за исключением случаев, оговоренных нормами.
Изоляторы и оборудование с номинальным напряжением, превышающим номинальное напряжение установки, в которой они эксплуатируются, могут испытываться повышенным напряжением по нормам, установленным для класса изоляции данной установки.
Установленный уровень испытательных напряжений соответствует пробивным напряжениям изоляции при наличии в них сосредоточенных дефектов.
Уровень испытательных напряжений электрооборудования при вводе его в эксплуатацию ниже заводских испытательных напряжений и составляет 0,9.Uисп.зав. Это объясняется тем, что в процессе испытаний нецелесообразно развивать незначительные, не влияющие на нормальную работу дефекты до опасных, которые, уменьшая электрическую прочность, могут проявиться в процессе эксплуатации.
В качестве испытательного обычно используется напряжение промышленной частоты 50 Гц. Время продолжительности приложения испытательного напряжения ограничивается во избежание появления дефектов в изоляции и преждевременного старения ее от 1 мин до 5 мин.
При испытании изоляции крупных электрических машин, тяг выключателей, разрядников, силовых кабелей напряжением свыше 1 кВ в качестве испытательного используется выпрямленное напряжение.
Основным недостатком испытания выпрямленным напряжением является неравномерное распределение напряжения по толщине изоляции (из-за неоднородности) в зависимости от проводимости отдельных частей ее.

Однако испытание выпрямленным напряжением имеет и преимущества:
1.Выпрямленное напряжение менее опасно для изоляции (пробивное выпрямленное напряжение выше, чем переменное, в среднем в 1.5 раза).
2. У машин распределение напряжения вдоль изоляции обмотки более равномерно при выпрямленном напряжении, благодаря чему одинаково испытываются низовые и лобовые части ее.
3. Требуемая мощность выпрямительных установок высокого напряжения значительно меньше, чем установок переменного напряжения, благодаря чему передвижные установки всегда менее громоздки и поэтому более портативны и представляется возможным проводить испытание объектов с большой емкостью (кабелей конденсаторов и др.).
Кроме того, при таких испытаниях имеется возможность измерения токов утечки, являющихся дополнительным критерием оценки состояния изоляции. Испытания изоляции выпрямленным напряжением более продолжительны, чем испытания переменным напряжением, и составляют от 10 до 20 мин.
В тех случаях, когда испытание изоляции производится как переменным, так и выпрямленным напряжением, испытание выпрямленным напряжением должно предшествовать испытанию переменным напряжением.
Испытание изоляции электрооборудования повышенным напряжением проводится после предварительного осмотра и проверки состояния изоляции с помощью мегаомметра и других косвенных дополнительных методов (измерения tgδ, ΔС/С, С2/С50) при положительных результатах этой проверки. Испытательное напряжение и продолжительность испытания для каждого вида оборудования определяется установленными нормами.

Испытания повышенным напряжением в общем случае проводятся по схеме представленной на рис. 1.1.
Скорость повышения напряжения до одной трети испытательного значения может быть произвольной, в дальнейшем испытательное напряжение следует повышать плавно, со скоростью, допускающей визуальный отсчет на измерительных приборах. После установленной продолжительности испытания напряжение плавно снижается до значения, не превышающего одной трети испытательного, и отключается. Резкое снятие напряжения допускается только в случаях обеспечения безопасности людей или сохранности электрооборудования.
Для предотвращения недопустимых перенапряжений при испытаниях (из-за высших гармонических составляющих в кривой испытательного напряжения) испытательная установка должна быть включена по возможности на линейное напряжение сети (наиболее опасная третья гармоника в линейном напряжении отсутствует).
Испытательное напряжение как правило измеряют на стороне низкого напряжения. Исключения составляют ответственные испытания изоляции генераторов, крупных электродвигателей и т. д.

Рис. 1.1. Схема испытания изоляции электрооборудования повышенным напряжением переменного тока.
1 - автоматический выключатель; 2 - регулировочная колонка; 3, 10 - вольтметр; 4 - амперметр для измерения тока на стороне низкого напряжения; 5 - трансформатор испытательный; 6 - миллиамперметр для измерения тока утечки испытуемой изоляции; 7 - кнопка, шунтирующая милиамперметр для его защиты от перегрузки; 8 - трансформатор напряжения; 9 - резистор для ограничения тока в испытательном трансформаторе при пробоях в испытуемой изоляции (1-2 Ом на 1 В испытательного напряжения); 11 - то же для ограничения коммутационных перенапряжений на испытуемой изоляции при пробое разрядника (1 Ом на 1 В испытательного напряжения); 12- разрядник; 13 - испытуемый объект.

