Пояснення до роботиВеличина іспитової напруги ізоляції кабелів залежить від їхньої номінальної напруги. Кабелі, номінальна напруга яких нижче 1000 В, випробуються за допомогою мегаомметра. Кабелі, номінальна напруга яких вище 1000 В, випробують за допомогою високовольтних установок, наприклад, кенотронної установки. Перед іспитом кабелю в діючих енергосистемах він вимикається як від джерела живлення, так і від споживача (навантаження) з дотриманням правил техніки безпеки, після чого жили кабелю розводяться. У лабораторних умовах кабелі вже підготовлені до іспитів. Для іспиту низьковольтного кабелю в лабораторній роботі використовується електронний мегаомметр типу Ф4101. Прилад вмонтований у лабораторний стенд. Схема приладу Ф4101 містить наступні основні функціональні блоки: імпульсний стабілізатор напруги; перетворювач напруги; вимірювальний підсилювач постійного струму. Принцип дії мегаомметра заснований на методі безпосереднього виміру постійного струму, що знаходиться у зворотній залежності від величини вимірюваного опіру, при визначеному значенні напруги. Вимірювальні постійні напруги на розімкнутих затискачах приладу складають 100 В; 500 В; 1000 В. Шкала мегаомметра проградуїрована безпосередньо в одиницях опіру (МОм). Межі виміру величини опіру і робоча частина шкали в залежності від положення перемикача меж виміру і перемикача робочих напруг приведені в табл. 2.1. Таблиця 2.1 – Межи виміру величини опору ізоляції
Шкала приладу багаторазрядна, нерівномірна. Живлення приладу здійснюється від мережі напругою 220 В частотою 50 Гц. Принципові схеми підключення жил кабелю до затискачів мегаомметра "Л" (лінія) і "3" (земля) для його іспиту приведені на рис. 2.1, рис. 2.2 та рис. 2.3.
Рисунок 2.1 – Схема підключення жил кабелю для випробування лінійної ізоляції
Рисунок 2.2 – Схема підключення жил кабелю для випробування фазної ізоляції
Рисунок 2.3 - Схема підключення жил кабелю для визначення їхньої цілісності Напруга на лабораторний стенд подається автоматичним вимикачем QF1, після чого можна включити в роботу мегаомметр. Подача іспитової напруги з приладу на кабель здійснюється тумблерами SA1; SA2 і кулачковими перемикачами КУ1; КУ2. Перераховані елементи на спрощених схемах (рис. 2.1; рис. 2.2; рис. 2.3) не показані. Для зняття залишкового заряду, накопиченого в ізоляції кабелю, використовується рубильник S1. Визначення величини опіру ізоляції високовольтного кабелю призводиться на кенотронній установці, убудованої в лабораторний стенд. Принципова схема підключення жил високовольтного кабелю до установки приведена на рис. 2.4. До складу схеми входять наступні основні елементи: автоматичний вимикач QF2. магнітний пускач КМ, автотрансформатор Т1 (регулятор напруги), катодний трансформатор Т2, високовольтний трансформатор ТЗ, кенотрон VD (випрямляч), блок максимального струмового захисту (2), кнопки SB1 і SB2 для включення і відключення магнітного пускача КМ, контакти КА реле максимального струмового захисту, кіовольтметр PV, сигнальні лампи HL1 і HL2, елементи, що обмежують: резистор RR, ємність С, розрядники FV1 і FV2; мікроамперметри РА1 і РА2 (для виміру струму витоку), тумблер SA для переключення мікроамперметрів РА1 і РА2, кнопка SB3 для підключення РА1 чи РА2 у схему, багатопозіційнний перемикач S2 для приєднання жил кабелю до іспитової установки і зняття залишкового заряду, накопиченого в ізоляції кабелю. Набір елементів, позначених цифрою (1), складає кенотронну установку. Величину іспитової напруги і час іспиту варто вибирати по табл. 2.2. в залежності від номінальної напруги кабелю. Таблиця 2.2- Довідкові дані для вибору іспитової напруги
Примітка: Номінальна напруга випробувального кабелю в лабораторній роботі ставить 3 кВ.
