БИБЛИОТЕКА ЭЛЕКТРОМОНТЕРА
Выпуск 628
Основана в 1959 году
П. В. КУЗИН
И. А. ЯКОБСОН
НАЛАДКА
ЭЛЕГАЗОВОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
МОСКВА
ЭНЕРГОАТОМ ИЗ ДАТ
1990

ББК 31.264
К 89
УДК 621.316.37:621.315.618.9
Редакционная коллегия серии:
В. Н. Андриевский, С. А. Бажанов, М. С. Бернер, Л. Б. Годгельф,
В. X. Ишкин, Д. Т. Комаров, В. Н. Кудрявцев, В. П. Ларионов, Э. С. Му-
саэлян, С. П. Розанов, В. А. Семенов, А. Д. Смирнов, А. Н. Трифонов,
А. А. Филатов, А. Н. Щепеткин
Рецензент Л. Я. Шур
Кузин П. В., Якобсон И. А.
К 89 Наладка элегазового оборудования. - М.: Энерго¬
атомиздат, 1990. - 112 с.: ил. - (Б-ка электромонтера;
Вып. 628).'
ISBN 5-283-01091-0
Рассматривается элегазовое оборудование ячеек комплектных рас¬
пределительных устройте — КРУЭ отечественного производства, осо¬
бенности конструкции. Основное внимание уделено наладке элегазо¬
вого оборудования, его предмонтажным проверкам и испытаниям.
Обобщен опыт наладки КРУЭ напряжением 110 кВ.
Для электромонтеров, занятых на пусконаладочных, монтажных и
эксплуатационных работах по элегазовому оборудованию.
к 2202080000405 95_90	ББК 31.264
051 (01)-90
Производственное издание
КУЗИН Петр Васильевич
ЯКОБСОН Илья Абрамович
НАЛАДКА ЭЛЕГАЗОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
РедакторЭ. С. Мусаэлян Редактор издательства А. В. Волковицкая
Художественные редакторы В. А. Гозак-Хозак, А. А. Белоус
Технический редактор О. И. Хабарова Корректор Л. А. Гладкова
ИБ № 2615
Набор выполнен в издательстве. Подписано в печать с оригинала-макета 05.06.90.
Формат 60x80 1/16. Бумага офсетная № 2. Печать офсетная. Усл. печ. л. 6,86.
Усл. кр.-отт. 7,22. Уч.-изд. л. 7,19. Тираж 7600 экз. Заказ 6017. Цена 35 к.
Энергоатомиздат, 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10.
Отпечатано в ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Зна¬
мени МП О ’’Первая Образцовая типография” Государственного комитета СССР
по печати. 113054, Москва, Валовая ул-, 28.
ISBN 5-283-01091-0
© Авторы, 1990

ПРЕДИСЛОВИЕ
Широкое внедрение в отечественную энергетику эле¬
газового оборудования поставлено как одно из важных
направлений научно-технического прогресса электро¬
технической промышленности СССР в XII пятилетке.
В настоящее время в Советском Союзе эксплуатиру¬
ются элегазовые устройства напряжением до 330 кВ, в
том числе отечественного производства на напряжение
110 и 220 кВ, разрабатываются устройства на более высо¬
кие напряжения до 1500 кВ и элегазовые выключатели.
В условиях холодного климата северных районов стра¬
ны, в зонах загрязнений окружающей среды элегазовые
устройства наиболее перспективны, так как их приме¬
нение во много раз сокращает затраты на энергоснабже¬
ние. При этом чем выше класс напряжения, тем больше
экономия. Широкое применение элегазового оборудо¬
вания способствует также решению задач электрифи¬
кации и обеспечения электроэнергией крупных городов
и промышленных центров, где мало свободной площа¬
ди. Элегазовое оборудование надежнее в эксплуата¬
ции, оно в большинстве случаев используется в закры¬
тых помещениях и требует меньше эксплуатационного
персонала.
В зарубежной практике элегазовое оборудование ши¬
роко применяется много лет, особенно в комплектных
распределительных устройствах средних напряжений
7,2 - 42 кВ. Фирмы Сименс, АЕГ, EML и другие выпуска¬
ют комплектные распределительные устройства с эле¬
газовой изоляцией на напряжение 7,2 - 38 кВ, фирмы
ВВС, ENK - также на напряжение 42-72,5 кВ. Применя¬
ются устройства с элегазовой изоляцией на напряже¬
з

ния 330 - 500 кВ. При применении элегазовых устройств
за рубежом используются как элегазовые, так и вакуум¬
ные выключатели.
Отечественная промышленность, к сожалению, мед¬
ленно решает проблему широкого выпуска элегазового
оборудования, а на напряжения 6 - 35 кВ вообще его не
выпускает.
Авторы выражают признательность рецензенту
Л. Я. Шуру за ценные рекомендации, улучшившие
рукопись, и редактору Э. С. Мусаэляну. Все замечания
и пожелания авторы просят направлять по адресу:
113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10. Энергоатом-
издат.
Авторы

1. ЭЛЕГАЗ И ЕГО СВОЙСТВА
Элегаз - электротехнический газ - представляет собой шес¬
тифтористую серу SF6 (шестифтор). Элегаз является основным
изолятором в элементах ячеек с элегазовой изоляцией.
При рабочих давлениях и обычной температуре элегаз - бес¬
цветный газ, без запаха, не горюч, в 5 раз тяжелее воздуха (плот¬
ность 6,7 против 1,29 у воздуха), молекулярная масса также в
5 раз больше, чем у воздуха. Элегаз не стареет, т. е. не меняет
своих свойств с течением времени, при электрическом разряде
распадается, но быстро рекомбинирует, восстанавливая перво¬
начальную диэлектрическую прочность. При температурах до
1000 К элегаз инертен и нагревостоек, до температур порядка
500 К химически не активен и не агрессивен по отношению к
металлам, применяемым в конструкции элегазовых распреде¬
лительных устройств.
В электрическом поле элегаз обладает способностью захваты¬
вать электроны, что обусловливает высокую электрическую
прочность элегаза. Захватывая электроны, элегаз образует мало¬
подвижные ионы, которые медленно разгоняются в электричес¬
ком поле.
Эксплуатационная способность элегаза улучшается в равно¬
мерном поле, в котором его электрическая прочность определя¬
ется соотношением [7р= 8,940“4р/, где р-давление, МПа; I -
расстояние между электродами, см. Поэтому для эксплуатаци¬
онной надежности конструкция отдельных элементов распреде¬
лительных устройств должна обеспечивать наибольшую равно¬
мерность и однородность электрического поля.
В неоднородном поле появляются местные перенапряжен-
ности электрического поля, которые вызывают коронируюшие
разряды. Под действием этих разрядов элегаз разлагается, об¬
разуя в своей среде низшие фториды (SF2, SF4), вредно действу¬
ющие на конструкционные материалы комплектных распреде¬
лительных элегазовых устройств (КРУЭ). Во избежание разря¬
дов все поверхности отдельных элементов металлических
5

деталей и экранов ячеек выполняются чистыми и глад¬
кими и не должны иметь шероховатостей и заусенцев. Обяза¬
тельность выполнения этих" требований диктуется тем, что
грязь, пыль, металлические частицы также создают местные на¬
пряженности электрического поля, а при этом ухудшается
электрическая прочность элегазовой изоляции.
Высокая электрическая прочность элегаза позволяет сокра¬
тить изоляционные расстояния при небольшом рабочем давле¬
нии газа, в результате этого уменьшается масса и габариты
электротехнического оборудования. Это, в свою очередь, дает
возможность уменьшить габариты ячеек КРУЭ, что очень важ¬
но, например, для условий Севера, где каждый кубический
метр помещения стоит очень дорого.
Высокая диэлектрическая прочность элегаза обеспечивает
высокую степень изоляции при минимальных размерах и рас¬
стояниях, а хорошие способность гашения дуги и охлаждае-
мость элегаза увеличивают отключающую способность комму¬
тационных аппаратов и уменьшают нагрев токоведущих частей.
Применение элегаза позволяет при прочих равных условиях
увеличить токовую нагрузку на 25% и допустимую температуру
медных контактов до 90°С (в воздушной среде 75°С) благодаря
химической стойкости, негорючести, пожаробезопасности и
большей охлаждающей способности элегаза. Сравнительные ха¬
рактеристики элегаза приведены в табл. 1.
Недостатком элегаза является переход его в жидкое состоя¬
ние при сравнительно высоких температурах, что определяет
дополнительные требования к температурному режиму элега¬
зового оборудования в эксплуатации. На рис. 1 приведена зави¬
симость состояния элегаза от температуры.
Для работы элегазового оборудования при отрицательной
температуре минус 40°С необходимо, чтобы давление элегаза в
аппаратах не превышало 0,4 МПа при плотности не более
0,03 г/см3. При повышении давления элегаз будет сжижаться
при более высокой температуре. Поэтому для повышения на¬
дежности работы электрооборудования при температурах при¬
мерно минус 40°С его следует подогревать (например, бак элега¬
зового выключателя во избежание перехода элегаза в жидкое
состояние нагревают до плюс 12°С).
Дугогасительная способность элегаза при прочих равных ус¬
ловиях в несколько раз больше, чем воздуха. Это объясняется
составом плазмы и температурной зависимостью теплоемкости,
6

Таблица 1. Сравнительные характеристики элегаза
Параметр
Элегаз SFg
Водород Н2
Воздух
Молекулярная масса
146
2
28,9
Плотность, ІО-3 г/см3
6,7
0,089
1,29
Относительная плотность
5,19
0,069
1
Электрическая прочность,
относительная
2,3
-
1
Удельная теплоемкость при
70’С, Дж/(г-°С)
0,73
1,42
1
Удельная объемная теплоемкость,
ІО-3 Дж/(см3-°С)
4,89
0,026
1,29
Температура кипения, “С
-63,8
-252,8
-194
Скорость звука при температу¬
ре ЗО’С, м/с
185
1200
330
Рис. 2. Зависимость удельной теп¬
лоемкости Ср и теплопроводнос¬
ти X. элегаза от температуры:
———элегаз; — — — — воздух
Рис. 1. Диаграмма состояния элегаза в зависимости от температуры

тепло- и электропроводности. На рис. 2 приведены зависимости
удельной теплоемкости Ср и теплопроводности X. элегаза от
температуры.
В состоянии плазмы молекулы элегаза распадаются. При тем¬
пературах порядка 2000 К теплоемкость элегаза резко увеличи¬
вается вследствие диссоциации молекул. Поэтому теплопровод¬
ность плазмы в области температур 2000 - 3000 К значительно
выше (на два порядка), чем воздуха. При температурах порядка
4000 К диссоциация молекул уменьшается.
В то же время образующаяся в дуге элегаза атомарная сера с
низким потенциалом ионизации способствует такой концентра¬
ции электронов, которая оказывается достаточной для под¬
держания дуги даже при температурах порядка 3000 К. При
дальнейшем росте температуры теплопроводность плазмы
падает, достигая теплопроводности воздуха, а затем снова уве¬
личивается. Такие процессы уменьшают напряжение и сопро¬
тивление горящей дуги в элегазе на 20 - 30% по сравнению с ду¬
гой в воздухе вплоть до температур порядка 12 000 - 8000 К. При
дальнейшем снижении температуры плазмы (до 7000 К и ниже)
концентрация электронов в ней уменьшается, в результате
электрическая проводимость плазмы падает.
При температурах 6000 К сильно уменьшается степень иони¬
зации атомарной серы, усиливается механизм захвата электро¬
нов свободным фтором, низшими фторидами и молекулами эле¬
газа. При температурах порядка 4000 К диссоциация молекул
заканчивается и начинается рекомбинация молекул, плотность
электронов еще больше уменьшается, так как атомарная сера
химически соединяется с фтором. В этой области температур
теплопроводность плазмы еще значительная, идет охлаждение
дуги, этому способствует также удаление свободных электро¬
нов из плазмы за счет захвата их молекулами элегаза и атомар¬
ным фтором. Электрическая прочность промежутка постепенно
увеличивается и в конечном счете восстанавливается.
Особенность гашения дуги в элегазе заключается в том, что
при токе, близком к нулевому значению, тонкий стержень дуги
еще поддерживается и обрывается в последний момент перехо¬
да тока через нуль. К тому же после прохода тока через нуль ос¬
таточный столб дуги в элегазе интенсивно охлаждается, в том
числе за счет еще большего увеличения теплоемкости плазмы
при температурах порядка 2000 К, и электрическая прочность
быстро увеличивается.
8

Такая стабильность горения дуги в элегазе до минимальных
значений тока при относительно низких температурах приводит
к отсутствию срезов тока и больших перенапряжений при гаше¬
нии дуги.
В воздухе электрическая прочность промежутка в момент
прохождения тока дуги через нуль больше, но из-за большой по¬
стоянной времени дуги у воздуха скорость нарастания электри¬
ческой прочности после прохождения значения тока через нуль
меньше (рис. 3).
2. КОМПЛЕКТНЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
С ЭЛЕГАЗОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ
Комплектные элегазовые ячейки на рабочее напряжение
ПО кВ предназначены для закрытых распределительных устройств
переменного тока частоты 50 Гц и имеют обозначение серии
ЯЭ-110. Внешние условия работы элегазовых ячеек определены
климатическими факторами поГОСТ 15150-69* и ГОСТ 15543-70*,
но с наименьшим пределом рабочей температуры минус 5°С (без
кондиционирования воздуха), высотой над уровнем моря не
более 1000 м и в окружающей среде, не содержащей химически
активных и взрывоопасных примесей.
Ячейки имеют условные обозначения:
ЯЭ-110Л-23У4
ЯЭ-110Л-21У4
ЯЭ-110Ш-23У4
ЯЭ-110Ш-21У4
ЯЭ-110Л-13У4
ЯЭ-110ТН-23У4
ЯЭ-110ТН-21У4
ЯЭ-110ТН-13У4
ЯЭ-110С-23У4
ЯЭ-110С-21У4
ЯЭ-110С-13У4
В обозначениях: ЯЭ - ячейка элегазовая; ПО - номинальное
напряжение, кВ; типы ячеек: Л - линейная, Ш - шиносоедини-
9

тельная, С - секционная, Тн - трансформаторов напряжения;
первая цифра 2 или 1 указывает на число систем шин (две или
одна); вторая цифра 3 или 1 — трех- или однополюсные сборные
шины; У - климатическое исполнение (для умеренного клима¬
та) и 4 - категория размещения по ГОСТ 15150-69*.
Основные параметры ячеек 110 кВ серии ЯЭ-110:
Номинальное напряжение, кВ 	 НО
Номинальный ток сборных шин, А	 1600
Номинальный ток отводов, А 	 1250
Термическая стойкость, кА	 50
Длительность тока термической
стойкости, с:
для заземлителей	 1
для остальных элементов	 3
Избыточное давление элегаза при
температуре 20°С, МПа  		 0,25
Утечка элегаза из ячейки в год, % массы
элегаза	 2
Ячейки КРУЭ изготавливают из унифицированных деталей,
что делает возможным сборку ячеек различного назначения из
одних и тех же элементов. К ним относятся: полюсы выключате¬
лей, разъединителей и заземлителей; измерительные трансфор¬
маторы тока и напряжения; соединительные и промежуточные
отсеки; сильфонные компенсаторы; секции сборных шин; полюс¬
ные и распределительные шкафы, шкафы системы контроля
давления и шкафы трансформаторов напряжения.
Ячейка каждого типа состоит из трех одинаковых полюсов и
шкафов управления, при этом три полюса могут быть скомпоно¬
ваны так, чтобы образовывать ячейки с однополюсными или
трехполюсными сборными шинами.
Каждый полюс линейной, секционной или шинной соедини¬
тельной ячейки (рис. 4) имеет выключатель с приводом и эле¬
ментами его управления, разъединитель с дистанционным
электрическим приводом, заземлители с ручным приводом,
трансформаторы тока и полюсные шкафы. Ячейки трансформа¬
торов напряжения (рис. 4,в) не имеют выключателей и транс¬
форматоров тока. Ячейки и их полюсы соединяются одной
или двумя системами однополюсных или трехполюсных шин.
Линейные ячейки имеют выводы для присоединения к то-
копроводам и отходящим кабелям. Соединение ячеек с силовы-
10

Рис. 4. Компоновка элегазовых ячеек:
а - линейной; б - шиносоединительной; в - трансформаторов напряжения; г -секционной ячейки;
1 - заземлитель; 2 - разъединитель; 3 - трансформатор тока; 4 - шкаф; 5 - выключатель; 6 - сильфон;
7 — шина соединительная; 8 — трансформатор напряжения

ми кабелями производится при помощи кабельных вводов
специальной конструкции, а с воздушными линиями с помощью
газонаполненных вводов.
Элегазовая ячейка состоит из полостей, заполняемых эле¬
газом под различным давлением: 0,6 МПа — выключатель;
0,4 МПа - измерительные трансформаторы; 0,25 МПа - разъеди¬
нители и заземлители. Каждая полость отделена от другой
герметичным фланцевым соединением с резиновым уплотне¬
нием. В модифицированных ячейках полости выключателя и
трансформаторов тока объединены и заполняются элегазом под
давлением 0,6 МПа, а остальные аппараты - под давлением
0,25 МПа.
Для удобства монтажа, ревизии и ремонта полости разделены
на отсеки, которые в пределах одной полости имеют одинако¬
вое давление элегаза и друг от друга не герметизируются, но
по отношению к внешней окружающей среде все отсеки (незави¬
симо от уровня давления элегаза в них) герметизируются.
Отсеки соединяются между собой при помощи болтовых флан¬
цевых соединений и литых эпоксидных изоляторов. ’ Каждый
изолятор имеет центральное отверстие для монтажа контакт¬
ной аппаратуры токопроводящего контура. Такая конструкция
позволяет при необходимости демонтировать и заменять от¬
дельные элементы или целиком отсеки без разборки всей
ячейки.
Ячейка имеет по каждому уровню давления свою обособлен¬
ную систему газораспределения, а каждая герметичная полость
- свои вентили, трубки, манометры, с помощью которых ее под¬
соединяют к шкафу контроля давления. Полости одного давле¬
ния соединяются между собой, образуя общую систему газорас¬
пределения. Отдельные элементы, например измерительные
трансформаторы напряжения, также снабжены своими трубка¬
ми и вентилями.
Литые изоляторы вместе с элегазом обеспечивают изоляцию
от корпуса токоведущих частей, находящихся под напряжени¬
ем, и крепятся к фланцам металлических конструкций при по¬
мощи болтов, имеющих надежное антикоррозионное покрытие.
Отсеки имеют автономную систему обеспечения элегазом и
контроля давления, комплектуются в блоки, которые при тран¬
спортировке заполняются чистым азотом избыточного давле¬
ния.
12

Для удобства обслуживания элегазовые ячейки комплекту¬
ются заводом-изготовителем вспомогательными приспособле¬
ниями и оборудованием, включающими: сервисные тележки
для подготовки и заполнения элегаза; консольную балку с пе¬
редвижной тележкой, подъемный механизм и пульт управле¬
ния для монтажа и демонтажа ячейки и отдельных ее элемен¬
тов; установку для подготовки элегаза, обеспечивающую сушку,
регенерацию, заполнение и его удаление; течеискатель для вы¬
явления мест утечки газа.
На каждом объекте, где монтируется элегазовое оборудова¬
ние, должен быть хотя бы один испытательный высоковольтный
ввод ’’элегаз - воздух” со вспомогательными элементами для
сочленения с испытуемыми ячейками на время испытаний.
Элегазовый выключатель. В элегазовых выключателях при¬
меняются два принципа гашения дуги. Один из них заключает¬
ся в использовании эффекта перетока элегаза из области высо¬
кого давления в область низкого. В результате этого возникшая
дуга охлаждается. При этом во избежание перехода элегаза в
жидкое состояние, при котором ухудшается дугогасящая спо¬
собность, бак высокого давления необходимо подогревать до
температуры не менее плюс 10°С. Для подогрева элегаза приме¬
няется специальная система. Этот принцип в отечественных
выключателях не применяется.
Другой принцип - автокомпрессионный, применяемый в
отечественной практике, - использует перепад давления, соз¬
дающийся компрессионным устройством в самой гасительной
камере. Для этого выключатель заполняется элегазом давле¬
ния до 0,6 МПа, при этом обеспечивается надежность его дейст¬
вия при отрицательных температурах до минус 40°С. Компресси¬
онное устройство конструктивно связано с подвижным контак¬
том аппарата и создает перепад давления в пределах 0,6 - 0,8 МПа,
это обеспечивает получение критической скорости истечения
элегаза и эффективность гашения дуги.
При горении дуги в элегазовом выключателе образуются хими¬
ческие соединения, обладающие коррозионными и токсичными
свойствами. Чистота элегаза и поглощение влаги из него обес¬
печиваются фильтрами-поглотителями в виде молекулярных
сит, встраиваемых в выключатель. На внутренней поверхности
выключателя предусмотрены специальные карманы (проточки),
кУда оседают порошкообразные продукты разложения элегаза
от дуги, не оказывающие вредного действия и не уменьшающие
13

Рис. 5. Элегазовый выключатель напряжением 110 кВ (в отключенном положении )
электрическую прочность изоляции выключателя. Элегаз перед
заполнением подвергается технологической сушке, так как до¬
пустимое содержание влаги в нем не должно превышать ІО-6
объема выключателя.
Гашение дуги в элегазовых выключателях, использующих ав-
токомпрессионный принцип гашения дуги, происходит за счет
интенсивного охлаждения ее потоком элегаза.
Выключатель (рис. 5) представляет собой герметичный алю¬
миниевый корпус 8, в котором смонтировано дугогасительное
устройство (в выключателе на напряжение 110 кВ оно однораз¬
рывное). Элегаз в выключателях всех типов и принципов выпол¬
няет одновременно роль изоляции и дугогасящей среды. Дуго¬
гасительное устройство крепится в резервуаре на изоляторах 7.
Выводы выключателя в местах прохода через изолятбры герме¬
тизированы, контакты розеточного исполнения с подпружинен¬
ными ламелями. Подвижная часть 5. дугогасительного устрой¬
ства перемещается с помощью изоляционной тяги 2,. соединен¬
ной вилкой 3 с рычагом 11 и валом 1 привода.
Основой подвижной части дугогасительного устройства явля¬
ется цилиндр, на конце которого закреплен главный подвиж¬
ной поршень, полый шток (который крепится к изоляционной
тяге 2) с подвижным ламельным контактом.
Неподвижная часть дугогасительного устройства, кроме
поршня цилиндра, имеет дугогасительный и ламельный токо¬
ведущий контакты. Эти контакты через переходный корпус
сочленяются с выходным ламельным контактом одного из
трансформаторов тока. Переход тока с неподвижного поршня на
подвижный цилиндр осуществляется скользящими контактами
в поршне. Путь тока при включенном выключателе проходит от
14

неподвижного контакта 6 к подвижному 5 дугогасительного
устройства. В днище 10 резервуара размещен фильтр-поглоти¬
тель 9, который служит для поглощения остаточной влаги и
продуктов разложения элегаза.
Пневматический привод выключателя (рис. 6) крепится вмес¬
те с масляным демпфером 16 к раме ячейки и расположен меж¬
ду полюсами ячейки. Сжатый воздух к нему поступает из реси¬
вера 9 в цилиндр 3, внутри которого перемещается поршень 4
со штоком. На раме привода устанавливается коммутирующее
устройство внешних вспомогательных цепей (ККВЦ), связанное
со штоком привода. На штоке ККВЦ смонтирован указатель
положения выключателя: включение или отключение. Комму¬
тирующее устройство имеет 16 пар контактов, на корпусе блока
включения 3 устанавливаются дополнительные контакты
24-41 ККВЦ с приводом 19. Эти дополнительные контакты
включены в цепь отключения выключателя последовательно и
срабатывают при изменении давления в цилиндре привода.
Дополнительные контакты обеспечивают необходимую дли¬
тельность замыкания контактов выключателя при продолжи¬
тельности цикла менее 0,12 с. При большем времени, т. е. при
t > 0,12 с, дополнительные контакты ККВЦ не используются.
Работа выключателя. Включение выключателя: пусковой
клапан 1 (рис. 6) включения открывается по команде электро¬
магнита 2. Сжатый воздух поступает в полость над поршнем 4
блока 3. Поршень перемещается вниз и сжатый воздух поступа¬
ет в полость м под поршнем 6. Поршень перемещается вверх, в
результате поворачивается вал выключателя. Через рычажный
механизм подвижная система выключателя перемещается во
включенное положение. Привод имеет масляный демпфер и ре¬
зиновый буфер.
При движении штока поршня привода (ход поршня 220 мм) и
штока масляного демпфера, находящегося под цилиндром при¬
вода, масло перетекает через отверстия в поршне демпфера и в
гильзе корпуса. В конце движения штока отверстия перекры¬
ваются кольцами, движение поршня замедляется за счет
противодавления масла на поршень, а остаточная кинетичес¬
кая энергия гасится резиновым буфером привода.
При движении штока масляного привода перемещаются свя¬
занные с ним основные коммутирующие контакты, при этом раз¬
мыкается цепь включения электромагнита включения и нор¬
мально замкнутые дополнительные контакты ККВЦ. Пусковой
15

От магистрали
с на того боздуха
Рис. 6. Схема привода выключателя (выключатель отключен):
1 — клапан пусковой; 2 — электромагнит включения; 3 — блок включения;
4 — клапан включения; 5 — привод; 6 — поршень привода; 7 — блок отключения;
8 — клапан отключения; 9 — ресивер; 10, 11 — поршень клапана отключения;
12 — шарик запирающий; 13 — защелка; 14 — болт регулировочный; 15 — электро¬
магнит отключения; 16 — демпфер масляный; 17, 19 — привод коммутирующих
контактов соответственно вспомогательных цепей выключателя ККВЦВ и допол¬
нительных ККВЦ; 18— выключатель
клапан закрывается, и воздух из-под поршня привода и допол-
нительногоККВЦ выходит в атмосферу.
При падении давления в приводе контакты дополнительного
ККВЦ под действием пружин замыкаются (цепь электромагни¬
та отключения закорачивается), обеспечивая требуемую про¬
должительность замкнутого положения дугогасительных кон¬
тактов выключателя в цикле включение — отключение (ВО).
16