Существенное влияние на испытания может оказывать емкость испытываемого объекта. Так для объектов с большой емкостью испытательное напряжение может превышать нормированное из-за емкостной вольтодобавки. Также емкость оказывает существенное влияние на выбор мощности испытательной установки, которая определяется

Где С - емкость испытываемой изоляции, пФ; Uисп - испытательное напряжение, кВ; ω - угловая частота испытательного напряжения (ω = 2πf).
Ориентировочная емкость некоторых объектов испытания приведена в табл. 1.1.
Мощность испытательной установки корректируется с учетом номинального напряжения испытательного трансформатора

Таблица 1.1. Ориентировочная емкость электрооборудования

Рис. 1.2. Схемы удвоения испытательного напряжения.
ИПТ - изолирующий промежуточный трансформатор; НОМ - трансформатор напряжения однофазный; а)испытываемая изоляция изолированы от корпуса.

В случае, если необходимая мощность для испытания превышает мощность имеющихся в наличии трансформаторов прибегают к снижению ее за счет компенсации емкостного тока нагрузки испытываемой изоляции. Компенсация осуществляется индуктивностью (дугогасящий реактор, специально изготовленный дроссель), подключаемой параллельно испытываемой изоляции.
Если номинальное напряжение испытательной установки меньше необходимого нормированного испытательного напряжения, то используют схемы последовательного включения двух испытательных трансформаторов (или измерительных трансформаторов напряжения). Возможные схемы включения представлены на рис. 1.2. При использовании трансформаторов напряжения НОМ допускается повышение напряжения на первичной обмотке измерительного трансформатора до 150-170% от номинального напряжения.
Для защиты от случайных опасных повышений напряжения в испытательных установках предусматриваются защитные разрядники. Разрядник представляет собой два латунных шара диаметром до 10 см, смонтированных на бакелитовых стойках. Один шар закреплен неподвижно, а второй может перемещаться по направляющим основания. В зависимости от необходимого напряжения пробоя с помощью микрометрического винта устанавливается расстояние между шарами. Напряжение пробоя воздушного промежутка между шарами не должно превышать 10-15% от величины нормированного испытательного напряжения.
Для предохранения поверхности шаров от сгорания при пробоях, последовательно с ними включается безиндукционные резисторы (фарфоровые или стеклянные, заполненные водой) 2-20 кОм.
При проведении испытаний необходимо исключить возможность перекрытия по воздуху изоляции на заземленные части испытываемого объекта и частей, находящихся под рабочим напряжением (см. табл. 1.2).

Таблица 1.2. Минимально допустимые расстояния по воздуху при испытаниях

Испытательное напряжение, кВ	Расстояние, см
	до заземленных частей	до частей установки, находящихся под напряжением, кВ

Для испытания изоляции выпрямленным напряжением, как правило, применяется схема однополупериодного выпрямления (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Схема испытания изоляции электрооборудования выпрямленным напряжением.
1 - автоматический выключатель; 2 - регулировочная колонка; 3 - вольтметр; 4-испытательный трансформатор; 5 - выпрямитель; 6 - миллиамперметр для измерения тока утечки испытуемой изоляции; 7 - кнопка, шунтирующая милиамперметр для его защиты от перегрузки; 8 - ограничительный резистор; 9 - испытуемый объект.

