Способ определения неисправностей в электрической сетии 6-10 кВ и устройство для его осуществления

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ 6-10 кВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(71) Заявитель Минские кабельные сети Минского производственного объединения энергетики и электрификации Минскэнерго(73) Патентообладатель Минские кабельные сети Минского производственного объединения энергетики и электрификации Минскэнерго(57) 1. Способ определения неисправностей в электрической сети 6-10 кВ, заключающийся в подаче испытательного напряжения на всю длину линии электрической сети или ее отдельные участки и определении под его воздействием неисправности электрической сети по величине тока утечки, отличающийся тем, что подачу испытательного напряжения осуществляют путем подключения одной фазы выпрямленного рабочего напряжения электрической сети 6-10 кВ касанием металлическими щупами в течение 3-5 с линии электрической сети или ее отдельных участков без отключения оборудования трансформаторных подстанций и других элементов электрической сети. Фиг. 1 2. Устройство для определения неисправностей в электрической сети 6-10 кВ, содержащее схему выпрямления испытательного напряжения, отличающееся тем, что схема выпрямления испытательного на 4786 1 пряжения содержит выпрямительные диоды, соединенные последовательно с токоограничивающими резисторами проводником с изоляцией, а устройство содержит металлические щупы, соединенные с выводами схемы выпрямления, причем выпрямительные диоды и токоограничивающие резисторы размещены внутри изоляционных трубок, на одной из которых установлен миллиамперметр, через который испытательное напряжение подается на линию электрической сети или ее отдельные участки. Предполагаемое изобретение относится к электроэнергетике. Направлено, в частности, на сокращение продолжительности перебоев в подаче электроэнергии, возникающих при внезапных ее отключениях, из-за повреждений в электрических сетях 6-10 кВ. К ним относятся кабельные, воздушные линии (КЛ, ВЛ), состоящие из участков, соединенных между собой и оборудованием распределительных пунктов, трансформаторных подстанций (РП, ТП), с помощью разъединителей и других аппаратов. При возникновении неисправностей, основными из которых являются повреждение изоляции, обрывы проводов ВЛ, КЛ, дефекты оборудований РП, ТП и других элементов электросетей, производится автоматическое или, вручную, персоналом отключение линии от источника - центра питания (ЦП) со всеми подключенными к ней участками, в т.ч. исправными. Потребителям особо ответственных категорий электроснабжение восстанавливается от резервных источников автоматически. Остальным группам потребителей, которые составляют основную их численность, в соответствии с Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей (ПТЭ), оно восстанавливается персоналом, после определения повредившегося участка или элемента оборудования и отключения его от исправных. Из-за недостатков, применяемых для этого способов и технических средств, электроснабжение прерывается на продолжительный срок от 3-х до 5-ти и много более часов. Известными способами и устройствами, установленными Министерством энергетики Нормами испытаний электрооборудования (п. 28.1. - С. 100), определение неисправных элементов производится испытательным напряжением от мегаомметра, который представляет из себя прибор с встроенным в него автономным источником питания - небольшим генератором постоянного тока с ручным приводом. Предназначен для непосредственного измерения сопротивления изоляции, по величине которого определяют пригодность испытуемого объекта для дальнейшей работы. В связи с недостаточным испытательным напряжением его - до 2,5 кВ и малой мощности выявить повреждения удается в крайне редких случаях. Наиболее близким аналогом - прототипом предлагаемого изобретением способа и устройства является применение специальной высоковольтной испытательной установки - кенотронного испытательного аппарата (АКИ-50) или других аналогичных (Баранов и др. Сооружение и эксплуатация кабельных линий, 1959. - С. 423). Аппарат запитывается подключением его к источнику, напряжением 127-220 , которое с помощью повысительного трансформатора в комплекте с выпрямительным устройством преобразовывается в испытательное постоянное величиной до 50 кВ. Состояние изоляции при испытании аппаратом определяется величиной тока утечки. Неисправности в электросетях с его применением определяются достаточно надежно, но применение его затруднено. Требуется транспортирование аппарата к объекту испытаний, а также привлечение дополнительного специализированного персонала для ведения испытаний. Кроме того, в соответствии с требованиями Правил техники безопасности при эксплуатации электрических станций и сетей (п. 5.1.3. 15.4.1.), испытания указанными способами должны вестись при полном отключении с обеих сторон испытуемого участка от других частей электроустановки, т.е. каждый участок линии или элемент ее оборудования должен испытываться отдельно с многоразовой сборкой испытательных схем, выполнением ряда специальных мер по обеспечению безопасности персонала при испытаниях. Это, а также ведение самих испытаний,требует значительных затрат рабочего времени. Из-за отмеченных и ряда других недостатков эффективность применения их низкая. 