В элегазовом выключателе в цикле включения подвижная
система движется в сторону неподвижного контакта (на рис. 5
вправо), при этом дугогасительное устройство с закрепленным
на нем розеточным дугогасительным контактом и соплом пере¬
мещается таким образом, что розеточный контакт надвигается
на неподвижный дугогасительный контакт, а подвижные глав¬
ные контакты входят в токоведущий корпус, шунтируя дугога¬
сительный контакт и обеспечивая протекание рабочего тока.
Отключение выключателя: подается команда на электромаг¬
нит отключения. Поршни 10,11 блока отключения 7 под дейст¬
вием сжатого воздуха перемещаются вверх и открывают клапан
отключения 8, закрывая при этом выход воздуха в атмосферу из
полостей в и ô. Сжатый воздух из полости а над клапаном 8
перемещается в полость б под клапаном и оттуда в полость н
над поршнем привода. Поршень б привода и поршень масляного
демпфера 16 перемещается вниз, поворачивая вал механизма
выключателя. Подвижная система выключателя занимает при
этом отключенное положение.
Поршень 10 при движении вниз открывает доступ сжатого воз¬
духа в полость ж над поршнем клапана отключения, поршень 11
перемещается вниз и закрывает клапан отключения 8. В ре¬
зультате запирающий шарик 12, возвращаясь в исходное поло¬
жение, запирает клапан отключения, а поршень 10 открывает
отверстия для выхода воздуха из полостей в и ô в атмосферу.
Привод готов к включению.
При отключении подвижная система выключателя смещает¬
ся влево, в полости между неподвижным поршнем и подвиж¬
ным главным контактом элегаз сжимается, и его давление в
этой полости увеличивается. Образующаяся при размыкании
дугогасительных контактов дуга обдувается потоком сжатого
элегаза, вытекающего через сопло. После размыкания дугогаси¬
тельных контактов и гашения дуги размыкаются главные кон¬
такты.
Избыточное давление элегаза создается за счет энергии пнев¬
мопривода, обеспечивающей ускорение подвижной системы вы¬
ключателя и необходимую степень сжатия элегаза.
Разъединитель предназначен для изоляции отдельных эле¬
ментов элегазовой ячейки от смежных узлов. Разъединитель
(рис. 7) представляет собой герметичный алюминиевый корпус
2, в котором размещается подвижный контактный стержень 1,
соединенный с рычажным механизмом 9 через изолятор 7. При
2-6017
I J ( і
'■ 	 '

Рис. 7. Разъединитель элегазовый:
1 — стержень контактный подвижный; 2 — корпус; 3 — фланец; 4 — изолятор
пластмассовый; 5 — контакт подвижный; 6 — контакт розеточный экранирован¬
ный; 7 — изолятор; 8 — вал; 9 — рычаг

включении разъединителя контактный стержень входит в розе¬
точный контакт 6 элемента ячейки КРУЭ, сочлененного с разъ¬
единителем. С контактными стержнями других элементов разъ¬
единитель сочленяется при помощи розеточных контактов, рас¬
положенных в дисковых эпоксидных изоляторах 4.
Привод разъединителя крепится к корпусу разъединителя.
Привод электрический, но им можно оперировать и вручную.
Привод допускает управление от напряжения переменного и
постоянного тока. Наибольшее применение в приводе разъеди¬
нителя получил однофазный электродвигатель типа УВ-705-ВС
мощностью 800 Вт на номинальное напряжение 220 В перемен¬
ного тока, ток потребления 15 А, частота вращения 8000 об/мин.
Для привода разъединителя может быть применен электро¬
двигатель переменного тока на напряжение 127 В, но при этом в
цепь включают последовательно два резистора по 27 Ом.
При использовании в качестве привода разъединителя элект¬
родвигателя типа УВ-061-М64 правого вращения, предназначен¬
ного для питания напряжением 220 В постоянного тока, вклю¬
чение его на напряжение 220 В переменного тока производится
подачей напряжения на зажимы электродвигателя с маркиров¬
кой ”=”.
Привод разъединителя имеет редуктор, муфту сцепления,
выпрямительный мост и две пары контактов включения ККВЦ.
Схема управления разъединителем с электродвигателями на
напряжение 220 и 127 В приведена на рис. 8.
Муфта сцепления работает на постоянном токе ( 1= 2 А), для
этого в схеме управления предусмотрено выпрямительное уст¬
ройство - мост VD.
Привод разъединителя комплектуется рукояткой для ручно¬
го оперирования при его наладке или в аварийном режиме в
случае потери по какой-либо причине источника питания.
Включение и отключение разъединителя производится через
пускатель, подающий напряжение на электродвигатель.
Электродвигатель поворачивает вал редуктора, который
воздействует на рычажный механизм разъединителя. Контакт
разъединителя, перемещаясь, входит при включении в розе¬
точный контакт и выходит из него при отключении. Розе¬
точный контакт установлен на присоединенном к разъедини¬
телю элементе ячейки.
Заземлитель (рис. 9) применяется для заземления ячейки
при монтаже, эксплуатации и ремонте. В герметич-
19

Рис. 8. Схема управления элегазовым разъединителем с электродвигателем на
напряжение 220 (а) и 127 В (б):
Ç - муфта сцепления; VD —выпрямительное устройство; Км — контактор;
КК— реле тепловое; ѴАВ — замок блокировочный; RI, R2 — резисторы; SQ —
вспомогательные контакты привода; SA -контакты сигнальные
ном алюминиевом корпусе 7 смонтированы заземляющий
стержень б, рычажный механизм 3 и система скользятттих кон¬
тактов 9. Заземлитель имеет электромагнитный блокировочный
замок 1, механический указатель положения 4 и блок коммути¬
рующих контактов 2 (по три замыкающих и размыкающих кон¬
такта). Цепи заземлителя выведены в полюсный шкаф.
Заземлителем управляют при помощи рукоятки только вруч¬
ную. При повороте рукоятки заземляющий стержень перемеща-
ется в направляющих 8, при включении он входит в розеточный
контакт, а при отключении выходит из него. Розеточный кон¬
такт смонтирован в изоляторе элемента, присоединенного к за-
20

Рис. 9. Элегазовый заземлитель:
1 -блок-замок; 2—блок ККВЦ; 3 — механизм рычажный; 4 —указатель положе¬
ния заземлителя; 5—вал; 6 — стержень заземляющий; 7 — корпус; 8 — направляю¬
щие; 9 —контакты токосъемные
землителю. При работе рычажного механизма переключаются
связанные с ним контакты ККВЦ, цепи блокировки, обеспечи¬
вая необходимые блокировки при заземлении ячейки КРУЭ.
Трансформатор тока устанавливают в ячейках согласно ус¬
ловному обозначению серии ячейки, определяющей его пред¬
назначение.
В ячейках напряжением ПО кВ трансформаторы тока устана¬
вливают с обеих сторон элегазового выключателя. Первичной
обмоткой для него является токоведущий стержень, входящий
в розеточные контакты выключателя и смежного с трансформа¬
тором тока элемента полюса ячейки.
Элегаз заполняет всю полость трансформатора тока и являет¬
ся изолирующей средой между первичной и вторичными обмот¬
ками.
Трансформатор тока ПО кВ имеет две вторичные обмотки.
Каждая обмотка намотана на отдельный магнитопровод и
может использоваться для защиты (ЮР) и измерения (класс 0,5
при нагрузке на обмотку не более 30 В-А).
21

Выводы вторичных обмоток маркируются И15 И2, И3, И4 и нахо¬
дятся в коробке выводов. Выводы первичной обмотки обознача¬
ются Лх и Л2, и их маркировка нанесена на корпусе трансформа¬
тора тока. При направлении тока в первичной обмотке от Лх к Л2
ток во вторичной обмотке направлен от вывода Их к выводу Ип.
Так как в ячейке используют два трансформатора тока, то при
направлении тока в одном трансформаторе тока от вывода Лх к
выводу Л2 ток в другом трансформаторе тока будет направлен
от Л2 к Лх и вторичной обмотке от Ип к Ир
Трансформатор тока на номинальное напряжение ПО кВ вы¬
пускается на три номинальные значения первичного тока: 600,
800 и 1200 А, наибольшая кратность тока или максимальный ток
каждой вторичной обмотки соответственно: 630,800 и 1250 А; но¬
минальный ток вторичной обмотки 1 А, номинальная вторичная
нагрузка вторичной обмотки 40 В-А.
Трансформатор напряжения. В элегазовых ячейках устанав¬
ливаются трансформаторы напряжения типа ЗНОГ-ПО. Транс¬
форматоры имеют обозначения: ЗНОГ-11079УЗ и ЗНОГ-11082УЗ
(3 - заземленный, Н - трансформатор напряжения, О - однофаз¬
ный, Г — с газовой изоляцией, 110 - номинальное напряжение,
кВ; следующие цифры - год окончания разработки, климатичес¬
кие условия и размещение по ГОСТ 15150-69*).
Основой трансформатора напряжения является магнитопро¬
вод 1 стержневого типа, на который намотаны первичная 2 и две
вторичные обмотки, основная и дополнительная. Трансформа¬
тор напряжения защищен металлической оболочкой 3, име¬
ет экраны и дисковый эпоксидный изолятор для герметиза¬
ции 4 (рис. 10).
Трансформатор напряжения предназначен для питания це¬
пей защиты, сигнализации и измерения. Полость трансформато¬
ра напряжения заполняется через вентиль элегазом с рабочим
давлением 0,4 МПа при температуре 20°С. В схеме ячейки ЗНОГ
герметично присоединяются к КРУЭ, и допускают как верти¬
кальную, так и горизонтальную установку.
Вводы. Для подсоединения линии или ввода ее в элегазо¬
вое распределительное устройство применяются высоковоль¬
тные газонаполненные или кабельные вводы.
Газонаполненный ввод (рис. 11, а) ’’воздух - элегаз” представ¬
ляет собой фарфоровую рубашку 2, внутри которой проходит то¬
коведущий стержень. Один конец стержня входит в розеточный
контакт токопровода, другой связан с наружным наконечни-
22

Рис. Ю. Трансформатор напряжения
Рис. 11. Газонаполненный (а), кабельный (б) вводы и контактное соединение (в)
к кабельному вводу:
1 — наконечник, контактный вывод; 2,5 — рубашка фарфоровая; 3 — фланец;
4 — оболочка герметичная; 6 — контакт розеточный; 7 — муфта концевая; 8 —
Разъединитель; 9 — контакт разъединителя; 10 — контакт переходный ламель¬
ный; 11—ввод
ком 1. Герметичная оболочка 4 является частью ввода, находя¬
щейся в помещении, в ней размещается изоляционная покры¬
шка 5 ввода. Ввод имеет класс изоляции Б.
Полость ввода, образованная фарфоровой покрышкой, токо¬
ведущим стержнем и фланцем, заполняется элегазом с номи¬
23

нальным давлением 0,25 МПа при 20°С. Элегаз обеспечивает
внутреннюю изоляцию ввода.
Газонаполненный ввод крепится к стене здания при помощи
соединительной втулки-фланца 3 ввода, а к токопроводу - при
помощи фланца оболочки 4. Ввод имеет обозначение ЭБ-90-110
200 У1 (элегазовый, класс изоляции Б, угол установки до 90°,
на напряжение 110 кВ, номинальный ток 2000 А, климат умерен¬
ный, категория размещения первая) по ГОСТ 15150-69.
Кабельный ввод типа ВКРЭ (ввод кабельный для распредели¬
тельных устройств с элегазовой изоляцией) изготавливают
обычно в исполнении для умеренного климата, но для рабочей
температуры не ниже минус 25°С. В обозначении ввода: цифра -
класс изоляции ввода, кВ; буквы Н или В — кабель низкого или
высокого давления, А, С, Т - в алюминиевой, свинцовой оболоч¬
ке или стальном трубопроводе соответственно. Номинальный
ток кабельного ввода 200-630 А, сечение от 150 до 625 мм2.
Кабельные вводы на напряжение ПО кВ применяют для сое¬
динения с ячейками КРУЭ маслонаполненных кабелей низкого
давления в свинцовой (ВКРЭ-ПОНС), алюминиевой
(ВКРЭ-11 ОНА) оболочках и кабелей высокого давления в сталь¬
ном трубопроводе (ВКРЭ-ПОВТ).
По конструкции кабельный ввод (рис. 11, б) представляет со¬
бой оболочку 4 со специальной концевой муфтой 7. Токовый вы¬
вод муфты сочленяется с розеточным контактом 10 элемента
ячейки. Оболочка заполняется элегазом с номинальным давле¬
нием 0,25 МПа при температуре 20°С. Кабельный ввод может ус¬
танавливаться в произвольном положении, но при вакуумиро¬
вании кабельного ввода концевая муфта должна обязательно
находиться в вертикальном положении.
К элементам ячейки КРУЭ кабельный ввод присоединяется
через кабельные приставки. Приставки комплектуют из от¬
дельных элементов элегазового токопровода в соответствии с
особенностями конструкции ячейки. Присоединение осуществ¬
ляют с помощью контактных соединений (рис. 11, в), поставляе¬
мых заводом, изготавливающим ячейки КРУЭ, по согласованию
с заказчиком.
Сильфонный компенсатор обеспечивает герметичность
присоединения отдельных элементов ячейки и предназначен
для компенсации температурных колебаний линейных и боко¬
вых допусков. Для температурной компенсации сильфонные со¬
единения имеют роликовые устройства.
24

Рис. 12. Сильфонный компенсатор:
1 — сильфон многослойный; 2 — фланец плавающий; 3—
фланец привариваемый
Компенсатор (рис. 12) представляет собой многослойный
сильфон 1 с накидными плавающими фланцами 2 и приварива¬
емыми фланцами 3. Плавающие фланцы надеваются на силь¬
фон до сварки фланцев 3. В сборе длина компенсатора между
фланцами 245 ± 1 мм, допустимое сжатие сильфона не должно
превышать 50 мм. При монтаже после установки размера
245 ± 5 мм устанавливается пломба во избежание произвольно¬
го изменения установленной длины сильфона.
Элегазовые токопроводы. Токопровод представляет собой
алюминиевую трубу, в которой устанавливается токоведущая
шина, и предназначен для соединения между собой отдельных
ячеек и элегазового оборудования подстанции.
Токоведущая шина монтируется на изоляционных втулках.
Полость герметичная образовывается дисковыми изоляторами
и фланцевыми соединениями для сочленения со смежными
секциями. Полость заполняется элегазом под давлением
0,25 МПа при 20°С. Для заполнения элегазом, а также вакууми¬
рования на каждой секции токопровода монтируются обратные
клапаны.
Обозначение токопровода СТЭЛ-110 (секция токопровода
элегазового линейная, класс изоляции ПО кВ). Номинальный
ток элегазового токопровода на номинальное напряжение
110 кВ-2000 А.
Шкафные устройства. Полюсный шкаф представляет собой
конструкцию, в которой для всех видов элегазовых яче¬
ек монтируются аппаратура для управления разъеди¬
нителями, универсальные ключи типа УП 5311/А-23 на номи¬
нальное напряжение 220 В (ток потребления на переменном на¬
пряжении 10 А, на постоянном напряжении 0,8 А), ряды зажи¬
мов, на которые заведены все электрические цепи элементов
полюса.
25

На боковой стенке шкафа установлена колодка для присое¬
динения с одной стороны трубок от вентилей герметизирован¬
ных полостей, а с другой стороны — трубок к входным венти¬
лям и мановакуумметрам шкафа контроля давления.
Распределительный шкаф вмещает в себя всю аппаратуру це¬
пей дистанционного электрического управления, сигнализации
и блокировки элементами ячеек.
В шкафах трансформаторов напряжения для ячеек TH и сек¬
ционных ячеек размещается аппаратура управления, сигнали¬
зации и блокировки цепей трансформаторов напряжения, их
разъединителей и заземлителей. В каждый шкаф заведены це¬
пи шести трансформаторов напряжения (трех трансформаторов
напряжения одной системы сборных шин и трех трансформато¬
ров напряжения второй системы сборных шин). В ячейках с од¬
ной системой сборных шин заводятся в каждый шкаф цепи трех
трансформаторов напряжения.
Аппаратуру цепей трансформаторов напряжения, разъедини¬
телей и заземлителей группируют в шкафу отдельно для раз¬
ных систем сборных шин. Электрические схемы соединений рас¬
пределительного шкафа трансформаторов напряжения выпол¬
няют согласно проекту. В шкафу контроля давления располага¬
ют мановакуумметры типа ЭКВМ-ІѴ с верхними пределами 0,5 и
0,9 МПа избыточного давления и входные сильфонные вентили.
Мановакуумметры питаются от сети постоянного или перемен¬
ного тока напряжением 220 В, разрывная мощность контактов
10 Вт.
Каждый входной вентиль с мановакуумметром подсоединя¬
ется через колодку полюсного шкафа к вентилю своей гермети¬
зированной полости полюса ячейки. Через входные вентили по¬
лости заполняются элегазом, через обратные клапаны или вен¬
тили, установленные на элементах ячейки, производится ваку¬
умирование герметизированных полостей. Давление элегаза в
полостях контролируется мановакуумметрами. В шкафах конт¬
роля давления монтируется также входной вентиль с обратным
клапаном и дополнительным объемом, к которому присоеди¬
няют электроконтактные манометры элементов пневматичес¬
кого управления приводом выключателя.
Схемы газораспределения приведены на рис. 13.
Комплектация ячеек шкафами управления завибит от их
назначения и приводится в табл. 2.
26

Рис. 13. Схема газораспределения:
а — шкафа контроля давления ШКД; б — сжатого воздуха от ШКД к резервуа¬
рам приводов выключателя; в —в полюсе ячейки трансформаторов напряжения;
1 — вентиль; 2 — клапан обратный; 3 — объем дополнительный; 4 — манометр
электроконтактный; 5 — мановакуумметр; б — тройник; 7 — трубопровод; 8 — ре¬
зервуар привода; 9 — шкаф полюсный; 10 — шкаф контроля давления; 11 — транс¬
форматор напряжения; 12 — шина сборная
27

Таблица 2. Комплектацияячеек шкафамиуправления
Тип ячейки
Число шкафов (на ячейку)
Полюсный Распредели-Контроля Цепей транс-
тельный
форматора
напряжения
ЯЭ-110Л-23У4, ЯЭ-110Л-21У4,
ЯЭ-110Л-13У4, ЯЭ-110Ш-23У4,
ЯЭ-110ПІ-21У4
ЯЭ-110ТН-23У4, ЯЭ-110ТН-21У4,
ЯЭ-110ТН-13У4
3
1
1
1
ЯЭ-110С-23У4, ЯЭ-110С-21У4
9
2
3
ЯЭ-110С-13У4
6
1
2
3. ТРЕБОВАНИЯ К ЭЛЕГАЗОВОМУ ОБОРУДОВАНИЮ
Элегазовое оборудование отечественного производства
должно удовлетворять требованиям Руководящего документа
’’Электрооборудование высокого напряжения. Технические тре¬
бования к производству и методы контроля для обеспечения
качества элегаза” (РД 16.066-83).
Гарантийный срок эксплуатации элегазового оборудования
устанавливается 10 лет. Конструкция элегазового оборудования
должна обеспечивать сохранность и качество элегаза в нем в те¬
чение этого срока. Аналогичное требование предъявляется и к
качеству изготовления этого оборудования.
Соотношение геометрических характеристик сечения, пер¬
пендикулярного потоку элегаза; качества материала уплотне¬
ний, число уплотнений; объем оборудования и плотность элега¬
за в нем - вот критерии, обеспечивающие минимальную влаж¬
ность элемента.
28

Уменьшение общего числа и линейных размеров разъемов,
конфигурация и профиль уплотнений, увеличение числа прок¬
ладок на одном разъеме при общем сокращении их количества
являются необходимыми условиями для отсутствия или нали¬
чия в минимально допустимом количестве в элегазе воды и
кислорода.
Элегазовое оборудование должно иметь фильтры-поглотите¬
ли в зонах отсутствия электрического поля для исключения
попадания в поле пылинок цеолита, а количество адсорбента в
нем должно быть достаточным для полного поглощения про¬
дуктов разложения элегаза при работе выключателя и поддер¬
жания внутри полости выключателя нормированного предела
влаги. Размещение фильтров должно быть таким, чтобы обеспе¬
чивать сборку и демонтаж их без вскрытия основных фланцев
выключателей и в минимально короткий срок.
. • Обеспечение сборки в течение одной рабочей смены - необхо¬
димое требование к каждому изолированному объему, отсеку
КРУЭ.
Элегазовое оборудование наружной установки должно иметь
патроны с адсорбентом для предотвращения конденсации
влаги до наружной температуры минус 45°С.
Изготовление элегазового оборудования на заводе должно
производиться в помещениях с относительной влажностью до
30% с хранением готовых узлов и отдельных деталей в индиви¬
дуальных герметичных полиэтиленовых мешках при влажности
воздуха не более 25%. Полиэтиленовые мешки изготавливают
из пленки толщиной не менее 1 мм, внутри мешка создается
небольшое разрежение, чтобы по состоянию мешка можно было
судить или сигнализировать о его герметичности. Срок хране¬
ния в таких мешках литых изоляторов допускается не более
2 мес.
Изоляторы, изготовленные из листового лавсанотекстолита,
подвергаются до сборки элегазового оборудования или до по¬
мещения в специальное хранилище вакуумной сушке при тем¬
пературе 50-60°С и остаточном давлении не более 100 гПа
(75 мм рт. ст.) в течение 300 ч. Изоляторы фторопластовые и из
стеклопластика с фторопластовым покрытием не подвергают
специальной сушке до сборки элегазового оборудования.
В заводской документации на элегазовое оборудование сог¬
ласно техническим требованиям указываются: номинальная
плотность элегаза р (кг/м3); объем газового пространства аппа-
29

рата Ѵ(м3); масса адсорбента g (кг) для аппаратов с наружной
установкой и для выключателей; отношение массы компаунда
к объему газового пространства g^/V (кг/м3).
4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ НАЛАДКА ЭЛЕГАЗОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Наладка элегазового оборудования включает в себя техноло¬
гическую и электрическую наладку.
Технологическая наладка оборудования заключается в про¬
верке качества элегаза перед заполнением его в оборудование
и технологической подготовке оборудования в процессе монта¬
жа.
Проверка качества элегаза. Проверка качества элегаза прово¬
дится в соответствии с требованиями руководящего документа
РД 16.066-83 в лабораториях, оборудованных специальной аппа¬
ратурой. Товарный элегаз прибывает на монтажную площадку в
баллонах с заводским сертификатом, в котором указываются
его характеристики. В случаях, если отсутствует заводской сер¬
тификат на элегаз, необходимо произвести проверку качества
элегаза на соответствие требованиям технического руководя¬
щего документа РД 16.066-83. Качество элегаза проверяется
также при сомнении в соответствии его заводскому сертифика¬
ту, что обычно выявляется при монтажной технологической
наладке. Практически несоответствие элегаза заводскому сер¬
тификату встречается очень редко, но часто сертификат на эле¬
газ при его прибытии на монтажную площадку отсутствует.
Отбор пробы элегаза на анализ. Для отбора пробы газа приме¬
няют специально предназначенные отборники, которые пред¬
ставляют собой баллоны вместимостью 0,3 и 10 л с мембранным
вентилем. Предварительно отборники промывают элегазом, а
перед отбором пробы вакуумируют до остаточного давления
13,3-133 Па (0,1-1 мм рт. ст.), после чего их закрывают накидной
гайкой с прокладкой из фторопласта.
Отборники для отбора пробы элегаза и продуктов разложения
должны быть разными: в один отбирается проба элегаза, не со¬
держащая продуктов разложения, в другой - элегаз с продукта¬
ми разложения. Замена отборников не допускается. Если при
анализе чистого элегаза оказалось, что в элегазе имеются про¬
дукты разложения, проба повторяется, а этот отборник впредь
используется только для отбора проб элегаза с продуктами раз-
зо
ложения. Если для анализа чистого элегаза на объекте нет чис¬
того отборника, может быть использован грязный отборник,
т. е. отборник для анализа элегаза с примесями продуктов раз¬
ложения, но он перед отбором пробы многократно промывается
элегазом, после этого вакуумируется до исчезновения характер¬
ного запаха.
Для взятия пробы отборник с помощью короткой соедини¬
тельной линии из нержавеющей стали соединяется с соответ¬
ствующим патрубком. Линия эта промывается элегазом не
менее 5 раз, заполняя и сбрасывая его через соединение отбор¬
ника с патрубком. После промывки линию заполняют элегазом,
для чего сначала открывают вентиль на заполняемом объеме
оборудования, а затем открывают вентиль отборника. После
взятия пробы, т. е. прекращения подачи газа, закрывают снача¬
ла вентиль отборника, затем вентиль на элегазовом оборудова¬
нии (т. е. в обратном порядке), снимают отборник и закрывают
штуцер заглушкой.
При отборе жидкой фазы элегаза необходимо во избежание
запирания жидкой шестифтористой серы между двумя закрыты¬
ми вентилями после окончания взятия пробы и закрытия вен¬
тилей отсоединять линию отбора пробы.
Отборники хранятся при избыточном давлении в них газа.
Для анализа продуктов разложения элегаза и наличия в
элегазе воды применяется 10-литровый отборник, который
промывается струей чистой воды и высушивается длительным
вакуумированием. Для отбора пробы подготовленный заранее
чистый вентиль монтируется на баллон. Вентиль уплотняется
глетглицериновой смазкой или при помощи фторопластовой
ленты. Баллон наполняется элегазом и проверяется мыльным
раствором на герметичность.
При направлении пробы на анализ должны указываться: цель
анализа; номер и наименование объекта, из которого взята про¬
ба; причина отбора; дата отбора; избыточное давление газа в от¬
борнике (ориентировочно, по значению давления элегаза в
оборудовании, объеме, из которого взята проба).
Анализ товарного элегаза или элегаза в процессе эксплуата¬
ции берется на содержание в нем шести-, четырех- и двухфто¬
ристой серы, четырехфтористого углерода, кислорода, азота, во¬
ды (влажности), гидролизуемых фторидов, минерального масла
и выполняется на хроматографе. Качество товарного элегаза ха¬
рактеризуется параметрами, приведенными в табл. 3.
31

Таблица 3. Качество товарного элегаза
Показатель	—
Норма по отношению к массе
ТУ 64)1-391—80
ТУ6-02-1206-80,
ТУ6-02-2-686—82
Публикация МЭК
376 (1971)
Шестифтористая се¬
ра, %, не менее
99
99,9
-
Кислород, %, не более
0,05
0,01
-
Азот, %, не более
0,2
0,04
—
Кислород + азот, %,
. не более
-
-
0,05
Четырехфтористый угле¬
род, %, не более
0,6
0,05
0,05
Вода, мг/кг, не более
17
15
15
Кислотность, мг/кг,
не более
0,3
0,3
0,3
Фториды гидролизуе¬
мые, мг/кг, не более
1
1
1
Масло минеральное, мг/кг
не более
, -
-
10
Анализ элегаза на содержание кислорода, азота и четырех¬
фтористого углерода выполняется газоадсорбционным методом
на серийном хроматографе типа ЛХМ-8МД (модель 1) с детекто¬
ром по теплопроводности.
Особенности выполнения хроматографического анализа. Во
избежание несоответствия показаний прибора истинному сос¬
таву элегаза обращается внимание на правильность присоеди¬
нения к хроматографу источника элегаза. При анализе газовой
фазы элегаза баллон располагается вентилем вверх, при анали¬
зе жидкой фазы — вентилем вниз.
Снимается пробная хроматограмма, для этого кран-дозатор
устанавливается в положение ’’подача пробы”. Через 30 с пово¬
рачивают кран-дозатор в исходное положение. Следят за за¬
писью пиков пробной хроматограммы, меняя при необходимос¬
ти масштаб записи. При изменении масштаба записи нужно чет-
32