Порядок проведения испытаний аналогичный испытаниям на переменном токе, кроме того дополнительно должен проводиться контроль за током утечки.
Нагрузка испытательного трансформатора незначительна, т. к. она определяется потерями в сопротивлении изоляции постоянному току, поэтому при испытаниях можно использовать измерительный трансформатор напряжения. Измерение испытательного напряжения осуществляется, как правило, на стороне низкого напряжения испытательного трансформатора. Поэтому, при замерах необходимо учитывать коэффициент трансформации трансформатора, а окончательный результат умножить на J2 (т. к. выпрямленное напряжение определяется амплитудным значением, а вольтметр фиксирует эффективное значение приложенного напряжения).
После испытания выпрямленным напряжением необходимо особенно тщательно разрядить объект испытания. Для снятия заряда с объекта испытания используются заземляющие штанги, в электрическую цепь которых включается сопротивление 5-50 кОм. В качестве последних для объектов, обладающих большой емкостью, применяют наполненные водой резиновые трубки. После разряда объекта испытания он должен быть наглухо заземлен.

Установка АИИ-70, предназначена для испытания элегической прочности изоляции элементов электроустановок, в т.ч. силовых кабелей и жидких диэлектриков (трансформаторного масла) постоянным (выпрямленным) или переменным током высокого напряжения. Выпрямленное высокое напряжение - 70 кВ, переменное высокое - 50 кВ. Напряжение питающей сети 127, 220 В. Наибольший выпрямленный ток - 5 мА; выходная одноминутная мощность высоковольтного трансформатора 2 кВА. Время работы под нагрузкой (с кенотронной приставкой) - 10 мин.; интервал между включениями - 3 мин.; масса - 175 кг. В анодную сеть кенотрона включен блок микроамперметра с пределами измерения 200, 1000 и 5000 мкА. Испытательное напряжение измеряется вольтметром, включенным с низкой стороны трансформатора и проградуированным для эффективных значений (до 50 кВ) и максимальных значений (до 70 кВ). В кенотронный аппарат встроена защита (чувствительная и более грубая) от к.з. на стороне высокого напряжения. В комплект аппарата входят заземляющая штанга, предназначенная для снятия емкостного заряда с испытуемого объекта и его глухого заземления.
Установки АИМ-80 обеспечивает получение испытательного напряжения до 80 кВ.
В настоящее время применяются установки, в которых вместо кенотрона используются полупроводниковые высоковольтные выпрямители типа ВВК-0,05/140, ВВК-05/200 и др. Установка ВВК-0,05/140 имеет следующие технические характеристИки: максимальное выпрямленное напряжение - 70 кВ; максимальный выпрямленный ток 50 мА; максимальное обратное напряжение - 140 кВ. Габаритные размеры - диаметр 130 мм, высота 440 мм, масса 6 кг. Установка представляет собой набор диодов Д-1008 (10 кВ, 50 мА), зашунтированных конденсатором ПОВ (15 кВ) и помещенных в трубку из изоляционного материала.
Универсальный аппарат ВЧФ-4-3 предназначен для испытания электрической прочности витковой изоляции обмоток электрических машин переменного и постоянного тока мощностью 0,1 - 100 кВт и больше; обмоток роторов турбогенераторов; полюсных катушек синхронных генераторов и машин постоянного тока; обмоток силовых трансформаторов 1, 11, Ш габаритов; обмоток трансформаторов тока. Напряжение питания 220 В, потребляемая мощность до 800 ВА; выходное (регулируемое) напряжение 3000 В.
Передвижные электротехнические лаборатории на базе автошасси ГАЗ-51 (старые модели) ЭТЛ-10М предназначены для измерений и испытаний при приеме в эксплуатацию и при профилактическом обслуживании электроустановок напряжением до 10 кВ включительно, а также для сушки трансформаторного масла и электросварочных работ.

ЭТЛ-35-02 на базе автошасси ГАЗ-66 предназначены для проведения полного комплекса измерительных и испытательных работ на оборудовании подстанций 35/10 кВ мощностью до б300 кВА и электростанций, воздушных и кабельных линий до 35 кВ, а также для определения мест повреждения в кабельных линиях напряжением до 10 кВ.
Более современная из вышеперечисленных установок является лаборатория ЛВИ2Г, возможности и технические характеристики которой аналогичны передвижной лаборатории ЭТЛ-35-02.
В состав передвижных лабораторий входят прожигательные установки ПКЛС-10, ПГУ.

