5. Содержание отчета.

В отчете необходимо привести: цель и программу работы, таблицы измерений. По данным таблиц 1.4 и 1.5 построить зависимости Е_пр = f(h), представить образцы испытанных изоляционных материалов.

В конце отчета необходимо привести вывод по работе и подготовиться к ответу на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Как классифицируются электроизоляционные материалы?

2. Дать краткую характеристику жидким диэлектрикам.

3. Дать краткую характеристику твердым диэлектрикам.

4. Охарактеризовать достоинства и недостатки меди как проводни­кового материала.

5. Дать классификацию обмоточных проводов.

6. Охарактеризовать припои, применяемые при пайке обмоточных проводов.

7. Охарактеризовать электротехническую сталь и дать ее классифи­кацию.

8. Объяснить физику процесса уменьшения электрической прочности изоляции с увеличением ее толщины.

9. От чего зависит электрическая прочность воздуха?

10. Дать краткую характеристику твердеющим диэлектрикам.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

Дефектация силовых трансформаторов

при ремонте

Цель работы: изучить возможные неисправности силовых трансформаторов и освоить методику их обнаружения.

Программа работы:

1. Внешним осмотром определить основные неисправности конструктивных элементов трансформатора.

1.1 Ознакомиться с параметрами и конструктивными элементами

трансформатора, записать его паспортные данные;

1.2 Провести наружный осмотр трансформатора;

1.3 Провести ревизию выемной части трансформатора (осмотреть состояние обмоток, изоляционных деталей, магнитопровода, отводов, переключателей, выводных изоляторов).

2. Измерить сопротивление изоляции стяжных шпилек. Измерить сопротивление изоляции обмоток трансформатора.

3. Определить коэффициент абсорбции. Сделать вывод о состоя­нии изоляции.

4. Определить коэффициент трансформации трансформатора при всех положениях переключателя напряжения.

5. Измерить сопротивление обмоток трансформатора постоянному току.

Содержание работы и порядок ее выполнения

1 Старение изоляции обмоток, повреждения, вызванные аварийными и ненормальными режимами работы, некачественный ремонт, не­соблюдение правил эксплуатации приводят к выходу из строя тран­сформатора. Статистика показывает, что наибольшее количество повреждений возникает в устройствах обмоток, главной и продоль­ной изоляции, вводов и переключателей.

Поступивший в ремонт трансформатор прежде всего осматривают. Осмотр производят для выявления внешних неисправностей. Знакомятся с эксплуатационно-технической документацией, обращая особое внимание на сведения о работе и дефектах трансформатора в эксплуатации, результаты предыдущего ремонта и особые требования, предъявляемые заказчиком.

При внешнем осмотре проверяют общее состояние вспомогательно­го оборудования и выводных изоляторов ВН и НН трансформатора. Кро­ме того, проверяется состояние бака, радиаторов, обращается внима­ние на наличие вмятин, пробоин, трещин. Проверяется состояние уплотнений и крепежных деталей, исправность пробок и кранов, состояние маслоуказательного устройства, фарфоровых изоляторов, на­личие следов перекрытия.

Результаты внешнего осмотра трансформатора и неисправности, обнаруженные в процессе разборки, записывают в дефектовочную карту (ведомость дефек­тов), по которой определяется объем ремонта.

Дефектацией трансформатора называют комплекс работ по выявлению характера и степени повреждения его отдельных частей.

Работа по дефектации - наиболее ответственный этап ремонта. Поэ­тому производящий дефектацию должен знать не только признаки и причины неисправности, но и способы их безошибочного выявления и устранения. Характерные неисправности силовых трансформаторов и возможные причины их возникновения приведены в таблице 2.1.

Дефектация выемной части трансформатора начинается с осмотра обмоток. При осмотре обмоток трансформатора нужно обратить вни­мание на следующее:

- состояние витковой изоляции;

- отсутствие деформации и смещения обмоток в радиальном на­правлении, что может явиться следствием сдвигов и ослабления прокладок, планок, распорок;

- состояние мест спаек на обмотках;

- состояние охлаждающих каналов между обмотками, а также между обмоткой низкого напряжения и сердечником.

