книги / Техника высоких напряжений
..pdfми, так как разность потенциалов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
между ними не превышает несколь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
ких вольт, а емкостное сопротивле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
ние |
этим |
токам |
|
определяется |
не |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
большой емкостью экран-измери- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
тельные ветви и емкостью объекта, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
соединенной |
с |
первой |
последова |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
тельно CX>CN. |
|
экранов |
|
в пере |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Расположение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
вернутой |
|
схеме |
|
показано |
на |
Рис. 22-8. Принципиальная схема раздель |
||||||||||||||||
рис. 22-6. При работе по этой схеме |
||||||||||||||||||||||
ного измерения |
«геометрической» и абсорб |
|||||||||||||||||||||
прежде всего надо иметь в виду, что |
|
|
ционной емкостей. |
|
|
|
||||||||||||||||
от измерительных ветвей к конден |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
саторам CN и Сх идут соединитель |
|
Действие |
на |
катушку |
гальвано |
|||||||||||||||||
ные |
проводники, |
находящиеся |
под |
|
||||||||||||||||||
высоким |
потенциалом. |
|
|
|
|
метра тока разрядки емкости Сх |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
компенсируется противотоком от ба |
||||||||||
|
б) |
Приборы |
контроля |
|
тареи 70 в. |
В свою очередь величи |
||||||||||||||||
|
|
на |
противотока |
определяется |
на |
|||||||||||||||||
|
влажности |
( ПКВ) |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
пряжением, подводимым от делите |
||||||||||||||||||
В более простых по устройству |
||||||||||||||||||||||
ля |
напряжения |
/?д к цепи из Rm и |
||||||||||||||||||||
(в сравнении с мостовыми) прибо |
гальванометра, так что величина ем |
|||||||||||||||||||||
рах для контроля увлажнения орга |
кости |
объекта |
пропорциональна |
|||||||||||||||||||
нических |
диэлектриков, |
главным |
этому напряжению. |
|
|
|
||||||||||||||||
образом |
изоляции |
трансформато |
|
В приборе используются две ча |
||||||||||||||||||
ров и машин используется измене |
стоты перезарядки, |
нижняя |
0,3— |
|||||||||||||||||||
ние емкости или с частотой |
(е — г), |
2 гц%верхняя 50 гц. |
|
|
|
|||||||||||||||||
или |
во |
времени |
|
при |
ее |
заряде |
|
Если х—ступень на делителе /?д, |
||||||||||||||
(е — в). |
прибора |
е — г |
показана |
при которой гальванометр приходит |
||||||||||||||||||
Схема |
на |
нуль, |
то |
в |
одном |
измерении |
||||||||||||||||
на рис. 22-7, на котором буквой П |
Cxi= kx{, в другом |
Cx2=kx2 и сразу |
||||||||||||||||||||
обозначен |
переключатель, |
|
f |
раз |
находится |
отношение емкостей |
при |
|||||||||||||||
в секунду |
присоединяющий |
и |
от-^ |
взятых частотах |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
соединяющий емкость Сх к источни |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
ку напряжения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
При включении на разряд (Я ра |
|
В приборах е — в отдельно изме |
||||||||||||||||||||
зомкнут) |
емкость |
Сн ((нагрузочная) |
|
|||||||||||||||||||
воспринимает |
сначала |
заряд «гео |
ряются |
заряды |
|
„геометрической" |
||||||||||||||||
метрической» емкости объекта, а за |
емкости |
(СТ = С00) |
и абсорбционной |
|||||||||||||||||||
тем |
вместе |
|
с |
его |
абсорбционной |
(Сабс = |
С0— C J |
и |
рассматривается |
|||||||||||||
емкостью разряжается на гальвано |
их отношение |
|
|
. При измерениях |
||||||||||||||||||
метр и сопротивление /?ш, представ |
|
|
||||||||||||||||||||
ляющее шунт гальванометра. |
|
используются напряжения |
абсорбции, |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рассмотренные ранее. Для измерения |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
заряда |
„геометрической* |
|
емкости, |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
предварительно |
заряженной, |
объект |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
на |
несколько |
миллисекунд |
подклю |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
чается к измерительной схеме, пока |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
занной на рис. 22-8. |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При |
переводе переключателя П |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
на контакт 2 |
емкость сразу же вос |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
примет заряд |
«геометрической» ем |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кости объекта, и соответственно эта |
||||||||||
|
Рис. 22-7. Принципиальная |
схема |
|
лонная (без потерь и абсорбции) |
||||||||||||||||||
|
|
|
прибора |
е — г. |
|
|
|
|