Сопротивление изоляции является важной характеристикой состояния изоляции электрооборудования. Поэтому измерение сопротивления производится при всех проверках состояния изоляции.
Сопротивление изоляции измеряется мегаомметром. Широкое применение нашли электронные мегаомметры типа Ф4101, Ф4102 на напряжение 100, 500 и 1000 В. В наладочной и эксплуатационной практике до настоящего времени находят применение мегаомметры типов М4100/1 - М4100/5 и МС-05 на напряжение 100, 250, 500, 1000 и 2500 В. Погрешность прибора Ф4101 не превышает ±2,5%, а приборов типа М4100 - до 1% длины рабочей части шкалы. Питание прибора Ф4101 осуществляется от сети переменного тока 127-220 В или от источника постоянного тока 12 В. Питание приборов типа М4100 осуществляется от встроенных генераторов.
Измерение изоляции осуществляется по схемам рис. 1.4.
В случае, если результат измерения может быть искажен поверхностными токами утечки, на изоляцию объекта измерения накладывается электрод, присоединяемый к зажиму Э (экран) для исключения возможности прохождения токов утечки через рамку логометра, используемого в приборах в качестве измерительного органа. При измерении сопротивления изоляции кабеля таким экраном может служить металлическая оболочка кабеля.
Перед началом измерения прибор необходимо проверить замыканием зажимов З и Л накоротко. Прибор должен показывать сопротивление 0, а при удаленной закоротке - сопротивление равно бесконечности. Непосредственно перед измерением объект измерения должен быть заземлен на 2 - 3 мин для снятия остаточных зарядов.
При измерении абсолютного значения сопротивления изоляции электрооборудования ее токоведущая часть присоединяется проводами с усиленной изоляцией (типа ПВЛ) к выводу Л мегаомметра. Вывод 3 и корпус или конструкции, относительно которых производится измерение, надежно заземляют через общий контур заземления. Сопротивление изоляции определяется показанием стрелки мегаомметра, установившейся по истечении 60 с после подачи нормального напряжения.

Рис. 1.4. Схемы измерения мегаомметром сопротивления изоляции 1. а - относительно земли; б - между токоведущими (стержнями); в - между токоведущими жилами при исключении влияния токов утечки.

Значение сопротивления изоляции в большой степени зависит от температуры.
Измерение следует производить при температуре изоляции не ниже +5°С, кроме случаев, оговоренных специально.

Изоляция электрооборудования в общем случае может быть представлена эквивалентной схемой замещения (рис. 1.5,а). Ток, протекающий в изоляции (диэлектрике) под действием приложенного напряжения, представляется на векторной диаграмме (рис. 1.5,6) активной 1А и емкостной 1С составляющими. Потери мощности в изоляции (диэлектрические потери) существенно зависят от состояния изоляции и определяются: Р = U.IA = U.I.cosφ = U.IC.tgδ = C.U2.tgδ. Таким образом потери мощности Р пропорциональны tgδ (тангенсу угла диэлектрических потерь). Измерение tgδ используют для оценки состояния изоляции независимо от массогабаритных характеристик последней. Чем больше tgδ тем больше диэлектрические потери, тем хуже состояние изоляции.
На практике tgδ измеряют в процентах.
Значение tgδ нормируется для электрооборудования и зависит от температуры и величины прикладываемого напряжения. Измерение tgδ следует производить при температуре не ниже +10°С. Для приведения измеренных значений tgδ к необходимой температуре (например, температуре при измерениях на заводе) используют поправочные коэффициенты.
Измерение tgδ производится мостами P5026, МД-16 и P595 на высоком (3 - 10 кВ) и низком напряжении. Для тангенса угла диэлектрических потерь справедливо отношение: tgδ = RХ/ХСХ = ω.RХ.СХ (см. рис. 1.5). При равновесии моста имеет место равенство: ω.Rх.Cх = ω.R4.C4 (см. рис. 1.6). Таким образом измеряемый tgδ пропорционален изменяющейся для уравновешивания моста емкости С4. На этом основан принцип измерения tgδ указанными выше мостами. В табл. 1.3 представлены пределы измерения мостов.

Рис. 1.5. Эквивалентная схема замещения диэлектрика.
а - схема замещения диэлектрика; б - векторная диаграмма.

