13. Емкостные методы контроля увлажненности изоляции.

Контроль изоляции по емкостиным харак­теристикам. Существует несколько методов проверки ка­чества изоляции по емкостным характеристикам, причем все они прямо или косвенно используют зависимость емкости неоднород­ной изоляции от частоты.

Косвенно зависимость С_ω=f(ω) используется в емкостно-температурном методе, при котором качество изоляции оценивается по изменению емкости при нагреве. При значительном увлажнении сопротивление утечки сильно снижается по мере роста температуры, так как при этом увеличивается не только подвижность ионов, но также ра­стет растворимость и степень диссоциации примесей во влаге. В соответствии с изменением сопротивления уменьшается и по­стоянная времени изоляции Т и, как следует из (10-25), эквива­лентная емкость изоляции увеличивается. Для изоляции нормаль­ного качества емкость растет в меньшей степени. Опытным путем установлено, что если при повышении температуры на 50° С емкость увеличивается не более чем на 10%, то изоляцию можно считать нормальной, в противном случае — недопустимо увлажненной. Емкость в этом методе измеряют обычными мостами Шеринга.

Непосредственно по зависимости С_ω=f(ω) качество изоляции оценивается методами «емкость — частота» и «емкость — время». В обоих случаях определяются не вся зависимость С_ω=f(ω), а лишь две ее характерные точки, позволяющие судить о степени неод­нородности изоляции и тем самым о ее увлажнении.

В методе «емкость — частота» емкость изоляции измеряется на частотах 2 и 50 Гц и определяется отношение C₂/C₅₀, которое и служит показателем качества изоляции. Для измерений используется прибор, принципиальная схема которого в упрощенном виде пока­зана на рис. 10-20. Переключатель П периодически подключает испытуемую изоляцию к источнику постоянного напряжения, и С* заряжается, а затем — к цепи с гальванометром Г, и С_х разря­жается. Среднее количество заряда, переносимого таким способом в цепь гальванометра в единицу времени, или измеряемый гальва­нометром средний ток равен I=fC_ωU. Измерения проводятся при частотах переключения 2 и 50 Гц, поэтому С₂/С₅₀=I₂/I₅₀ 50/2.

В методе «емкость — время» измеряются емкости С_г (геометри­ческая) и АС и подсчитывается отношение ДС/С_Г, которое является критерием качества изоляции. Принципиальная схема прибора для измерения емкостей С_г и АС показана на рис. 10-21.

1. 

   

   Рис. 10-20. Схема изме­рения емкости изоляции при частотах 2 и 50 Гц.

Рис. 10-21. Схема измерения ем­костей изоляции С_г и АС по методу «емкость — время».

Испытуемая изоляция заряжается около 1 мин от источника стабилизированного напряжения U_Q. Затем, если измеряется гео­метрическая емкость С_г, переключатель П₁ на короткое время (5—10 мкс) подключает С_х к эталонному конденсатору С_э. За это время на С_э успевает передать заряд только С_г. Емкость конденса­тора С_э выбирается такой, чтобы С_э > С_г, поэтому напряжение на нем оказывается практически пропорциональным С_г, т. е. U_Э= U_oС_г/(С_г+С_э)≈U/C_э, так как С_э > С_г. Это напряжение на С_э измеряется с помощью лампового вольтметра ЛВ с большим вход­ным сопротивлением.

Для измерения емкости АС испытуемая изоляция повторно за­ряжается. После этого она отключается от источника напряжения и на время 5—10 мкс замыкается ключом П₂ «накоротко», чтобы раз­рядить только С_г. Затем С_х переключателем Л₁ соединяется с эталонным конденсатором на время около 1 с, и последний заря­жается теперь от АС. Напряжение на С_э получается пропорцио­нальным АС.

По емкостным характеристикам наиболее эффективно выявляется увлажнение маслонаполненной изоляции. Поэтому переносные компактные приборы, построенные по рассмотренным выше схемам, получили название ПКВ — приборов контроля влажности. Они ис­пользуются для определения степени увлажнения изоляции силовых трансформаторов.

Опытным путем установлено, что отношение C₂IC_5Q для нормаль­ной изоляции трансформаторов близко к единице, а ΔС/С_Г не пре­вышает 0,1. Для увлажненной изоляции, требующей сушки, ΔС/С_Г > 0,1, а С₂/С₅₀ > 1,2—1,3.