Основні теоретичні відомості

Універсальні вимірювальні штанги типів ШИ-35/110 і ШИ-220 застосовують для виявлення дефектних підвісних і опорних ізоляторів, контролю стану лінійних та підстанційних контактних з'єднань, використовують в закритих і відкритих електроустановках та лініях електропередач класу напруги 35,110 і 220 кВ.

Нормальна робота штанг гарантується на висоті не більше 1000 м над рівнем моря при температурі оточуючого повітря від -40 до +50 °С, відносній вологості повітря не більше 80 %.

Робота зі штангами без відключення напруги дозволяється згідно з "Правилами використання та випробування захисних засобів, які застосовуються в електроустановках" тільки в суху погоду!

Штанги не можна використовувати в середовищі з насиченим струмопровідним пилом, а також таким, що містить агресивні пари й гази.

Штанга (рис.1.1, а) має робочу частину 1, ізолюючу частину 2, ручку захвату З і вимірювальний прилад 4.

Робоча частина містить зйомні головки з вимірювальними приладами або вилку для зняття накидів проводів.

Ізоляційна частина і ручка захвату виготовлені з ізоляційного матеріалу, причому ручка відокремлена від ізолюючої частини обмежуючим кільцем. Штанга на напругу 110 кВ складається з двох частин, штанга на напругу 220 кВ - з декількох роз'ємних частин, що з'єднуються за допомогою шарнірного замка.

Габаритні розміри штанг: ШИ-35/ПО: L - 2830 мм, і L₁= 610 мм,

L2= I799 мм: маса штанги - 3 кг; ШИ-220: L = 3850 мм,і L₁ = 800 мм, L₂= 2675 мм, маса штанги- 3,8 кг.

Для контролю стану ізоляторів до штанги кріпиться вимірювальній пристрій з іскровим кіловольтметром, який має щупи (рис.1.1,б). Принцип контролю стану ізоляторів полягає в порівнянні реального розподілу напруги по елементах гірлянди з теоретичним.

Для контролю стану ізоляторів у мережах напругою 35 кВ додатково застосовують вимірювальну конденсаторну головку, в якій послідовно з іскровим кіловольтметром включений конденсатор з робочою напругою 35 кВ. Оскільки кількість ізоляторів у цих мережах складає 2 - 3, то на випадок пробою одного з них конденсатор запобігає штучному короткому замиканню у процесі проведення вимірювання напруги на ізоляторі іскровим кіловольтметром.

Гірлянду ізоляторів можна представити у вигляді ланцюжка послідовно з'єднаних ємностей (рис.1.4) однакової величини: С = S/ d (тут S – площа електродів, d – відстань між ними). Крім того, кожний ізолятор гірлянди має додаткову емність відносно проводу С' і заземленої опори С". Через ємності С' від кожного ізолятора гірлянди струм витікає на землю, внаслідок чого струми через емності С зменшуються із збільшенням відстані від лінійного проводу. В цьому випадку падіння напруги ΔUна елементах гірлянди C має вигляд: ΔU₁>ΔU₂…>ΔU_n. Максимальна напруга буде на першому від проводу ізоляторі гірлянди. Через емності С" від лінійного електроду притікає струм до проміжних електродів, внаслідок чого відбувається часткова компенсація витікаючого струму і крива розподілу напруги дещо вирівнюється. Однак внаслідок того, що ємність С'₁, через яку струм витікає, знаходиться під значно вищим потенціалом, ніж ємність С", по якій струм притікає, ефективної компенсації вітікаючих струмів не відбувається. Тому для ефективної компенсації використовують спеціальні екрани, які приєднують до першого від лінійного провода ізолятора, внаслідок чого збільшується ємність С" і крива розподілу напруги вирівнюється.

Рис. 1.1,а - Конструкція універсальної вимірювальної штанги (з пристроїм для контролю якості контактних з'єднань); б- вимірювальна головка з іскровим кіло-

вольтметром: 1 –регулюючий гвинт, 2 –плоский електрод, 3 –стержневий електрод.

Для контролю стану контактних з'єднань до штанги приєднують вимірювальний пристрій з мілівольтметром ідвома контактами.. Необхідно проводити два виміри: при першому - контакти накладають на те місце струмопроводу, де є контактне з'єднання, при другому - на цілу частину цього струмопроводу. Якість контактного з'єднання визначають порівнянням падіння напруги від струму навантаження на ділянці, що містить контакт, ΔU_к, з падінням напруги на ділянці такої ж довжини цілого проводу ΔU_п при тому ж струмі навантаження:

К= U_к/ΔU_п ≤2. (1.1)

Якість контактних з'єднань можна перевіряти за допомогою визначення теплової дії на парафін. При цьому способі до штанги кріплять спеціальну вилку з парафіновою свічкою ї на контактних з'єднаннях спостерігають наявність сліду від парафіну. Якщо слід від парафіну відсутній, контактне з'єднання вважають придатним для подальшої роботи.

Останнім часом використовують більш досконалі методи – контроль якості за допомогою тепловізорів, які дозволяють з високою точністю (± 1 °С) визначати температуру місць з'єднання струмопроводів.