ко фиксировать максимумы пиков и прилегающие к пикам
отрезки нулевой линии (это особенно важно при плохом совме¬
щении нуля прибора с нулем потенциометра). Полученную хро¬
матограмму сравнивают со стандартной и при их совпадении
приступают к выполнению анализа, а при несовпадении - прове¬
ряют условия анализа или решают вопрос о регенерации адсор¬
бента.
Для производства анализа петлю дозатора необходимо про¬
дуть, после этого вводят пробу элегаза. После записи пика че¬
тырехфтористого углерода снова продувают петлю и по истече¬
нии 2 мин вводят новую пробу, а затем подготавливают и вводят
третью пробу. После записи трех хроматограмм сравнивают
высоты пиков одинаковых компонентов: при большом их разли¬
чии или неправильной записи двух хроматограмм из трех ана¬
лиз повторяют с записью новых хроматограмм.
Определение содержания шестифтористой серы и кислорода,
примеси азота и четырехфтористого углерода основано на
анализе хгроматограммы, показанной на рис. 14. Минимальный
расход элегаза на один анализ 0,3 л, длина колонки 200 см, внут¬
ренний диаметр 3 мм, ток моста 180 А, объем пробы 0,1 мл,
расход гелия 33 мл/мин, скорость движения ленты самописца
Рис. 14. Хроматограмма разделения шестифтористой серы 1, азота 2, кислорода 3
и четырехфтористого углерода 4
3-6017
33

60 см/ч. При производстве анализа следует учитывать время
удержания компонентов, которое составляет: 35 с для кислоро¬
да; 42 с для азота; 87 с для четырехфтористого углерода; д)ія
шестифтористой серы - 7,5 мин. Анализ производится специаль¬
но обученным персоналом с полным соблюдением правил, из¬
ложенных в инструкции по работе с хроматографом.
Для проведения анализа используют адсорбент - молекуляр¬
ное сито NaX с гранулами 0,25-0,4 мм. Методика позволяет оп¬
ределить минимальные концентрации, % массы: 0,003 кислоро¬
да и азота; 0,013 четырехфтористого углерода; 0,1 шестифторис¬
той серы. Проведение последовательно трех проб с интервалом
2-2,5 мин позволяет выполнить три анализа в течение 13-15 мин.
Длительность одного анализа 9-10 мин.
В качестве газа-носителя используется гелий.
Перед анализом хроматограф подготавливают к работе. Его
колонку промывают ацетоном, спиртом и высушивают. В процес¬
се подготовки собирают схему, открывают вентиль на баллоне с
гелием, снимают заглушку со штуцера выхода гелия из хромато¬
графа, устанавливают на редукторе давление 0,5 МПа (5 кг/см2).
Проверяют показание манометра на панели газа-носителя
(гелия). Если имеется расход газа-носителя через выходной
штуцер, то газ проходит через линии хроматографа. Тумблером
на блоке термостата включают питание прибора от сети напря¬
жением 220 В частоты 50 Гц и по достижении температуры 125°С
включают ток детектора. В таком режиме прибор должен прора¬
ботать 1 ч.
С помощью пенного расходомера проверяют расход газа-носи¬
теля; при необходимости вентилем тонкой регулировки произ¬
водят корректирующую настройку.
Включают питание самописца. Ручками ’’грубая”, ’’тонкая”
совмещают нуль прибора с нулем потенциометра, при этом
изменение масштаба записи не должно сказываться на откло¬
нении пера самописца. При масштабе ”1” записывают прибором
нулевую линию. Прибор готов для анализа, если колебания
(дрейф) нулевой линии не превышают 3% шкалы самописца.
Расчет хроматограммы производится по высотам пиков. Для
этого прочерчивают нулевую линию, общую для четкой записи,
а в случаях изменения масштаба записи для каждого пика -
отдельную. Измеряют с точностью 0,2 мм расстояние в милли¬
метрах от нулевой линии до максимума пика строго по верти¬
кали и сравнивают измерения соответствующих пиков. Опреде-
34

Таблица 4. Параметры расчета хроматограммы
Вещество Высота пи- Масштаб Коэффици- Площадь пика Содержание
ка/1рмм записи М, енткалиб- приведенная	компонента
ровочный S=hjMjKj	С,-, % массы,
К,	S,-100
ci= Es,-
Кислород О2
h°2
мо2
Ко2
S°2
C°2
Азот N2
S
Mn2
%
4
Cn2
Шестифторис¬
тая сера
hSF6
MSF6
KSF6
5sf6
CSF6
Четырехфторис¬
тый углерод
mcf4
kcf4
scf4
ccf4
ляют среднее значение трех высот или двух наиболее близких
пиков, это значение записывают в табл. 4. Там же приведены па¬
раметры расчета для одной хроматограммы, для последующих
хроматограмм расчет аналогичен.
Зная значение масштаба записи, поправочных коэффициен¬
тов, определенных при калибровке, вычисляют произведение
трех величин и сумму всех приведенных площадей.
Содержание примесей Сіг % массы, в элегазе рассчитывают по
формуле: С, = hjMjKj-100/Z (hjMjK,) = S/ESj.
Содержание примесей С- в элегазе в объемных единицах оп¬
ределяют по формуле
с, 0,01 с,./мЬ1.
*' Е(с,/мЬі)
где МЬІ - молекулярная масса компонента.
Калибровочный коэффициент К,- определяется при анализе
элегаза из стандартного баллона, расчет коэффициента К, произ¬
водится по формуле К, = [С,-Е (h, М( К()/К{ Mf] -100, где С, - содер¬
жание примесей в элегазе, а сумма определяется по концентра¬
ции элегаза с поправочным коэффициентом, равным 1, т. е.
Е^рЦ-К, ) = (hSF6MSF6-100)/CSF . Поправочный коэффициент про¬
веряется не реже 1 раза в неделю и после любого ремонта прибо¬
ра или схемы.
35

Регенерация адсорбента. Молекулярные сита очень
гигроскопичны. Увлажнение адсорбента особенно сказывается
на разделении кислорода и азота, и поэтому качество разделе¬
ния пиков именно этих компонентов является критерием необ¬
ходимости проведения регенерации сорбента. Регенерация про¬
водится (при выключенном токе детектора и нормальном расхо¬
де газа-носителя) в течение 15—20 мин при температурах поряд¬
ка 110-115°С и затем температуру поднимают через каждые
5-7 мин на 50°С (160, 210, 260 и 300°С). При температурах около
300°С колонки продувают не менее 3 ч. После охлаждения при¬
бор включается для анализа. Готовность прибора к анализу оп¬
ределяется качеством разделения пиков кислорода и азота.
Для обеспечения качественного анализа колонки прибора
должны быть промыты и высушены. Колонка с одного конца за¬
крывается тампоном из ваты, а через другой конец в колонку за¬
сыпается сорбент. Уплотнение сорбента при засыпке достигает¬
ся постукиванием по стенке колонки. После засыпки другой ко¬
нец также закрывается ватным тампоном и колонку скручива¬
ют на шаблоне диаметром 130—140 мм, после этого ватные
тампоны заменяют на стекловату и устанавливают гайки. Ко¬
лонку подсоединяют к испарителю концов, маркированным ”Н”
(верхний конец при засыпке), и осуществляют регенерацию сор¬
бента. После регенерации конец ”К” колонки (нижний конец
при засыпке) подсоединяют к детектору и проверяют герметич¬
ность обмыливанием.
Для приготовления колонок применяют следующие материа¬
лы: молекулярное сито (цеолит) по ТУ 38.10281-75, гидролизный
спирт по ГОСТ 17299-78*, ацетон по ГОСТ 2768-84*, вата по
ГОСТ 5556-81* стекловата по ГОСТ 19907-83*, ступка, сито с
ячейками 0,25-0,3-0,4 мм, пестик, а также стальная колонка и
воронка из комплекта хроматографа.
Параметры хроматограммы разделения кислорода, азота, че¬
тырехфтористого углерода и шестифтористой серы приведены в
табл. 5.
Определение влажности элегаза. Влажность элегаза опреде¬
ляют при условии отсутствия в нем продуктов разложения из¬
мерением точки росы при помощи прибора типа МЭК-2, изготов¬
ляемого по Публикации 376 МЭК (1971). Расход элегаза для ана¬
лиза при этом от 15 до 40 л.
Прибор МЭК-2 представляет собой цилиндр (с двумя гнезда¬
ми для углекислоты и термометра), опирающийся на дно с
36

Таблица 5. Параметры хроматограммы разделения кислорода, азота,
четырехфтористого углерода и шестифтористой серы
Компонент
Параметр хроматограммы
Время выхода
іg , мин/мм
Ширина пика
на половине
высоты а» мм
Число теоре¬
тических та¬
релок
, \2
Z tp \
N=5,54

1 а I
Разделение
lR2 -fRl
R —
а1+а2
Кислород
038/5,8
0,45
920
13
Азот
0,7/7
0.6
755
1,3
Четырехфторис¬
тый углерод
1,45/14,5
0,9
1440
5
Шестифтористая
сера
7,55/75,5
4
1950
14,6
двумя штуцерами для входа и выхода проверяемого элегаза.
Схема включения прибора приведена на рис. 15. Рекомендуется
для более качественного анализа подсоединять прибор непо¬
средственно к элегазовому оборудованию с помощью чистого
трубопровода из нержавеющей стали, не используя по возмож¬
ности пробоотборник. Скорость потока элегаза должна быть
0,5 л/мин и устанавливается по ротаметру. По зеркалу следят за
происходящими процессами.
Для определения точки росы в резервуар прибора наливают
20 мл ацетона (ГОСТ 2768-84), опускают кусочки твердой дву¬
окиси углерода с частицами не более 5 мм и наблюдают за сос-
Рис. 15. Схема для определения точки
росы элегаза:
1 —баллон; 2 — вентиль; 3 — трубо¬
проводы; 4 — прибор типа МЭК-2;
5— ротаметр
37

тоянием поверхности зеркала и показаниями термометра. При
этом измеряют:
температуру первого появления конденсата на зеркале tlt
после этого прекращают добавление углекислоты;
минимальную температуру зеркала прибора І2 , до которой
она снижается после прекращения добавления углекислоты;
температуру t3, при которой конденсат совсем исчезает.
Если испытания произведены правильно и методика не нару¬
шена, температура t3, при которой конденсат исчезает, должна
быть на 6-8°С выше самой низкой температуры имеющей мес¬
то при опыте.
Действительная температура точки росы определяется как
среднее значение между значениями температур і2 и t3 . Полу¬
ченное значение точки росы признается верным, если темпера¬
тура первого появления конденсата на зеркале ниже этой
средней величины, а первое заметное уменьшение конденсата
происходит при температуре несколько выше этого вычисленно¬
го значения. Результаты измерения считаются удовлетвори¬
тельными, если при проведении двух опытов значения темпера¬
тур точки росы не отличаются более чем на ± 1°С. При большем
различии опыт повторяют и, если это не дает результата, проду¬
вают прибор, проверяют его герметичность и чистоту зеркала.
По окончании работ прибор размораживают, продувают в тече¬
ние 1-2 мин элегазом и устанавливают заглушки на штуцеры.
Для определения точки росы используют, кроме прибора
МЭК-2, ротаметр типа PC-ЗА (ГОСТ 13045-81), спиртовой термо¬
метр, лупу измерительную (ГОСТ 8389-84), нержаве¬
ющую трубку диаметром 3—6 мм длиной 1,5—2 м; расход
элегаза для анализа зависит от точки росы: при 0°С - 0,5 л/мин,
от минус 40 до минус 60°С — до 2 л/мин.
По точке росы рассчитывают абсолютную влажность и темпе¬
ратуру конденсации влаги в элегазе, находящемся в электро¬
оборудовании под давлением, согласно табл. 6. При этом пред¬
полагается, что конденсатом является водяной пар. При помо¬
щи этой же таблицы можно определить влажность в единицах
парциального давления.
Целью определения влажности элегаза является обеспече¬
ние влажности элегазового оборудования в течение всего срока
эксплуатации в пределах норматива, определяющего допусти¬
мую влажность элегаза в оборудовании в конце гарантийного
срока его эксплуатации.
38

Таблица б. Гигроскопическая таблица влажности элегаза
Точка росы,*С
Давление насы¬
щенного пара
воды, гПа
Абсолютная влаж¬
ность при 20*С и	-
1013 гПа (1 атм), г/м3
Миллионные доли
по объему
по массе
35
56,18
4137
55490
6842
30
4238
3136
41860
5161
25
31,64
23,41
31251
3853
20
2336
1730
23026
2849
15
17,04
12,61
16819
2073
10
1237
9,09
12110
1493
5
8,72
6,45
8605
1061
0
6,11
432
6028
743
-5
4,01
2,97
3960
488,1
-10
239
1,92
2559
315,4
-15
1,65
132
1630
200,9
-20
1,03
0,763
1018
1253
-25
0,64
0,467
630
71,67
-30
038
0381
3763
4638
-35
032
0,165
221
2734
-40,
0,128
0,094
126,6
1539
-45
0,072
0,053
71,05
8,76
-50
0,039
0,029
38,82
4,78
-65
0,021
0,015
20,66
235
-60
0,01
0,008
10,66
131
-66
0,0047
0,00307
4,1
031
-70
0,0026
0,00191
235
031
-76
0,001
0,000755
1,01
0,12
-S0
0,00054
0,000394
0326
0,06
-86
0,00019
0,000138
0,184
0,02
-90
0,000095
0,000069
0,0923
0,01

Для элегазового оборудования внутренней установки, кроме
выключателя, влажность элегаза соответствует нормативу, если
измеренное значение влажности А1ІЗМ в аппарате в текущий мо¬
мент меньше рассчитанного по формуле значения:
4,5+2,6/Ѵ[Е (gki agi )] -0,507 N
-^йзм	7
1+ 4 Z(gkiagi)
Влажность элегазового оборудования наружной установки
обеспечивается в пределах норматива, если измеренная влаж¬
ность при среднесуточной температуре Т будет меньше значе¬
ния, рассчитанного по формуле:
0,0948 +	Е (£И4 ) + 4 (0’173 ~°NaX^ N
1 + —
VA,
где V-объем аппаратов, объединенных в единую систему, м3;
gki- масса изоляционного материала сорта і, кг; - влаж¬
ность изоляционного материала сорта і в условиях насыще¬
ния, %; АІІЗМ — измеренное значение абсолютной влажности
элегаза, г/м3 ; N - срок, оставшийся до конца эксплуатации (ре¬
монта, вскрытия) элегазового оборудования, год; At - табличное
значение абсолютной влажности элегаза при температуре t,
г/м3; aNaX-влагосодержание цеолита при Аизм> г/г; т- число
разрывов в выключателе; и - регламентированное число отклю¬
чений тока; I - ток отключения (больше О,670 ном), кА; А( - таб¬
личное значение абсолютной влажности элегаза при мини¬
мально допустимой среднесуточной температуре в аппарате
tM, г/м3; At _20 - табличное значение абсолютной влажности эле¬
газа при температуре на 20°С ниже минимально допустимой
среднесуточной температуры (соответствует 100%-ному насыще¬
нию), г/м3; р - плотность элегаза, кг/м3.
Влажность элегазового выключателя в пределах допустимых
норм обеспечивается, если измеренная при любой среднесуточ¬
ной температуре влажность удовлетворяет неравенству:
0,281 + S (gkl. agi) + (g - 3,342 min)
V	V
1+ ^-E (?«<&)
VAf

[ g - 3,342 m E (/n)] - 0,507 N
V
1 + —Z(gki°ki)
VAt
Отличие выключателя от аппаратов наружной установки в
том, что в начале срока эксплуатации весь адсорбент в нем
участвует в процессе распределения влаги в его объеме, но по
мере выработки ресурса отключений часть его, кроме того,
поглощает продукты разложения элегаза и, таким образом, иск¬
лючается из процесса влагообмена.
Выражение aNaX определяется в зависимости от отношения
А13М / At по формулам:
ПРИ Авм/ At <0>15
-l,35-10-5(f+273)2
0,81e
aNaX ~	*
0,0013
2,1431 + —	—
■^ИЗМ '
при
О81е"1,35'10'5 (,+273)2
Для обеспечения влажности в пределах норматива за период
эксплуатации до 10 лет количество адсорбента, необходимое и
достаточное для поглощения продуктов разложения и поддер¬
жания нужной влажности в элегазовых выключателях, опреде¬
ляют из соотношения
g = 3,9713 mln + (0,22р + 53,05) V+ 25,89 Е (gkl a°ki).
Количество адсорбента в патроне для предотвращения кон¬
денсации влаги для аппаратов наружной установки определяют
по формуле
g = 7,558 V + 0,128 р V + 8,058 Е (gki о&)
или g — 3gk + 10 V,
где gk - количество компаунда КЭ-3, кг.
Для элегазового оборудования, имеющего в своей конструк¬
ции различные изоляционные материалы, значение gk должно
быть приведено к значениям основного изоляционного матери¬
ала компаунда КЭ-3:
41

&кэз-К<н4і)/°к >
где = 0,35% - влажность компаунда КЭ-3.
Графоаналитический метод определения со¬
ответствия качества элегаза нормативу влажнос¬
ти. Влажность элегаза может быть определена по графикам
(рис. 16) зависимости абсолютной влажности для элегазового
оборудования с различными отношениями количества изоляци¬
онных материалов и адсорбента к объему аппарата^ /Ѵ(кг/м3)
в зависимости от температуры. Полученные по графикам ре¬
зультаты сравнивают с рассчитанными по приведенным на ри¬
сунках формулам. На рис. 16 даны диаграммы для элегаза в
аппаратах внутренней и наружной установки, а также для
элегазовых выключателей, в которых влажность приведена в за¬
висимости от выработки ресурса выключателя от 0 до 100% на
ти элегаза в аппаратах:
Рис. 16. Графики и уравнения для определения предельно допустимой влажнос¬
1 —внутренней установки, Аизм< А
2 — наружной ус¬
тановки, AraM < А
3 - выключателе, Аизм < A-O.487NA0’78
42

Таблица 7. Норматив качества элегаза в оборудовании
Компонент
Норматив
для выключателей
для прочих аппаратов
Содержание шестифто¬
ристой серы (через сут¬
ки после заполнения)
Не менее 97,9% массы (90% объема) при чистом элегазе
Не менее 95,7% массы (84% объема) для 90%-ной смеси
элегаза с азотом
Не менее 91,5% массы (72% объема) для 75%-ной смеси
элегаза с азотом
Не менее 81% массы (49% объема) для 50%-ной смеси
элегаза с азотом
Не менее 65,8% массы ( 29,5% объема) для 30%-ной
смеси элегаза с азотом
Температура конденса¬
ции (в конце срока эксп¬
луатации)
Не выше 30°С при темпе- Не выше 0°С для аппаратов
ратуре окружающей сре- внутренней установки при
ды 20°С	температуре окружающей
среды 20“С
Не менее чем на 20°С ниже среднесуточной температу¬
ры для аппаратов наружной установки
Содержание кислорода
Не более 0,06% массы	—
Увеличение не более 1 мг/кг массы в год (обеспечива¬
ется конструкцией уплотнений)
отключение токов больше 0,6Iq ном. Норматив качества элегаза в
оборудовании приводится в табл. 7.
Определение содержания в элегазе четырехфтористой, двух¬
фтористой серы и фтористого тиснила. Эти компоненты продук¬
тов разложения элегаза не являются нормируемой величиной,
но в процессе эксплуатации элегазового оборудования они
полезны для анализа элегаза и оценки его состояния в аппара¬
тах, в которых происходят разряды или гашение дуги. Содержа¬
ние этих компонентов определяют методом газожидкостной
хроматографии. Разделение компонентов производят на колон¬
ке размером 279 х 0,5 см из нержавеющей стали с применением
сорбента, в составе которого 33,4% ФС-303 общей массы сорбента
на хроматроне. При анализе —30°С расход газа-носителя гелия
50 мл/мин. Условия проведения анализа: ток моста 220 А;
объем пробы 1 мл; скорость движения ленты самописца 60 см/ч.
43

Таблица 8. Параметры хроматограммы
Компонент
Время удержи¬
вания tp,
мин/мм
Ширина пика
а на половине
высоты, мм
Число теорети¬
ческих тарелок
"-«•Нт)
Разделение
R- „	„
аГа2
Шестифтористая
сера
1,27; 12,7
1.1
738
2,5
Четырехфтористая
сера •
2,3; 23
1.7
1015
—
Двухфтористая
сера
1.9; 19
13
888
1,25
Фтористый тионил
4,1; 41
6
259
Время удержания компонентов, мин: 1,27 - шестифтористой се¬
ры, 2,3 - четырехфтористой серы; 1,9 - двухфтористой серы; 4,1 —
фтористого тионила. Время одного анализа - 5 мин. Параметры
хроматограммы разделения шести-, четырех- и двухфтористой
серы и фтористого тионила приведены в табл. 8.
Методика позволяет определять минимальные концентра¬
ции: двухфтористой серы 0,5% массы и четырехфтористой серы
0,05% массы. Хроматограмма разделения шести-, четырех-, двух¬
фтористой серы и фтористого тионила показана на рис. 17. Для
расшифровки хроматограммы
2	нужно измерить высоты пиков
с точностью до 0,2 мм и ширину
пика на середине высоты с точ¬
ностью до 0,1 мм (измеряется с
помощью лупы). Запись масш¬
таба выполняется целым чис¬
лом (например, 1/32 записыва-
4
d Д	Р». 17. Хрр,.,р™„»™
I	|у \	/ \	шестифтористой 1, двухфтористой 2,
Y У ’ V У	четырехфтористой 3 серы и фтористого
О	1	2	3	4	тионила*
44

ется 32). Запись производится в таблицу, аналогичную табл 8,
только добавляется графа с параметром а. Определяется произ¬
ведение трех величин и сумма площадей. Содержание приме¬
сей элегаза рассчитывают из соотношения, % массы:
Определение объема газового пространства оборудования
основано на измерении изменения давления в оборудовании
при удалении части рабочего газа. Целью проверки газового
объема является необходимость проверки конструктивных
решений, принятых для изготовления оборудования, в том чис¬
ле соответствия аппарата нормативу влажности.
Для определения объема оборудования используют: газовый
счетчик с жидкостным затвором типа ГСБ-400 класса точности
1; термометры с пределами измерения 0 - 50°С с ценой деления
0,1 °C; барометр с ценой деления 1,5 МПа; манометр образцовый
класса точности 0,25 на пределы 0,16,0,6 или 1 МПа.
Порядок работ при выполнении измерений рекомендуется
следующим: сначала к объекту подсоединяют манометр и
заполняют аппарат азотом или воздухом, после этого соединяют
газовой линией штуцер аппарата с газовым счетчиком (подго¬
товленным согласно заводской инструкции) и выдерживают в
течение времени, необходимого для выравнивания температур
газа в аппарате и воды в газовом счетчике до температуры ок¬
ружающей среды. Пропускают газ со скоростью не более 7 л/мин
через счетчик и записывают показания счетчика и манометра
по форме табл. 9. Значения рн о берут из табл. 10 по значениям
температуры воды в газовом счетчике. При испытаниях должно
быть выполнено условие: количество газа, выпущенного из объ¬
ема, определяется изменением давления не менее чем на це¬
ну деления манометра, но не менее 1 л.
Объем оборудования определяют из соотношения
Ѵ =
AQ (₽б~ Р^о)
APT™
r СЧ
гдерб - атмосферное барометрическое давление; Рн2о” давле¬
ние насыщенного пара воды; Та и — соответственно темпера¬
тура окружающей среды и воды в счетчике; AQ - приращение по¬
казаний счетчика и соответствующее ему изменение давления.
45

Таблица 9. Запись параметров и расчета объема оборудования
Температура, °C
Давление
Показания га- Разница показаний
зового счетчи- счетчика и соответ-
ка	ствующее ей измене-
Q, л	ние давления
Объем газового
пространства
У, л
воды в счет¬
чике
тсч
окружаю¬
щей среды
Та
насыщенного
пара воды
рН2О,гПа
атмосферное баро¬
метрическое (по
манометру
р6, гПа
избыточное в аппа¬
рате (по манометру)
р, мПа
е.л
р, мПа
^СЧІ
Гаі
%О1
%
О
1
сч
о
CF
₽1-р2
Гсч2
Га2
₽Н2О2
Рб2
₽2
С2	С3- Qi
Р1-₽3
Ѵ2
ГсчЗ
ГаЗ
₽н2оз
₽63
Рз
Сз	С3- Сг
₽2“р3
ѵ3

Таблица 10. Давление пара воды при температуре от 15 до 29*С
Температура,
•с
Давление, Па
Температура
•с
Давление, Па
Температург
•с
1, Давление, Па
15,0
17,03
20,0
23,33
25,0
31,63
16,0
18,15
21,0
24,82
26,0
33,57
17,0
19,34
22,0
26,38
27,0
35,62
18,0
20,60
23,0
28,04
28,0
37,78
19,0
21,93
24,0
29,79
29,0
40,06
Примечание. Для определения разности давлений при температурах в до¬
лях градуса берется среднее значение в пределах того градуса, при котором
производятся измерения. Например, пусть температура воды будет 21,4°С, дав¬
ление, таким образом, будет (26,38-24,82)-4/10, т. е. 25,44 Па.
При выполнении нескольких измерений рассчитывают все
значения объемов (Ѵр ^з)- За объем аппарата принимают
среднее значение, если каждое измеренное (рассчитанное)
значение не отличается от среднего более чем на 1%. При опре¬
делении больших объемов вытянутой конфигурации отклоне¬
ние от среднего значения может быть большим.
Определение кислотности элегаза и содержания в нем мине¬
рального масла производится по методике Публикации МЭК
376. Кислотность элегаза определяют по взаимодействию содер¬
жащихся в элегазе кислотообразующих примесей со стандарт¬
ным раствором щелочи с последующим титрованием избытка
щелочи раствором кислоты. Схема определения кислотности
элегаза собирается из нержавеющих трубок или фторопласта.
Минеральное масло, имеющееся в элегазе, адсорбируется че¬
тыреххлористым углеродом при барботировании определенного
объема газа через растворитель. Концентрация полученного
раствора определяется спектрофотометрическим способом при
частотах, соответствующих полосе поглощения парафиновых
метиловых и метиленовых групп. Для этого используют четы¬
реххлористый углерод по ГОСТ 20288-74, сернокислый натрий,
безводный по ГОСТ 6053—77, вазелиновое медицинское масло.
Кислотность и содержание масла в элегазе определяют на
Установках, собираемых по одинаковой схеме (рис. 18), различие
состоит в числе ячеек (для кислотности их три, а для масла
Две).
47