емкость |
CN зарядится до некоторо- |
|
|
|
|
|
|
т. е. в 100 и более раз больше вре |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
мени |
заряда. |
В |
этом |
случае на |
||||||
|
|
|
|
|
|
CN измеряют |
t/абе |
и |
отношение |
|||||||
|
|
|
|
|
|
U а б с |
С а б е |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
и , ~ |
Сг |
|
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На рис. 22-9 приводится опытная |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
кривая зависимости ^*8° |
от |
степени |
||||||||
|
|
|
|
|
|
увлажнения |
|
для |
|
С г |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
трансформатора |
||||||||
Рис. 22-9. |
Температурная зависимость |
ве |
(твердая |
изоляция—электрокартон). |
||||||||||||
Эта кривая |
показывает, что изме- |
|||||||||||||||
личины |
— |
дЛЯ |
трансформаторов |
без |
||||||||||||
рение |
|
|
чувствительно к степени |
|||||||||||||
|
|
масла. |
|
|
С г |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
увлажнения твердой изоляции. |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
Сравнение кривых рис. 22-9 и 22-3 |
||||||||||
го напряжения |
Uч- Время |
заряда |
показывает, |
что метод |
tgS и метод |
|||||||||||
в несколько миллисекунд задаст ре |
е — в |
дают |
согласующиеся |
резуль- |
||||||||||||
ле времени |
Р. |
Аналогично |
изме |
тэты, |
однако |
измерения - 4т1 |
более |
|||||||||
ряется |
Сабе, |
при этом выбирается |
просты, требуют |
меньшего времени; |
||||||||||||
длительное время для разряда аб |
||||||||||||||||
сорбционной |
слагающей |
емкости |
с другой |
стороны, |
метод tg8 |
более |
||||||||||
объекта: |
постоянная |
времени |
чувствителен |
в |
начальной |
|
стадии |
|||||||||
x= R BхСвх выбирается равной 1 |
сек, |
увлажнения. |
|
|
|
|
|
|
ГЛАВА ДВАДЦАТЬ ТРЕТЬЯ
ЧАСТИЧНЫЕ РАЗРЯДЫ В ИЗОЛЯЦИИ И МЕТОДЫ ИХ ОБНАРУЖЕНИЯ
|
23-1. |
ФИЗИЧЕСКИЕ |
|
|
керамическая |
изоляция) |
является |
||||||||
|
ОСНОВЫ МЕТОДА |
|
|
совершенно недопустимым, так |
как |
||||||||||
Выше уже упоминалось, что воз |
'оно приводит к интенсивному раз |
||||||||||||||
душные или газовые включения яв |
ложению диэлектрика и распростра |
||||||||||||||
ляются одним из наиболее распро |
нению дефекта. Например, для ми- |
||||||||||||||
страненных |
типов |
сосредоточенных |
калентной |
изоляции неминуем про |
|||||||||||
дефектов. В силу того, что диэлек |
бой через несколько лет после воз |
||||||||||||||
трическая |
проницаемость |
воздуха |
никновения |
|
частичного |
разряда, |
|||||||||
в несколько раз меньше диэлектри |
а для |
бумажной |
изоляции |
пробой |
|||||||||||
ческой |
проницаемости окружающе |
может |
наступить |
через |
несколько |
||||||||||
го включения твердого диэлектрика, |
месяцев или даже дней. |
|
прин |
||||||||||||
напряженность поля в газовой по |
Именно |
поэтому важным |
|||||||||||||
лости |
может |
значительно |
превы |
ципом |
конструирования |
изоляции |
|||||||||
шать среднюю напряженность поля |
является |
требование |
|
отсутствия |
|||||||||||
в изоляции. |
Поэтому в ряде |
слу |
ионизации |
воздушных |
|
включений |
|||||||||
чаев в полости возникают иониза |
при рабочем напряжении или устра |
||||||||||||||
ционные процессы даже при рабо |
нение самих включений (пут£м ва- |
||||||||||||||
чем напряжении, |
совокупность |
ко |
куумировки, |
компаундирования |
и |
||||||||||
торых обычно называется частичны |
др.). Если внутри органической |
||||||||||||||
ми разрядами, так как они охваты |
изоляции при |
рабочем |
напряжении |
||||||||||||
вают только небольшую часть всего |
появились |
частичные |
разряды, |
то |
|||||||||||
расстояния между электродами. |
раз |
в основной изоляции эту «корони- |
|||||||||||||
Возникновение |
частичных |
рующую» часть изоляционной конст |
|||||||||||||
рядов в большинстве типов изоля |
рукции в подходящий момент сле |
||||||||||||||
ции (исключение представляет лишь |
дует заменить, иначе в дальнейшем |
неминуемо произойдет пробой в не |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
предвиденный |
|
срок |
(например, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
сменить изоляцию стержня машины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
и т. п.). |
|
|
основные |
свойства |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Рассмотрим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
частичных |
разрядов |
в |
газовых |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
включениях, которые лежат в осно |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
ве методики измерения их интен |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
сивности и оценки результатов из |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
мерений. |
|
|
|
случае |
изоляцию |
|
Рис. 23-1. Упрощенная схема |
||||||||||||||
|
В простейшем |
|
замещения диэлектрика |
с |
ча |
||||||||||||||||
с |
одним |
воздушным |
включением |