4786 1 Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков. Предлагаемым способом и устройством - сокращенно - указателем повреждений 6-10 кВ (УП-6-10 кВ), неисправности определяются в минимальные сроки с необходимой достоверностью. При этом установленное Нормами испытаний электротехнического оборудования требование определения их с помощью испытательного напряжения и оценки пригодности изоляции величиной тока утечки, под его воздействием, используемого в прототипе, полностью сохраняется. Сущность предлагаемого способа определения неисправностей в электрических сетях, в отличие от прототипа, где источником испытательного напряжения является установка (АКИ-50), заключается в использовании для испытания непосредственно рабочего напряжения 6-10 кВ этой сети путем его выпрямления в постоянное испытательное, которое подается непосредственно на испытуемый объект, с помощью двух изоляционных трубок, внутри которых размещены элементы схемы выпрямления, соединенные последовательно. Устройство для реализации предлагаемого способа, в отличие от прототипа, где по условиям ПТБ испытания производятся отдельно каждого участка линии или ее элемента, позволяет производить испытание одного или, одновременно, нескольких участков линии без их отключения от исходной схемы сети 6-10 кВ. При этом, при включенном состоянии трансформаторов в ТП на испытуемых участках испытанию изоляции по отношению к заземленным частям подвергаются одновременно все три их фазы. Применение способа исключает приближение персонала к частям установки, находящимся под напряжением, требующимся при испытании прототипом. Изложенные отличия значительно сокращают необходимость применения прототипа, за исключением отдельных, редких случаев, при определении особо сложных неисправностей. Величина испытательного напряжения при использовании предлагаемого способа равна амплитудному фазовому сети - 5 и 8 кВ в установках соответственно 6 и 10 кВ. Случаи невыявляемых неисправностей изоляции крайне редки. Затраты времени на их определение и соответствующую им продолжительность перебоев в подаче электроэнергии сокращаются во многие десятки и более раз. На фиг. 1 представлена электрическая схема устройства на фиг. 2 - общий вид его в сборе. На фиг. 3 схема практической реализации способа. В состав электрической схемы (фиг. 1, 2) входят выпрямительные диоды(столбы) Д 1007 - 3 шт. (1), токоограничивающие резисторы ПЭ - 5 шт. по 50 Вт, 5 Ком каждое (2),миллиамперметр постоянного тока 150 мА (3), проводник с изоляцией на 20 кВ - ПВЛ-1 длиной 1,1 м (4),металлические щупы (5), соединенные с выводами схемы устройства через миллиамперметр, трубки изоляционные на 20 кВ длиной 1,2 м с внутренним диаметром 35 мм (6), на одной из них установлен миллиамперметр. Осуществление предлагаемого способа и устройства производится путем подачи одной фазы рабочего напряжения сети 6-10 кВ с помощью щупов устройства (5), кратковременным на 3-5 сек. касанием ими части испытуемого элемента и, одновременно, части установки, находящейся под рабочим напряжением, шунтируя при этом разделяющей их в схеме сети 6-10 кВ аппарат - разъединитель, выключатель и др. Неисправность изоляции на землю фиксируется максимальной величиной тока утечки миллиамперметром, которая обуславливается суммарным сопротивлением испытуемой изоляции и резисторов схемы устройства. Для данной конструкции утечка составляет 80-100 миллиампер в установках соответственно 6-10 кВ на всех, поочередно испытываемых, трех фазах, при условии отсутствия разрыва на первой от места испытания линии. Ток утечки протекает через миллиамперметр, токоведущие жилы фаз линии, обмотки трансформаторов, место повреждения, оболочки кабелей к заземленным нейтралям трансформаторов напряжения и другого оборудования на центре питания. Для определения конкретного участка или элемента линии производится ее деление и испытание по частям. Исправные участки включаются сразу в работу, поврежденные выводятся в ремонт. При исправном состоянии изоляции миллиамперметр показывает бросок зарядного тока емкости кабельных линий, входящих в схему испытания и постепенное его спадание по мере заряда. Наличие его является дополнительным подтверждением исправности изоляции. Во время испытания трансформаторы напряжения с заземленной нейтралью на испытуемом участке должны быть отключены. В распределительной сети 6-10 кВ они, как правило, отсутствуют. Для выявления замыкания между фазами без замыкания их на землю (что бывает крайне редко) необходимо испытывать каждую линию и каждую фазу отдельно при заземленных двух других фазах. При проведении таких испытаний следует сначала испытать линию на отсутствие разрыва. Для этого с помощью устройства - УП-6-10 кВ напряжение подается на две фазы поочередно при заземленной третьей. На противоположном конце этой линии должны быть соединены между собой проводником все три фазы. При отсутствии обрыва показание прибора 4786 1 Использование устройства эффективно для выполнения ряда других испытательных операций. Это испытание кабельной линии после произведенного ее ремонта, когда требуется срочное включение ее в работу испытание изоляции трансформаторной подстанции после повреждения ее оборудования в результате обильного увлажнения изоляции и др. На фиг. 3 приведена схема практического применения предлагаемого изобретением способа и устройства, где напряжением от источника питания (1) с помощью устройства УП-6-10 кВ (2) осуществляется одновременное испытание кабельной линии (3) и оборудования трансформаторной подстанции с включенным на ней трансформатором (4, 5). Устройство выполнено в переносном исполнении весом до 2,5 кг, удобном и доступном в пользовании электромонтерами электрических сетей и электроцехов других промышленных предприятий. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.