Рис. 18. Схема установки для опреде¬
ления кислотности элегаза:
1 — баллон с элегазом;2 —вентиль
регулировки подачи газа;3 — ячейки
для определения кислотности; 4 — ро¬
таметр; 5—счетчик газовый
Для определения кислотности элегаза применяют спирт эти¬
ловый технический по ГОСТ 18300-87, фиксаналы серной кисло¬
ты по ТУ6-09-2540-72 и гидроксида натрия по ТУ6-09-1386-71, ас-
карит по МРТУ6-09-6592-70 и индикатор бром-крезоловый пур¬
пуровый по ТУ6-09-1386-71, а также барометр с ценой деления
1,5 гПа (1 мм рт. ст.), микробюретка на 2 мл, пипетка 2 мл, ка¬
пельница, цилиндры измерительные вместимостью 1 ли 100 мл
(ГОСТ 1770-74), бюретка с автоматическим нулем вместимостью
5—10 мл, колбы термостойкие вместимостью 1 л и 250 мл, трубка,
стакан химический. Для регулирования потока газа рекоменду¬
ется иметь вентиль игольчатый, позволяющий производить
тонкую регулировку потока газа.
Для выполнения анализа готовят стандартные растворы
0,0Ш из фиксаналов гидроксида натрия и серной кислоты.
Стандартный раствор кислоты заливают в бюретку так, чтобы
в ней не было воздушных пузырей. Спиртовой раствор индикато¬
ра готовят в виде раствора в 100 мл спирта 1 г бром-крезолового
пурпурного индикатора; водный раствор индикатора готовят до¬
бавлением 10 капель его спиртового раствора в 600 мл дистил¬
лированной воды, предварительно прокипяченной и быстро ох¬
лажденной до комнатной температуры. Правильно приготов¬
ленный раствор должен иметь голубую окраску, в противном
случае раствор подвергается титрованию добавлением стандарт¬
ного 0,0 Ш раствора гидроксида натрия.
В каждую из трех ячеек (см. схему рис. 18) и в колбу с притер¬
той пробкой наливают из микробюретки с автоматическим ну¬
лем по 2 мл 0,0 Ш стандартного раствора гидроксида натрия и
добавляют в колбу и ячейки по 85 мл водного раствора индика¬
тора.
Колбу закрывают пробкой, и раствор сохраняется как конт¬
рольный образец, поэтому колба должна обязательно иметь при¬
тертую пробку. Заполнены ячейки в условной последователь¬
ности 1, 2, 3-я помещают в установку, шлейфы ячеек при этом
48

должны быть смочены; проверяют герметичность установки (по
отсутствию заметного подъема уровня раствора в капиллярах
ячеек); записывают показания газового счетчика, барометра и
вставленного в газовый счетчик термометра.
Открывают вентиль баллона и пропускают 10 л элегаза, от¬
регулировав скорость потока элегаза вентилем тонкой регули¬
ровки 0,6 л/мин, после этого закрывают вентиль на баллоне и
вентиль тонкой регулировки потока газа. Опять снимают пока¬
зания счетчика, барометра и термометра.
Отсоединяют ячейки от установки в последовательности 3,
2,1-я, выливают из них в химические стаканы вместимостью по
250 мл отбарботированные растворы, после этого каждую ячей¬
ку трижды промывают водным раствором индикатора объемом
около 10 мл, выливая его каждый раз после промывки в свой,
соответствующий промываемым 3,2 и 1-й ячейкам, химический
стакан с отбарботированным раствором.
Переливают из колбы с притертой пробкой контрольный раст¬
вор в химический стакан, трижды промывают колбу водным
раствором индикатора, выливая каждый раз после промывки в
химический стакан с контрольным раствором.
Из микробюретки оттитровывают 0,01N стандартным раство¬
ром серной кислоты поочередно отбарботированные растворы из
ячеек и контрольный раствор. Рассчитывают объем элегаза по
формуле
= уи	* ^7 = 0,001 ѵи (ра - рН2о) —,
где ра = (pj-t- Рг)/2 - среднее значение начального и конечного
атмосферного давления, гПа; 1013 гПа - нормальное атмосфер¬
ное давление; Рн2о ~ давление водяного пара воды, гПа, при
температуре газового счетчика; Ѵи - измеренный объем элегаза
(разность показаний счетчика до и после опыта), л.
Кислотность товарного элегаза подсчитывают по формуле
[HF] = 32,47 - [(В-Х) + (В- Y) + (B-Z)]/Vc,
где В - объем 0,01N раствора серной кислоты, израсходованно¬
го на титрирование контрольного раствора, мл; X, К X -объемы
0,017V раствора серной кислоты, израсходованного на титрирова¬
ние отбарбо тированных растворов соответственно в 1, 2 и 3-й
ячейках, мл; Ѵс - расчетный объем элегаза, л.
49
4-6017

Если кислотность элегаза получилась большой и раствор
щелочи изменил цвет при пропускании элегаза объемом менее
10 л, кислотность следует проверить по методике определе¬
ния кислотности для элегаза, бывшего в употреблении. Эта
методика не отличается от описанной, лишь учитывается упот¬
ребление растворов кислоты и щелочи большей концентрации
(в 10 раз или 0,1/Ѵ)- Поэтому в формуле расчета кислотности
будет коэффициент 324,7 вместо 32,47 (как для товарного элега¬
за).
При определении содержания масла в элегазе ис¬
пользуют принципиально ту же установку, что и для определе¬
ния кислотности, только с двумя ячейками. Для определения
абсорбции минерального масла из элегаза используют также
измерительный цилиндр на 50 мл, сосуд Дюара, мерную колбу
на 100 мл, химическую воронку и барометр с ценой деления
1,5 гПа (1 мм рт. ст.).
Для определения оптической плотности раствора применяют
любой ИК-спектрофотометр с частотой пропускания 2930 1/см,
допускающий установку кювет с толщиной слоя до 20 мм; за¬
полнение кювет производят медицинскими шприцами на 20 -
50 мл.
Для извлечения масла из элегаза собирают установку и про¬
дувают ее элегазом, наливают в каждую реакционную сухую
ячейку по 35 мл четыреххлористого углерода, предварительно
проверив его пригодность для выполнения анализа: раствори¬
тель должен быть прозрачен в области измерения. Заполняют
дюары водой и льдом и вставляют в них ячейки; записывают по¬
казания счетчика, термометра и барометра.
Вентилем регулируют поток так, чтобы исследуемый элегаз
барботировался со скоростью 0,5 л/мин; после прохождения эле¬
газа объемом около 30 л закрывают вентиль баллона и продол¬
жают барботирование до прекращения потока газа; закрывают
игольчатый вентиль и записывают показания газового счетчи¬
ка, термо- и барометра. Затем удаляют дюары со льдом и водой,
отсоединяют ячейки от установки; переливают из обеих ячеек в
мерную колбу вместимостью 100 мл четыреххлористый углерод
и дважды промывают ячейки порциями по 10 мл четыреххлорис¬
того углерода; добавляют этот раствор к раствору в мерной
колбе и доливают до отметки 100 мл четыреххлористый углерод.
Приготавливают калибровочный раствор. Для осушки вазели¬
нового масла в него добавляют 1-2 г безводного сернокислого
50

натрия, после этого во взвешенное с точностью 0,2 мг вазелино¬
вое масло массой 10 мг добавляют четыреххлористый углерод
в мерной колбе 100 мл.
Измеряют оптическую плотность с помощью спектрофотомет¬
ра HR-10. Две одинаковые кюветы заполняют с помощью меди¬
цинского шприца чистым четыреххлористым углеродом, исполь¬
зованным для абсорбции масла; устанавливают кюветы на опти¬
ческие каналы спектрофотометра и настраивают согласно инст¬
рукции спектрофотометр так, чтобы на частоте 2930 см-1 пропус¬
кание составляло 90%.
Удаляют кюветы из рабочего канала, освобождают их от раст¬
ворителя и заполняют, раствором, полученным в результате
абсорбции (кювету предварительно промывают этим раствором);
устанавливают кювету в спектрофотометр и записывают спектр
в области частот 2800-3000 см-1. Аналогично регистрируют
спектр калибровочного раствора.
Оптическую плотность раствора определяют из соотношения:
Д = 1g (90/а), где а -пропускание в максимуме при 2930 см-1, %.
Расчет концентрации масла в растворе выполняют по
формуле: Ср = Свм Д'5Г /Д^.м, где Ср - концентрация масла в
исследуемом растворе, мг/л; Свм - концентрация масла в калиб¬
ровочном растворе, мг/л; Д5Г - оптическая плотность исследуе¬
мого раствора; Двм-оптическая плотность калибровочного
раствора.
Вычисляют объем Ѵс элегаза, приведенный к 20°С и 1013 гПа:
pa ~ ₽Н,О~34
Лс = К,

с и 1013
293
273+ і
где 34 - давление насыщенного пара четыреххлористого углеро¬
да при 0°С, гПа.
Вычисляют концентрацию минерального масла, присутствую¬
щего в образце элегаза (мг/кг) из соотношения: С = 100 Ср/6,16 Ѵс.
Подготовка оборудования при монтаже производится по ме¬
тодике, разработанной СКТБ ВКТ Мосэнерго. Качество подго¬
товки оборудования должно быть высоким и обеспечивать не¬
изменность качества элегаза в оборудовании в течение всего
периода его эксплуатации. Подготовка оборудования заключа¬
ется в удалении из него воздуха и влаги, для чего непосред¬
ственно перед заполнением газом оборудование подвергается
вакуумированию. При вакуумировании проверяют плотность
51

оборудования на натекание. Газоплотность признают удовлет¬
ворительной, если в течение 1 ч не наблюдается изменений по¬
казания вакуумметра. Глубина вакуумирования должна быть
не менее ІО2 Па (0,75 мм рт. ст.). Заполнение элегазового обору¬
дования производят до номинальной плотности (зависит от тем¬
пературы) с небольшим избытком (до 30 л), необходимым для
компенсации утечки до плановой подпитки и на анализ газа,
с контролем давления. Заполнение аппаратов выполняют через
противопылевой фильтр, а элегазового выключателя — через
фильтр-осушитель.
После заполнения устанавливают транспортные крышки, и в
таком виде оборудование находится до состыковывания отдель¬
ных отсеков. Во избежание попадания влаги в стыковочный
узел (что не допускается) обращают особое внимание на чистоту
монтируемого стыковочного узла.
Заполнение элегазом. Оборудование 1 заполняют элегазом из
стандартных баллонов вместимостью по 10 л после предвари¬
тельной сборки и продувки линии заполнения, схема которой
приведена на рис. 19. Последовательность работ при заполнении
следующая: собирают линию оборудование - фильтр - баллоны;
вакуумируют заполняемые объемы и подсоединенную линию
до остаточного давления 665 Па (5 мм рт. ст.) при открытом вен¬
тиле 2; проверяют натекание (в течение 10 мин давление должно
быть неизменным); закрывают вентили 4 и 9, открывают вентиль
на одном баллоне (при необходимости на нескольких) и запол¬
няют трубопровод элегазом; открывают вентиль 7 и выравнива¬
ют давление в баллонах и фильтре-осушителе. Поток элегаза ре¬
гулируют вентилем 5. Баллоны для более полного использова¬
ния газа при необходимости подогревают в воде температурой
80—95°С. При заполнении выключателя подогрев баллонов не
производят.
При заполнении оборудования элегазом с использованием
насосно-компрессорной установки (НКУ) наполнение произво¬
дят после подсоединения и продувки газовой соединительной
линии в соответствии с правилами пользования НКУ. Соедини¬
тельный трубопровод выполняют из нержавеющих трубок с
внутренним диаметром 8-10 мм.
Фильтр-осушитель (см. рис. 19,6) изготавливают в виде метал¬
лического сосуда высотой 700 мм с внутренним диаметром
130 мм, на крышке сосуда устанавливают запорные вентили. В
нижней части корпуса фильтра-осушителя размещено обычно
52

Рис. 19. Схема заполнения элегазом оборудования (а) и фильтр (б):
1 — оборудование элегазовое; 2 — вентиль ячейки; 3 — фильтр пылевой; 4,
9 — вентиль сброса и вакуумирования; 5,7 — вентиль фильтра-осушителя; 6 —
фильтр-осушитель (поглотитель); 8 — баллон с элегазом; 9 — крышка фильтра;
10— корпус фильтра; 11 —адсорбент; 12 —войлок; 13 —проволока
У
небольшое количество тщательно промытой в ацетоне (ГОСТ
2768-84) медной или алюминиевой проволоки диаметром
0,5-1 мм. Проволока улучшает условия фильтрования газа через
войлок и не должна иметь мелких частиц во избежание загряз¬
нения аппаратов. На проволоку накладывают слой войлока тол¬
щиной 8-12 мм, прилегающий плотно к стенкам сосуда. Войлок
должен удовлетворять требованиям ГОСТ 11025-78. Такой же
слой войлока размещают наверху, а между слоями войлока на¬
ходится адсорбент в количестве 6 кг; адсорбент обеспечивает
просушку одной тонны товарного элегаза при скорости его исте¬
чения до 6 м3/ч до температуры точек росы от минус 70 до ми¬
нус 77°С.
Скорость наполнения ячейки элегазом через фильтр-осуши¬
тель не должна превышать 100 л/мин и ее контролируют в
процессе заполнения по скорости увеличения давления в объ¬
еме, которая, в свою очередь, не должна быть более L = 100/Ѵ,
где L - скорость увеличения давления, МПа/мин; V - объем эле¬
газового оборудования, л.
Замену использованных баллонов производят при закрытых
вентилях фильтра-осушителя и баллонов. После замены балло¬
нов присоединенную линию вакуумируют или продувают.
53

Плотность элегаза определяют по его давлению в зависимос¬
ти от температуры заполнения согласно табл. 11.
Из анализа данных табл. 11 видно, что изменение абсолютно¬
го давления на каждые 2°С температуры заполнения одинако¬
вы для каждой графы таблицы, поэтому для определения
давления при значениях температур заполнения, не приведен-
Таблица 11. Абсолютное давление элегаза при температуре заполнения для
обеспечения нормальной плотности
Температура
заполнения, "С
Абсолютное давление, Па, при номинальной плотности элегаза,
кг/м3,при 20*С
12,32
15,49
18,69
21,93
25,2
28,52
31,87
-20
1,702
2,121
2,537
2,952
3,362
3,772
4,179
-19
1,71
2,13
2,549
2,965
3,378
3,79
4,2
-18
1,717
2,14
2,561
2,978
3,395
3,809
4,221
-17
1,725
2,15
2,572
2,994
3,411
3,828
4,242
-16
1,732
2,159
2,584
3,007
3,427
3,846
4,263
-15
1,74
2,169
2,596
3,021
3,443
3,865
4,284
-10
1,777
2,217
2,654
3,09
3,524
3,957
4,388
-5
1,815
2,264
2,712
3,159
3,604
4,049
4,491
-1
1,845
2,302
2,759
3,214
3,668
4,122
4,574
0
1,852
2,312
2,771
3,228
3,684
4,14
4,594
1
1,859
2,321
2,782
3,242
3,7
4,158
4,615
5
1,889
2,359
2,828
3,296
3,764
4,231
4,696
10
1,926
2,406
2,886
3,365
3,842
4,321
4,798
15
1,963
2,453
2,943
3,432
3,921
4,411
4,849
20
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
25
2,037
2,547
3,056
3,567
4,078
4,589
5,1
30
2,073
2,593
3,114
3,635
4,156
4,678
5,2
35
2,11
2,640
3,17
3,701
4,233
4,766
5,299
54

ных в таблице, можно воспользоваться интерполяцией данных
таблицы.
Для промывки оборудования азотом, вакуумирования и конт¬
роля состояния внутренних полостей оборудования на монтаж¬
ной площадке используют газотехнологическую установку.
Перед применением убеждаются в ее комплектности. Хранят
установку под вакуумом с перекрытыми вентилями и заглу¬
шенными штуцерами соединительных рукавов, закрытую за¬
щитным чехлом.
Установку допускается эксплуатировать в закрытых помеще¬
ниях с температурой окружающей среды 15-25°С, в шинах уста¬
новки давление должно быть около 0,16 МПа (1,6 кг/см2), при не¬
обходимости их надо подкачать. Перед применением с блока
управления снимают верхнюю крышку, после этого подключают
вакуумметр ВГ-3 (согласно паспорту на установку).
Питание установки осуществляют от сети переменного тока
напряжением 380 В. Проверяют работоспособность установки,
для этого необходимо проверить правильность фазировки вклю¬
чения установки, при включении питания загорается зеленая
сигнальная лампа (если загорелась красная лампа, сменить
фазировку питания установки). Нажатием кнопки ’’пуск” ваку¬
ум-насоса следует убедиться в правильности работы насоса (на¬
сос пластинчато-роторный типа 2НВР-5ДМ).
Схема применявшейся газотехнологической установки при¬
ведена на рис. 20. Работу с ней производят в следующей после¬
довательности. Плавно открывают вентиль 13 и в системе уста¬
навливают атмосферное давление по вакуумметру 6 ; проверяют
работу вакуумметра 7 в соответствии с инструкцией по эксплуа¬
тации ВГ-3. Присоединяют рукав 11 к штуцеру 10 и объему 12; от¬
крывают вентили 17, 5, 8, 9, закрывают вентили 13 и18; выклю¬
чатель ставят в положение II; кнопкой ’’пуск” включают насос
и дают ему поработать не менее 10 мин. Определяют давление
по вакуумметру 7, отключают насос нажатием кнопки ’’стоп”.
Проверяют максимальную глубину откачки, создаваемую уста¬
новкой: при правильной работе вакуум-насоса она должна быть
в пределах 11-13 Па (0,08-0,1 мм рт. ст.).
Перед работой на установке прогревают вакуум-насос и ваку¬
умметр, подвергают регенерации ловушку 4, вакуумируют рабо¬
чий объем 21 аппарата, затем в этом объеме проверяют влаж¬
ность, герметичность, а сам объем промывают азотом. Прогрев
вакуумного насоса осуществляют в течение не менее 30 мин.
55

Рис. 20. Схема газотехнологической установки:
1 — вакуумный насос; 2 — компенсатор; 3 — вентиль с электромагнитным при¬
водом; 4 — ловушка; 5, 8, 9,13,17,18 — вентиль запорный; 6,7 — вакуумметр соот¬
ветственно образцовый и термопарный; 10,14, 19 — штуцер; И, 15,20 — рукав для
напуска азота; 12 — объем контрольный; 16 — установка для напуска азота; 21 —
объем рабочий
Для регенерации ловушки 4 закрывают вентили 5 и 17 и
нажатием кнопки ’’регенерация” убеждаются в правильности
выполнения операции (должна загореться лампа зеленая -
’’регенерация”), после этого запускают вакуум-насос 1 не менее
чем на 30 мин. Запрещается производить откачку непрогретым
вакуум-насосом во избежание конденсации в масле насоса
выделяющихся из ловушки водяных паров.
Вакуумирование рабочего объема производят насосом 1 до
достижения требуемого давления. Для этого подсоединяют
шланг-рукав 20 к штуцеру 19 и к бакуумному вводу рабочего
объема 21, открывают вентили 3,17 и 18, вентили 5,9 и 13 долж¬
ны быть закрыты. Включают вакуум-насос 1 и откачивают объ¬
ем до требуемого давления.
Для измерения влажности отвакуумированного рабочего объ¬
ема закрывают вентиль 17 и отключают насос 1 кнопкой ”стоп”,
вакуумметром 7 определяют равновесное давление водяных па¬
ров в рабочем объеме. По графику рис. 21 определяют количест¬
во влаги в объеме.
Для промывки азотом отвакуумированного рабочего объема
21 рукав 15 подсоединяют к штуцеру 14 и установке 16. Вентили
5,9 и 18 закрыты, вентили 8,13 и 17 открыты. Включают вакуум-
насос 1 и вакуумируют шланги до давления не более 66 Па (0,5
мм рт. ст.). Давление азота в установке 16 не должно превы-
56

Рис, 21. График для определения содержания влаги в рабочем объеме в зависи¬
мости от остаточного давления водяного пара
шать 0,25 МПа (2,5 кг/см2). Закрывают вентили 8 и 17, открывают
вентиль 18.
Герметичность отвакуумированного рабочего объема прове¬
ряют при открытых вентилях 5, 8 и 9. Вентили открывают после
присоединения рукава 11 к штуцеру 10 и контрольному объему
12 и производят откачку объема 12. Закрывают вентиль 5 и
открывают вентиль 18, выдерживают 5 мин; после этого регист¬
рируют установившееся давление pQ вакуумметром 7. Закрыва¬
ют вентили 9 и 18. По истечении времени At с момента закрытия
этих вентилей в рабочем объеме 21 давление увеличится до зна¬
чения р1э за это же время в объеме 12 давление станет р2. Откры¬
вают вентили 9 и 18 и регистрируют выровнившееся давление р3.
Значение натекания подсчитывают по формуле
Рз(уі + У2)-(Роуі+Р2у2)
6	At
где Vj - рабочий объем, л; Ѵ2 - объем контрольного резервуара
12, л; Q - величина натекания, рассчитанная по формуле, л-Па/с
(л-мм рт. ст./с): Q = Ѵ-Др/Ді; V - вместимость измеряемого объ¬
ема , л; р, pj, р2,р3- давление, Па. Отсюда &p/&t = Q/V. По гра¬
фику рис. 22 определяют величину годовой утечки, %.
57

Рис. 22. График определения годо¬
вой утечки в зависимости от давле¬
ния элегаза в рабочем объеме аппа¬
рата
Время At зависит от пред¬
полагаемой величины нате¬
кания.
Пример. Вместимость рабочего
объема Ѵ= 1000 л. При предельном
давлении откачки рпр = 400 Па ( 3 мм
рт. ст.) величина натекания Q будет
равна произведению рпр и быстроты
Sq действия установки, л/с (s0 =
=sH к). Согласно инструкции по эксп¬
луатации насоса 2НВР-5ДМ, коэффи¬
циент использования насоса к = 0,5;
быстрота действия насоса при рпр=
400 Па (3 мм рт. ст.) sH - 4,5 л/с.
Тогда s0 = 4,5-0,5 = 2,25 л/с и Q = 2,25-400 = 900 (л-Па)/с. Так как Д t/Др=V7Q, то
это отношение будет равно 1000/900 = 1,11 с/Па.
Измерение проводим по образцовому манометру с ценой деления ѵ = 1 гПа
(7,6 мм рт. ст.). Тогда необходимое время считывания будет равно: t - (At/Др) X
X V = 1,1-1000 = 1110 с ~ 19 мин.
Работу на установке по очистке полостей элегазового обору¬
дования производят с соблюдением всех правил техники безо¬
пасности. Персонал должен быть обучен и иметь группу по ТБ
не ниже II. После окончания работ на установке должны быть
приняты меры против включения ее посторонними лицами. Пе¬
ред включением в сеть установка должна быть надежно зазем¬
лена проводником сечением 10 мм2 . В рабочем состоянии на
выпускной клапан-патрубок вакуум-насоса должен быть надет
шланг, выведенный в вентиляционную камеру. Запрещается
работать на установке при снятой крышке блока управления, а
также (во избежание пожара) в зоне нахождения воспламеня¬
ющихся жидкостей, масляной ветоши, грязных тряпок и т. п.
Эти предметы должны быть убраны во всех случаях. При ремон¬
58

те установки она должна быть отключена от источника пита¬
ния, ремонтный персонал должен видеть разрыв цепи питания.
Из неисправностей, встречающихся при эксплуатации уста¬
новки, следует указать следующие: отказ микровыключателя в
цепи электромагнитного вентиля, что требует регулировки при¬
вода вентиля или замены микровыключателя; отсутствие тре¬
буемой глубины откачки при вакуумировании объемов, что ука¬
зывает на нарушение герметичности газовых коммуникаций,
соединительных рукавов или неисправность насоса (насос про¬
веряют в соответствии с требованиями инструкции по эксплуа¬
тации, течи устраняют); неудовлетворительную работу элект¬
ронагревателя ловушки, что чаще всего требует его замены.
По мере освоения элегазового оборудования совершенствова¬
лась технология его подготовки на монтажной площадке. Для
выполнения газотехнологической наладки СКТБ ВКТ Мосэнер¬
го разработан комплекс установок, предназначенный для при¬
менения в закрытых помещениях, в которых монтируется элега¬
зовое оборудование. Комплекс включает: установку вакуумную
с индикаторным модулем; установку с баллонной системой
подпитки; компрессорную установку.
Комплекс показал свою эффективность при наладке комп¬
лектных распределительных устройств с элегазовой изоляцией.
Вакуумная установка с индикаторным модулем (УВМ) пред¬
назначена для вакуумирования и оценки готовности вакууми¬
руемого объема к заполнению элегазом. Установка УВМ пред¬
ставляет собой передвижную конструкцию, состоящую из трех
отдельных частей: собственно вакуумной, индикаторного моду¬
ля и нейтрализатора, смонтированных на металлическом кар¬
касе. На каркасе установлены также вакуумный насос 3 (рис. 23)
с маслоотбойником 2 на выхлопе; блок газовой коммутации с
вентилями 4,10,13, вакуумметром 9 и мановакуумметром 14,
измерительной камерой 7, механическим фильтром 5 и штуце¬
рами 11,15. Блок закрыт кожухом, на торцевых панелях которо¬
го расположены органы управления и измерения. В кожух встро¬
ен запирающийся ящик для хранения дополнительного обору¬
дования, инструмента и документации. В измерительной каме¬
ре установлен манометрический преобразователь 6, подключаю¬
щийся кабелем к измерительному блоку, и фланец 8 для креп¬
ления вакуумного датчика от течеискателя типа ГТИ-6.
Схема управления вакуумной установки обеспечивает при
подключенном индикаторном модуле работу в автоматическом
59

Рис. 23. Схема вакуумной уста¬
новки с индикаторным модулем
УВМ:
1 — шланг; 2 — маслоотбойник;
3 — насос вакуумный; 4, 10, 13 —
вентиль; 5 — фильтр; 6 — преобра¬
зователь манометрический; 7 —
камера измерительная; Я — фла¬
нец; 9 — вакуумметр; 11 — штуцер
вакуумный, Dy=20 мм; 12 — рукав
металлический; 14 — мановаку-
умметр; 15 — штуцер газовый,
Dy=10 мм
и ручном режимах до заданного остаточного давления. Имеется
блокировка включения вакуумного насоса при неправильной
фазировке напряжения питания. Кнопки управления и свето¬
вая сигнализация выведены на отдельную панель.
Индикаторный модуль состоит из теплоэлектрического
вакуумметра типа 13 ВТЗ-ООЗ, устройства питания с регулируемым
значением напряжения, сумматора напряжений и усилителя с
дискретным диапазоном коэффициента усиления. Индикатор¬
ный модуль позволяет измерять малые изменения величин
давления, отмечаемых по шкале вакуумметра 13BT3-003. При
малых изменениях давления, не всегда заметных по шкале, на
выходе сумматора появляется значение, отличное от нуля, ко¬
торое усиливается и подается на индицирующую головку. Коэф¬
фициент усиления задается путем включения кнопочного пере¬
ключателя на пределы: 1; 10; 100 и 1000. Входное сопротивление
внешних приборов должно быть не менее 1 кОм.
Нейтрализатор представляет собой герметичную емкость,
заполняемую нейтрализующим раствором NaOH в количестве
10 л. Выхлопные газы установки, проходя через нейтрализатор и
сепараторы, смоченные раствором, очищаются от продуктов раз¬
ложения элегаза. В корпус нейтрализатора встроены заливная
горловина и указатель уровня. Нейтрализатор рассчитан на при¬
менение при вакуумировании рабочих объемов, в которых пред¬
полагается наличие продуктов разложения элегаза.
Установка с баллонной системой подпитки (УБП) предназна¬
чена для заполнения и подпитки элегазом оборудования, а так-
60