|
|
стичным разрядом. |
|
||||||||||||||
можно представить в виде схемы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
замещения рис. 23-1, в которой кон |
из этих границ |
не имеет |
контакта |
||||||||||||||||||
денсатор Св представляет собой ем |
|||||||||||||||||||||
с электродами, |
ионы |
остаются ад |
|||||||||||||||||||
кость |
воздушного |
включения, |
шун |
||||||||||||||||||
сорбированными на стенках, умень |
|||||||||||||||||||||
тируемую |
частичным |
|
разрядом, |
||||||||||||||||||
|
шают напряженность поля во вклю |
||||||||||||||||||||
С0 — емкость |
диэлектрика, |
находя |
|||||||||||||||||||
чении и препятствуют дальнейшему |
|||||||||||||||||||||
щегося в пределах силовых |
линий |
||||||||||||||||||||
развитию |
ионизации. Поэтому ток |
||||||||||||||||||||
электрического поля, пересекающих |
|||||||||||||||||||||
частичного |
разряда |
имеет |
форму |
||||||||||||||||||
воздушное включение, Сд — емкость |
|||||||||||||||||||||
кратковременного пика |
длительно |
||||||||||||||||||||
остальной |
части |
диэлектрика, |
Z — |
||||||||||||||||||
стью |
порядка 10~7—10"8 |
сек. Если |
|||||||||||||||||||
сопротивление внешней |
цепи. Если |
||||||||||||||||||||
первый разряд во включении прои |
|||||||||||||||||||||
напряжение на воздушном включении |
|||||||||||||||||||||
зошел задолго до максимума пере |
|||||||||||||||||||||
превысит разрядное UB=U |
Q |
||||||||||||||||||||
|
> |
менного напряжения, то после уве |
|||||||||||||||||||
>U Bр, |
возникнет |
ионизация, |
кото |
личения напряжения |
на |
|
включении |
||||||||||||||
приблизительно |
до |
2 i/Bp |
может |
||||||||||||||||||
рая |
в |
большинстве случаев |
|
имеет |
|||||||||||||||||
|
произойти повторный разряд, сопро |
||||||||||||||||||||
форму искрового разряда, после че |
|||||||||||||||||||||
вождающийся |
вторым |
|
импульсом |
||||||||||||||||||
го |
напряжение |
на |
емкости |
Св па |
|
||||||||||||||||
тока. |
В |
следующий |
подупериод |
||||||||||||||||||
дает практически до нуля. В резуль |
|||||||||||||||||||||
промышленной |
частоты, |
ионы, |
|||||||||||||||||||
тате |
этого напряжение |
на |
объекте |
||||||||||||||||||
оставшиеся от предыдущего полу- |
|||||||||||||||||||||
уменьшается |
на |
величину |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
периода, |
наоборот, |
способствуют |
|||||||||||||||||
|
|
|
Д и = |
и |
в С„ + С„ |
|
|
|
возникновению |
разряда |
|
при более |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
низком напряжении аналогично то |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
г 2 |
|
|
|
|
му, как это имеет место в коронном |
|||||||||
|
|
|
= £/ |
|
|
со |
|
|
|
(23-1) |
разряде. |
Поэтому, например, если |
|||||||||
|
|
|
|
С „ ) (Со+ |
<:„)• |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
( с . + |
|
|
нормальное |
разрядное |
напряжение |
||||||||||||
но в дальнейшем оно очень быстро |
|||||||||||||||||||||
выше приложенного, IHO разряд все |
|||||||||||||||||||||
восстанавливается |
за счет зарядки |
же |
произошел |
в' силу |
|
случайных |
|||||||||||||||
емкости объекта через |
сопротивле |
причин в одном из полупериодов, то |
|||||||||||||||||||
ние внешней цепи Z. В момент ча |
он повторится и в следующем по- |
||||||||||||||||||||
стичного |
разряда |
через |
включение |
лупериоде, пока опять же в силу |
|||||||||||||||||
проходит |
кратковременный |
всплеск |
характерных для разряда |
разбро |
|||||||||||||||||
тока |
|
ip, |
который |
сопровождается |
сов в одном из полупериодов разря |
||||||||||||||||
импульсом тока i во внешней цепи, |
да не будет. При этом разряды пре |
||||||||||||||||||||
связанным с зарядкой емкости объ |
кратятся до тех пор, пока снова не |
||||||||||||||||||||
екта |
после понижения |
напряжения |
произойдет разряд при напряжении |
||||||||||||||||||
на величину AU. |
|
|
|
|
|
несколько ниже среднего разрядно |
|||||||||||||||
|
Возникающие при частичном раз |
го. Такие |
серии |
импульсов |
частич |
||||||||||||||||
ряде ионы разных знаков двигают |
ных разрядов с длительными пау |
||||||||||||||||||||
ся под действием электрического по |
зами .между ними по данным |
||||||||||||||||||||
ля |
|
в |
противоположных |
направле |
ОРГРЭС характерны для фарфоро |
||||||||||||||||
ниях к границам газового включе |
вой |
изоляции |
линий |
электропере |
|||||||||||||||||
ния, Так как по крайней |
мере одна |
дачи. |
|
|
|
|
|
|
|
Как указывалось выше, каждый импульс тока частичного разряда имеет весьма малую длительность порядка 10—7—10~8 сек. Так как в изоляции часто возникает несколь ко обособленных газовых включе ний и разряды в этих включениях происходят несинхронно, то в те чение полупериода промышленной частоты имеет место несколько им пульсов тока. Серия таких импуль сов обладает определенным спект ром частот, лежащих в пределах от сотен килогерц до 10 и более мега герц.