Таблица 1.3. Пределы измерения емкости измерительных мостов

На рис. 1.6 представлена нормальная (прямая) схема включения измерительных мостов. Данная схема включения используется при измерениях на объектах, у которых оба электрода изолированы от земли. Применяется также перевернутая (обратная) схема включения мостов, в которой зажимы моста для заземления и подачи напряжения меняются местами. Перевернутая схема менее точна, чем нормальная. Однако, измерения tgδ изоляции трансформаторов, а также установленных на оборудовании вводов могут производится только по перевернутой схеме, т. к. один из электродов в этих случаях заземлен.
Значение tgδ изоляции измеряют при напряжении, равном номинальному напряжению объекта измерения, но не выше 10 кВ. При номинальном напряжении объекта менее 6 кВ измерения производят на напряжении 220 - 380 В. Измерения производят при удовлетворительных результатах оценки состояния изоляции с помощью мегаомметра и другими способами и удовлетворительных результатах испытаний пробы масла маслонаполненных аппаратов. Измерения при сушке изоляции производят на напряжении 220 - 380 В. Результаты измерений tgδ сравнивают с допустимыми нормами и результатами предыдущих измерений, в том числе заводских.
В качестве испытательного трансформатора используют трансформаторы напряжения НОМ-6 или НОМ-10. Трансформатор подключается по схеме рис. 1.7. Для обеспечения точности измерения мост и вспомогательное оборудование, необходимое для измерения, располагаются в непосредственной близости от проверяемого объекта (рис. 1.8), т. к. мост учитывает потери в соединительном проводе.

Рис. 1.6. Нормальная (прямая) схема включения моста переменного тока.
Tp - испытательный трансформатор; СN - образцовый конденсатор; СХ - испытываемый объект;
G - гальванометр; R3 - переменный резистор; R4 - постоянный резистор; С4 - магазин емкостей.

Основными методами измерения сопротивления постоянному току являются: косвенный метод; метод непосредственной оценки и мостовой метод.

Рис. 1.7. Схема включения испытательного трансформатора при измерении tgδ.
1 - рубильник; 2 - регулировочный автотрансформатор; 3 - вольтметр; 4-переключатель полярности выводов испытательного трансформатора 5.

Рис. 1.8. Схема расположения аппаратов при измерении.
ОИ - объект измерения; С - образцовый конденсатор; Т - испытательный трансформатор; М - мост; РАТ-регулировочный автотрансформатор; 0 - переносное ограждение.

Выбор метода измерений зависит от ожидаемого значения измеряемого сопротивления и требуемой точности.
Наиболее универсальным из косвенных методов является метод амперметравольтметра.
Метод амперметра-вольтметра. Основан на измерении тока, протекающего через измеряемое сопротивление и падения напряжения на нем. Применяют две схемы измерения: измерение больших сопротивлений (рис. 1.9,а) и измерение малых сопротивлений (рис. 1.9,б). По результатам измерения тока и напряжения определяют искомое сопротивление.
Для схемы рис. 1.9,а искомое сопротивление и относительная методическая погрешность измерения определяются

Где RХ - измеряемое сопротивление; Rа - сопротивление амперметра.
Для схемы рис. 1.9,6 искомое сопротивление и относительная методическая погрешность измерения определяются

где Rв -сопротивление вольтметра.
Из определения относительных методических погрешностей следует, что измерение по схеме рис. 1.9,а обеспечивает меньшую погрешность при измерении больших сопротивлений, а измерение по схеме рис. 1.9,6 - при измерении малых сопротивлений.
Погрешность измерения по данному методу рассчитывается по выражению

где γв, γа, - классы точности вольтметра и амперметра; U„, I пределы измерения вольтметра и амперметра.
Используемые при измерении приборы должны иметь класс точности не более 0,2. Вольтметр подключают непосредственно к измеряемому сопротивлению. Ток при измерении должен быть таким, чтобы показания отсчитывались по второй половине шкалы. В соответствии с этим выбирается и шунт, применяемый для возможности измерения тока прибором класса 0,2. Во избежании нагрева сопротивления и, соответственно, снижения точности измерений, ток в схеме измерения не должен превышать 20% номинального.

Рис. 1.9. Схема измерения больших (а) и малых (б) сопротивлений методом амперметра-вольтметра.