де 1 - кенотронна установка; 2 - блок максимального струмового захисту. Рисунок 2.4 - Принципова схема підключення жил високо-вольтного кабелю для іспиту на кенотронній установці 3 Указівки до виконання лабораторної роботи і заходів щодо ТБ 3.1 Іспити ізоляції силового броньованого низьковольтного кабелю за допомогою мегаомметра типу Ф4101. 3.1.1 Перед включенням приладу в роботу необхідно ознайо-митися з його коротким описом у п. 2. Включення приладу здійснюється натисканням кнопки "вкл" після включення автома-тичного вимикача QF1 іспитового стенда. При цьому повинний зайнятись червоний світловий індикатор на лицьовій частині приладу. Після прогріву приладу протягом 10—15 хв. здійснити його калібрування. Для цього необхідно: 1) Включити кнопку 100 В/х1 перемикача робочих напруг; 2) Установити перемикач меж виміру в положення "I"; 3) При розімкнутих затискачах "Л" (лінія) і "З" (земля) натис-нути кнопку із самоповерненням "ИЗМЕР" і встановити за допомогою ручки «УСТ. 4) Замкнувши накоротко провідником затискачі "З" і "Л", натиснути кнопку "ИЗМЕР" і встановити за допомогою ручки "УСТ.О " стрілку приладу на відмітку "О" шкали "I". Переконавшись у відсутності напруги на об'єкті (випробуваному кабелі), підключите останній до затисків мегаомметра: білий провідник до затискача "'Л'', червоний провідник до затискача "З";. Приєднання провідників здійснювати після накладення на жили кабелю тимчасового заземлення (рубильник S1 повинний бути замкнутим). 3.1.2 Відповідно до схеми рис. 2.1 виміряти опір лінійної ізоляції кабелю. Для цього тумблери SA1 і SA2 переключити в положення "лінійна ізоляція", рубильник S1 розімкнути. На приладі включити кнопку 500 В/xl0 перемикача робочих напруг, а перемикач меж виміру установити в положення IIIx103. Відлік часу випробування робити з моменту натискання кнопки "ИЗМЕР". Після закінчення 60 с виміряти опір ізоляції, використовуючи рекомендації табл. 2.1. Попарне приєднання жил кабелю до приладу (наприклад, АВ, ВС, АС) здійснювати кулачковим перемикачем КУ1. Результати вимірів занести в табл. 3.1. Під час іспитів категорично забороняється доторкатися до затискачів мегаомметра і до жил кабелю. Після іспитів замкнути рубильник S1 для зняття залишкового електричного заряду, накопиченого в ізоляції кабелю. Таблиця 3.1 - Іспит рівня лінійної ізоляції низьковольтного кабелю
3.1.3 Відповідно до схеми рис. 2.2 виміряти опір фазної ізоляції кабелю. Для цього тумблери SA1 і SA2 переключити в положення "фазна ізоляція", рубильник S1 розімкнути. Іспити проводяться при положенні перемикача рабочих напруг на приладі, як і в п. 3.1.2. Почергове підключення жил кабелю (АО, ВО, СО) до мегаомметру здійснювати кулачковим перемикачем КУ2. Замір опору ізоляції кожної жили відносно "землі" тобто відносно «О» робити для цього випадку після натискання кнопки "ИЗМЕР" через 15 с і через 60 с не перериваючи подачу напруги. Результати вимірів занести в табл. 3.2. Під час іспитів категорично забороняється доторкатися до затискачів мегаомметра і до жил кабелю. Таблиця 3.2 - Іспит рівня фазної ізоляції низьковольтного кабелю
Після іспитів замкнути рубильник S1, для зняття залишкового електричного заряду, накопиченого в ізоляції кабелю. По обмірюваним опірам визначити коефіцієнт абсорбції Кабс - відносного показника зволоження ізоляції. Зазначений коефіцієнт визначати по формулі:
Наявність вологи в ізоляції визначає швидкість протікання в ній поляризаційних процесів. У сухій ізоляції поляризаційні процеси протікають за час більше 15 с і Кабс > 1. У зволоженій ізоляції поляризаційні процеси протікають за час менше 15 с і Кабс = 1. Зволоження ізоляції вважати неприпустимим, якщо 1< Кабс ≤ 1,3. 3.1.4 Відповідно до схеми рис. 2.3 визначити цілісність жил кабелю. Для цього тумблери SA1 і SA2 переключити в положення "лінійна ізоляція", рубильник S1 залишити замкнутим. На приладі включити кнопку 100 В/xl перемикача робочих напруг, а перемикач меж виміру установити в положення 1x1. Попарне приєднання жил кабелю (АВ, ВС, АС) до затискачів мегаомметра робити кулачковим перемикачем КУ1. Виміри робити після натискання кнопки "ИЗМЕР" по моменту встановлення стрілки на приладі не чикаючи 60 с. Результати вимірів занести в табл. 3.3. Таблиця 3.3 - Іспит жил низковольтного кабелю на обрив
Під час іспитів категорично забороняється доторкатися до затискачів мегаомметра і до жил кабелю. 3.2 Іспити ізоляції силового броньованого високовольтного кабелю за допомогою кенотронної установки. 3.2.1 Перед початком роботи на стенді необхідно ознайо-митися з його коротким описом у п. 2, а також розташуванням вимірювальних приладів, органів керування, переключення схеми й інших його особливостей. 3.2.2 Перевірити відсутність напруги на установці (автоматич-ний вимикач QF2 повинний бути відключений). 3.2.3 Перевірити заземлення установки і броні кабелю. 3.2.4 Використовуючи багатопозиційний перемикач S2, що з'єднує фазні жили високовольтного кабелю з "землею", по черзі зняти залишковий заряд з кожної фазної жили (див. схему рис. 2.4). 3.2.5 Рукоятку автотрансформатора Т1 установити в нульове положення поворотом по годинній стрілці до упора. 3.2.6 Перевірити наявність діелектричного килимка, а також цілісність і придатність до експлуатації діелектричних рукавичок та діелектричних ботів. 3.2.7 По відомій номінальній напрузі броньованого кабелю, використовуючи рекомендації табл. 2.2, встановити необхідну величину іспитової напруги і час іспиту. Іспитова напруга до кабелю повинне прикладатися пофазно щодо двох інших заземлених фаз (здійснюється перемикачем S2), при цьому з іншого кінця жили кабелю повинні бути ізольовані. 3.2.8 Виконавши підготовчі операції, приєднати перемикачем S2 до високовольтної установки одну з фаз кабелю (наприклад, фазу А) і включити автоматичний вимикач QF2. При цьому повинна зайнятися сигнальна лампа HL1 (див. схему рис. 2.4). 3.2.9 Натисканням кнопки SB1 включити магнітний пускач КМ, що забезпечує підключення силової високовольтної установки до мережі. При цьому повинна зайнятися сигнальна лампа HL2. 3.2.10 Плавно обертаючи рукоятку автотрансформатора Т1 проти годинної стрілки, підвищити напругу по кіловольтметру PV до величини випробувальної напруги. З цього моменту почати відлік часу іспиту. 3.2.11 Після закінчення часу іспиту натиснути кнопку SB3 і виміряти струм витоку Іу по мікроамперметру РА1 чи по РА2, якщо Іу більш 100 мкА. Переключення мікроамперметрів РА1 і РА2 здійснювати тумблером SA. Роботу з даного пункту виконувати у діелектричних рукавич-ках і діелектричних ботах, стоячи на діелектричному килимку. 3.2.12 Плавно обертаючи рукоятку автотрансформатора Т1 по годинній стрілці, знизити напругу до нуля, натиснути кнопку SB2 (відключити магнітний пускач КМ) і виключити автоматичний вимикач QF2. 3.2.13 Зробити виміри струмів витоку Іу в двох інших фазах, дотримуючись послідовності операцій, починаючи з п. 3.2.8. Примітка. Після відключення QF2, приєднуючи до високовольтної установки перемикачем S2 будь-яку жилу кабелю, інші дві жили з'єднуються S2 з контуром, що заземлює, що не вимагає застосування спеціальної розрядної штанги для зняття залишкового заряду, накопиченого в ізоляції кабелю.