23-2. МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ
Импульс тока частичного разря да приводит к кратковременному снижению напряжения на объекте и
к |
появлению |
всплеска |
тока |
во |
|||
внешней |
цепи. Поэтому |
наличие |
|||||
частичных |
разрядов |
в |
изоляции |
||||
в |
принципе |
может |
определяться |
||||
тремя различными методами: |
|
||||||
|
а) |
Путем |
измерения |
напряже |
|||
ния на объекте. |
|
|
|
||||
|
б) |
Измерением тока во внешней |
|||||
цепи. |
С помощью измерения интен |
||||||
|
в) |
||||||
сивности |
электромагнитных |
волн, |
излучаемых частичным разрядом во внешнее пространство.
Из (23-1) следует, что при ча стичном разряде напряжение на объекте изменяется весьма незначи
тельно, |
так как обычно С0< С В и |
< Сд.~ |
Поэтому ДU составляет не |
Рис. 23-2. Принципиальная схема измере ния колебания напряжения на зажимах объекта при частичных разрядах.
И О — и сп ы туем ы й |
об ъ ект; С — к о н д ен сато р |
вы |
сокого н ап р я ж е н и я ; |
L — и н д у кти вн ы й ш ун т; |
У — |
уси л и тел ь; Э О — эл ек тр о н н ы й о сц и л л о гр аф |
или |
|
л ам п о в ы й во л ь тм етр . |
|
Рис. 23-3. Принципиальная схема регистра ции пиков тока частичных разрядов.
И О — и сп ы ту ем ы й о б ъ ек т; С вх — в х о д н а я |
е м к о сть |
тр а н с ф о р м а т о р а или к о н д е н с а то р вы со к о го |
напря* |
ж ен и я. |
|
более 1% нормального напряжения на объекте. В силу малости величи ны ДU невелика и амплитуда тока во внешней цепи, что, естественно, сильно затрудняет измерение этих величин. Однако, как указывалось выше, частотный спектр импульсов тока частичного разряда располо жен в области очень больших ча стот, которые в кривой напряжения источника или в кривой емкостного тока полностью отсутствуют. Поэто му для индикации частичных разря дов в диэлектрике целесообразно применять схемы, обладающие из бирательной чувствительностью к высоким частотам.
Приборы, предназначенные для измерения колебаний напряжения или тока во внешней цепи, вклю чаются непосредственно в испыта тельную схему и обычно называют ся индикаторами частичных разря дов (ИЧР). Принципиальные схемы измерения колебаний напряжения и регистрации пиков тока во внеш ней цепи приведены на рис. 23-2 и 23-3. В схеме рис. 23-2 толчок на пряжения на испытуемом объекте, вызванный частичным разрядом, возбуждает затухающие колебания в контуре, состоящем из кондансатора высокого напряжения и индук тивности измерительного шунта, ко торые регистрируются электронным осциллографом или ламповым вольт метром. Аналогичные колебания возникают и в схеме рис. 23-3 под действием импульса тока. Таким об разом, в обеих схемах фактически регистрируются не сами частичные
разряды, а вторичные процессы, ко торые под действием этих разрядов происходят в измерительной схеме. Составной частью каждого индика тора частичных разрядов является усилитель, который в схемах рис. 23-2 и 23-3 может быть весьма простым, так как он должен усили вать колебания с частотами, лежа щими в очень узких пределах, опре деляемых собственной частотой ко лебательного контура.