Рис. 24. Установка для заполнения и подпитки элегазом УБП:
а — общий вид; б — схема; 1 — тележка; 2 — блок газовый; 3 — блок индикатор¬
ный; 4,6,13 — штуцер; 5 — вентиль; 7,14 —рукав металлический; 8,15 — заглушка;
9—редуктор; 10 — клапан предохранительный; 11 — мановакуумметр; 12 — фильтр
же заполнения баллона элегазом с индикацией степени запол¬
нения при откачке элегаза из оборудования компрессорной
установкой. Кроме того, установка может быть использована
для газотехнологических операций и заполнения оборудования
любым газом из стандартного баллона вместимостью 40 л.
Установка УБП (рис. 24,а) состоит из тележки 1, на раме
которой с помощью винтовых ручек укреплены газовый блок 2 и
блок индикации 3. Установка укомплектована соединительны¬
ми металлическими рукавами. Тележка представляет собой
сварную конструкцию из труб, в нижней части тележки разме¬
щены платформа для баллона и два тензодатчика.
Газовый блок выполнен в виде отдельного навесного устрой¬
ства, собранного по схеме, приведенной на рис. 24,6. Схема поз¬
воляет через вентиль 5 и металлорукав 7 с заглушкой 8 произво¬
дить заполнение баллона сжиженным элегазом, а через редук¬
тор 9, рукав 14 с заглушкой 15 и фильтр 12 — опорожнение балло¬
на. Предохранительный клапан 10, включенный в магистраль
низкого давления, предотвращает увеличение давления выше
Допустимого в заполняемом объеме в случае неисправности ре¬
дуктора. Мановакуумметр и органы управления размещены на
передней панели блока.
61

Блок индикации выполнен так же, как и газовый блок, навес¬
ным. Вместе с тензодатчиками на тележке блок обеспечивает
слежение за степенью заполнения баллона сжиженным элега¬
зом, измеряя сопротивление тензорезисторов датчиков под воз¬
действием массы поступившего в баллон элегаза. Электричес¬
кий сигнал от тензодатчиков поступает в блок индикации, где
после усиления фиксируется стрелочным прибором.
Установка компрессорная элегазовая (УКЭ) смонтирована на
передвижной платформе с каркасом, на котором укреплены
панели управления, измерения и коммутации отдельных узлов
установки. На платформе установлены компрессор, мембранные
и вакуумные насосы, фильтры, элементы очистки газа и другое
оборудование. Газовая схема установки приведена на рис. 25.
Рис. 25. Компрессорная элегазовая установка УКЗ:
1,2— рукав; 3 — штуцер; 4—7, 9 — вентиль; 8 — редуктор; 10, 11 — мановакуум-
метр; 12,13 —манометр; 14—компрессор; 15,16 — насос подкачивающий; 17— на¬
сос вакуумный; 18—20 — фильтр механический; 21,22 — фильтр сорбционный; 23 —
клапан обратный; 24—26—клапан; 27 - вентиль электромагнитный; 28-30— ваку¬
умметр’
62

С откачиваемым объемом установка соединяется металличес¬
ким рукавом 1. Давление на входе компрессора не должно
превышать 0,15 МПа и ограничивается редуктором 8, контроль
осуществляют по мановакуумметру 10. Вентиль 4 предназначен
для сброса при увеличении давления сверх допустимого.
По мере работы компрессора давление в откачиваемом объе¬
ме будет уменьшаться, что вызовет необходимость подстройки
редуктора до тех пор, пока давление не уменьшится до значе¬
ния 0,05 МПа по мановакуумметру 11, после этого через электро¬
магнитный вентиль 27 газ на вход компрессора подается подка¬
чивающими насосами 15 и 16. Входное давление газа в таком ре¬
жиме определяют производительностью подкачивающих насо¬
сов. Для уменьшения пульсации газа на выходном трубопрово¬
де насосов установлен обратный клапан 23. Очистка элегаза
обеспечивается системой из трех механических фильтров типа
’’Реготмас 412-1-06” (18,19,20) и двух сорбционных (21,22), запол¬
ненных гранулами NaX для осушки элегаза и поглощения газо¬
образных фторидов.
В систему предварительной вакуумной очистки заполняемых
баллонов входят вакуумный насос 17, вакуумметр 13, вентили 5
и 7. Подключают автономную вакуумную установку при помощи
специального штуцера. Давление сжатого элегаза контролиру¬
ют манометром 12.
Блокировку компрессора при нарушениях режима работы осу¬
ществляют с помощью включенных в цепь управления датчиков
давления и температурных датчиков. Срабатывание исполни¬
тельных устройств дублируется световой сигнализацией на
панели управления. Для ’подключения баллонной установки с
системой подпитки (УБП) имеется на лицевой панели специ¬
альный разъем. У правление вакуумным насосом осуществляют
через окно в боковой панели установки.
Методика определения степени осушки элегазового оборудо¬
вания основана на сравнении потоков, допускаемых для данно¬
го аппарата заводом-изготовителем и определенных в процессе
подготовки, вакуумирования оборудования на монтажной пло¬
щадке: [Q] > Q - условие оценки качества подготовки оборудо¬
вания. Рабочий объем электрического аппарата признают
пригодным для заполнения элегазом при выполнении этого ус¬
ловия.
В случае, если поток разреженного газа при осушке оборудо¬
вания на монтажной площадке превышает допустимый поток,
63

Рис. 26. Диаграмма циклов осушки (о) и схема (б) вакуумной системы:
1 —редуктор; 2 — мановакуумметр; 3 — вакуумметр; 4—6, 12 — вентиль; 7 — объ¬
ем рабочий; 8 — камера измерительная; 9 — течеискатель; 10 — мановакуумметр;
11 — фильтр механический ; 13 — насос вакуумный
производят дополнительную осушку рабочего объема аппарата.
Осушка состоит из чередующихся циклов вакуумирования и на¬
пуска в объем сухого азота. Чередование циклов позволяет ус¬
корить процесс удаления влаги и повысить эффективность уда¬
ления испаряющейся влаги, сорбированной на внутренних
поверхностях оборудования.
Диаграмма циклов осушки оборудования, подлежащего за¬
полнению элегазом, показана на рис. 26,а. Для осушки собирают
схему вакуумной системы (рис. 26,6), рабочий объем подключа¬
ют к вакуумному насосу и вакуумируют до давления 3-103 Па
(точка а на диаграмме). Насос отключают, давление в рабочем
объеме и измерительной камере выравнивается и выдержива¬
ется в течение 15-30 мин (точки б - в). Определяют по формуле
поток Qlt после этого в рабочий объем напускают азот. Напуск
азота способствует удалению влаги из объема и, кроме того, де¬
лает более эффективной работу вакуумного насоса. Вакуумиро¬
вание продолжают до давления 102 Па (точка г) и снова опреде¬
ляют по формуле поток газа Q2.
Если рассчитанные потоки (Qj, Q2) разреженного газа превы¬
шают установленное заводом значение [Q] потока, производят
дополнительную осушку рабочего объема. Формула расчета
потока аналогична приведенной ранее:
64

Q =
Рз(Ѵ1 + Ѵ2)-(РоѴ1+Р2Ѵ2)
A T
где Vj - вместимость рабочего объема вакуумированного аппа¬
рата, л; V2 — вместимость измерительной камеры и фильтра, л;
Рз ~ Давление ® измерительной камере и фильтре через проме¬
жуток времени ДТ после закрытия вентиля 6, Па; р3 - установив¬
шееся давление в вакуумной системе после открытия вентиля
6, Па; р0 — установившееся давление, Па, после закрытия венти¬
ля 12 (рис. 26,6).
Перед окончательным монтажом и электрическими провер¬
ками отдельные узлы оборудования очищают мягкой неворсис¬
той тряпкой или ветошью, особенно тщательно очищают места
стыков, после этого внутренние полости, если они вскрывались,
пылесосят, как и места стыков. Очищенные узлы сразу после
удаления пыли закрывают пленкой, и в таком виде узлы хранят
до сборки и монтажа. Пленку снимают непосредственно перед
сборкой или монтажом оборудования. На этом технологическая
наладка практически заканчивается.
5. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ НАЛАДКА ЭЛЕГАЗОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Отличие электрической наладки элегазового оборудования
заключается в необходимости проведения некоторых измере¬
ний на стадии монтажа, так как после монтажа к отдельным уз¬
лам оборудования доступа практически нет. Поэтому на стадии
монтажа элегазового оборудования необходимо иметь бригаду
квалифицированных наладчиков в составе не менее 2 чел. для
производства необходимых измерений и испытаний.
Измерения электрического переходного сопротивления от¬
дельных контактных соединений и отдельных участков токове-
Дущего контура возможны только до стыковки узлов оборудова¬
ния. Особенно внимательно следует измерять сопротивления
токоведущей цепи элегазового выключателя: при разомкнутых
главных и замкнутых дугогасительных контактах сопротивле¬
ние токоведущей цепи выключателя должно быть не более
500 мкОм, а при замкнутых тех или других контактах - не более
100 мкОм. Сопротивление отдельных участков токоведущей це¬
пи не должно превышать значений, приведенных в заводском
Паспорте на конкретный вид оборудования. Сопротивление
одного метра длины токопровода составляет обычно 16 мкОм, а
5-6017	65

единичного переходного медно-алюминиевого контакта — не бо¬
лее 6 мкОм.
Сопротивление постоянному току обмоток трансформатора
напряжения типа ЗНОГ-110 составляет: 6200 Ом для первичной
обмотки; 0,024 Ом и 0,015 Ом - соответственно для вторичных
обмоток.
В процессе монтажа проверяют также правильность работы
контактов, коммутирующих вспомогательные цепи ККВЦ: сиг¬
налы о включении предшествуют моментам касания главных
контактов разъединителей и заземлителей, т. е. сигналы долж¬
ны поступать до замыкания главных контактов аппаратов;
сигналы об отключении должны поступать после прохождения
подвижными контактами расстояния не менее 80% расстояния
между экранами этих контактов, т. е. сигналы должны посту¬
пать не ранее чем после прохождения 0,8 пути — хода контактов
на размыкание. Действие главных контактов проверяют инди¬
катором, а контактов ККВЦ — визуально.
При монтаже полюсов ячеек измеряют переходные сопротив¬
ления постоянному току контактов разъединителей и заземли¬
телей.
После монтажа элегазового оборудования производят окон¬
чательную регулировку отдельных элементов, этим обеспечива¬
ется четкая работа оборудования при различных значениях дав¬
ления воздуха в приводе и напряжения в цепях управления. На¬
ладочные работы организовывают так, чтобы число операций,
необходимых для измерений и испытаний, было минимальным
или не превышало требований заводских инструкций и других
технических материалов. Внешним осмотром убеждаются в от¬
сутствии видимых повреждений, вмятин в корпусах, прочности
крепления и затяжки фланцевых соединений, течи газа, а так¬
же наличии всех заземляющих шин (каждый фланец заземляют
с двух сторон, а сильфонные компенсаторы шунтируются шина¬
ми).
До заполнения элегазом ячеек опробуют вручную работу при¬
водов выключателя, разъединителя и заземлителя, одновре¬
менно проверяя правильность действия электромагнитных зам¬
ков и срабатывания привода контактов, коммутирующих вспо¬
могательные цепи ККВЦ.
Элегазовый выключатель. Для проверки выключателя его
пневматический привод заполняют сжатым воздухом до мини¬
мального давления, равного 1,6 МПа (16 кгс/см2), и проверяют
66

отсутствие утечек. Выключатель заполняют элегазом до верхне¬
го предела избыточного давления, равного 0,65 МПа (6,5 кгс/см2).
Выключатель проверяют согласно заводской рекомендации
в следующем порядке.
1.	Измеряют сопротивление постоянному току обмоток элек¬
тромагнитов включения и отключения. Сопротивление всей
обмотки равно (55 ± 3,5) Ом, рабочей секции-(10 ± 1,5) Ом.
2.	Измеряют минимальные значения напряжения срабатывания
электромагнитов включения и отключения полюса выключате¬
ля. Согласно заводским данным, при напряжении питания 200 В
постоянного тока значения минимального напряжения срабаты¬
вания составляют 154 В (0,7 UH0M), максимального 242 В ( 1,1 UH0M ).
За минимальное напряжение срабатывания принимают такое
его значение, при котором все еще возможно выполнение опе¬
раций включений или отключения выключателя.
3.	Определяют минимальное давление срабатывания привода
выключателя в циклах В, ОиО — В — О при номинальном значе¬
нии напряжения на зажимах ЭВ и ЭО. Значения минимального
давления воздуха в приводе должно быть в циклах В и В - О
1,75 МПа (17,5 кгс/см2), в циклах О-ВиО-В-О-1,9 МПа
(19 кгс/см2 ), в цикле О —1,6 МПа (16 кгс/см2). За минимальное
давление срабатывания привода выключателя принимают та¬
кое его значение, при котором еще возможны циклы работы вы¬
ключателя.
4.	Определяют сброс давления в приводе элегазового выклю¬
чателя при двух-трех операциях В и О при номинальных значе¬
ниях давления воздуха в приводе выключателя и напряжения
на выводах ЭВ и ЭО. Сброс фиксируется по манометру с ценой
деления 0,02 МПа (0,2 кгс/см2) класса точности не более 0,6 че¬
рез (30 ± 5) с после выполнения операции; он не должен быть бо¬
лее 0,12 МПа в цикле В и 0,17 МПа - в цикле 0.
5.	Определяют сброс на утечки в пневмоприводе выключате¬
ля через 30 мин после начала испытаний при включенных и от¬
ключенных клапанах.
6.	Измеряют осциллографированием собственные времена ра¬
боты выключателя в циклах В и О и бесконтактную паузу при
автоматическом повторном включении (АПВ) при номинальном
значении напряжения на зажимах ЭВ и ЭО. Давление воздуха в
резервуаре привода при этом номинальное и равно 2 МПа
(20 кгс/см2). Измеряют собственные времена также при нижнем
67

пределе давления воздуха, равном 1,75 МПа (17,5 кгс/см2) для
циклов выключателя В и В — О, а также для этих циклов при
верхнем пределе давления воздуха, равном 2,1. МПа (21 кгс/см2) ;
для цикла О — при 1,65 МПа (16,5 кгс/см2) и цикла О — В — О — при
1,9 МПа (19 кгс/см2).
Таким образом, всего снимают 30 осциллограмм: в режиме В
при давлении воздуха, равном 1,75; 2 и 2,1 МПа, в режиме О — при
1,6; 2 и 2,1 МПа, в циклах: В — О при 1,75 и 2 МПа, О — В — О при
2 МПа и О при 1,65 МПа на три полюса фаз А, В и С. По осцилло¬
граммам определяют и ток потребления обмоток электромагни¬
тов ЭВ и ЭО.
7.	Определяют по осциллограммам разновременность работы
полюсов элегазового выключателя (ВЭ). За разновременность
принимают разность между наибольшим и наименьшим значе¬
ниями собственных времен работы полюсов ВЭ при номиналь¬
ных значениях напряжения на выводах ЭВ и ЭО и давления
элегаза в резервуаре выключателя и сжатого воздуха в резерву¬
аре привода ВЭ.
Собственное время выключателя в цикле В составляет
(0,08 ± 0,02) с, в цикле О - (0,035 ± 0,005) с, минимальная бескон¬
тактная пауза в цикле О - В - О при давлении в резервуаре при¬
вода, равном 2 МПа, составляет 0,32 с; продолжительность зам¬
кнутого положения контактов в цикле В - О - 0,12 с.
8.	Определяют по осциллограммам работы выключателя в
циклах В и О (рис. 27) скорости движения контактной системы
ВЭ. Скорости определяют при включении за 15 мм до замыка¬
ния контактов ВЭ и в момент замыкания контактов (норма
5+^ м/с); при отключении - в момент размыкания контактов и
на участке 100 мм хода контактной системы после размыкания
контактов ВЭ (норма при давлении в приводе ВЭ, равном
1,65 МПа, - не менее 5,5 м/с).
Методика подсчета значений скорости следующая: по осцил¬
лограмме определяют масштаб, с учетом значения хода контак-
Рис. 27. Осциллограммы работы выключа¬
теля ВЭ-110 в циклах В и О:
L—ход контактов выключателя
68

тов выключателя, равного (220 + 3) мм, и размера хода L по
осциллограмме. Масштаб т = 220/L. В точках включения (цикл В)
и отключения (цикл О) скорость определяют как отношение от¬
резка длины ±5 мм в масштабе ко времени, соответствующему
этим отрезкам. Время отсчитывают по отметчику времени на ос¬
циллограмме. При расчете скорости на включение учитываются
коэффициент механизма Кмех = 1,5, на отключение KMej,= 1,3.
Разъединитель и заземлитель проверяют в следую¬
щем порядке.
1.	Проверяют амперметром ток потребления электродвигате¬
ля привода разъединителя при номинальном напряжении на
его зажимах. Ток потребления не должен превышать 6 А.
2.	Измеряют минимальное напряжение на зажимах электро¬
двигателя, при котором надежно обеспечивается выполнение
операций В и О. Минимально допустимое значение напряжения
187 В (0,85ПНОМ), наибольшее допустимое значение напряжения-
242 В (1,1 Пном).
3.	Измеряют электросекундомером собственное время сраба¬
тывания разъединителя в циклах В и О (время от момента
подачи команды на включение или отключение до момента за¬
мыкания или размыкания главных контактов разъединителя).
4.	Проверяют работоспособность разъединителя и заземлите¬
ля от ручного привода; затем проверяют действие разъедините¬
ля в циклах В и О от электродвигателя при значениях напряже¬
ния на его зажимах, равных 187 и 242 В (по 5 операций) и 220 В
(25 операций).
5.	Проверяют правильность действия блокировки разъедини¬
теля: невозможно включить и отключить разъединитель при от¬
сутствии напряжения на зажимах вспомогательных контактов
(рукоятку вставить невозможно). При напряжении на зажимах
блокировочного замка, равном минимальному значению 187 В
постоянного тока, рукоятку вставить можно, т. е. разъедини¬
тель может быть включен от руки.
6.	Проверяют действие электромагнитов блокировки заземли¬
теля: при отсутствии напряжения на зажимах блокировочного
замка оперировать заземлителем невозможно, т. е. невозможно
его включить и отключить. При напряжении на зажимах блоки¬
ровочного замка, равном 187 В, вставляют ключ, деблокируют
привод заземлителя и дважды включают и отключают заземли¬
тель (перед каждой повторной операцией В и О ключ вынимают
из блок-замка и вновь вставляют).
69

Проверяют работу коммутирующих и сигнальных устройств
распределительных шкафов и шкафов контроля давления при
нижнем пределе напряжения на зажимах соответствующих эле¬
ментов шкафов. Срабатывание элементов фиксируют визуаль¬
но. Проверяют по утечкам и падению давления герметичность
шкафов контроля давления. Расход воздуха на утечки ШКД не
должен превышать 30 л/ч.
Проверка изоляции элегазового оборудования. Изоляция вто¬
ричных цепей управления, сигнализации, блокировки, подогре¬
ва испытывается переменным напряжением частоты 50 Гц в
течение 1 мин. Значения испытательных напряжений зависят
от условий испытания: 2 кВ — при отсоединенных цепях мано¬
метров, мановакуумметров, магнитных пускателей, контакто¬
ров, конденсаторов и патронов ламп; 1,5 кВ— после подсоедине¬
ния манометров, мановакуумметров и патронов ламп; 0,8 кВ -
после подсоединения конденсаторов.
Сопротивление изоляции первичной обмотки трансформато¬
ров напряжения (TH) по отношению объединенных вторичных
обмоток а -X и ад-хд, измеренное мегаомметром на напряже¬
ние 2,5 кВ, должно быть не менее 1000 МОм.
Изоляцию первичной обмотки TH типа ЗНОГ-110 испытывают
возбуждением в ней напряжения при приложении напряжения
частоты 50 Гц к выводам основной вторичной обмотки (выводы
а — х): 40 В в течение 15 мин и 90 В в течение 1 мин.
Наладка элегазового оборудования показала, что для нее
недостаточны только традиционные испытания изоляции по¬
вышенным напряжением, так как при этом не обеспечивается
достаточная эксплуатационная надежность.
Отдельные взвешенные в элегазовом объеме частицы и
другие посторонние предметы, которые оказываются в нем в ре¬
зультате небрежного выполнения монтажа, сборки и т. п., обра¬
зуют при приложении напряжения проводящий мостик, способ¬
ствующий пробою изоляции и преждевременной порче оборудо¬
вания не из-за его дефектов, а из-за некачественного выполне¬
ния монтажных работ. Вместе с тем эти же частицы могут под
воздействием приложенного напряжения сгруппироваться,
стренироваться и выпасть в ловушки.
В то же время отсутствие пробоя при испытании повышенным
напряжением не является достаточным основанием для приз¬
нания качества изоляции, так как повреждение изоля¬
70

ции могло не произойти, несмотря на присутствие в газовом
объеме металлических частиц или посторонних предметов
(они могли выпасть в ловушки).
Поэтому для качественной оценки элегазовой изоляции при¬
меняют методы частичных разрядов и высокочастотной дефек¬
тоскопии, позволяющие выявить невидимые и необнаруженные
в процессе изготовления, сборки и монтажа дефекты элегазово¬
го оборудования, и лишь после устранения этих дефектов КРУЭ
подвергается испытанию повышенным напряжением.
Метод частичных разрядов. Для выявления частичных разря¬
дов в элегазовом оборудовании в процессе его монтажа и прие¬
мо-сдаточных испытаний применяют две схемы: простую неэк¬
ранированную и полностью экранированную.
Простая неэкранированная схема, называемая экспресс-схе¬
мой, позволяет относительно просто выявить наличие грубых
дефектов уже при первичном осмотре и в процессе сборки эле¬
газового оборудования, так как не требует для испытания при¬
стыковки высоковольтного ввода и заполнения проверяемых
объемов элегазом.
На объектах со значительным уровнем помех простая схема
может не дать результатов, т.е. не выявить дефекты, поэтому на
таких объектах предпусковые и приемо-сдаточные испытания
проводятся по полностью экранированной схеме.
Каждая из указанных схем включает источник высокого
напряжения, а также испытательную ’’линию” высокого напря¬
жения, блок регистрации и измерения частичных разрядов,
регулятор напряжения, пульт управления, фильтры высокочас¬
тотных помех питающего напряжения и высокого испытатель¬
ного напряжения, соединительные не коронирующие под нап¬
ряжением шины и барабаны с силовыми и контрольными кабе¬
лями.
В неэкранированной экспресс-схеме ввод испытательного
высокого напряжения в испытуемый объект осуществляют не-
коронирующей ошиновкой, и сигналы от частичных разрядов по¬
ступают от измерительного конденсатора.
В экранированной схеме высокое напряжение на испытуемый
объект подается через специальный высоковольтный ввод, ко¬
торый пристыковывается специальным герметичным устройст¬
вом к фланцу отсека испытуемой ячейки КРУЭ, а сигнал час¬
тичного разряда снимается через специальное входное устрой¬
ство. Устройство комплектуют высоковольтным вводом, индук¬
71

тивным фильтром, соединительным и калибровочным конден¬
саторами, стыковочным объемом. Сигнал частичного разряда
снимают с соединительного конденсатора и подают на блок-ре¬
зистор Н-18 и далее на регистратор частичных разрядов. Герме¬
тичные элементы ’’линии” заполняют элегазом через имеющие¬
ся на них вентили, контроль за элегазом производят мановаку-
умметром.
Понятие о частичном разряде. Частичный разряд, согласно
определению, приведенному в ГОСТ 20074-83, является элект¬
рическим разрядом, который шунтирует лишь часть изоляции
между электродами, находящимися под разными потенци¬
алами.
Частичный разряд в изоляции представляется местным раз¬
рядом на поверхности или внутри изоляции. Он проявляется в
виде короны, скользящего разряда или пробоя отдельного эле¬
мента в изоляции. Частичный разряд возникает в тех местах
изоляции, где понижена электрическая прочность. Причиной
снижения электрической прочности изоляции может быть
растрескивание изоляции, наличие трещин на ее поверхности
или внутри, проникновение влаги в изоляцию. Элемент изоля¬
ции с пониженной электрической прочностью, являющийся ис¬
точником частичного разряда, принято называть ’’включением”.
Простейшая схема замещения диэлектрика с ’’включением”
представлена на рис. 28.
Частичный разряд возникает тогда, когда напряжение на
’’включении” достигает значения, равного разрядному напря¬
жению ’’включения”, т. е. так называемому напряжению зажи¬
гания частичного разряда во ’’включении” UB 3. При разряде на¬
пряжение на ’’включении” уменьшается не до нуля, а до значе¬
ния напряжения погасания разряда UB_п, составляющего в боль¬
шинстве случаев от 10 до 90% напряжения зажигания разряда.
Напряжение частичного разряда может быть выражено соотно¬
шением
Ц,.р = UBJ1 +	,
\ /
где Св - емкость включения; Сд - емкость последовательно вклю¬
ченного с ним диэлектрика; Са - емкость остальной неповреж¬
денной части диэлектрика.
72

рис. 28. Схема замещения диэлектрика с ’включе¬
нием’*
Са — емкость исправной части диэлектрика; Св—
емкость ’включения’* Сд — емкость части диэлект¬
рика, последовательного с ’включением”
Характеристики частичных разрядов. Частичные разряды ха¬
рактеризуют количественные параметры, к которым относятся
заряд q, изменение напряжения Д UB между электродами ’’вклю¬
чения”, выделяемая при разряде энергия W4 , частота следова¬
ния пчр, средний ток /чр, средняя мощность
Через ’’включение” при разряде течет ток, определяемый пе¬
реносом заряда q. Перенос заряда приводит к изменению напря¬
жения на электродах ’’включения”. Заряд q, проходящий через
’’включение” при частичном разряде, определяют из соотноше¬
ния
q = (Св + Сд) (Пм - Пв.п) = (Св + Сд) АС'В.
Практически заряд q измерен быть не может, так как его про¬
хождение связано с процессами внутри изоляции. Поэтому при¬
нято считать, что изменение напряжения на ’’включении” про¬
исходит при частичном разряде не от действительного заряда q,
а от кажущегося заряда q4 p. Под кажущимся зарядом понимает¬
ся заряд, при мгновенном введении которого во ’’включение”
напряжение между электродами испытуемого объекта изме¬
нится на такое же значение, на какое изменилось бы при реаль¬
ном частичном разряде при переносе действительного заряда
q. Кажущийся заряд уменьшается с увеличением толщины d ди¬
электрика. Из определения кажущегося заряда q4 вытекает, что
дч.р = ДПвСд=д(1 + Сд/Св).
Частичный разряд приводит к выделению в диэлектрике
энергии, расходуемой на разогрев и разрушение изоляции испы¬
туемого объекта. Эта энергия запасается на емкостях Св, СдиСа
и определяется (при условии, что Са » Сд) из соотношения
(C„+cj(U^,-u2„ )
І'д у	дд в* в»з вл
Ч'Р=	7
При С'в_3 * Пв.п
^ч.р <№в.з 94,p^4.p ;
при Цз.П ив.3
^ч.р 9ч.р^ч.р /2 •