3.2.14 Поставити перемикач S2 у нейтральне положення, включити установку, підвищити напругу по кіловольтметру PV до величини іспитової напруги і вимірити струм витоку через ізоляцію установки Іуст, після чого виконати п. 3.2.12. 3.2.15 Результати вимірів занести в табл. 3.4. Таблиця 3.4 – Іспит рівня ізоляції високовольтного кабелю
Для розрахунку опору ізоляції використовувати формулу:
де Іу- сумарний струм витоку через ізоляцію жил кабелю й установки, А; Іуст - струм витоку через ізоляцію установки, А; 1к - струм витоку через ізоляцію жил кабелю, А. Кабель вважається непридатним до експлуатації, якщо Ік складає більш 300 мкА. 4 Зміст звіту 4.1 Мета роботи. 4. 2 Електричні принципові схеми для іспитів ізоляції низько-вольтного і високовольтного кабелів. 4.3 Короткі вказівки по виконанню лабораторної роботи. 4.4 Таблиці вимірів і розрахунків величини опору ізоляції. 4.5 Висновки за результатами вимірів і розрахунків про пряцездатність досліджуваних кабелей..
5 Зразковий перелік питань для допуску до відпрацьовування лабораторної роботи 5.1 У чому полягає кінцева мета даної лабораторної роботи? 5.2 Склад і призначення основних елементів лабораторної установки для іспиту низьковольтного і високовольтного кабелів. 5.3 Які заходи щодо техніки безпеки необхідно виконувати при відпрацьовуванні лабораторної роботи? 5.4 Призначення і конструкції кабелів. Ввести розшифровку понять: "лінійна" і "фазна" ізоляція. 5.5 На якій напрузі (постійній чи змінній) проводиться вимір (контроль) опіру ізоляції випробуваних кабелів і чому; які струми при цьому протікають через «тіло» ізоляції кабелів? 5.6 Від чого залежить величина іспитової напруги при випробуванні високовольного кабелю і як її визначити? 5.7 Як призводиться калібрування мегаомметра перед іспитом ізоляції низковольтного кабелю? 5.8 Показати схематично підключення кабелю до мегаомметру для іспиту фазної, лінійної ізоляції і для перевірки цілісності жил кабелю. 5.9 Як визначається коефіцієнт абсорбції Кабс, його фізичний зміст і яке практичне значення він має? 5.10 Як визначається струм витоку через ізоляцію жил високо-вольтного кабелю і його граничне значення? 5.11 Чому після іспиту кабелю жили кабелю необхідно заземлювати? 5.12 Пояснити існуючу залежність величини накопиченного електричного заряду в кабелі від його довжини і якості ізоляції. 5.13 Як розподіляється напруженість електричного поля по товщині ізоляції жили висовольтного кабелю?
6 Перелік літератури 1 Производство кабелей и проводов / Под ред. Н.И.Белоруссова и И.Б.Пешкова — М.: Энергоиздат, 1981. — 632 с., ил. 2 Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. Электро-технические материалы: Учебник для вузов. — 7-е изд., перераб. и доп. — JI.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1985. - 304 с., ил. 3 Городецкий С. С., Лакерник P.M. Испытания кабелей и проводов. Учебное пособие для техникумов. — М.: Энергия, 1971. — 272 с., ил. 4 Техника высоких напряжений / Под ред. Д.В. Разевига. – М.-Л.: Энергия, 1964.- 472 с., ил. 5 Белоруссов Н.И. и др. Электрические кабели, провода и шнуры: Справочник / Н.И. Белоруссов, А.Е. Саакян, А.И. Яковлева; Под ред. Н.И. Белоруссова. 5 изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1987. -535 с., ил. 6 Озерной М.И. Электрооборудование и электроснабжение подземных разработок угольных шахт. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Недра, 1975. -448 с., ил. (гл. XI, шахтные кабели).
|
» стрілку приладу на відмітку «
, Ом
- іспитова напруга, В;