Для того чтобы определять на личие частичных разрядов во вре мя нормальной эксплуатации обо рудования, вместо ИЧР применяют ся высокочастотные дефектоскопы, которые имеют с объектом индук тивную связь, осуществляемую с помощью специального щупа (рис. 23-4). Ток, проходящий в цепи заземления объекта, наводит в рам ке щупа э. д. с., которая затем уси ливается и измеряется осциллогра фом или ламповым вольтметром. Так как э. д. с., измеряемая высо кочастотным дефектоскопом, наво дится непосредственно вызванным частичным разрядом током во внеш ней цепи, усилитель должен иметь значительно более широкую полосу пропускания. Обычно входной кон тур прибора настраивается на ча стоту 2—10 Мгц. На рис. 23-5 приве дена блок-схема высокочастотного дефектоскопа Д-9 системы ОРГРЭС, который состоит из двухчастотного щупа (антенны), радиоприемной части, амплитудного анализатора со счетной схемой и пикового вольт метра. Прибор позволяет измерять два основных показателя интенсив ности частичных разрядов: макси мальную амплитуду импульсов тока в цепи объекта и число импульсов в секунду при разных амплитудах К
Третьей разновидностью прибо ров, применяемых для обнаружения
частичных |
разрядов, |
являются ин |
||
дикаторы |
радиоизлучений |
частич |
||
ных разрядов |
(ИРИ), |
которые вос- |
||
1 П о д р о б н о е |
опи сание |
этого |
д е ф е к т о |
|
скоп а п ри ведено |
в книге П . М . С в и , К о н |
троль вы соковольтн ой изоляц ии м етодом ч а стичны х р а зр я д о в .
Рис. 23*4. П ри н ц и п и альн ая |
схем а о б н ар у |
|||
ж ен и я частичны х |
р а зр я д о в |
с |
пом ощ ью |
вы |
сокоч астотного деф екто ско п а. |
|
|||
Щ — ин дукти вн ы й |
щ уп в |
виде рам ки |
или |
|
катуш ки . |
|
|
|
принимают с помощью антенны электромагнитные волны, излучае мые самим частичным разрядом. Основным преимуществом этих ин дикаторов является возможность применения направленных антенн и четкая пеленгация источника излу чения. Однако это возможно только при весьма высоких частотах поряд ка 100 Мгц, при которых интенсив ность излучения частичного разря да относительно невелика.
Использование метода частич ных разрядов для профилактиче ских испытаний является весьма перспективным, так как он допуска ет возможность непрерывного кон троля изоляции под рабочим напря жением. Однако до настоящего времени этот метод не нашел до статочно широкого применения благодаря целому ряду трудностей.
Основное затруднение, которое приходится преодолевать при при менении метода частичных разря дов, связано с наличием большого количества помех, затрудняющих расшифровку получаемых резуль татов. Основным источником помех является коронный разряд в возду хе на проводах, ошиновке или арма туре изоляторов. Имея природу, сходную с частичными разрядами, корона наводит в рамке дефекто скопа сигналы, которые весьма трудно отличить от сигналов, созда ваемых частичными разрядами. По этому, высокочастотные дефектоско пы можно применять только в тех случаях, когда заранее известно, что уровень коронных помех неве-
15—1699
В
Рис. 23-5. Блок-схема дефектоскопа Д-9 системы ОРГРЭС.
лик. Значительные помехи создает также искрение на коллекторах ра ботающих поблизости вращающих ся машин, работа различных вы ключающих устройств, связанных с обрывом дуги между контактами.
Вторая трудность метода заклю чается в том, что он фиксирует не наличие дефекта, а наличие в нем частичных разрядов. Например, трещина в фарфоре подвесного изо лятора является источником интен сивных частичных разрядов. Однако при попадании в эту трещину вла ги ее стенки становятся проводящи ми и частичные разряды исчезают,
несмотря на то, что дефект оста ется. В органической изоляции по сле длительного существования ча стичных разрядов стенки включе ния постепенно обугливаются и также становятся проводящими, что опять-таки приводит к прекраще нию частичных разрядов, хотя де фект изоляции стал еще более серь езным. Поэтому существующие ме тоды частичных разрядов способны обнаруживать дефекты только на определенной стадии развития и мо гут использоваться лишь в комби нации с другими методами профи лактических испытаний.