Частоту следования пчр частичных разрядов определяют сред¬
ним числом импульсов частичных разрядов в секунду. Практи¬
чески при контроле частичных разрядов учитывают частичные
разряды с кажущимся зарядом дч р, превышающим установлен¬
ное значение, или с кажущимся зарядом, находящимся в опре¬
деленном интервале.
Средний ток Ічр равен сумме кажущихся зарядов всех час¬
тичных разрядов, проходящих за одну секунду, и измеряется в
кулон в секунду или амперах. Средний ток Іч р за интервал вре¬
мени tn представляет собой сумму абсолютных значений всех за¬
рядов, отнесенных к интервалу времени tn :
Аі.р—( 19ч.рі I+19ч.р21 + ••• +1<?ч.р т I )Ап •
При равенстве абсолютных значений всех зарядов /чр =
~ лч.р ^ч.р^п •
Если заряды различны по значению, то ток вычисляют по
формуле
_'Xfc Ьч.р(і+1)1+кч.рі1
Ai.p — Л	-	I Пі+1 — Пі > ‘
1 = 0
Для определения среднего тока Ічр следует выбирать не ме¬
нее четырех уровней (к) кажущегося заряда, при этом началь¬
ный уровень должен соответствовать jg, а регулировку уровней
рекомендуется производить не более чем через 20 дБ.
Характер частичных разрядов в элегазе зависит, как в любой
газовой среде, от давления газа, размеров ’’включения” (рассто¬
яния между электродами), в котором происходит разряд, рода
диэлектрика и газа. В определенных условиях частичный раз¬
ряд представляют серией микроразрядов; форма разрядов зави¬
сит от материала электродов, между которыми происходит раз¬
ряд. При ’’включениях”, расположенных вдоль направления
силовых линий поля, электрическая прочность диэлектрика
меньше ввиду большего выделения энергии.
Частичные разряды на напряжении переменного тока. Напря¬
жение на изоляции, в том числе на ’’включении”, соответствует
приложенному напряжению, изменяющемуся по закону и =
= Um sin tôt, где Um - амплитудное значение напряжения.
Во ’’включении” частичный разряд произойдет лишь при зна¬
чении напряжения зажигания разряда І7В<3. После пробоя-раз¬
ряда ’’включения” напряжение уменьшится до значения напря-
74
жения погасания разряда Пвп, а после погасания частичного раз¬
ряжение на ’’включении” снова возрастет до значения Пв>3 ,
произойдет опять разряд, затем погаснет и т. д. Разряды чере¬
дуются через промежуток времени, необходимый для восста¬
новления напряжения на ’’включении” до величины Пв>3 , т. е.
изменение напряжения Д UB = UB э - Пв>п на емкости включе¬
ния Св следует закону изменения питающего напряжения (в
нашем случае синусоидального).
Повторение частичных разрядов на ’’включении” будет про¬
должаться до момента прохождения синусоиды питающего
напряжения амплитудного значения. При прохождении через
максимум "включение” будет находиться под потенциалом,
определяемым интервалом Д UB, т. е. между Пв>3 и UB n . На ни¬
спадающей части положительной полуволны напряжение на
’’включении” уменьшается до нуля, а затем на отрицательной
полуволне увеличивается до минус Пв>3, т. е. увеличение напря¬
жения происходит на отрицательной полуволне до значения
минус Пв>3. Частичный разряд на ’’включении” приводит к
уменьшению напряжения до значения минус UB n и т. д.
При таком механизме частичные разряды прекращаются при
прохождении кривой напряжения через максимумы и вновь воз¬
никают при таком значении напряжения на объекте, при кото¬
ром изменение напряжения на ’’включении” достигнет ДПВ =
~ ~ I Гв.з ~ ^4.п I • Частота и характер изменения частичных разря¬
дов на отрицательной полуволне аналогичны и на положитель¬
ной полуволне. В результате таких изменений дальнейшее по¬
вышение напряжения приводит в отдельных случаях к резкому
возрастанию интенсивности частичных разрядов и возрастанию
единичного кажущегося заряда единичного частичного разряда.
Такие заряды называют критическими, они характеризуются
кажущимся зарядом порядка ІО-10 К л (для конденсаторной изо¬
ляции) и ІО-8 + ІО-7 Кл (для кабельной и аппаратной изоляции).
Различие в интенсивности частичных разрядов определяется
особенностями конструкции и структуры изоляции ’’включе¬
ний”, в которых развиваются разряды. Критические частичные
разряды приводят к более интенсивному разрушению изоляции,
сокращают срок службы изоляционных конструкций. Эти раз¬
ряды, а также начальные частичные разряды имеют степенную
зависимость напряжения (например, Рч р = АЕА), но для крити¬
ческих разрядов показатель степени а значительно больше
(0 = 12+16), чем для начальных частичных разрядов.
75

Диэлектрические потери при наличии частичных разрядов.
При возникновении частичных разрядов большой интенсивнос¬
ти увеличиваются диэлектрические потери в изоляции. Это про¬
исходит за счет увеличения мощности, выделяемой при частич¬
ных разрядах.
При наличии частичных разрядов потери в диэлектрике про¬
веряемого объекта емкостью Сх представляют в виде суммы по¬
терь в основной изоляции и потерь частичных разрядов Рч.р. В
то время как тангенс диэлектрических потерь практически не
зависит от напряжения, сами потери пропорциональны квадра¬
ту напряжения, т. е. Ра = Ц2 о Сх, tg 6а = IPg, где g = ыСх tg 6а -эк¬
вивалентная активная проводимость.
При наличии ’’включения” или нескольких однородных
"включений” мощность частичных разрядов возрастает пропор¬
ционально линейно приложенному напряжению, и с учетом ди¬
электрических потерь Р диэлектрические потери в изоляции
tg могут быть определены из соотношения: tg = (Рв +Р )/
Wm
Число частичных разрядов тч р за один полупериод

ич.р
при Ц.п 1УВф3, где Um - амплитудное значение синусоидально¬
го напряжения.
Число разрядов пч р во ’’включении” за 1 с будет пч = 2/тч ,
где /-частота приложенного напряжения.
Мощность частичного разряда Рч для одного включения при
определенном фиксированном числе одинаковых включений
пропорциональна приложенному напряжению: Рч = 2/Сд17вл Um
ПРИ Ьв.п = О- В общем виде: Рч р= % р пч р= 2/(Сд+Сп) (HB>3+UBn) X
х < U* т - ^ВЯ1). При ив>3 - UBJ1 Рч.р = 4fCaUM(.Um - U4J.
На практике число ’’включений” в изоляции не остается
постоянным, оно растет с увеличением напряжения. Это приво¬
дит к большей зависимости числа и мощности разрядов от на¬
пряжения.
Каждый частичный разряд имеет свой физический механизм
развития. Этот механизм зависит от среды, в которой происхо¬
дит, и от переносимого им заряда. Физический механизм час¬
тичного разряда характеризуется значением кажущегося заря¬
да. Частичный разряд, сопровождающийся излучением, имеет
кажущийся заряд q4p = 10“15 -s- ІО-14 К л и обусловлен развитием
электронных процессов в местах наибольшей напряженности
поля.
76

Частичные разряды в виде пробоя жидкого ди- лектрика меж¬
ду отдельными листами бумаги характеризуются зарядом дч р =
=10"12 -s- ІО-11 Кл. Частичные разряды с кажущимся зарядом до
10"11 Кл не вызывают быстрого разрушения изоляции, но при
длительном воздействии напряжения вызывают старение изо¬
ляции и в конечном итоге могут привести к ее разрушению. Эти
частичные разряды, называемые частичными начальными раз¬
рядами, приводят к изменениям в структуре диэлектрика, на¬
пример образованию газовых пузырей в бумажно-масляной изо¬
ляции из-за разложения отдельных компонентов изоляции или
переходу коронного разряда в скользящий поверхностный раз¬
ряд.
В большинстве изоляционных конструкций с увеличением
напряжения растет число включений, в которых развиваются
частичные разряды. Появление новых включений ведет к раз¬
рушению диэлектрика и увеличению общего объема включе¬
ний, а это, в свою очередь, приводит к резкому росту диэлектри¬
ческих потерь, особенно в случаях увеличения напряжения
более значения напряжения зажигания частичных разрядов. По
увеличению диэлектрических потерь судят о наличии в изоля¬
ции частичных разрядов, а при дальнейшем увеличении напря¬
жения диэлектрические потери растут вплоть до пробоя изоля¬
ции.
- На рис. 29 приведены зависимости диэлектрических потерь
от напряжения tg ô =/( U). Напряжение возникновения частич¬
ных разрядов зависит и от 'формы поля, в котором ’’включение”
оказывается в момент появления в нем частичного разряда. По¬
этому для изоляционных конструкций большое значение имеет
конфигурация электродов, между которыми размещен диэлек¬
трик, например, плоские они или цилиндрические.
Рис. 29. Зависимость диэлектрических
потерь от напряжения:
1 — в изоляции без частичных разря¬
дов; 2 — в изоляции при наличии час¬
тичных локальных разрядов, с ростом
напряжения не увеличивающихся; 3 —
в изоляции с частичными разрядами,
Увеличивающимися с ростом напряже¬
ния
77

Конденсаторы, кабельные муфты, места выхода изоляции из
паза, вводы и трансформаторы тока с конденсаторной изоляци¬
ей имеют поверхности с острыми краями. У такого вида изо¬
ляции среднюю напряженность поля частичного разряда опре¬
деляют соотношением Еч р = Ad -0,s , где d — толщина изоляции;
постоянная А зависит от вида частичного разряда. Из этой зави¬
симости следует, что с уменьшением толщины изоляции уве¬
личивается напряжение частичного разряда. Поэтому для улуч¬
шения качества изоляции и увеличения напряжения частичных
разрядов изоляция должна быть не однослойной, а многослой¬
ной с толщиной слоя d/n. Еще лучше, если эти слои разделены
металлическими прокладками. У изоляции однослойной с ост¬
рыми краями при приложении напряжения возникает краевой
эффект, который делает электрическое поле резко неоднород¬
ным, поэтому мероприятия по изоляционным конструкциям с
точки зрения улучшения их эксплуатационных качеств должны
всегда реализовываться.
В слабо неоднородном поле частичные разряды возникают
практически при приложении напряжения на ’’включение”, рав¬
ного напряжению зажигания разряда Пв 3. При неизменном раз¬
мере ’’включения” напряженность уменьшается с увеличением
толщины диэлектрика значительно слабее (при условии ед>ев),
нежели в неоднородном поле.
При условии Ед = ев напряженность частичного разряда в од¬
нородном поле не зависит от толщины диэлектрика. При Ед <ЕВ
напряженность частичного разряда несколько возрастает с уве¬
личением толщины диэлектрика.
Частичные разряды на напряжении постоянного тока. Частич¬
ные разряды при приложении напряжения постоянного тока
(постоянного напряжения) проявляются в виде пробоев ослаб¬
ленных участков изоляции. Частичные разряды на постоянном
напряжении возникают в момент включения напряжения или
при его изменении во времени, и в этом их отличие от разрядов
на переменном напряжении. Эти частичные разряды образуют
на ’’включении” поверхностные заряды, их формируют свобод¬
ные ионы вследствие ионизационных процессов, предшествую¬
щих разряду. После погасания частичного разряда напряжен¬
ность поля на ’’включении” изменяется по экспоненциальному
закону с постоянной времени стекания ти поверхностного заря¬
да. В результате стекания заряда напряженность во ’’включе¬
нии” возрастает, и повторный частичный разряд происходит
78

тогда, когда напряженность, создаваемая поверхностным
зарядом, уменьшится на значение, равное разности между на¬
пряжениями ПВе3 и Пв<п. При постоянном времени ти частота час¬
тичных разрядов, т. е. интервал между ними, определяется сте¬
пенью превышения приложенного напряжения над напряжени¬
ем погасания частичного разряда.
Характеристики частичных разрядов на постоянном напряже¬
нии в большой степени зависят от температуры изоляции, так
как с увеличением температуры увеличиваются проводимость и
скорость диффузии поверхностных зарядов, благодаря этому
уменьшается постоянная времени стекания ти зарядов, образу¬
ющихся на поверхности ’’включения”.
С ростом температуры увеличивается интенсивность частич¬
ных разрядов (увеличивается число разрядов в секунду) и
уменьшается напряжение начальных частичных разрядов. Как
показали опыты, повышение температуры с 20 до 80°С умень¬
шает напряжение начальных разрядов в 2 раза, хотя изменение
напряжения частичного разряда зависит и от состава изоляции.
Так, для конденсаторной изоляции, пропитанной трансформа¬
торным или кабельным и конденсаторными маслами, оно
различно. Это подтверждает определенную роль диффузионных
процессов в развитии частичных разрядов на постоянном напря¬
жении из-за различной вязкости пропитывающих масел. Поэто¬
му на постоянном напряжении лучше, надежнее работает
изоляция, имеющая более вязкую пропитку.
Требования к испытательной установке для обнаружения
частичных разрядов. Измерение частичных разрядов произво¬
дят Для определения: интенсивности частичных разрядов при
определенных нормированных значениях напряжения; напря¬
жения возникновения и напряжения погасания частичных раз¬
рядов; наличия или отсутствия частичных разрядов при значе¬
ниях рабочего напряжения.
Частичные разряды в испытуемой изоляции вызывают изме¬
нение переносимых через ’’включения” разрядов. Поэтому
метод измерения частичных разрядов построен на измерении
изменений зарядов элементов измерительной схемы при час¬
тичных разрядах.
Интенсивность частичных разрядов количественно определя¬
ется: кажущимся зарядом q единичного частичного разряда,
частотой следования п частичных разрядов и средним током I
частичных разрядов. Дополнительно для оценки интенсивности
79

используют: суммарный заряд Q за интервал времени Т, мощ¬
ность Р частичных разрядов и квадратичный параметр Д частич¬
ных разрядов.
Испытательная установка должна обеспечивать измерения
всех необходимых характеристик частичных разрядов проверяе¬
мого элегазового оборудования. Испытательная установка
включает источник повышенного напряжения, соединитель¬
ный конденсатор, систему соединения шин высокого напряже¬
ния, измерительное устройство, защитные резистор и разряд¬
ник, а также фильтр нижних частот. К испытательной установке
относится и соединительный отсек, сочленяющий испытуемое
оборудование с источником высокого напряжения.
Источник высокого напряжения, соединительный конденса¬
тор, высоковольтные вводы установки не должны быть источни¬
ками помех и разрядов, искажающих характеристики частичных
разрядов.
Фланцы, втулки и другие соединения должны исключать по¬
явление в процессе измерений коронирующих разрядов. Для ог¬
раничения внешних помех применяют фильтры низких частот
на стороне высокого напряжения. Разрядник обеспечивает ог¬
раничение до безопасного уровня напряжения на измеритель¬
ных элементах при пробое объекта. Роль фильтра верхних час¬
тот играет измерительный элемент с соединительным конден¬
сатором или испытуемым объектом.
Для измерения характеристик частичных разрядов обычно
применяют одну из трех известных схем или их комбинации,
т. е. одни характеристики измеряют по первой схеме, другие -
по второй или третьей. Чаще же всего работы организуют так,
чтобы измерения вести по одной схеме.
Схему с включением измерительного органа в ветвь заземле¬
ния объекта испытаний (рис. 30,а) применяют при возможности
снятия заземления с обоих выводов испытуемого объекта, она
целесообразна при малых емкостях объектов (малое отношение
Сом/Сс). Схему с включением измерительного органа в ветвь
заземления соединительного конденсатора (рис. 30,6) применя¬
ют при невозможности снятия заземления с одного из выводов
испытуемого объекта и при больших значениях емкости объек¬
та Сом (большое отношение Сом /Сс).
При влияниях применяют балансную схему (рис. 30,в), кото¬
рая при измерениях уменьшает влияние помех электростати¬
ческого поля и внешних помех. В этой схеме в качестве соеди-
80

Рис. 30. Схема включения измерительного органа частичных разрядов:
о-в ветвь заземления объекта испытания; б — в ветвь заземления соедини¬
тельного конденсатора; е — балансная схема; 2 — фильтр низких частот; — со¬
противление измерительных элементов; Р—измерительный орган; PF — устройст¬
во защитное; TL — трансформатор согласующий; Свх — емкость входная; — ем¬
кость соединительного конденсатора; COJ1— емкость объекта испытания
нительного конденсатора используют специальный конденса¬
тор, емкость которого выбирают по значению, близкому к значе¬
нию емкости объекта, а также два регулируемых малоиндук¬
тивных резистора и согласующий симметричный трансформатор
или усилитель с симметричным входом.
Во всех схемах значения емкости соединительного конденса¬
тора Сс и входной емкости Свх измерительного устройства под¬
бирают так, чтобы обеспечить измерение частичных разрядов
необходимой интенсивности.
В качестве измерительного органа в схемах применяют:
настроенный контур или фильтр со сложной схемой, при этом
параметры L и С контура выбирают из условия, чтобы частоты
контура и измерителя соответствовали;
резистор с большим сопротивлением (от нескольких ом до
нескольких тысяч ом) для повышения чувствительности схемы;
обмотку индуктивности, при этом индуктивность ее должна
6-6017
81

быть постоянной в процессе измерения характеристик частич¬
ных разрядов во всем диапазоне амплитуд напряжения.
При применении в схемах между измерительным органом и
входом измерительного прибора согласующего трансформатора
частотная характеристика его должна быть в пределах частот¬
ной характеристики измерительного прибора. Приборы для
регистрации частичных разрядов должны обеспечивать измере¬
ние всех характеристик частичного разряда: кажущийся заряд ç,
частоту следования п, средний ток I. Кажущийся заряд оцени¬
вают специальным измерителем, показания которого пропор¬
циональны значениям заряда. Основными элементами прибора
являются усилитель, измерительный преобразователь (ампли¬
тудный импульсный вольтметр) и отсчетное устройство.
На напряжении постоянного тока частичные разряды регист¬
рируют осциллографом, при этом рекомендуют одновременно
использовать счетчики импульсов. Для регистрации кажущего¬
ся заряда применяют измеритель радиопомех с полосой рабочих
частот от 0,15 до 3 МГц. При использовании измерителя радио-
помех особое внимание следует обратить на отсутствие паразит¬
ных параллельных емкости и индуктивности, ибо наличие их в
измерительном элементе делает показания прибора непропор¬
циональным его сопротивлению и приводит к искажению изме¬
ряемого значения заряда q, указываемого в микровольтах
(мкВ). Найденное эквивалентное значение кажущегося заряда
указывают тоже в микровольтах. Если для измерения кажуще¬
гося заряда используют амплитудный импульсный вольтметр со
стрелочным отсчетом, измеритель должен обеспечивать измере¬
ние кажущегося заряда как положительных, так и отрицатель¬
ных импульсов частичных разрядов с частотой следования не
более 100 импульсов в секунду.
Для измерения среднего тока I частичных разрядов применя¬
ют измерительные приборы, показания которых пропорциональ¬
ны значению среднего тока разрядов, т. е. сумме абсолютных
значений амплитуд импульсов напряжения, поступающих на
вход прибора за 1 с.
Частоту следования и частичных разрядов измеряют прибо¬
ром, определяющим среднее число частичных разрядов обеих
полярностей в течение 1 с. Наибольшая скорость измерителя
частоты следования импульсов не должна превышать 10 000 с-1.
Удобнее применять прибор со ступенчатым регулированием раз¬
решающего времени (1 - 10 -100 мкс).
82

Измерение характеристик частичных разрядов допускается
производить многоканальным прибором, разрешающим одно¬
временное измерение нескольких характеристик частичных раз¬
рядов. Для измерения частичных разрядов измерительные
приборы должны быть правильно отградуированы. Градуировку
выполняют на полностью собранной схеме при присоединенном
объекте испытаний импульсами, получаемыми от градуировоч¬
ного устройства. Градуировочное устройство, включая соедини¬
тельные провода, экранируют, а градуировочный конденсатор
устанавливают как можно ближе к выводу объекта.
Для регистрации частичных разрядов разрешается применять
только проверенные в соответствии с требованиями ГОСТ изме¬
рительные приборы.
Градуировка измерительной аппаратуры для каждой измери¬
тельной схемы и испытательной установки выполняется раз¬
дельно. Выполнять ее следует до и после испытаний для нес¬
кольких значений измеряемой величины при одних и тех же
значениях напряжения, положениях регулятора чувствитель¬
ности и показаний отсчетного устройства.
Наиболее распространены два вида градуировки: параллель¬
ная и эквивалентная. При параллельной градуировочное уст¬
ройство включают параллельно объекту испытания (рис. 31,а), а
при эквивалентной включают дважды и делают два измере¬
ния: одно - между выводом высокого напряжения и ’’землей”,
второе - между выводом низкого напряжения объекта испыта¬
ния и ’’землей” (рис. 31,6). Напряжение градуировочного генера¬
тора регулируют так, чтобы показания отсчетных устройств
были одинаковыми.
Рис. 31. Схемы включения градуировочного устройства:
а — параллельные; б— эквивалентная; Z — фильтр нижних частот; Q— генера¬
тор градуировочный; Свх- емкость входная; Со и, Сс, Со-соответственно емкос¬
ти объекта испытания, соединительного и градуировочного конденсаторов;
2И — сопротивление измерительного устройства
83

Для получения правильных результатов измерения характе¬
ристик частичных разрядов испытательную установку и особен¬
но ее измерительную часть защищают от помех, которые могут
влиять на оценку характеристик частичных разрядов. Перед из¬
мерениями оценивают уровень помех и принимают меры для
исключения их из схемы измерения.
Уровень внешних помех определяют по показаниям указате¬
ля прибора на малом значении напряжения или при его отсутст¬
вии и при отсутствии каких-либо внешних разрядов в испыта¬
тельной установке и объекте испытаний. Уровень внутренних
помех определяют при нормированном значении испытательно¬
го напряжения в схеме, где объект испытания заменяют кон¬
денсатором, значение емкости которого близко к значению
емкости объекта. Этот конденсатор не должен иметь собствен¬
ных частичных разрядов.
Защита от помех достигается надежным заземлением всех
элементов испытательной схемы и расположенного вблизи от
объекта испытания постороннего оборудования, не входящего в
схему испытаний. Ограничивают также влияние помех: прове¬
дением испытаний на частотах, отличных от частоты помех;
фильтрами нижних частот; временным сдвигом по фазе питаю¬
щего напряжения; экранированием помещения, в котором про¬
водят испытания; проведением измерений по балансной схеме.
Во всех случаях измерение частичных разрядов производят в ус¬
ловиях, когда уровень влияющих на чувствительность измере¬
ний помех в 2 раза меньше нормированной интенсивности час¬
тичных разрядов.
Для испытания оборудование специально подготавливают,
его поверхность очищают от грязи и влаги. Скорость изменения
испытательного напряжения должна соответствовать заводс¬
ким требованиям.
Напряжение возникновения UB Зи напряжение погасания UB п
частичных разрядов измеряют при приложении к объекту нап¬
ряжения. Сначала прикладывают напряжение меньше предпо¬
лагаемого напряжения возникновения частичных разрядов и
постепенно увеличивают его до момента достижения нормиро¬
ванного уровня интенсивности разрядов - значение напряже¬
ния в этот момент и определяет напряжение возникновения
частичных разрядов.
Для определения напряжения погасания частичных разрядов
устанавливают напряжение, на 10% превышающее по значению
84

напряжение возникновения частичных разрядов, а уж затем
уменьшают напряжение до таких значений, когда интенсив¬
ность частичных разрядов станет меньше нормированного зна¬
чения, т. е. разряды практически исчезнут. Это напряжение и
будет определять значение напряжения погасания частичных
разрядов.
При выявлении частичных разрядов следует помнить, что во
всех случаях уровень испытательного напряжения для конкрет¬
ного вида оборудования не должен превышать значения испы¬
тательного напряжения для этого оборудования.
Источник высокого напряжения для испытаний. Общие
требования к источнику напряжения заключаются в том, что он
должен обеспечивать необходимый уровень испытательного
напряжения, иметь достаточную мощность, при этом потребляе¬
мая им мощность должна быть как можно меньше в достаточно
широком диапазоне емкости испытуемого объекта: 200-5000 пФ.
Для уменьшения потребляемой мощности источник для испы¬
тания элегазового оборудования выбран резонансным. Источ¬
ник должен быть транспортабельным, иметь относительно
небольшую массу, быть малошумным и не иметь собственных
частичных разрядов в диапазоне испытательных напря¬
жений.
В качестве источника высокого напряжения при испытании
элегазового оборудования на подстанции, оборудованной КРУЭ
на напряжение 110 кВ, применялся каскад (рис. 32,а) из однофаз¬
ных испытательных трансформаторов: первая ступень каскада
представляет трансформатор типа ИОМН-100/100 напряжением
100 кВ, мощностью 100 кВ-A, вторая (верхняя) ступень — два
трансформатора типа ИОМН-100/20 напряжением 100 кВ, мощ¬
ностью 20 кВ-A. В зависимости от емкости объекта и необходи¬
мого для испытания тока нагрузки обмотки высшего напряже¬
ния трансформаторов второго каскада соединяют последова¬
тельно или параллельно.
Последовательное соединение трансформаторов верхней
ступени применяют в случаях, когда ток нагрузки на стороне
высокого напряжения не превышает 0,2 А. В этой схеме каждая
катушка с переменной индуктивностью возбуждает обмотку
своего испытательного трансформатора (рис. 32,6). Параллель¬
ное соединение трансформаторов используется при токах
нагрузки на высокой стороне до 0,4 А, катушки индуктивности
при этом соединяются последовательно (рис. 32,в).
85

Рис. 32. Общий вид (а) испытательной установки, последовательное (6) и парал¬
лельное (в) соединения обмоток испытательных трансформаторов источника вы¬
сокого напряжения:
Г — трансформаторы; Cog — емкость объекта испытания; 1 — пульт управле¬
ния; 2 — регуляторы напряжения; 3 — фильтр сетевой; 4 — шкаф силовой; 5 — бара¬
бан с кабелями; 6—дроссели регулировочные LI —L3; 7 — трансформатор нижней
ступени типа ИОМ-100/100; 8 — фильтр; 9 — трансформаторы верхней ступени
типа ИОМ-100/20; 10 — экран электростатический; 11 — приборы контроля испыта¬
тельного напряжения; 12 — изоляторы опорные
Для уменьшения собственных частичных разрядов в испыта¬
тельной установке и уменьшения напряжения их зажигания
следует применять схему с последовательно включенными
трансформаторами второй ступени.
Настройка источника высокого напряжения в резонанс осу¬
ществляется регулировочными дросселями L2 и L3 путем сме¬
щения их магнитопроводов в процессе регулирования верхней
ступени.
Для регулирования напряжения питания трансформатора ти¬
па ИОМ-100/100 применены два регулятора типа РНО, обеспечи-
86
вающие при токе до 40 А диапазон регулирования напряжения
от 0 до 380 В.
Источник высокого напряжения, примененный при испыта¬
нии оборудования ячеек КРУЭ напряжением ПО кВ, обеспечи¬
вал при трех испытательных трансформаторах напряжение по¬
рядка 190 кВ при токах нагрузки до 0,2 А. Настройка источника
в резонанс во всех случаях производится при подсоединенной
нагрузке.
Соединительная линия высокого напряжения (в дальней¬
шем линия) предназначена для ввода высокого испытательного
напряжения в испытуемые элементы КРУЭ, регистрации и
измерения частичных разрядов, а также испытания изоляции
элегазового оборудования повышенным напряжением перемен¬
ного тока.
Линия (рис. 33) состоит из отдельных герметичных узлов, сое¬
диняемых болтовыми соединениями фланцев корпусов и мон¬
тируемых для большей жесткости на специальной металличес¬
кой раме. К герметичным узлам линии относятся: высоковольт¬
ный ввод 1 "элегаз - воздух”, к которому подсоединяют высоко¬
вольтный вывод верхней ступени источника высокого напряже¬
ния; блок фильтра 3 ; соединительный конденсатор 4 с высоко¬
вольтным и низковольтным электродами; разъединитель; ем¬
кость калибровочная 5; стыковочный корпус 6 со съемной штан¬
гой.
К линии относится также блок регистрации частичных разря¬
дов 9 с входным устройством 8.
Индуктивный фильтр выполнен из 18 катушек, намотанных
на тороидальный сердечник проводом диаметром 0,25-0,3 мм
(число витков в катушке 240—260). Катушки насаживаются на
стеклоэпоксидный стержень, с обеих сторон оканчивающийся
электростатическими экранами с защитными разрядниками.
Схема фильтра и частотная характеристика приведены на
рис. 34. Разрядники типа Р-21 защищают фильтр от пробоя. Каж¬
дая катушка имеет алюминиевые выравнивающие экраны.
Экраны соединены с началом катушки, и, таким образом, по¬
тенциал выносится на экран. Диаметр экранов 120 мм. Катушки
отделены друг от друга изоляционными кольцами.
Сетевой фильтр представляет собою индуктивно-емкостный
фильтр. Он состоит из двух блоков: один блок подключается не¬
посредственно экранированным кабелем к блоку регистрации
Частичных разрядов, а второй — через автоматический выключа¬
ет