Рекомендуется проводить 3 - 5 измерений при различных значениях тока. За результат, в данном случае, принимается среднее значение измеренных сопротивлений.
При измерениях сопротивления в цепях, обладающих большой индуктивностью, вольтметр следует подключать после того как ток в цепи установится, а отключать до разрыва цепи тока. Это необходимо делать для того, чтобы исключить возможность повреждения вольтметра от ЭДС самоиндукции цепи измерения.
Метод непосредственной оценки. Предполагает измерение сопротивления постоянному току с помощью омметра. Измерения омметром дают существенные неточности. По этой причине данный метод используют для приближенных предварительных измерений сопротивлений и для проверки цепей коммутации. На практике применяют омметры типа М57Д, М4125, Ф410 и др. Диапазон измеряемых сопротивлений данных приборов лежит в пределах от 0,1 Ом до 1000 кОм.
Для измерения малых сопротивлений, например сопротивление паек якорных обмоток машин постоянного тока, применяют микроомметры типа М246. Это приборы логометрического типа с оптическим указателем, снабженные специальными самозачищающими щупами.
Также для измерения малых сопротивлений, например переходных сопротивлений контактов выключателей, нашли применение контактомеры. Контактомеры Мосэнерго имеют пределы измерения 0 - 50000 мкОм с погрешностью менее 1,5%. Контактомеры КМС-68, КМС-63 позволяют производить измерения в пределах 500-2500 мкОм с погрешностью менее 5%.
Для измерения сопротивления обмоток силовых трансформаторов, генераторов с достаточно большой точностью применяют потенциометры постоянного тока типа ПП-63, КП-59. Данные приборы используют принцип компенсационного измерения, т. е. падение напряжения на измеряемом сопротивлении уравновешивается известным падением напряжения.
Мостовой метод. Применяют две схемы измерения - схема одинарного моста и схема двойного моста. Соответствующие схемы измерения представлены на рис. 1.10.
Для измерения сопротивлений в диапазоне от 1 Ом до 1 МОм применяют одинарные мосты постоянного тока типа ММВ, Р333, МО-62 и др. Погрешность измерений данными мостами достигает 15% (мост ММВ). В одинарных мостах результат измерения учитывает сопротивление соединительных проводов между мостом и измеряемым сопротивлением. Поэтому сопротивления меньше 1 Ом такими мостами измерить нельзя из-за существенной погрешности. Исключение составляет мост P333, с помощью которого можно производить измерение больших сопротивлений по двухзажимной схеме и малых сопротивлений (до 5 10 Ом) по четырехзажимной схеме. В последней почти исключается влияние сопротивления соединительных проводов, т. к. два из них входят в цепь гальванометра, а два других - в цепь сопротивления плеч моста, имеющих сравнительно большие сопротивления.

Рис. 1.10. Схемы измерительных мостов.
а - одинарного моста; б - двойного моста.

Плечи одинарных мостов выполняют из магазинов сопротивлений, а в ряде случаев (например, мост ММВ) плечи R2, R3 могут быть выполнены из калиброванной проволоки (реохорда), по которой перемещается движок, соединенный с гальванометром. Условие равновесия моста определяется выражением Rх = R3.(R1/R2). С помощью R1 устанавливают отношение R1/R2, обычно кратное 10, а с помощью R3 уравновешивают мост. В мостах с реохордом уравновешивания достигается плавным изменением отношения R3/R2 при фиксированных значениях R1.
В двойных мостах сопротивления соединительных проводов при измерениях неучитываются, что представляет возможность измерять сопротивления до 10-6 Ом. На практике применяют одинарно-двойные мосты типа P329, P3009, МОД-61 и др. с диапазоном измерений от 10-8 Ом до 104 МОм с погрешностью измерения 0,01 - 2%.
В этих мостах равновесие достигается изменением сопротивлений R1, R2, R3 и R4. При этом достигается равенства R1 = R3 и R2 = R4. Условие равновесия моста определяется выражением Rх= RN.(R1/R2). Здесь сопротивление RN - образцовое сопротивление, составная часть моста. К измеряемому сопротивлению Rх подсоединяют четыре провода: провод 2 - продолжение цепи питания моста, его сопротивление не отражается на точности измерений; провода 3 и 4 включены последовательно с сопротивлениями R1 и R2 величиной больше 10 Ом, так что их влияние ограничено; провод 1 является составной частью моста и его следует выбирать как можно короче и толще.
При измерениях сопротивления в цепях, обладающих большой индуктивностью, во избежание ошибок и для предотвращения повреждений гальванометра необходимо производить измерения при установившемся токе, а отключение - до разрыва цепи тока.
Измерение сопротивления постоянному току независимо от метода измерения производят при установившемся тепловом режиме, при котором температура окружающей среды отличается от температуры измеряемого объекта не более чем на ±3°С. Для перевода измеренного сопротивления к другой температуре (например, с целью сравнения, к 15°С) применяют формулы пересчета.