ГЛАВА ДВАДЦАТЬ ЧЕТВЕРТАЯ
ДРУГИЕ МЕТОДЫ ПРОФИЛАКТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ
24-1. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ (ТОКА) УТЕЧКИ
Этот метод профилактических испытаний наиболее прост и поэто му нашел весьма широкое распро странение. Ток утечки в изоляции может увеличиваться по сравнению с нормальной величиной при увели чении проводимости самого диэлек трика или его поверхности. При этом, однако, ток утечки существен но возрастает только в том случае, если проводимость увеличилась на всем пути между электродами. По этому рассматриваемый метод мо жет обнаруживать только распре деленные дефекты, простирающиеся от одного электрода до другого. Из мерение токов (сопротивления)
утечки может осуществляться с по мощью выпрямителя высокого напряжения, в цепь которого вклю чается чувствительный гальвано метр постоянного тока. Такие изме рения всегда производятся попутно с испытаниями изоляции повышен ным постоянным напряжением. При применении метода в качестве са мостоятельного обычно используют ся индукторные или электронные мегомметры.
На рис. 24-1 показана схема со единений обычно применяемого при измерении сопротивления изоляции высокого напряжения мегомметра МО-06 на 2,5 кв. Для изменения чувствительности ' прибора преду смотрены сопротивления /?2 и /?3.
Рентгеновские лучи
Рис. 24-1. Принципиальная схема мегоммет ра МС-06 2,5 кв.
/ —большая рамка; 2 — малая рамка; 4 — генера тор; 5 — переключатель чувствительности.
шунтирующие основное сопротивле ние R1. При включении этих сопро тивлений показания прибора делят ся соответственно на л= 10 и/1= 100. На основной шкале нанесены деле ния от 0 до 10000 Мом. Показанный на рис. 24-1 конденсатор С сглажи вает пульсации напряжения индук тора. При пользовании прибором следует иметь в виду, что шкала мегомметра действительна при по стоянной скорости вращения, для облегчения поддержания которой прибор снабжен центробежным ре гулятором. Прибор МС-06 снабжен экранами, на схеме не показанными.
24-2. МЕТОД ПРОСВЕЧИВАНИЯ
В последнее время при профи лактических испытаниях начал применяться метод просвечивания изоляции рентгеновыми лучами или ультразвуком.
а) Рентгеновы лучи, проникая в толщу диэлектрика, постепенно, те ряют свою интенсивность, главным образом за счет затраты энергии на ионизацию атомов диэлектрика. Если интенсивность исходных рент геновых лучей равна /о, то после прохождения слоя изоляции толщи ной d их интенсивность снизится до величины
Л =
где р — коэффициент ослабления, различный для разных ма териалов.
шпцш: n iн
— |
■ I ■ ■ ■ гЫ 1 I I ■— |
|
Рис. 24-2. Схема просвечива |
||
ния |
изоляции |
рентгеновыми |
|
лучами. |
|
Коэффициент |
ослабления рент |
|
геновых лучей при их распростра |
нении в газовой среде весьма мал. Поэтому, если изоляция имеет га зовое включение (рис. 24-2), то про шедшие через газовое включение лучи будут иметь большую интен сивность _
la==/ae~^â- x\
где х — размер газового включения по направлению рентгено вых лучей.
Если под испытуемым объектом поместить фотопластинку, то на ней получится изображение испытуемо го объекта, причем газовые вклю чения можно обнаружить по'более темным местам на эмульсии.
Просвечивание рентгеновыми лу чами оказалось единственным эф фективным средством для обнару жения дефектов заливки мастикой вводов ВМ-35Н. В мастике образу ются трещины и пустоты. По трещи нам может протекать влага к бума ге сердечника, ипри сильном увлаж нении снизится пробивное напряже ние. В другом случае при армировке фланца цемент проникает в пус тоты, которые должны бы были за полняться мастикой. Так как темпе ратурный коэффициент расширения у цемента больше, чем у фарфора, то в результате происходит растре скивание фарфоровой рубашки. Эти два дефекта часто не обнаружива лись ОТК завода и вели к эксплуа тации к авариям.
На рис. 24-3 в качестве приме ра приведена рентгенограмма (по зитив) верхней части изолятора
так как на них напряжение будет существенно ниже нормального, хо тя и отлично от нуля.