Рис. 33. Линия соединительная:
7 — ввод; 2 — корпус соединительный; 3 — фильтр индуктивный; 4 — конденса¬
тор соединительный с высоковольтным и низковольтным электродами; 5 — кон¬
денсатор калибровочный; 6 — корпус стыковочный; 7 — объект испытания; 8 —
входное устройство; 9 — блок измерительный; 10—осциллограф
О 200 ЧОО 600 8001000 S, кГц,
Рис. 34. Фильтр индуктивный:
а — схема; б — частотная харак¬
теристика
тель типа АП-50 к одной из фаз трехфазной сети питания и
нулю. Катушки блоков (по две в каждом блоке) наматывают на
пермаллоевом сердечнике марки ПМ-70 из провода сечением
0,75-1,2 мм2 по 200 витков. Намотка катушек в блоке осуществ¬
лена встречно. Каждая катушка зашунтирована на землю через
конденсатор типа МБГО на номинальное напряжение 1 кВ ем¬
костью 2-4 мкФ.
Пульт управления изготовлен в виде отдельных блоков: упра¬
вления и регистрации частичных разрядов. Пульт запитывает¬
ся от сети при помощи двухжильного кабеля, намотанного на
барабан. На барабане имеются кабель для подсоединения
регулятора напряжения к трансформатору первой ступени
источника напряжения и многожильный кабель для подключе¬
ния цепей управления.
Блок управления регулятором напряжения включает отдель¬
но управление нижней ступенью источника высокого напряже¬
ния и управление верхними ступенями, испытательными тран¬
сформаторами высокого напряжения. Блок имеет блокировку
от включения напряжения толчком, которая обеспечивается
самовозвратом регуляторов в положение ’’нуля”; сигнализацию
положения коммутирующих аппаратов в схеме; кнопку аварий¬
ного отключения источника высокого напряжения; приборы,
контролирующие напряжение на ступенях источника. Ток, по¬
требляемый при испытаниях из сети, измеряют амперметром.
Вольтметры, измеряющие напряжения на ступенях трансфор¬
маторов, размещены у основания верхней ступени источника.
Блок регистрации частичных разрядов включает измеритель
частичных разрядов типа MUT-8c резистором Н-18; измеритель
сигнала частичных разрядов (вольтметр типа B3-13, дополнен¬
ный трехзвенным .RC-фильтром с резисторами до 10 кОм и емко¬
стями по 300 пФ, включенным параллельно детектору на выхо¬
де широкополосного фильтра); осциллограф для измерения ам¬
плитуд частичных разрядов; калибровочный генератор типа
РЕТ-2; сетевой фильтр, включенный в одну из фаз питания и
нуль, служащий для подавления высокочастотных помех в сети
питания приборов.
В силовом шкафу смонтированы автоматические воздушные
выключатели и рубильник (видимый разрыв).
Подготовку установки начинают с проверки готовности к ра¬
боте источника высокого напряжения. Для этого собирают элек¬
трическую схему испытаний. Заземляют высоковольтный вывод
89

источника с помощью переносной заземляющей штанги. Обмот¬
ки трансформаторов высокого напряжения второй ступени в
зависимости от требуемого тока нагрузки и значения испыта¬
тельного напряжения соединяют последовательно или парал¬
лельно. Соединение производят с помощью соединительных
шин - труб диаметром не менее 45 мм.
При последовательном соединении шину одним концом при¬
крепляют к высоковольтным вводам первой ступени и одного
из трансформаторов второй ступени, второй шиной соединяют ,
ввод второго трансформатора с объектом испытания и фильт¬
ром. Обмотки низкого напряжения трансформаторов соединяют
каждую со своим дросселем. При параллельном соединении
высоковольтные вводы трансформаторов второй ступени соеди¬
няют одной шиной, другая шина при этом соединяет ввод транс¬
форматора первой ступени с экраном одного из вводов трансфор¬
маторов второй ступени. Обмотки низкого напряжения транс¬
форматоров соединяют последовательно, регулирующие дрос¬
сели также соединяют последовательно.
При сборке схемы обращают особое внимание на надежность
заземлений между отдельными ступенями источника высоко¬
го напряжения: каждая установка должна быть заземлена не
менее чем тремя переносными заземлениями.
Линия высокого напряжения. Проверяют прежде всего техни¬
ческое состояние отдельных элементов линии, проверка заклю¬
чается в следующем.
1.	Проверяют по показанию манометра давление элегаза, оно
должно быть в пределах 0,25 МПа. Если избыточное давление
менее нормы, добавляют элегаз до рабочего давления. Если
манометр вообще не показывает избыточного давления (избы¬
точное давление отсутствует), прежде всего следует убедиться
в отсутствии течи газа, а если ее обнаруживают, устраняют ее
причину; после устранения течи высушивают согласно приня¬
той на монтаже технологии заполняемый объем: сушка заклю¬
чается в вакуумировании до минус 1°С по мановакуумметру в
течение 30-40 мин и заполнении объема сухим сжатым азотом
до избыточного давления 0,05 МПа по вакуумметру и выдерж¬
кой в течение 30-40 мин. Такую операцию производят не менее
5 раз. После окончания сушки объем заполняют элегазом до ра¬
бочего давления.
2.	Проверяют сопротивление фильтра путем измерения его
сопротивления омметром. Измерение производят между высо¬
90

ковольтным вводом и съемной штангой стыковочного узла. Со¬
противление фильтра должно быть в пределах 80-100 Ом.
3.	Проверяют согласно заводским рекомендациям работу ап¬
паратуры осциллографа и измерителя типа MUT-8.
4.	Проверяют правильность установки межэлектродного рас¬
стояния калибровочного конденсатора Ск. Для этого с зажима
100 пКл калибровочного генератора РЕТ-2 подают через розеточ¬
ный контакт в стыковочный объем калибровочный сигнал и
снимают показание на измерителе MUT-8, а амплитуду импуль¬
са при этом измеряют осциллографом. Этот же сигнал подают с
зажима IU РЕТ-2 на калибровочный конденсатор. Изменяя
с помощью регулировочного винта межэлектродное расстояние
на калибровочном конденсаторе, добиваются равенства показа¬
ний MUT-8 и на экране осциллографа: они должны быть такими
же, как при подаче сигнала через розеточный контакт. Подачу
сигнала осуществляют при помощи съемных штанг.
5.	Производят градуировку схемы измерения частичных раз¬
рядов. Для этого корпус линии и калибровочный генератор
РЕТ-2 должны иметь общую землю.
Подают калибровочный заряд ГЫ на калибровочный конден¬
сатор и включают питание прибора РЕТ-2. Фиксируют показания
измерителя частичных разрядов MUT-8 и осциллографа, а также
положение ручек чувствительности на этих приборах (MUT-8 и
осциллографе). Положение ручек после градуировки не изменя¬
ют. После градуировки отключают питание генератора РЕТ-2 и
отсоединяют генератор от калибровочного конденсатора.
Коэффициент масштаба к = Qq/A, где Q0=100 пКл - заряд, сни¬
маемый с генератора РЕТ-2 (расстояние калибровочного конден¬
сатора отрегулировано); А- показания прибора MUT-8 или амп¬
литуда импульса на осциллографе, В.
Амплитуду импульса на экране осциллографа в вольтах оп¬
ределяют как произведение коэффициента усиления осциллог¬
рафа (В/см) и значения амплитуды импульса (см).
6.	Проверяют после градуировки схемы измерения частичных
разрядов отсутствие собственных частичных разрядов в установ¬
ке (при заряде Q > 10 пКл) до напряжения 100 кВ. Для этого ис¬
пытательное напряжение от 0 до 100 кВ подают ступенями и в
течение 20-30 мин через каждые 10 кВ непрерывно контролиру¬
ют частичные разряды по осциллографу и измерителю MUT-8.
В случаях, если Q > 10 пКл, отыскивают место частичных раз¬
рядов при помощи акустических датчиков, для этого увеличе¬
91

нием уровня испытательного напряжения или уменьшением
давления газа в линии доводят уровень частичных разрядов до
25 пКл. Перебирают дефектный участок испытательного обору¬
дования, устраняют дефект, после этого снова проверяют уста¬
новку на отсутствие собственных частичных разрядов. Если тре¬
буется, проверяют и градуировку схемы.
7.	Проверяют индуктивность фильтра Гф = 20 ±20%, Гн, для
этого от сети через автотрансформатор типа ЛАТР подают нап¬
ряжение 220 В частоты 50 Гц, устанавливают ток I = 100 мА и из¬
меряют при этом на выводах обмотки напряжение U. Индуктив¬
ность фильтра подсчитывают по формуле: Гф =Ѵ/(дІ , где U - в
вольтах, ток I - в амперах.
8.	Проверяют правильность сборки соединительного конден¬
сатора Сс. При плавном увеличении испытательного напряже¬
ния пробивное напряжение его должно быть не менее 50 кВ
(Ппр>50кВ).
9.	В случае ремонта фильтра или перемотки его сердечника
проверяют частотную характеристику фильтра измерением зату¬
хания (отношение сигналов на входе и выходе фильтра) в диа¬
пазонах: 10-100 кГц через каждые 10 кГц; 100 кГц - 1 МГц через
каждые 100 кГц.
После проверки технического состояния линии собирают схе¬
му испытания. Этому должно предшествовать полное оконча¬
ние работ по монтажу и технологическим операциям по элегазу.
Стыковочный объем закрывают крышками с вакуумными
уплотнениями, после этого его вакуумируют и заполняют элега¬
зом до рабочего давления.
Сборку схемы испытаний рекомендуется начинать с заземле¬
ния корпусов всех элементов. Заземление производят медным
гибким проводником сечением не менее 4 мм2. Высоковольт¬
ную ошиновку присоединяют к измерительному выводу соеди¬
нительного конденсатора.
Собирают блок регистрации частичных разрядов. Резистор
Н-18 соединяют с усилителем (вольтметр B3-13) осциллографа и
с измерителем частичных разрядов MUT-8. Вход осциллографа
соединяют с выходом усилителя. Блок регистрации частичных
разрядов получает питание через сетевой фильтр; включают
электронную аппаратуру и подготавливают ее к работе. После
проверки действия блока регистрации еще раз убеждаются в
правильности сборки схемы и приступают к испытаниям.
92

Рис. 35. Управление источником испытательного напряжения:
а — пульт; б — панель управления; 1 — блок управления нижней ступенью;
2,3— блоки управления верхними ступенями; 4 — измеритель типа MUF-8 частич¬
ных разрядов; 5 — размножитель частичных разрядов; б — усилитель сигналов;
7 — осциллограф; 8 — кнопка ’Угуск’* 9 — кнопка ”стоп’* 10 — переключение выхо¬
да к 1-й и 2-й половинам регулятора; 11 — кнопки управления регулятором; сиг¬
нальные лампы: 12 — включения сети питания; 13 — рубильника; 14 — регулятора;
15 ~ Цепей управления; 16 — блока регистрации; 17 — электродвигателя; 18 — уста¬
новки нуля регулятора; 19 - подключения к 1-й половине регулятора; 20 — под¬
ключения ко 2-й половине регулятора; 21 — возможности переключения с 1-й на
2-ю половину регулятора
Работа на установке. Установку собирают в закрытом помеще¬
нии вблизи с испытуемыми ячейками комплектного распреде¬
лительного устройства. Если позволяют размеры ячейки, уста¬
новку монтируют непосредственно в испытуемой ячейке. После
подготовки схемы, выполнения необходимых мероприятий,
обеспечивающих безопасное проведение испытаний, на уста¬
новку подают питание от трехфазной сети переменного тока.
При включении автоматического воздушного выключателя в
силовом шкафу должна загореться сигнальная лампа 12
(рис. 35,6) — питание подано: две фазы запитывают регулировоч¬
ное устройство, третья фаза — через сетевой фильтр блок регист¬
рации частичных разрядов по схеме ’’фаза - нуль”. Сигнальные
лампы 13 и 14 загораются соответственно при включении рубиль¬
ника (видимыи разрыв цепи) и кнопки 8 питания регуляторов
Включение объекта испытания под напряжение толчком иск¬
лючают блокировкой, разрешающей подъем испытательного
напряжения лишь после самовозврата регулятора в ’’нулевое”
положение. Нулевое положение регулятора сигнализируется
93

лампой 18. Включают в силовом шкафу установленные в каж¬
дую фазу автоматические выключатели, которые подают пита¬
ние в цепи управления (загорается лампа 15), приборы блокй ре¬
гистрации (лампа 16) и на двигатели (лампа 17).
Подачу испытательного высокого напряжения осуществляют
кнопкой 8 (’’пуск”), аварийное отключение - кнопкой 9 (’’стоп”).
Тумблер 10 предназначен для переключения 1-й и 2-й половин
регулятора, причем это переключение разрешается произвести
только в случае, когда загорится лампа 21 (’’переключить”): при
уменьшении испытательного напряжения до нуля тумблер 10
включают сначала в положение подключения 2-й половины
регулятора (лампа 20), а затем - 1-й половины (лампа 19).
Блок настройки верхних ступеней источника имеет переклю¬
чатель ступеней регулировки и кнопки включения движения
магнитопровода влево и вправо. Путем смещения магнитопрово¬
да по отношению катушек осуществляют регулировку дросселей
L2 и L3 и настройку источника напряжения в резонанс.
Для регулировки дросселя L1 нижней ступени блок настрой¬
ки имеет кнопку включения двигателя перемещения последо¬
вательного или параллельного подсоединения катушек.
На панели блока управления установлен амперметр для
контроля значения тока, потребляемого из сети. При резонансе
ток, потребляемый из сети, уменьшается.
Поднимать напряжение кнопкой управления разрешается
при горящих сигнальных лампах 14 и 18: при увеличении напря¬
жения загорается лампа 21 (’’переключение возможно”),
тумблер 10 устанавливается в другое (нижнее) положение, про¬
исходит переключение половин регулятора (лампа 20 загорает¬
ся, 19 — гаснет). После переключения возможно повышение на¬
пряжения.
Для уменьшения испытательного напряжения до нуля после
загорания лампы 21 (’’переключение возможно”) тумблер уста¬
навливается в верхнее положение, и напряжение уменьшается
до ’’нуля”. Кнопкой 9 (’’стоп”) отключают панель управления.
Проверяют работу отдельных ступеней каскада в режиме
резонанса: на каждой отдельной ступени напряжения должны
быть относительно равными. При различии в показаниях прибо¬
ров (киловольтметров) на втором каскаде и на блоке управле¬
ния нижним каскадом регулирование напряжения производят
изменением индуктивности реакторов. При дистанционном уп¬
равлении регулировкой без снятия напряжения дроссели маг-
94
нитопроводов перемещают вправо или влево нажатием кнопок
на блоках управления настройкой ступеней каскада и, таким
образом, добиваются одинаковых показаний киловольтметров
на верхнем каскаде и пульте управления. В большинстве случа¬
ев регулировку индуктивности выполняют при отключенном
напряжении и заземленном высоковольтном выводе каскада
трансформаторов.
При регулировке и увеличении испытательного напряжения
следят за показаниями амперметра, контролирующего ток на
высшем напряжении (высокой стороне). Значения тока не
должны быть более 1 А для трансформатора нижней ступени
(ИОМ-100/100) и на верхнем каскаде при последовательном
соединении не более 0,2 А, при параллельном соединении - не
более 0,4 А. При подъеме напряжения измеряют кажущийся за¬
ряд Q при значениях напряжения зажигания частичных разря¬
дов. Амплитуды спектров частичных разрядов отмечают по эк¬
рану осциллографа на разных уровнях испытательного напряже¬
ния. Значение заряда Q вычисляют как произведение показа¬
ния А прибора и коэффициента масштаба к.
В журнал испытаний заносят: значения ступеней испытатель¬
ного напряжения; значения заряда частичных разрядов; значе¬
ния напряжений зажигания и погасания частичных разрядов;
спектр осциллограмм импульсов частичных разрядов; время вы¬
держки испытательного напряжения по ступеням - все фикси¬
руют в журнале испытаний.
После окончания всех испытаний или отдельного цикла,
отключения напряжения питания линию заземляют и, если
необходимо, уменьшают давление элегаза в стыковочном
объеме; расстыковывают линию и испытуемый отсек, ячейку.
Запрещается категорически при прекращении временно по
каким-либо причинам испытания оставлять линию и установку
под напряжением. Установка в нерабочем состоянии всегда
должна быть обесточена и отключена!
Испытания. По мере монтажа отдельных узлов с целью выяв¬
ления дефектов испытанию подвергают каждый узел или отсек.
По простой схеме производят подъем напряжения до значения
50 кВ от источника напряжения трансформатора типа ИОМ-ЮО/
100 (нижний каскад испытательной установки). У качественно
собранных элементов частичные разряды проявлять себя не
должны. При появлении частичных разрядов фиксируют значе¬
ния их напряжений зажигания и погасания.
95

Метод отбраковки в процессе монтажа испытанием напряже¬
нием ступени 50 кВ позволяет выявить грубые дефекты и уст¬
ранить их до окончательной сборки ячейки. Простота этих
испытаний заключается в том, что их производят в воздушной
среде, этим же объясняется ограничение уровня испытательно¬
го напряжения значением 50 кВ. Увеличение испытательного
напряжения в воздушной среде сверх 50 кВ грозит повреждени¬
ем изоляции, так как она сконструирована для работы в элега¬
зовой среде, значительно более прочной.
После разборки, устранения обнаруженных дефектов элемен¬
ты элегазового оборудования рекомендуется снова испытать по
простой схеме. Такая последовательная проверка отдельных
элементов схемы позволила исключить повреждения изоляции
при испытаниях по полностью экранированной схеме при нор¬
мированных значениях испытательного напряжения, хотя
отдельные частичные разряды все же наблюдались. Если де¬
фекты, вызвавшие эти разряды, с течением времени не исчеза¬
ли, приходилось вновь перебирать те элементы, где были обна¬
ружены дефекты. Как показал опыт СКТБ ВКТ Мосэнерго, по-
мопцэ в обнаружении места расположения дефекта оказывает
высокочастотная дефектоскопия.
Обнаружение дефектов в изоляции элегазовых устройств.
В настоящее время практическое применение нашли два мето¬
да обнаружения дефектов в изоляции элегазовых устройств: по
амплитудным спектрам частичных разрядов и регистрацией
акустических колебаний при помощи ультразвука. Оба метода
разработаны СКТБ ВКТ Мосэнерго совместно с Ленинградским
заводом ’’Электроаппарат”, изготавливавшим элегазовое обору¬
дование для подстанции. При пусконаладочных работах на под¬
станции напряжением ПО кВ с 28 элегазовыми ячейками обна¬
ружение дефектов производилось только по амплитудным
спектрам частичных разрядов, так как метод регистрации
дефектов при помощи ультразвука к тому времени не был еще
достаточно апробирован.
Методика выявления дефектов предусматривала их опозна¬
ние, классификацию, ликвидацию или локализацию, а также
испытание изоляции повышенным напряжением.
Дефекты в элегазовой изоляции различны. Наиболее расп¬
ространены дефекты в эпоксидных изоляторах, что объясняется
недостаточно качественным их изготовлением, включая нару¬
шение режима полимеризации. Заусенцы на металлических
96

деталях, проводящие посторонние частицы появляются в эле¬
газовой среде вследствие небрежной сборки отдельных узлов и
их монтажа. Посторонние частицы в виде металлической пыли
могут появиться от трения подвижных контактов в розеточных
соединениях.
Как было уже отмечено, каждый вид дефекта характеризует¬
ся своими значениями напряжений зажигания и погасания,
кажущегося заряда, среднего тока и числом импульсов в секун¬
ду частичных разрядов.
Испытания элегазового оборудования показали, что наибо¬
лее распространены подвижные частицы. Эти частицы, незави¬
симо от причины их появления, дают два вида дефектов: исче¬
зающий и не поддающийся тренированию. Исчезающие дефек¬
ты характеризуются исчезновением кажущегося заряда под
действием приложенного напряжения, что может быть объяс¬
нено стренированием подвижных частиц с течением времени,
т.е. Q (0 -*■ 0. Другой вид дефекта характерен сохранением опре¬
деленного по значению кажущегося заряда, который и после
тренирования остается практически постоянным, т. е.
Q (t) -*■ const. Это постоянство заряда относится, конечно, к
одному значению приложенного напряжения, при другом значе¬
нии этого напряжения значение кажущегося заряда будет дру¬
гим, хотя и постоянным для этого значения напряжения. Наи¬
более опасным дефектом, как показала практика монтажа и
эксплуатации элегазового оборудования, являются неисчезаю¬
щие частицы в зоне эпоксидного изолятора или на его поверх¬
ности, эти частицы с течением времени не уходят в зону слабого
поля и не выпадают в ловушки.
Частичные разряды возникают иногда на фоне коронирующе-
го разряда (короны), в свою очередь, возникающего от каких-ли¬
бо острых заусенцев, например, заостренный шлиц на крепеж¬
ном винте, фланце и т. п. Коронный разряд легко определяют,
так как его заряд и частота импульсов в большой степени зави¬
сят от полярности полуволн переменного напряжения: при
отрицательной полуволне кажущийся заряд разряда значи¬
тельно меньше заряда на положительной полуволне (Q_<(?4-), а
частота импульсов, наоборот, меньше на положительной полу¬
волне (N_ > N+).
Физические процессы, характеризующие развитие коронного
разряда из стримера, делают напряжение зажигания коронного
97
7-6017

разряда большим по значению, нежели напряжение зажигания
частичного разряда от подвижных частиц, и его заряд на поло¬
жительной полуволне находится в пределах 100 - 1000 пКл. Ко¬
ронный заряд представляет собой постепенное стечение зарядов
с острия, образуя сначала стримеры, а уж затем переходя в коро¬
ну-
Подвижные частицы в электрическом поле образуют частич¬
ный разряд, как только приложенное напряжение достигнет
значения напряжения зажигания: чем ближе подвижные части¬
цы к какому-либо из электродов, тем меньше напряжение зажи¬
гания частичного разряда.
Частичные разряды возникают в объеме элегазового оборудо¬
вания и из-за нарушения геометрических размеров внутри
конструкций, изменения конфигурации токоведущих частей и
отдельных электродов. Эти дефекты сами по себе слабо иска¬
жают электрическое поле и часто не приводят к частичным
разрядам, но с уменьшением в отдельных случаях изоляцион¬
ных расстояний могут привести к уменьшению электрической
прочности отдельных элементов оборудования. Следует обра¬
тить внимание и на такой факт: в элегазовой изоляции могут
образовываться диэлектрические частицы, характеризующиеся
очень малым зарядом частичного разряда, а это при наличии
проводящих частиц делает практически невозможным регист¬
рацию непроводящих частиц.
Обнаружение дефектов по спектрам частичных разрядов.
Порядок подачи испытательного напряжения зависит от состоя¬
ния изоляции: без дефектов; стренированная, т. е. улучшенная;
дефектная.
Каждое испытание состоит из нескольких этапов (рис. 36):
этап I - подготовительный;
этап II - выдержка испытательного напряжения;
этап III — уменьшение испытательного напряжения;
этап IV - дополнительное кондиционирование;
этап V- испытание напряжением наибольшего значения;
этап VI-проверка изоляции перед включением в эксплуата¬
цию после приложения максимального по значению испыта¬
тельного напряжения.
Контроль значения испытательного напряжения ведется по
киловольтметрам верхней ступени источника напряжения.
Рассмотрим эти этапы испытаний.
98

Рис. 36. Этапы электрических испытаний для изоляции:
а — без дефектов; б — улучшенной; в — дефектной
Подготовительный этап 1. Независимо от состояния
изоляции (а состояние изоляции до испытаний нам практичес¬
ки неизвестно) на этом этапе испытательное напряжение пода¬
ется на испытуемый объект ступенями. Это позволяет доста¬
точно быстро отбраковать грубые дефекты, облегчает трениров¬
ку элегазовой изоляции во времени и фиксирование процессов
электрического старения в изоляции.
Значение испытательного напряжения по ступеням опреде¬
ляется величиной напряжения зажигания первых частичных
разрядов. Испытательное напряжение сначала увеличивается с
нуля до напряжения появления первых разрядов, регистрируе¬
мых по осциллографу. На этой ступени напряжения измеряется
прибором MUT-8 и осциллографом кажущийся заряд, а спектр
частичного разряда записывается анализатором (типа АИ-128,
АИ-256 и др.), равно как его амплитуда, число импульсов N на
положительной и отрицательной полуволнах. Если с течением
времени на этой ступени испытательного напряжения частич¬
ные разряды исчезают, т. е. частицы стренировались и ушли,
таким образом, из поля, характеристики разрядов Ç, N и I
99