Изоляционные и дистанционные детали: цилиндры, перегородки, прокладки изготовляют преимущественно из электрокартона, а план­ки и рейки - из твердых пород дерева, обычно бука.

При осмотре этих деталей необходимо проверить прочность их крепления, нет ли усушки, пробоев изоляции, которые сопровождают­ся появлением прожогов, трещин, обугливанием и растрескиванием.

Таблица 2.1- Неисправности трансформаторов и причины

их возникновения

Элемент трансфор­матора	Неисправность	Причина неисправности
Обмотки	Витковое замыкание	Естественное старение и износ изоляции, систематические пере­грузки трансформатора; динамические усилия при сквозных к.з.
Обмотки	Замыкания на корпус (пробой), межфазное к.з	Старение изоляции; увлажнение масла и понижение его уровня. Внутренние и внешние перенапря­жения, деформация обмоток от больших токов к.з.
Обмотки	Обрыв в цепи	Отгорание отводов (выводных кон­цов) обмотки из-за низкого ка­чества соединения или электродина­мических усилий при к.з.
Переклю­чатели напряже­ния	Отсутствие контак­та. Оплавление контактов	Нарушение регулировки переключа­ющего устройства. Термическое воздействие на контакт токов к.з.
Вводы	Электрический про­бой на корпус	Трещины в изоляторах; понижение уровня масла в трансформаторе при одновременном загрязнении внутрен­ней поверхности изоляторов
Вводы	Электрический про­бой изоляции между отводами от­дельных фаз	Повреждение изоляции отводов к выводам или переключателю
Магнитопровод	«Пожар стали»	Нарушение изоляции между отдельными листами стали или стяжными болтами; слабая прессовка стали; образование короткозамкнутого контура при повреж­дении изоляционных прокладок между ярмом и магнитопроводом; образование к.з. контура при выполнении заземле­ния магнитопровода со стороны выводов ВН и НН
Бак и арматура	Течь масла	Нарушение сварного шва и плотности фланцевых соединений. Плохо притерта пробка крана, повреждена прокладка под его фланцами

Изоляцию по ее состоянию можно подразделять на 4 класса:

1 класс - изоляция хорошая (при нажатии рукой она мягкая и не дает трещин);

2 класс - изоляция удовлетворительная (при нажатии рукой она сухая, твердая, но трещин не образует);

3 класс - изоляция ненадежная (при надавливании рукой на ней появляются мелкие трещины или она расслаивается);

4 класс - изоляция плохая и непригодна к дальнейшей эксплуатации (при нажатии рукой она рассыпается).

При определении состояния магнитопровода необходимо проверить следующее:

- плотность затяжки сердечника ярма (кончик ножа не должен входить между листами стали и ярма на глубину более 5 мм);

- отсутствие цветов побежалости и ржавчины на стали, что свидетельствует об удовлетворительной изоляции между листами стали и отсутствие перегрева магнитопровода;

- отсутствие перекосов и вмятин магнитопровода;

- состояние изоляции отводов (вводов). Отводы от обмоток долж­ны быть плотно прикреплены к изолирующим планкам и надежно изолиро­ваны; вводы должны иметь надежную армировку с фланцами, хоро­шую резьбу на проходных стержнях и не иметь трещин, ожогов, сколов;

- величину сопротивления изоляции стяжных шпилек по отношению к магнитопроводу.

2. Измерение сопротивления изоляции стяжных шпилек по отношению к магнитопроводу производится мегаомметром М4100/4 на 1000 В, как показано на рисунке 2.1.

Величина сопротивления изоляции стяжной шпильки должна быть не менее 2…3 МОм (для трансформаторов с U = 3…10 кВ). Согласно инструкции, не допускается снижение сопротивления изоляции более чем на 50% исходных значений; при большем снижении необходимо выяснить и устранить причину снижения. Повреждаются чаще всего изолирующие шайбы непосредственно под гайками или изолирующая трубка, надеваемая на стяжной болт, в месте выхода из пакета стали. Заусеницы у краев отверстия при затяжке шпильки обычно прорезают изоляцию трубки. При нарушении изоляции возможен так называемый «пожар» стали магнитопровода. При соединении шпильки с сердечником в двух точках может образоваться короткозамкнутый контур, в котором магнитный поток наводит токи, которые могут нагревать шпильку до высокой температуры и вызывать выгорание стали магнитопровода.