Рис. 24-5. П ростей |
Рис. 24-6. |
П ринци |
|
шее |
устройство |
пиальная |
схема |
для контроля изо |
верхней |
головки |
|
ляторов |
— ж у ж ж а |
штанги с |
измери |
щ ая |
ш танга |
тельным |
искровым |
|
|
промежутком . |
характерный звук, хорошо слышный оператору. Если изолятор пробит, то искрение не возникает. Таким обра зом, с помощью жужжащей штан ги можно обнаруживать лишь «ну левые», т. е. полностью пробитые изоляторы, которые совершенно не держат напряжения. Более совер шенной является штанга с измери тельным искровым промежутком, принципиальная схема которой по казана на рис. 24-6. Конденсатор С в схеме рис. 24-6 должен выдер живать напряжение, приложенное к наиболее нагруженному изолято ру гирлянды и предназначен для предотвращения перекрытия гир лянды, если при измерениях штанга наложена на хороший изолятор, а в гирлянде имеется один или не сколько поврежденных. При изме рениях, расстояние между электро дами измерительного искрового про межутка может изменяться с зем ли с помощью шнура из изоляцион ного материала, причем на конце штанги имеется указатель расстоя ния, отградуированный непосред ственно в киловольтах. С помощью такой штанги можно обнаруживать изоляторы частично поврежденные,
24-4. М Е ТО Д П О ВЫ Ш ЕН Н О ГО
Н А П РЯ Ж Е Н И Я
Повышенное напряжение должно применяться при контрольных ис пытаниях как последняя заключаю щая ступень испытаний. Это испы тание проверяет стойкость изоля ции ,в отношении перенапряжений различного рода. Проверка повы шенным напряжением производится после того, как исчерпаны различ ные другие возможности обнаруже ния дефектной изоляции. Например, по методу явлений абсорбции обна ружена чрезмерная увлажненность изоляции и последняя прошла суш ку (например, изоляция вводов трансформаторов). Однако в ре зультате отсутствует полная уве ренность в том, что изоляция обла дает необходимым уровнем электри ческой прочности, чтобы противо стоять возможным перенапряже ниям. Вместе с тем в процессе экс плуатации электрическая прочность изоляции всегда несколько сни жается даже при отсутствии явных дефектов, препятствующих ее даль нейшему использованию.
По этим причинам амплитуда испытательного напряжения при контрольных испытаниях на 10% и более ниже того испытательного на пряжения, которое применяется при выпуске заводом готовой продукции.
При профилактических испыта ниях применяется как напряжение 50 гцу так и постоянное напряже ние, а в отдельных случаях и им пульсное.
ГЛАВА ДВАДЦАТЬ ПЯТАЯ
ПРОФИЛАКТИКА ПОДВЕСНЫХ, ОПОРНЫХ И ПРОХОДНЫХ
|
|
ИЗОЛЯТОРОВ |
|
25-1. Л И Н Е Й Н А Я И ЗО Л Я Ц И Я |
ные трещины и повреждение глазу |
||
Основным |
материалом |
изолято |
ри, в результате чего возможно |
ров является фарфор или стекло, |
увлажнение фарфора. В проходных |
||
характерными |
дефектами |
которых |
изоляторах для внутренней изоля |
являются сквозные или поверхност |
ции применяются также масло и |
волокнистые |
материалы, |
|
поэтому |
шие |
помехи |
при |
|
высокочастотной |
||||||||||||||||||||
возможные |
дефекты |
этих |
изолято |
дефектоскопии |
создает |
коронный |
||||||||||||||||||||||
ров |
|
более |
разнообразны. |
|
|
|
разряд, главным образом корона на |
|||||||||||||||||||||
Для |
профилактических |
испыта |
самой |
гирлянде. Поэтому |
примене |
|||||||||||||||||||||||
ний |
|
линейной |
изоляции |
в настоя |
ние этого метода невозможно на |
|||||||||||||||||||||||
щее время применяются два мето |
линиях электропередачи, на которых |
|||||||||||||||||||||||||||
да — измерение |
распределения |
на |
гирлянды |
снабжены |
защитной |
ар |
||||||||||||||||||||||
пряжения с помощью штанги и об |
матурой в виде рогов, на концах |
|||||||||||||||||||||||||||
наружение частичных разрядов вы |
которых имеет место довольно ин |
|||||||||||||||||||||||||||
сокочастотным дефектоокопом. |
Ин |
тенсивная корона. |
изоляции |
|
линии |
|||||||||||||||||||||||
дикаторы |
радиоизлучений |
(ИРИ) |
При контроле |
|
||||||||||||||||||||||||
пока |
широкого |
распространения не |
приемная рамка дефектоскопа долж |
|||||||||||||||||||||||||
получили. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
на приближаться |
к |
заземляющему |
||||||||||||||||
По |
существующим |
нормам |
вся |
спуску qnopbi |
(или к телу опоры, ес |
|||||||||||||||||||||||
ли она |
металлическая), через кото |
|||||||||||||||||||||||||||
изоляция |
линий |
электропередач |
||||||||||||||||||||||||||
рый замыкается ток, вызванный ча |
||||||||||||||||||||||||||||