уменьшаются, то время выдержки изоляции на этой ступени оп¬
ределяется временем, необходимым для исчезновения кажу¬
щегося заряда, т. е. его уменьшения до нуля (Q = 0).
Затем испытательное напряжение увеличивается до значе¬
ния напряжения следующей ступени, опять производится
тренирование частичных разрядов, и снова измеряются характе¬
ристики вновь возникших частичных разрядов. Таким образом,
напряжение поднимается тремя-четырьмя ступенями до значе¬
ния 1,5 І/ф.
Если при увеличении испытательного напряжения до значе¬
ния рабочего напряжения, равного обычно Пф, частичные раз¬
ряды не регистрируются, т. е. их нет, то на этой ступени напря¬
жения изоляция всегда тренируется в течение нескольких (5-
-10) минут, чтобы убедиться в действительном отсутствии частич¬
ных разрядов. Это требование диктуется условием: элегазовая
изоляция считается удовлетворительной при отсутствии частичных
разрядов на рабочем напряжении, т. е. Q = 0. Так как в этом надо
обязательно убедиться, требуется приложение к изоляции на¬
пряжения во времени.
После испытания изоляции на ступени рабочего напряжения
Ѵф испытательное напряжение увеличивают ступенями до зна¬
чений соответственно 1,151/ф и 1,5 17ф , и на каждой ступени изо¬
ляция тренируется и измеряются характеристики (Q, N, I) час¬
тичных разрядов. Время приложения напряжения на каждой
ступени испытательного напряжения определяют характером
стабилизации частичных разрядов. По достижении стабилиза¬
ции, что определяют постоянством кажущегося заряда (Ç=
= const) частичных разрядов, время выдержки испытательного
напряжения определяется лишь временем, необходимым для
измерения и регистрации всех параметров частичных разрядов
на данной ступени напряжения.
Этап длительного тренирования (II) производится в
течение 30 мин; на ступени напряжения 1,5Пф измеряют все
параметры имеющихся частичных разрядов, определяют вид де¬
фекта по их спектру и характер проявления дефекта во време¬
ни. Выявляют места дефектов при помощи акустических датчи¬
ков, устанавливаемых на поверхности корпусов элементов эле¬
газового оборудования.
На этом этапе предварительно решают вопрос о возможности
включения элегазового оборудования в эксплуатацию. Учиты¬
100

вают при этом наличие частичных разрядов по эпоксидным изо¬
ляторам или вблизи них как наиболее опасный вид дефекта.
Этап снижения напряжения (III). Производят плавное
уменьшение значения испытательного напряжения до уровня
ступеней, на которых измеряют значения напряжений погаса¬
ния частичных разрядов, при этом сравнивают значения напря¬
жений зажигания и погасания разрядов при одинаковых значе¬
ниях заряда Q частичных разрядов.
Испытания на этапе снижения напряжения позволяют при¬
нять окончательное решение о состоянии изоляции элегазово¬
го оборудования, его включении или переборке и устранении
дефектов.
Если после I - III этапов изоляцию признают хорошей и при¬
годной к эксплуатации, то производят испытание изоляции
наибольшим по значению испытательным напряжением, опре¬
деляемым программой испытания, согласованной заводом-изго¬
товителем КРУЭ.
Этап приложения наибольшего испытательного
напряжения (V)заключается в одноминутном приложении
испытательного напряжения значением 180 кВ для КРУЭ-110
(320 кВ для КРУЭ-220). Напряжение увеличивают плавным
подъемом до значения (7ИСП с последующим плавным его
уменьшением. Выдержки времени на наибольшем значении на¬
пряжения практически нет, контроль частичных разрядов не
производят.
Этап проверки изоляции после приложения на¬
ибольшего испытательного напряжения (VI) прово¬
дят для того, чтобы убедиться в отсутствии новых дефектов.
После приложения [7ИСП могут появиться новые дефекты, не
выявленные ранее из-за недостаточной напряженности поля в
месте дефекта. Напряжение плавно увеличивают до значения
затем также плавно уменьшают. Измеряют напряжения
зажигания и погасания частичных разрядов и производят выяв¬
ление по осциллографу характера дефекта. Время выдержки ис¬
пытательного напряжения на этом этапе не нормируют.
Этап дополнительного кондиционирования (IV)
проводят в случаях, если после подготовительных этапов І-ІІІ
возникают сомнения в результатах испытаний. Цель этого этапа
испытания - ускорить процесс развития дефекта и ’’сжечь” его
при повышенной напряженности поля. Для этого испытатель¬
ное напряжение плавно увеличивают до 125 кВ (для КРУЭ-110)
101

и так же плавно уменьшают, при этом измеряют напряжения за¬
жигания и погасания частичных разрядов и регистрируют харак¬
тер дефекта, после этого решают вопрос о пригодности испыту¬
емого оборудования к работе. В случае признания оборудования
дефектным производят его переборку, устраняют дефекты, и
оборудование испытывают вновь.
Ультразвуковой метод дефектоскопии в настоящее время яв¬
ляется основным для определения места расположения дефек¬
та в элегазовом оборудовании. Метод внедрен в практику СКТБ
ВКТ Мосэнерго (руководитель работ инж. Ю. В. Шматов), им же
разработано и применено регистрирующее ультразвуковое уст¬
ройство (РУЗ).
Устройство регистрирует колебания оболочки, вызванные
ударом отдельных частиц или изменением состояния элегаза
под воздействием частичного разряда или короны внутри полос¬
ти контролируемого элемента оборудования. Эти колебания
преобразуются пьезоэлектрическим датчиком в электрический
сигнал. Датчик может работать в диапазоне частот от 10 до
100 кГц. При низких частотах во избежание большого измене¬
ния падения напряжения на датчике нагрузочное сопротивле¬
ние датчика должно быть по значению большим, так как обыч¬
но емкостное сопротивление датчика очень велико. Поэтому
предварительный усилитель, монтируемый, как правило, с
пьезодатчиком в одном корпусе, имеет большое входное и
малое выходное сопротивления, коэффициент усиления пред¬
варительного усилителя 100.
Датчик устанавливают на поверхности контролируемого эле¬
мента комплектного элегазового оборудования, как показано
на рис. 37. От датчика сигнал по кабелю поступает в блок реги¬
страции с оконечным усилителем с коэффициентом усиления
около 70. С оконечного усилителя сигнал поступает на самопи¬
сец или осциллограф или головные наушники (телефоны) — это
зависит от регистрирующего устройства, применяемого при кон¬
кретных испытаниях.
Снятые при помощи осциллографа осциллограммы (или диа¬
граммы на самописце) позволяют судить о состоянии проверяе¬
мого оборудования. Диагностику дефектов производят сравне¬
нием характеристик поврежденного оборудования и его исправ¬
ного состояния. Различие характеристик позволяет дать коли¬
чественную и качественную оценки повреждения.
102

dB,
Рис. 38. Вид акустического сигнала дви¬
жущейся частицы при ударе в оболочку
Рис. 37. Установка акустического датчика на оболочке испытуемого оборудова¬
ния:
1 — корпус (оболочка) оборудования; 2 — соединение клеевое; 3 — гайка; 4 — ка¬
нал кольцевой; 5 — преобразователь акустический
Для различных видов дефектов осциллограммы имеют свои
особенности. Испытательное напряжение (переменное или
постоянное), его амплитудные значения в основном определя¬
ют эти особенности. Так, например, при движении частицы в
элегазе в электрическом поле напряжением 10 кВ частоты 50 Гц
и ударе ее в оболочку характеристика ультразвуковых колеба¬
ний имеет вид, представленный на рис. 38. Амплитуда ультра¬
звукового сигнала для той же частицы в поле постоянного на¬
пряжения оказывается больше почти в 5 раз.
По характеру колебательного процесса в электрическом поле
частоты 50 Гц можно судить о типе дефекта. Так, при наличии
острия, если при движении частицы амплитуда колебаний не
зависит от фазы приложенного напряжения, характер колеба¬
тельного процесса зависит от фазы испытательного напряже¬
ния. Это может быть объяснено тем, что разряд от острия возни¬
кает первоначально при отрицательной полуволне и лишь
затем при положительной. Такая особенность острия как де¬
фекта позволяет по изменению амплитуд сигнала при положи¬
тельной и отрицательной полуволнах напряжения частоты
50 Гц выявлять тип дефекта.
Испытания элегазовых ячеек на подстанции подтвердили эф¬
фективность метода ультразвуковой дефектоскопии: на протя¬
женном токопроводе по характеру осциллограмм и амплитудам
колебаний были определены типы дефектов, при разборке
эти предположения подтвердились и были обнаружены метал¬
103

лические частицы (по осциллограмме были ’’частицы”), а так¬
же кусок резины и заусенец в сварном сочленении (по осцилло¬
грамме было ’’острие”).
Таким образом, ультразвуковая дефектоскопия позволяет об¬
наружить и выявить дефекты элегазового оборудования в
стадии монтажа и устранить их до окончательной сборки ячеек
КРУЭ. Кроме того, ультразвуковая дефектоскопия имеет перед
методом частичных разрядов существенное преимущество: она
позволяет выявлять дефекты и от диэлектрических непроводя¬
щих частиц, в то время как электрическими способами измере¬
ния частичных разрядов такие дефекты не выявляют. Поэтому
следует предположить, что по мере накопления опыта метод
выявления дефектов ультразвуком будут внедрять при монта¬
же и наладке элегазового оборудования все больше.
Высокочастотная дефектоскопия элегазового оборудования.
Всякое испытание элегазовой изоляции в процессе пусконала¬
дочных работ преследует одну цель: убедиться в соответствии
ее качества техническим требованиям. Дополнительную инфор¬
мацию о качестве изоляции может дать высокочастотная де¬
фектоскопия при помощи акустической диагностики.
Известны два метода такой диагностики: один - фиксирует
дефекты в изоляции во времени и в пространстве без определе¬
ния причин их возникновения и характера распространения де¬
фектов; другой - определяет эти дефекты также во времени и в
пространстве, но с определением причин их возникновения и
перспектив развития. Наиболее эффективным для более пол¬
ной информации о состоянии оборудования является сочетание
обоих методов и рациональное использование средств контроля
за состоянием элегазового оборудования.
Создание многоканальной многодатчиковой системы акусти¬
ческой диагностики с использованием микропроцессорной и
цифровой техники повышает надежность контроля изоляции
крупных объектов, к которым прежде всего следует отнести
элегазовые подстанции. Применение акустического метода ди¬
агностики дефектов оказывается наиболее эффективным лишь
при использовании совершенных методов обработки получае¬
мой информации, сама же информация должна быть как можно
ближе к истине. Поэтому датчики, регистрирующие акустичес¬
кие сигналы, устанавливают непосредственно на поверхности
отсеков модуля или ячейки элегазового оборудования.
104

Рис. 39. Структурные схемы многока¬
нальной системы акустической диаг¬
ностики элегазового оборудования с
параллельным построением каналов
(а) и с коммутатором каналов (б):
1 — датчик; 2 — усилитель предва¬
рительный; 3 — фильтр высокой часто¬
ты; 4 — усилитель основной; 5 — демо¬
дулятор; б — измеритель уровня аку¬
стических сигналов; 7 — детектор;
в — коммутатор каналов; 9 — генератор
рователь сигналов; 11 — магнитофон;
13—ЭВМ; 14 — дисплей
тактовой частоты; 10— усилитель—форми-
12 — аналого-цифровой преобразователь;
При увеличении испытательного напряжения, прикладывае¬
мого к испытуемому оборудованию, имеющиеся в нем дефекты
могут вызвать частичные разряды, которые воспринимаются
датчиками как акустические сигналы. Эти сигналы, проходя
через акустический преобразователь, преобразуются пьезоэле¬
ментом в электрические сигналы, регистрируемые измеритель¬
ной аппаратурой.
На рис. 39 приведены структурные схемы системы акустичес¬
кой диагностики. От датчика 1 сигнал поступает в предвари¬
тельный усилитель 2, оттуда через фильтр 3, основной усили¬
тель 4 и демодулятор 5 на измеритель 6 уровня акустических
сигналов.
Для получения более надежных результатов предусилителю
предъявляют особые требования, тем более что сигнал от дат¬
чика относительно мал (порядка 10 мкВ). Предусилитель дол¬
жен обеспечивать: наименьшее искажение сигнала (лучше во¬
обще его не давать); оптимальную полосу пропускания с полез¬
ным соотношением сигнал/шум; большой коэффициент усиле¬
ния до 10 дБ от входа приемника до выхода на последующий
усилитель; независимость от усиления параметров предусили¬
теля; линейность амплитудной характеристики.
Для ослабления влияния промышленных шумов и внешних
акустических помех сигналы специально обрабатывают ранним
фильтрованием, а малошумящий предусилитель размещают
ближе к датчику, что способствует качественному усилению
сигнала (в 100 раз). Вообще размещение датчиков и характер их
105

крепления на поверхностях элементов КРУЭ имеют большое
значение для эффективности выявления дефектов. Датчики
следует располагать посредине, в центре каждого проверяемо¬
го объема, тем более что акустический сигнал, проходя через
эпоксидный изолятор, значительно ослабляется (в 10 раз).
Число точек для одного проверяемого полюса должно соответ¬
ствовать числу каналов в данной применяемой для измерения
схеме.
Крепление датчиков на поверхности оболочки проверяемого
объекта производят через концентраторы, приклеиваемые эпо¬
ксидным компаундом с наполнителем из нитрида бора. Такое
крепление увеличивает амплитуду акустического сигнала в
2,5 раза.
На рис. 39 приводятся структурные схемы многодатчиковых
систем. В обеих схемах сигнал от датчика поступает в предвари¬
тельный усилитель, но если в одной схеме сигнал далее через
фильтр высокой частоты, основной усилитель и демодулятор
поступает в измеритель уровня акустических сигналов (рис. 39 д),
то в другой схеме сигнал через детектор 7 попадает на коммута¬
тор каналов 8 (рис. 39,6 ).
Первая схема, используя одноканальные структурные едини¬
цы, уже утвердившие себя в эксплуатации, проста в изготовле¬
нии, но громоздка и дорога при многоканальности системы.
Вторая схема использует в десятиканальной системе комму¬
татор каналов, в который поступают сигналы всей многоканаль¬
ной системы. Скорость коммутации сигналов в коммутаторе ре¬
гулирует генератор 9 тактовой частоты. После коммутатора сиг¬
нал усиливается и формируется, а затем разделяется, и часть
поступает на входное устройство с аналого-цифровым преобра¬
зователем АЦП-ПВ 12 и ЭВМ 13, другая часть с усилителя-фор¬
мирователя — на дисплей 14 для непрерывного визуального кон¬
троля за объектом испытания.
Для снижения потерь получаемой высокочастотными пьезо¬
электрическими датчиками информации в схеме применена де¬
модуляция высокочастотных каналов, в результате чего выдя-
ляется наиболее низкочастотная составляющая спектра часто¬
той 100 Гц и ниже.
При подготовке к работе десятиканалъной системы произво¬
дят калибровку акустической системы регистрации частичных
разрядов. Для этого при подъеме испытательного напряжения
до значения начала зажигания частичного разряда измеряют
106

величину максимального кажущегося заряда, при этом калиб¬
ровку измерительной схемы выполняют при помощи генератора
РЕТ-2 согласно методике по ГОСТ 20083-74.
Акустические сигналы, появляющиеся при частичных разря¬
дах, усиливают через пьезоэлектрические преобразователи
предварительным усилителем, а уж затем поступают на детек¬
тор-микросхему. Частоту переключения схемы задают генерато¬
ром тактовой частоты. Импульсы от генератора поступают на
аналого-цифровой преобразователь, формирующий напряжение
ступенчатой формы. К входам каналов коммутатора синхронно
подают на осциллограф отклоняющие напряжения по горизон¬
тали и вертикали. Таким образом, на экране трубки видно расп¬
ределение акустических сигналов одновременно от десяти то¬
чек испытуемого элемента комплектного элегазового оборудо¬
вания.
Применение акустического метода диагностики дефектов
элегазового оборудования показало его эффективность уже на
стадии опытно-промышленного внедрения. Этот метод позво¬
ляет регистрировать частичные разряды в момент возникнове¬
ния одновременно с регистрацией их электрическим методом,
а использование при этом многоканальной системы диагности¬
ки за состоянием изоляции КРУЭ дает основание считать аку¬
стический метод более перспективным в условиях их эксплуа¬
тации. К тому же по сравнению с электрическим методом выяв¬
ления дефектов в КРУЭ акустический метод не требует источ¬
ника, свободного от частичных разрядов.
Определение вида дефектов элегазового оборудования по
акустическим спектрам. Как показали испытания по выявле¬
нию дефектов акустическим методом, отдельным видам дефек¬
тов свойственны свои акустические спектры.
Частичные разряды в элегазовом оборудовании вызываются
различными дефектами, условно их можно классифицировать:
1)	неподвижные частицы и микровыступы. Вызывают иониза¬
цию элегаза вблизи частицы или поверхности выступа как в
неоднородном поле, значение заряда частичного разряда опре¬
деляют этим процессом; спектр дан на рис. 40,а;
2)	небольшие подвижные частицы. Разряд происходит между
частицей и электродом, заряд частичного разряда определяется
пробивным напряжением промежутка между электродом и час¬
тицей, а также емкостью частицы относительно электрода.
Спектр дан на рис 40,6;
107

Рис. 40. Спектры акустических сигналов при различных дефектах:
а — в виде микровыступов и неподвижных частиц; б — мелких подвижных частиц
на заземленной поверхности оболочки ячейки; в — скользящих разрядов по по¬
верхности изолятора; г — разрядов в газовых пустотах изоляторов; 1— напряжение
испытательное; 2 — сигнал акустический при дефектах
3)	скользящие разряды на поверхности изоляторов. Заряд час¬
тичного разряда определяется емкостью элемента, на поверх¬
ности которого появился разряд. Спектр приведен на рис. 40,в;
4)	разряды в газовых включениях твердой изоляции характе¬
ризуются быстротой пробоя по сравнению со временем заряда
этой емкости. Заряд частичного разряда определяется емкостью
газового включения (пустоты) в изоляции. Спектр дан на
рис. 40,г.
Таким образом, зная спектры отдельных дефектов, можно по
акустическому сигналу определить вид дефекта в элегазовой
изоляции. Для этого при дефектоскопии элегазовой изоляции
необходимо произвести спектральный анализ полученного аку¬
стического сигнала. Спектральный анализ заключается в разло¬
жении полученного акустического сигнала во впеменной и час¬
тотной плоскостях, для этого сигнал сначала преобразуют в час¬
тотной плоскости и при этом отбирают для анализа первые гар¬
моники частотного спектра, имеющие максимальные амплиту¬
ды - наиболее информативные компоненты спектра; затем сиг¬
нал восстанавливается во временной плоскости. Такой метод
контроля частичных разрядов позволяет выявлять вид дефекта
и его геометрию, что особенно важно для прогнозирования раз¬
вития дефекта в процессе эксплуатации оборудования.
108

t
dB
a)
млллл.
Рис. 41. Осциллограммы акустических сигналов при:
а — отсутствии дефекта (посторонние шумы отфильтрованы или уменьшены
до минимального значения); б — коронирующем острие; в — от стружки внутри
оболочки; г — от сфероподобной частицы внутри оболочки
Вид дефекта выявляют и при анализе осциллограммы акус¬
тического сигнала на экране осциллографа или дисплея. Если
частичные разряды на входе преобразователя создают сигналы,
не превышающие порога чувствительности измерительного
устройства при заданном значении испытательного напряже¬
ния (шумы и прочие помехи при этом отфильтровывают), на эк¬
ране регистрируют сигналы, дающие практически прямую
линию (рис. 41,а). Дефекты отсутствуют.
Для нахождения места расположения дефекта при проверке
какого-либо объема КРУЭ преобразователи должны распола-
109
гаться так, чтобы место дефекта было определено с практичес¬
кой точностью. Делается это так: три преобразователя распола¬
гают последовательно на поверхности исследуемого объема и
место дефекта определяют по точке, в которой амплитуда сиг¬
налов была наибольшей по сравнению с амплитудами сигналов в
соседних точках справа и слева. Если при этом уровень сигнала
от преобразователей превосходит более чем в 2 раза уровень шу¬
мов, производят классификацию дефектов. Скорость развертки
самописца 250 мм/с.
При сигналах, показанных на рис. 41,6, дефекты проявляются
в виде ’’коронирующего острия”, т. е. это могут быть задиры на
электроде, заусенцы, острие сварных швов, неподвижные части¬
цы. При сигналах, имеющих импульсный характер (рис. 41,в, г),
дефекты оказываются в виде подвижных частиц. Стружка,
свободно плавающая в электрическом поле между электродами
внутри объема, дает картину рис. 41,в, сфероподобная подвиж¬
ная частица - рис. 41,г. Таким образом, и визуальный анализ
видеограмм позволяет тоже определить вид дефекта и место
его расположения.
Следует заметить, кроме того, что изменение геометрии
дефекта фиксируют и по характеру зависимости амплитуды
акустического сигнала от испытательного напряжения частоты
50 Гц, приложенного к объекту испытания.
Оценка испытаний. Критерием оценки качества изоляции
элегазового оборудования в результате испытаний является
значение кажущегося заряда частичных разрядов, выявленных
при приложении повышенного испытательного напряжения.
При испытаниях напряжением до 1 Цф в элегазовом оборудо¬
вании частичные разряды быть не должны, т. е. кажущийся за¬
ряд Q = 0.
При приложении испытательного напряжения от ІПф до
1,15 Пф к элегазовому устройству со стабильными дефектами
кажущийся заряд частичных разрядов не должен превышать
20 пКл ( Q <20 пКл). К стабильным дефектам при этом относят
дефекты, поддающиеся тренировке и неразвивающиеся во вре¬
мени, с мелкими подвижными частицами, расположенными в
местах слабого электрического поля (например, в ловушках и
токопроводах) и не собирающимися на самом изоляторе или в
его зоне.
Кажущийся заряд коронного разряда, характерного для де¬
фектов в виде неподвижных частиц и заусенцев (острие), дол¬
110

жен быть равен 0 при напряжениях менее 1,1517ф и не должен
превышать 100 пКл (Q < 100 пКл) при испытательных напряже¬
ниях от 1,1517ф до 1,5 17ф.
Мелкие подвижные частицы, находящиеся вблизи эпоксид¬
ных изоляторов, при испытательном напряжении 1,15 17ф могут
иметь кажущийся заряд частичных разрядов не более 100 пКл
(Q< 100 пКл).
Приведенные критерии оценки качества изоляции элегазово¬
го оборудования относятся к предпусковым испытаниям пол¬
ностью собранного комплектного распределительного устройст¬
ва на месте его установки. Места расположения дефектов опре¬
деляют акустическим методом.
При испытаниях на месте отдельных элементов комплектно¬
го элегазового устройства значения кажущихся зарядов при на¬
личии частичных разрядов должны быть на порядок меньше тех
значений, которые допускаются или были получены при пред¬
пусковых испытаниях. При испытаниях отдельных элементов
КРУЭ напряжением 1,15 17ф и более (17>1,1517ф) кажущийся за¬
ряд не должен быть более 20 пКл в случаях, когда дефекты вы¬
ражены в этих элементах в виде подвижных частиц, характери¬
зующихся, в свою очередь, четкой зависимостью кажущегося за¬
ряда Q частичного разряда от напряжения (с увеличением испы¬
тательного напряжения U увеличивается кажущийся заряд Q)
и равенством между собою зарядов на положительной и отрица¬
тельной полуволнах (Q+ = Q_).
В случаях, когда для проведения испытаний отдельных эле¬
ментов КРУЭ не имеется полного комплекта приборов, необхо¬
димых для измерения характеристик частичных разрядов, по
прибору, измеряющему значение кажущегося заряда, например,
MUT-8, значение кажущегося заряда не должно превышать
20 пКл (Q < 20 пКл) при испытательных напряжениях от 1,1517ф
до 1,5 17ф, а при напряжениях меньше 1,15 кажущийся заряд
проявляться не должен, т. е. Q = 0. Требование отсутствия заря¬
да при напряжениях менее 1,15 распространяется на все ви¬
ды дефектов, значение заряда не более 20 пКл при напряже¬
ниях от 1,15 17ф до 1,5 17 ф допускается при коронных разрядах,
для которых характерно наличие заряда на положительной по¬
луволне и почти отсутствие его на отрицательной полуволне
(Q+ > Q—)> слабо выражена зависимость заряда Q от напряжения
17, и при данном пороге напряжения зажигания иъл коронного
111

разряда наблюдается увеличение значения среднего тока I с
ростом напряжения U. Кроме того, характер коронного разряда
должен быть стабильным, что подтверждается отсутствием
увеличения тока во времени при этом уровне кажущегося заря¬
да Q.
Комплектное распределительное элегазовое устройство
считается выдержавшим испытания, если при приложении
испытательного напряжения не наблюдались пробои и после¬
дующая после приложения напряжения проверка не выявила
новых развивающихся дефектов. При этом критерии, оценки ка¬
чества изоляции КРУЭ, изложенные ранее, соблюдены.
Нормы испытаний. Испытания элегазового оборудования вы¬
соким напряжением более 1,5 17ф ограничены. Во избежание
преждевременного старения изоляции КРУЭ, имеющей тенден¬
цию к уменьшению срока службы с увеличением приложенного
напряжения и времени испытания, рекомендуется не произво¬
дить испытание изоляции КРУЭ повышенным напряжением
частоты 50 Гц без обоснования и согласования его с заводом-из¬
готовителем КРУЭ, а также его испытание напряжением 17исп=
= 2Пф в течение времени более 1 мин.
Кроме того, число этих испытаний ограничено: за весь срок
службы, определяемых не менее 10 лет, число испытаний повы¬
шенным напряжением частоты 50 Гц не должно превышать трех
для полностью собранных КРУЭ, включая предпусковые испы¬
тания и испытания после профилактических работ.
За все время эксплуатации общее время приложения напря¬
жения значением 2 17ф не должно превышать 3,2 ч, включая вре¬
мя испытания отдельных элементов КРУЭ.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Нормы испытания электрооборудования. — 5-е изд. М.: Атомиздат, 1978.
2.	Кучинский Г. С. Частичные разряды в высоковольтных конструкциях. Л.:
Энергия, 1979.
3.	Якобсон И. А. Испытания и проверки при наладке электрооборудования.
М.: Энергоатомиздат, 1988.
4.	Методика, и оборудование для измерения характеристик частичных разря-
дов в КРУЭ/Ю. П. Аксенов, Л. В. Летицкая, А. Е. Сахаров, А. И. Тарасов//Изв.
АН СССР. Сер. Энергетика и транспорт. 1984. № 5. С. 76—80.
5.	Метод диагностики элегазовой изоляции по параметрам частичных разря-
дов/Ю. П. Аксенов, А. Г. Ляпин, В. И. Попков, А. И. Тарасов//Изв. АН СССР. Сер.
Энергетика и транспорт, 1983. № 3. С. 50—56.
6.	Лиягностика изоляции высоковольтного газонаполненного оборудования/
Ю. П. Аксенов, А. Г. Ляпин, Л. В. Летицкая, В. И. Попков, А. И. Тарасов//Изв.
АН СССР. Сер. Энергетика и транспорт. 1984. № 2. С. 113—119.
7.	Измерение частичных разрядов в изоляции элегазового оборудования в ус¬
ловиях действующих подстанций/Ю. П. Аксенов, М. Ю. Головков, Л. В. Летицкая
и др.//Электричество. 1987. № 1. С. 21—26.
8.	Пипко А. И., Плисковский В. Л, Пенченко Е. А. Конструирование и расчет
вакуумных систем. М.: Энергия, 1979.
9.	Ячейки элегазовые трехполюсные серии ЯЭ-110. Техническое описание и
инструкция по эксплуатации. ВДО 412.178,1988.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие 	 $
1.	Элегаз и его свойства	 $
2.	Комплектные распределительные устройства с элегазовой
изоляцией 	 9
3.	Требования к элегазовому оборудованию 	 28
4.	Технологическая наладка элегазового оборудования	 30
5.	Электрическая наладка элегазового оборудования	 65
Список рекомендуемой литературы 	 З‘я	стр.
обл.

35 к.

ш ма
tfitPir filІет.'пиіосімі