Рисунок 2.1- Измерение сопротив­ления изоляции стяжной шпильки ярма и ярмовой бал­ки. (1-ярмо; 2- ярмовая бал­ка; 3-стальная шайба; 4-шпилька; 5-гайка; 6-изоляционная шайба; 7-изоляционная прокладка;8-изоляционная трубка; 9-мегаомметр; Л-зажим «Линия»; 3-зажим «Земля»; сплошная линия - для замера сопротивления изоляции шпильки; штриховая - для замера сопротивления изоляции ярмовой балки).

Для измерения сопротивления изоляции магнитопровода относитель­но ярмовых балок (рисунок.2.1) необходимо отсоединить заземляющую шинку от ярмовой балки и мегаомметром на 1000…2500 В измерить сопротив­ление изоляции. Оно должно быть не менее 2 МОм.

Результаты измерений сопротивления изоляции стяжной шпильки и ярмовой балки заносятся в таблицу 2.2.

Таблица 2.2- Сопротивление изоляции стяжной шпильки и ярмовой балки

Измеряемая величина	Между стяжной шпилькой и магнитопроводом	Между ярмовой балкой и магнитопроводом
Сопротивление изоляции, МОм

3. . Измерение сопротивления изоляции обмоток трансформатора осуществляется мегаомметрами типа Ф-2, Ф4100, M4100 на напряжение 2500 В согласно методики, изложенной в общих указаниях (стр. 10-11).

Состояние изоляции характеризуется не только абсолютным значением сопротив­ления изоляции (которое зависит от габаритов трансформатора и примененных в нем материалов), но и коэффициентом абсорбции (отношением сопротивления изоляции, измеренного через 60 сек. после приложения напряжения к сопротивлению изоляции, измеренному через 15 сек).

(2.1)

Измерение сопротивления изоляции позволяет судить как о мест­ных дефектах, так и о степени увлажнения изоляции обмоток трансформатора. Величина сопротивления изоляции R₆₀ сравнивается с данными заводских или предыдущих испытаний. Сопротивление изоляции R₆₀ за время ремонта не должно снижаться более чем на 30% (см. таблицу 2.3).

Таблица 2.3 - Наименьшие допустимые сопротивления изоляции R₆₀ обмоток трансформатора в масле

Номинальное напряжение обмотки высшего напряжения, кВ	Значение R60, МОм, при температуре обмотки, 0С
	10	20	30	40	50	60	70
До 35	450	300	200	130	90	60	40
110	900	600	400	260	180	120	80
Свыше 110	Не нормируется

Примечание. Значения относятся ко всем обмоткам трансформатора.

Коэффициент абсорбции (R₆₀/R₁₅) для трансформаторов мощ­ностью менее 10000 кВА, напряжением до 35 кВ при температуре +10…+30 °С должен быть не менее 1,3, а для трансформато­ров напряжением 110 кВ и выше - не менее 1,5.

Для трансформаторов, увлажненных или имеющих местные дефекты в изоляции, коэффициент абсорбции близок к единице.

Величина К_аб меняется с изменением температуры, поэтому для сравнения величин сопротивления изоляции необходимо измерять сопротивление при одной и той же температуре. В протоколе испы­тания поэтому указывается температура, при которой производилось измерение. Результаты измерения сопротивления изоляции заносятся в табли­цу 2.4.

Таблица 2.4 - Сопротивление изоляции трансформатора

Измеряемая величина	Между обмоткой и корпусом				Между обмотками		Темпера­тура изоляции, 0 С
	ВН - корпус		НН – корпус		ВН – НН
	R15	R60	R15	R60	R15	R60
Сопротивле­ние изоляции, МОм
Коэффициент абсорбции каб