Испытания электропроводок, силовых кабельных линий, электрических машин, вторичных цепей и электрических аппаратов повышенным напряжением промышленной частоты

1. Цель испытаний

Целью испытаний является определение наличия необходимого запаса диэлектрической прочности изоляции электрооборудования путем воздействия на нее повышенным напряжением промышленной частоты в течение определенного времени.
Указанный запас прочности изоляции считается обеспеченным, если в течение времени приложения испытательного напряжения не произошло пробоя (периодических пробоев) или колебаний токов утечки изоляции.

2. Нормируемые величины

Нормы, условия испытаний и порядок их проведения представлены в таблице:

Объект испытания	Нормы испытания	Указания
1. Изоляция обмоток и токоведущих частей кабеля ручного электроинструмента относи­тельно корпуса и наружных металлических деталей	Для электроинструмента напряжением до 50 В испытательное напряжение – 550 В, для электроинструмента напряжением выше 50 В, мощностью до 1 кВт – 900 В, мощностью более 1 кВт – 1350 В. Время испытаний – 1 мин.	У электроинструмента корпус и соединенные с ним детали, выполненные из диэлектрического материала, должны быть обернуты металлической фольгой и соединены с заземлителем. Если сопротивление изоляции не менее 10 МОм, то испытание изоляции повышенным напряжением можно заменить одноминутным измерением сопротивления изоляции мегаомметром, напряжением 2500 В.
2. Изоляция обмоток понижающих трансформаторов	При номинальном напряжении первичной обмотки трансформатора 127- 220 В – испытательное напряжение 1350В, при номинальном напряжении первичной обмотки 380-440 В – испытательное напряжение 1800 В. Длительность испытаний – 1 мин.	Испытательное напряжение прикладывается поочередно к каждой из обмоток. При этом остальные обмотки должны быть соединены с заземленным корпусом и магнитопроводом.
3. Изоляция распределительных устройств, элементов приводов выключателей, короткозамыкателей, отделителей, аппаратов, а также вторичных цепей управления, защиты, автоматики, телемеханики, измерения со всеми присоединительными аппаратами, напряжением выше 60В, не содержащих устройств с микроэлектронными элементами		Допускается вместо испытаний напряжением промышленной частоты одноминутное измерение сопротивления изоляции мегаомметром, напряжением 2500 В, кроме цепей релейной защиты и автоматики.
4. Изоляция силовых и осветительных электропроводок	Испытательное напряжение – 1000 В. Продолжительность испытаний – 1 мин.	Производится в случае, если измеренное сопротивление изоляции оказалось меньше 1 МОм
5. Кабели напряжением до 10 кВ	Испытательное напряжение в зависимости от номинального рабочего, кВ, для кабелей: - с бумажной изоляцией: 2 - 12 (10 - 17) 3 - 18 (15 - 25) 6 - 36 (36) 10 - 60 (60) - с резиновой изоляцией: 3 - 6 (6) 6 - 12 (12) 10 - 20 (20) Без скобок указанные значения испытательных напряжений при приемо­сдаточных испытаниях, в скобках – при эксплуатационных. Длительность приложения испытательного напряжения при приемо-сдаточных испытаниях – 10 мин., при эксплуатационных – 5 мин. Для кабелей с резиновой изоляцией длительность приложения испытательного напряжения при всех видах испытаний – 5 мин.

Результаты испытаний повышенным напряжением считаются удовлетворительными, если в течение времени испытаний не было скользящих разрядов, толчков тока утечки или нарастания установившегося значения тока, пробоев или перекрытий изоляции, и сопротивление изоляции после испытаний повышенным напряжением осталось прежним.