8.14 Метод частичных разрядов

Одним из способов повышения эффективности профилактических испытаний является применение метода частичных разрядов. Этот способ предложен К. С. Архангельским и А. Н. Власовым и позволяет оценить качество изоляционной конструкции и выявить локальные де­фекты, которые практически невозможно определить другими обычными традиционными методами (испытанием высоким напряжением или измере­нием каких-либо характеристик изоляции С, tg . R_из и т.д.)

Любую изоляцию с воздушными включениями можно представить эквивалентной схемой замещения , которая показана на Рис.8.7.

Неоднородная изоляция и схема её замещения.

Рис. 8.7

При приложении к образцу напряжения, в течение некото­рого времени происходит зарядка емкостей ( Рис.8.8).

Волновая диаграмма изменения напряжения при частичных разрядах в изоляции

Рис. 8.8

Если напряжение на С_в достигнет пробивного, то произойдет внутренний разряд (t 10^-8с), при этом напряжение уменьшится до U_погас или прекращения частичных разрядов. Напряжение на емкости С_х уменьшится до напряжения прекращения частичных разрядов U_п.

 Δ U_c = U_з - U_n.

Уменьшение напряжения на С_в ведет к изменению эквивалентного заряда на Δ Q_экв.:

Δ Q_экв = U_x ( С_х ^. С_Д/ C_x ^. С_Д).

Ионизационный процесс, таким образом, представляет собою ряд одиночных импульсов малой длительности.

Если изменение напряжения на образце изоляции обозначить ΔU_c, а изменение заряда образца при единичном разряде - Δ Q_c, то при емкости образца С_х - кажущая интенсивность ионизации:

Q_c = C_x ^. U_c.

Произведение Δ Q_c и средней частоты N_cp - называется интен­сивностью ионизации I_ср.

I_cp = Δ Q_c ^. N_cp;

N ≈ 1/T ;

T = C_g ^. R_g.

Зная интенсивность ионизации можно определить мощность час­тичных разрядов Р_чр.

P_ч = W_чp ^. N_чp ,

W_чp = ∆Q_c U_чр / ;

Р_чр = ^. I_ср ^. U.

Абсолютная величина энергии W_чp очень мала. Но эта энергия передается малой поверхности инородного включения. При этом силь­но растет температура (до нескольких сотен градусов), появляются локальные углубления, идет процесс электрохимического разрушения, образуются разветвленные древовидные каналы - дендриды. Такие мате­риалы как слюда, фарфор оказываются стойкими к частичным разря­дам, но связующие и подложка микалентной изоляции под действием частичных разрядов разрушаются, идет процесс «старения» и срок службы изоляции снижается.

Способ обнаружения интенсивности частичных разрядов в на­стоящее время рассматривается как наиболее перспективный метод неразрушающего контроля состояния изоляции.

При испытаниях многослойной изоляции интенсивность частичных разрядов определяют с помощью схем: мостовой, резонансной, после­довательной Рис. 8.9(а), плак.1 и резонансной параллельной Рис. 8.9(б), плак.1

По характеристикам ЧР возможен выбор допустимых напряжен­ностей электрического поля в большинстве изоляционных конструк­ций.

Измерение характеристик ЧР может быть использовано в це­лях определения места локального (крупного) дефекта в изоляции длинных обмоток.

Разработанная аппаратура измерения характеристик ЧР по­зволяет в условиях электрических помех регистрировать интенсив­ность ЧР в виде, удобном для ввода информации в ЭВМ.

Принципиальные схемы контроля частичных разрядов:

а) - последовательная схема,

б) - параллельная резонансная схема.

С_х – испытуемая изоляция;

ВК – входной контур;

У – усилитель сигнала;

РП – регистрирующий прибор.

Рис. 8.9