Высоковольтный выключатель — главный коммутационный аппарат подстанции и распределительного устройства. Он включает и отключает рабочие токи и, что важнее, разрывает токи короткого замыкания, гася дугу за доли секунды. От его исправности напрямую зависит, успеет ли релейная защита локализовать аварию. При этом большую часть времени выключатель неподвижен, контакты медленно окисляются, смазка механизма стареет, а у масляных аппаратов деградирует масло. Испытание выявляет эти скрытые изменения до того, как они приведут к отказу коммутации.
Виды выключателей и что в них проверяют
По способу гашения дуги выключатели делятся на несколько типов, и от этого зависит часть программы испытаний:
- вакуумные — дуга гасится в вакуумной дугогасительной камере; проверяют целостность вакуума, ход и провал контактов, переходное сопротивление, временные характеристики;
- элегазовые — дугу гасит элегаз (SF6); дополнительно контролируют давление и плотность газа, состояние уплотнений;
- масляные — дуга гасится в трансформаторном масле; помимо электрических параметров обязательно испытывают масло на пробой и физико-химические показатели.
Общая для всех типов часть программы — переходное сопротивление главной цепи, временные характеристики, одновременность контактов и сопротивление изоляции.
Переходное сопротивление контактов
Это сопротивление главной токоведущей цепи выключателя во включённом положении. Через замкнутые контакты постоянно течёт рабочий ток, и любое повышение сопротивления приводит к нагреву, подгоранию и лавинной деградации контакта. Измеряют переходное сопротивление микроомметром методом «вольтметра-амперметра» на постоянном токе: через контакт пропускают значительный ток и измеряют падение напряжения. Полученное значение сравнивают с заводской нормой; превышение указывает на износ, подгорание или ослабление контактного нажатия. Это один из самых показательных параметров технического состояния выключателя.
Временные характеристики и одновременность контактов
Защита эффективна только тогда, когда выключатель отрабатывает в строго нормированное время. Поэтому измеряют собственное время включения и отключения — интервал от подачи команды до соответствующего замыкания или размыкания контактов. Делается это специальным прибором — анализатором временных характеристик, который записывает осциллограмму движения контактов и точно фиксирует моменты их касания и расхождения. Одновременно проверяют одновременность (разновременность) замыкания контактов разных фаз и полюсов: контакты должны замыкаться и размыкаться практически синхронно, иначе нагрузка распределяется неравномерно, а отключение растягивается. Сравнение полученных времён с паспортными значениями показывает состояние привода и механизма выключателя.
| Параметр | Прибор | Что показывает |
|---|---|---|
| Переходное сопротивление | Микроомметр | Износ и подгорание контактов |
| Время вкл./откл. | Анализатор временных характеристик | Быстродействие, состояние привода |
| Одновременность контактов | Анализатор временных характеристик | Синхронность работы полюсов |
| Сопротивление изоляции | Мегаомметр | Состояние изоляции цепей |
Сопротивление изоляции и испытание масла
Мегаомметром проверяют сопротивление изоляции главной цепи относительно земли и сопротивление изоляции вторичных цепей управления и сигнализации. Это базовая проверка, общая с другими аппаратами. У масляных выключателей к электрическим испытаниям добавляется проверка трансформаторного масла на пробивное напряжение и физико-химические показатели — масло в этих аппаратах одновременно гасит дугу и изолирует, поэтому его деградация напрямую снижает отключающую способность. Полная программа и нормы для конкретного выключателя принимаются по нормативной документации и заводским данным — как часть общего состава испытаний электроустановок.
Когда и зачем испытывают выключатели
Выключатели испытывают при приёмке после монтажа, после ремонта (особенно с разборкой дугогасительной камеры или привода) и периодически в эксплуатации. Смысл регулярного контроля прост: выключатель срабатывает на отключение КЗ единицы раз за свою жизнь, но именно в этот момент от него требуется безотказная и быстрая работа. Если за годы простоя выросло переходное сопротивление или замедлился привод, аппарат может не справиться с током короткого замыкания, и авария распространится дальше по сети. Регулярные испытания делают эту готовность подтверждённой, а не предполагаемой. Испытание высоковольтных выключателей завершается оформлением протоколов с фактическими значениями всех параметров рядом с нормируемыми.
Электролаборатория «Мега.ру» выполняет испытание высоковольтных выключателей вакуумного, элегазового и масляного типов — с измерением переходного сопротивления микроомметром, снятием временных характеристик анализатором и оформлением протоколов для надзорных органов и служб эксплуатации.