3.6. Литература

1. Сви М. П. Методы и средства диагностики оборудования высокого напряжения. М.: Энергия, 1972.

2. Трансформаторы. Доклады СИГРЭ. Под редакцией С. И. Рабиновича. М.: Энергия, 1972.

3. Методические указания по диагностике развивающихся дефектов по результатам хроматографического анализа газов, растворенных в масле силовых трансформаторов. РД 34.46.302-89. М.: ВНИИЭ, 1989. - 28 с.

4. Методические указания по диагностике развивающихся дефектов по результатам хроматографического анализа газов, растворенных в масле силовых трансформаторов. РД 34.46.302-89. М.: ВНИИЭ, 1989.-28 с.

4. Измерение параметров изоляции обмоток

4.1. Основные положения

Измерение сопротивления изоляции обмоток относится к категориям контроля П, К, Т и М (см. введение).

При приложении постоянного напряжения к выводам обмоток их измеряемое сопротивление изоляции изменяется во времени и, как правило, через 60 с достигает постоянного значения, которое обозна­чают R_60” (рис 3.1) .

                   

Рис. 3. 1

По методу измерения сопротивления R_60” наиболее эффективно вы­являются дефекты, приводящие к увеличению тока сквозной проводимости изоляции. Этот ток при приложении постоянного напряжения к изоляции устанавливается практически мгновенно и во времени не изменяется. Сквозной ток обусловливается как повышением наружной проводимости изоляции, так и наличием в ней путей сквозной утечки. Эффективно выявляемыми дефектами являются [Л.1]:

• местные увлажнения изоляции;

• загрязнения изоляции;

• повреждения изоляции;

• попадание в изоляционный промежуток токопроводящих элементов (металлической стружки, следов от графита карандаша и т.д.).

Характерными видами этих дефектов являются увлажнение и загрязнение:

• верхней и нижней ярмовой изоляции;

• изоляционной плиты и изоляционных участков приводных валов РПН;

• нижней фарфоровой юбки вводов и др.

По методу измерения сопротивления R_60” недостаточно эффек­тивно выявляются [Л.1]:

• местные увлажнения и загрязнения участков изоляции, располо­женных на значительном расстоянии от заземленных частей (лучше определяются по методу измерения tg  изоляции обмоток);

• увлажнение изоляции, при котором основная масса влаги сосре­доточена во внутренних слоях изоляции (лучше определяется измере­нием tg  изоляции обмоток);

• места неоднородности изоляции, например, вследствие наличия в ней воздушных пузырьков (лучше определяется методом частичных разрядов).

Таким образом, метод измерения сопротивления R_60” позволяет выполнить лишь грубую оценку усредненного состояния изоляции, для слу­чая ее изменения, главным образом, под действием увлажнения и за­гря­зне­ния. Однако, метод является наиболее простым и доступным и он находит широкое применение при необходимости быстрой оценки состояния изоляции, например, перед включением оборудования под напряжение.

При оценке сопротивления R_60” следует иметь в виду, что оно в зна­­­­­чительной степени зависит от факторов, непосредственно не связанных с увлажнением и загрязнением изоляции, таких, например, как свойства залитого при монтаже масла, метода нагрева транс­форматора и распределения температур внутри бака и др. [Л.1].

Значение сопротивления R_60” дает представление о среднем состоянии всей изоляции, подвергнутой испытанию (т.е. о суммарном сопротивлении изоляции). Измерением сопротивления R_60” местные и сосредоточенные дефекты в изоляции большого объема обнаруживаются плохо. В этом отношении можно расширить возможности метода. На рис.3.2 показаны участки изоляции двухобмоточного трансформатора при измерении со­про­тив­ле­ния R_60” по схемам, приведенным в методике измерения.

При помощи расчетов [Л.3] можно определить поврежденный участок изоляции, что иногда делают для уточнения места ухудшения изоляции.

Абсолютные значения сопротивления изоляции R_60” не всегда опре­де­ля­­ют степень увлажнения трансформатора, поэтому допол­нительной ха­рак­те­­ристикой служит коэффициент абсорбции Кабс, который представляет со­бой отношение сопротивления изоляции, измеренного за 60 с, к со­про­тив­ле­нию, измеренному за 15 с [Л.4]:

Значения К_абс не зависят от геометрических размеров изоляции и характеризуют только интенсивность спадания тока абсорбции. С уда­лением влаги из изоляции коэффициент абсорбции возрастает (отсутствует дефект), с увлажнением - падает (имеется дефект), что видно из рис.3.1.

Рис.3. 2. Схема участков изоляции трансформатора, контро­лируемых при измерении сопротивления изоляции R_60” обмоток

НН, ВН - обмотки трансформатора;

R₁, R₂, R₃ - сопротивления контролируемых участков изоляции.

Диэлектрическими потерями называется мощность Р_д, рас­сеи­­ваемая в изоляции при приложении к ней переменного напряжения. Однако мощность потерь зависит не только от состояния изоляции, но и от ее объема. Поэтому для оценки состояния изоляции обычно используется тангенс угла диэлектрических потерь:

,

где	U	-	напряжение, прикладываемое к изоляции;
	Iа, Iр	-	активная и реактивная составляющие тока через изоляцию.

В практике измерений значение tg  выражается в процентах:

tg  % = 100 tg .

Тангенс угла диэлектрических потерь почти не зависит от размеров изоляционной конструкции, так как при их изменении про­порционально изменяются активная и реактивная составляющие тока, проходящего через диэлектрик [Л.1].

Следовательно, tg  является показателем только состояния изоляции, но не ее геометрических размеров, что является достоинством метода. Ве­ли­чи­на tg  дает усредненную объемную характеристику состояния ди­элек­три­ка, ибо активная составляющая тока, вызванная диэлектрическими потерями в местном дефекте, при измерении относится к общему емкостному току объекта.

Как правило, измерение tg позволяет обнаружить общее (т.е. охватывающее большую часть объема) ухудшение изоляции [Л.1].

Повышенное значение tg  свидетельствует [Л.2]:

• об увлажнении изоляции (главным образом объемном);

• о загрязнении изоляции;

• о неоднородности изоляции.

Увлажнение и другие вышеперечисленные дефекты изоляции вызывают увеличение активной составляющей тока I_а, причем она растет во много раз быстрее, чем емкостная составляющая I_р. Это приводит к увеличению угла  и соответственно tg  .

Ценность этого параметра заключается в следующем:

• значение tg существенно меньше зависит от влияния посторон­них факторов, чем другие показатели состояния изоляции;

• его можно измерять в условиях работы оборудования при напря­же­нии 10 кВ.

Однако, методы измерения tg  изоляции относительны и гораздо слож­нее, чем методы измерения сопротивления изоляции и коэф­фици­ента аб­­сорбции. Поэтому изоляция трансформаторов I - III габаритов подвер­га­ет­ся этому испытанию только при подозрении на ее загрязнение, если из­ме­рение R_60” и К_абс дает сомнительные результаты [Л.2].

Измерением tg  местные и сосредоточенные дефекты в изоляции большого объема обнаруживаются плохо. Это объясняется тем, что в этих случаях увеличение активной составляющей тока в изоляции вызывается ухудшением небольшой части объема изоляции, а емкост­ная составляющая хотя и остается практически неизменной, но опре­деляется всем объемом изоляции [Л.3]. Поэтому в ряде случаев, для уточнения места ухудшения изоляции, преднамеренно уменьшают объем испытываемой изоляции [Л.4].