14. Испытание изоляции вторичных цепей и устройств рза.
14.1. Какими параметрами характеризуется изоляция ?
Электротехническое оборудование имеет внешнюю и внутреннюю изоляцию. Основой внешней изоляции является наружная среда, а внутренней изоляции – твердые, жидкие и газообразные диэлектрики. Состояние этих компонентов определяет качество изоляции.
Изоляция характеризуется сопротивлением изоляции, токами утечки (проводимости), диэлектрическими потерями, наличием частичных разрядов и электрической прочностью. Для уяснения характеристик изоляции рассмотрим схему замещения изоляции, а также происходящие в изоляции процессы: поляризацию, частичные разряды и пробой.
Схема замещения изоляции. Упрощенная схема замещения изоляции представляется параллельным соединением эквивалентных конденсатора и резистора (рис.14.1.)
Рис. 14.1. Схема замещения изоляции.
а) на переменном напряжении;
б) на постоянном напряжении
Геометрическая емкость Сг образуется толщей изоляции между электродами, площадь электродов и диэлектрической проницаемостью диэлектрика, т. е. зависит от размеров и свойства вещества диэлектрика.
Состояние изоляции изменяется с ростом температуры и увлажнения. Это особенно сказывается при наличии в изоляции примесей, легко растворимых в воде.
В большинстве случаев изоляция неоднородна по структуре, в ней всегда имеются участки, способные накапливать объемный заряд. На схеме замещения – это цепочки Сабс - Rабс.
Искровой промежуток ИП характеризует электрическую прочность изоляции, т.е. напряжение, которое выдерживает диэлектрик без пробоя.
При приложении к изоляции ток I, проходящий по изоляции, представляет сумму токов: тока заряда I1 геометрической емкости, который спадает при подведении напряжения постоянного тока; тока I2 сквозной проводимости, характеризующего в основном внешнее состояние изоляции; абсорбционного тока Iз, который проходит по цепи Сабс – Rабс.
Конденсаторы Сг и Сабс обеспечивают скопление заряда на объекте испытания. При разряде - закорачивании диэлектрика – конденсатор Cг разряжается мгновенно, конденсатор Сабс разряжается длительно и тем дольше, чем больше произведение значений Сабс∙ Rабс, имитирующих процесс абсорбции. При включении диэлектрика под напряжение возникает бросок зарядного тока I1, определяемого в основном Сг и почти мгновенно спадающего, ток заряда Iз конденсатора Сабс и ток I2 сквозной проводимости, определяемый сопротивлением r.
Распределение напряжения по элементам изоляции на постоянном токе соответствует их проводимостям. Наиболее часты в изоляции газовые включения, схема замещения такой изоляции может быть представлена рис.13.1.б, на котором: R1 и R2 сопротивления изоляции газового включения и последовательно включенного участка неповрежденной изоляции; R – сопротивление остальной массы изоляции; С1 и С2 – емкость изоляции газового включения и участка неповрежденной изоляции.
На изоляцию воздействует электрическое поле, в результате в изоляции возникают и развиваются процессы поляризации и ионизации, а также частичные разряды.[6]
14.2. Назовите общие положения при проверке состояния изоляции устройств РЗА.
Измерение сопротивления изоляции (для всех типов реле) производят с помощью мегометра на напряжение 1000 В. Сопротивление изоляции реле на номинальное напряжение 60 В и ниже измеряют мегометром на напряжение 500 В. Во избежание пробоев диодов , стабилитронов и конденсаторов на реле, где они установлены, рекомендуется шунтировать их тонкими (диаметром 0,1-0,15 мм) проводниками.
Сопротивление изоляции реле должно быть не ниже 50 Мом. Испытания электрической прочности изоляции производят с помощью испытательного трансформатора переменным напряжением 1000 В частоты 50 Гц в течение 1 минуты. Номинальная мощность испытательного трансформатора, применяемого для испытания электрической прочности изоляции, должна быть порядка 1 кВА. Если в реле имеются цепи, рассчитанные на меньшее испытательное напряжение, то они должны быть отключены и подвергнуты испытаниям отдельно.[60].
14.3. При каких температурах измеряются электрические характеристики изоляции?
Электрические испытания изоляции электрооборудования необходимо проводить при температуре изоляции не ниже 50 С. Измерения электрических характеристик изоляции, произведенные при отрицательных температурах, должны быть повторены в возможно более короткие сроки при температуре изоляции не ниже 50 С. Сравнение характеристик изоляции должно производиться при одной и той же температуре изоляции или близких ее значениях (расхождение не более 50 С). Если это невозможно, должен применяться температурный перерасчет. [29].
14.4. Назовите требования при испытании изоляции повышенным напряжением ?
При испытаниях электрооборудования повышенным напряжением частоты 50 Гц необходимо использовать линейные напряжения питающей сети. Испытательное напряжение должно подниматься плавно со скоростью допускающей визуальный контроль по измерительным приборам и по достижении установленного значения поддерживаться неизменным в течение всего времени испытания.
Замена испытания напряжением 1 кВ частоты 50 Гц на измерение одноминутного значения сопротивления изоляции мегометром на напряжение 2500 В цепей релейной защиты и автоматики не допускается.
Значение испытательного напряжения для цепей РЗА и других вторичных цепей со всеми присоединенными аппаратами (катушки приводов, автоматы, магнитные пускатели, реле, приборы и т. п.) применяется равным 1000 В в течение 1 минуты относительно земли.
Вторичные цепи, рассчитанные на рабочее напряжение 60 В и ниже, а также цепи, содержащие устройства с микроэлектронными элементами напряжением 1000 В частоты 50 Гц не испытываются.
До и после завершения испытания повышенным напряжением производится измерение сопротивления изоляции. Результаты не должны существенно различаться между собой.[29].