Наибольшие значения с2/с50 для трансформаторов

Значение отношения С2/ С50, измеренного при температуре обмоток, ºС
Температура изоляции	10	20	30
Масляные трансформаторы до 35 кВ	1,1	1,2	1,3
Масляные трансформаторы 110 кВ	1,05	1,15	1,25

Контроль работоспособности изоляции по емкостным характеристикам основан на предположении, что емкость при неизменной температуре и частоте f изменяется незначительно. При скачкообразном изменении емкости судят о наличии дефектов в изоляции за счет появления больших по объему и хорошо проводящих включений и о шунтировании части изоляции.

Чем больше изоляция увлажнена, тем выше значение разности емкостей С = Смах - Сmin. С другой стороны, посторонние включения практически не влияют на емкость.

Следовательно, измерение емкости объекта при двух (низкой и высокой частотах) fн и fв позволяет судить о наличии в изоляции посторонних включений, в частности, увлажнения. Таким образом, изменение разности значений емкостей при двух значениях частоты или отношение (Смах – Сmin)/Смax позволяют судить об ухудшении состояния изоляции.

Определение δс/с (метод «емкость—время»).

Эта величина представляет собой отношение приращения емкости за опре­деленный промежуток времени (например, 1 с) к измеренному значению ем­кости. Приращение происходит за счет абсорбционной емкости, которая ус­певает за это время проявиться у влажной изоляции и не успевает у сухой. Метод «емкость—время» применяется, как правило, для трансформаторов, не заполненных маслом, в связи с тем, что отношение ΔС/С сильно зависит от tg δ масла. Этот метод является самым чувствительным из всех известных в настоящее время методов контроля влажности изоляции.

Измерение емкости изоляции позволяет обнаружить и местные дефекты. Степень выявления дефектов зависит от соотношения между поврежденной и неповрежденной частями изоляции.

Активная составляющая приращения тока соответствует изменению диэлектрических потерь изоляции элемента, а реактивная изменению его емкости.

Частичные разряды

Частичным разрядом (ЧР) называется разряд в изоляции под действием приложенного напряжения, перекрывающий только часть изоляционного промежутка между электродами. Участок, шунтируемый частичным разрядом, может примыкать к одному из электродов.

Частичный разряд возникает либо на участке с пониженной электрической прочностью в воздушном или газовом включении, либо в зоне повышенной напряженности электрического поля. Наибольшую опасность представляют ЧР в газовых включениях, так как в этом случае они возникают при меньших напряжениях, чем в жидких диэлектриках или твердых компонентов внутренней изоляции.

Возникновение ЧР на участке КД аналогично пробою искрового промежутка между его концами.

При наличии источников ионизации, когда приложенное к диэлектрику переменное напряжение на дефектной части изоляции станет равным начальному напряжению ионизации Uни, в диэлектрике начнется частичный разряд.

Величиной индуктивности в цепи разряда пренебрегаем в виду его небольшого значения, поэтому разряд емкости С, происходит через сопротивление R, равное усредненному значению сопротивления канала разряда.

К количественным характеристикам ЧР относится его интенсивность. Единичный частичный разряд количественно оценивается кажущимся зарядом импульса ЧР и его энергией W, а характеристикой серии последовательных импульсов ЧР служит средняя частота f следования импульсов и средний ток I_ЧР.

Основные характеристики частичных разрядов. При длительном воздействии эксплуатационных факторов (электрического поля, изменений температуры, механических воздействий, увлажнения и т. п.) в изоляции оборудования высокого напряжения могут возникнуть ослабленные места - дефекты. Обычно такими дефектами являются газовые (воздушные) включения в твердом или жидком диэлектрике, возникшие или из-за нарушения структуры изоляции (расслоения, разрывы), или из-за попадания в конструкцию газов (газовыделение из изоляции, плохая вакуумировка и т. п.). Дефекты могут быть также следствием некачественного заводского изготовления изоляции. Напряженность электрического поля в газовом включении превышает напряженность поля в окружающем твёрдом или жидком диэлектрике, так как диэлектрическая постоянная их выше, чем диэлектрическая постоянная газа. Электрическая прочность газов во включении ниже, чем прочность остальной части изоляции. Это создает условия для возникновения пробоя или перекрытия изоляции в месте дефекта - частичного разряда. Частичные разряды, будучи следствием дефектов изоляционной конструкции, в то же время являются одним из процессов, вызывающих дальнейшее разрушение диэлектриков. Частичным разрядом (ЧР) называется электрический разряд, который шунтирует лишь часть изоляции между электродами, находящимися под разными потенциалами. Он возникает вследствие ионизации газа или жидкого диэлектрика и может происходить как на поверхности раздела сред, так и внутри изоляции. Процесс возникновения и развития ЧР существенно зависит от типа примененного диэлектрика и от конструктивных особенностей изоляции объекта. Изоляцию неорганического происхождения (фарфор, стекло, слюду и т. п.) ЧР практически не разрушают. Поэтому развитие дефекта в изоляции такого типа может быть связано лишь с побочным действием ЧР (разрушением связующего лака, увеличением проводимости поверхностей из-за окислов, возникающих при разрядах в воздухе, и т. п.).

Рис. 4.1. Схемы замещения для исследования процесса частичных разрядов в изоляции

Органическая изоляция всех видов (бумага, масло, пластики) интенсивно разрушается как самими ЧР, так и побочными продуктами их действия. В конечном итоге воздействие ЧР приводит к развитию дефекта и пробою (перекрытию) всей изоляции. Для диэлектриков, разрушаемых ЧР, различают разряды двух существенно различных видов - начальные и критические. Начальные частичные разряды - это разряды слабой интенсивности, не приводящие к заметному разрушению изоляции при длительном (тысячи часов) воздействии и не снижающие при кратковременном воздействии значения напряжения погасания разрядов. При длительном существовании таких разрядов происходит старение изоляции. Критические частичные разряды - разряды большой интенсивности, вызывающие быстрое разрушение изоляции и снижение значения напряжения погасания разрядов. В зависимости от размеров включения и среды, в которой происходит разряд, длительность импульса тока ЧР может находиться в пределах от нескольких наносекунд до микросекунд.