должна |
контролироваться |
измери |
||||||||||||||||||||||||||
стичным разрядом во внешней цепи. |
||||||||||||||||||||||||||||
тельной штангой |
1 раз в 6 лет. Эта |
|||||||||||||||||||||||||||
Следует иметь в виду, что при нали |
||||||||||||||||||||||||||||
работа является весьма трудоемкой. |
||||||||||||||||||||||||||||
чии тросов |
этот |
ток |
частично |
отса |
||||||||||||||||||||||||
Так, например, по данным Мосэнер |
||||||||||||||||||||||||||||
сывается и к соседним опорам, при |
||||||||||||||||||||||||||||
го для |
проверки |
изоляции |
участка |
|||||||||||||||||||||||||
чем этот эффект наиболее силен при |
||||||||||||||||||||||||||||
длиной |
100 км |
линии |
110 |
кв |
тре |
|||||||||||||||||||||||
низких |
частотах. |
Поэтому |
прибор |
|||||||||||||||||||||||||
буется около 500 чел-ч. Линии более |
||||||||||||||||||||||||||||
дефектоскопа* будет давать отклоне |
||||||||||||||||||||||||||||
высокого напряжения |
и |
линии на |
||||||||||||||||||||||||||
ния не только на опоре с дефектны |
||||||||||||||||||||||||||||
высоких опорах требуют еще боль |
||||||||||||||||||||||||||||
ми изоляторами, |
|
но |
и на |
соседних. |
||||||||||||||||||||||||
ших трудозатрат. Кроме того, |
кон |
|
||||||||||||||||||||||||||
Определить |
|
опору |
с |
дефектными |
||||||||||||||||||||||||
троль с помощью штанги, даже из |
|
|||||||||||||||||||||||||||
изоляторами |
можно |
только |
путем |
|||||||||||||||||||||||||
мерительной, |
позволяет |
обнаружи |
||||||||||||||||||||||||||
сравнения |
|
показаний |
прибора, |
что |
||||||||||||||||||||||||
вать |
только |
изоляторы с достаточ |
|
|||||||||||||||||||||||||
при наличии помех значительно за |
||||||||||||||||||||||||||||
но сильно развитым дефектом, |
ког |
|||||||||||||||||||||||||||
трудняет |
использование |
результа |
||||||||||||||||||||||||||
да напряжение на изоляторе сильно |
||||||||||||||||||||||||||||
тов измерений. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
снижается. Вместе с тем опыты по |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
казывают, |
что |
|
свежие |
|
трещины |
Все эти |
обстоятельства |
требуют |
||||||||||||||||||||
в |
фарфоре |
не |
всегда |
|
приводят |
тщательной эксплуатационной |
про |
|||||||||||||||||||||
к снижению напряжения и, таким |
верки |
метода |
высокочастотной |
де |
||||||||||||||||||||||||
образом, могут |
не обнаруживаться |
фектоскопии, |
которая |
в |
настоящее |
|||||||||||||||||||||||
штангой. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
время и проводится в ряде энерго |
||||||||||||||||||
|
Большое значение для линейной |
систем Советского Союза. По дан |
||||||||||||||||||||||||||
изоляции |
имеет |
высокочастотная |
ным |
ОРГРЭС периодичность |
|
про |
||||||||||||||||||||||
дефектоскопия, |
хотя |
|
в |
настоящее |
верки линейной изоляции этим ме |
|||||||||||||||||||||||
время еще не преодолены все труд |
тодом |
целесообразно |
установить |
|||||||||||||||||||||||||
ности, |
препятствующие |
широкому |
1 раз в 2 года, причем это позволит |
|||||||||||||||||||||||||
использованию |
этого |
|
метода. |
Как |
обнаружить дефекты на более ран |
|||||||||||||||||||||||
показала |
практика, |
высокочастот |
ней стадии их возникновения, чем |
|||||||||||||||||||||||||
ные дефектоскопы всегда обнаружи |
при |
измерениях |
штангой. Трудоза |
|||||||||||||||||||||||||
вают пористые изоляторы и изоля |
траты |
при |
этом |
|
сократятся |
почти |
||||||||||||||||||||||
торы с внутренними трещинами, ко |
в 2 раза. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
торые |
с |
трудом |
обнаруживаются |
Следует иметь в виду, что даже |
||||||||||||||||||||||||
штангами. |
Изоляторы |
со |
сквозны |
самые совершенные |
профилактиче |
|||||||||||||||||||||||
ми |
|
трещинами |
выявляются только |
ские испытания изоляции линий не |
||||||||||||||||||||||||
в том случае, если стенки трещины |
устраняют возможности ее перекры |
|||||||||||||||||||||||||||
не |
являются |
проводящими. Поэто |
тия, |
например, |
|
при |
|
атмосферных |
||||||||||||||||||||
му, |
|
в |
частности, |
нецелесообразно |
перенапряжениях. |
Как отмечалось |
||||||||||||||||||||||
пользоваться |
дефектоскопами |
в сы |
в гл. 11, большинство этих перекры |
|||||||||||||||||||||||||
рую погоду и сразу после дождя. |
тий |
при |
наличии |
|
быстродействую |
|||||||||||||||||||||||
Как |
уже |
указывалось |
выше, |
боль |
щей релейной защиты |
не препятст |