книги из ГПНТБ / Сви П.М. Контроль высоковольтной изоляции методом частичных разрядов

часть тока переходного процесса будет замыкаться Через заземление оболочки этого кабеля (заземление кабель­ ной воронки). Значительная доля тока будет.протекать через междуобмоточную емкость измерительных транс­ форматоров в кабели вторичной коммутации, создавая тем самым наиболее благоприятные условия для изме­ рений дефектоскопом в этом месте.

5-3. ЦЕЛЬ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ В ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Применение метода частичных разрядов для контро­ ля изоляции высоковольтных машин ставит своей целью определение состояния изоляции без снятия рабочего напряжения.

Предполагается, что основанная на этом методе си­ стема контроля после накопления опыта позволит повы­ сить эффективность и сократить количество и объем профилактических испытаний, поскольку эти испытания станут необходимы лишь для выявления места и опас­ ности развивающегося дефекта, обнаруженного методом частичных разрядов.

Измерения частичных разрядов следует производить как при работе машины, так и при испытании ее изоля­ ции приложенным напряжением переменного и постоян­ ного тока.

5-4. ИСТОЧНИКИ ПОМЕХ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ В ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Источниками помех могут быть разряды в распреде­ лительном устройстве генераторного напряжения, а так­ же искрение щеток коллектора. При напряжении 6— 10 кв помехи от короны отсутствуют, но часто встречают­ ся помехи от емкостных разрядов между изолирован­ ными друг от друга металлическими деталями (напри­ мер, разряды между, шинами и металлической арматурой проходных трансформаторов тока и изоляторов). Поме­ хи от короны возможны лишь при наличии влияний со стороны более высокого напряжения (через трансформа­

101

5-5. ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОИЗВОДСТВО ИЗМЕРЕНИЙ

Имеющийся в настоящее время опыт измерений час­ тичных разрядов у генераторов и других вращающихся машин недостаточен. Кроме того, в каждом отдельном случае из-за конструктивных особенностей машин и рас­ пределительных устройств методика измерений может несколько изменяться. Поэтому ниже даются лишь об­ щие указания по организации и производству измерений.

■Поскольку результаты измерения зависят от выбора точки подключения прибора и частоты его настройки, то до накопления достаточного опыта желательно произ­ водить измерения у выводов и в нейтрали машины на частотах 20—40 кгц, 1,5—2 Мгц и 8—10 Мгц.

ІВ первом случае следует применять ИЧР с осцилло­ скопом в качестве индикатора, который облегчает рас­ шифровку результатов измерений. Для измерений в об­ ластях 1,5—2 и 8—10 Мгц наиболее целесообразно ис­ пользовать высокочастотный дефектоскоп. Для уточне­ ния места, где происходят разряды, следует пользовать­ ся дефектоскопом с индуктивным или емкостным щупом, располагаемым около паза или лобовых частей обмотки.

а. Подготовительные работы

До проведения измерений частичных разрядов в изо­ ляции машины необходимо выявить и устранить все источники помех. Для этого при работающей машине производится обследование распределительного устрой­ ства при помощи дефектоскопа. Источники помех выяв­ ляются при измерениях на частоте 8—10 Мгц. Одновре­ менно устанавливаются места, в которых должны про­ изводиться измерения дефектоскопом: у шин заземления проходных изоляторов главных выводов, выводов ней­ трали, у заземления кабельных воронок, у зажимов вто­ ричных обмоток измерительных трансформаторов и т. п.

Для определения степени влияния помех со стороны распределительного устройства рекомендуется провести измерения при следующих режимах работы машины:

1)машина включена в сеть, нагрузка близка к номи­ нальной;

2)машина включена в сеть, холостой ход;

3)машина отключена от сети, напряжение на зажи­ мах равно 1,1; 1,0; 0,8; 0,6; 0,4 и 0,2 номинального;

102

4) машина отключена от сети; возбуждение снято (измеряется уровень внешних помех).

При этом производятся измерения дефектоскопом в выбранных точках и ИЧР на главных выводах и в ней­

трали.

Результаты измерений полезны также для контроля за изменением состояния обмотки путем сравнения с ана­ логичными периодическими измерениями.

б. Производство эксплуатационных измерений

При работе машины должны производиться периоди­ ческие измерения уровня частичных разрядов в точках, выбранных в результате подготовительных работ. Ре­ зультаты измерений заносятся в специальный журнал, где отмечается дата измерений, напряжение на шинах, нргрузка, средняя температура статора (в какой-либо характерной точке), результаты измерений, характер прослушиваемых разрядов и дается заключение об ис­ пытании.

По данным Коске [Л. 9], в случае возникновения ин­ тенсивных частичных разрядов развитие дефекта до про­ боя занимает промежуток времени, несколько превы­ шающий 3 недели. Поэтому до накопления опыта сле­ дует принять периодичность измерений при помощи де­ фектоскопа 2 раза в месяц. Если машина оборудована также специально для измерений при помощи 'ИЧР (ус­ тановлены фильтры для присоединения осциллоскопа), следует одновременно производить измерения и этим прибором. Обычно же измерения ИЧР совместно с де­ фектоскопом следует производить не реже 1 раза в год, снимая при этом зависимость уровня частичных разря­ дов от напряжения на вращающейся, но отключенной от сети машине.

В случае роста уровня разрядов по сравнению с пре­ дыдущими результатами производятся более частые из­ мерения; желательно перейти на непрерывную запись уровня разрядов (самопишущим прибором).

При резком росте показаний приборов на протяже­ нии нескольких недель, что свидетельствует о развитии повреждения изоляции, машину следует подвергнуть внеочередным профилактическим испытаниям с целью выявления места повреждения.

103

в. Производство измерений при испытании изоляции приложенным напряжением

Для испытания изоляции машин с контролем ИЧР наибольшее распространение получила схема с разде­ лительным конденсатором (см. рис. 2-5,6). ІВ этом случае собственная частота контура определяется емкостью разделительного конденсатора и индуктивностью шунта; на эту частоту и должен быть настроен усилитель ЙЧР в случае применения узкополосного усилителя. В каче­ стве индикатора лучше всего применить осциллоскоп. Если используется усилитель осциллоскопа, то следует проверить, чтобы собственная частота колебаний конту­ ра входила в полосу пропускания усилителя. Испыта­ тельная установка должна отвечать требованиям, изло­ женным в гл. 2. Особенное внимание при сборке схемы следует уделить устранению искрения в контактах.

При измерении дефектоскопом щуп прибора должен устанавливаться в местах, выбранных для измерения при рабочем напряжении. Возможно также произво­ дить измерение у заземления испытательного трансфор­ матора и у провода, идущего от разделительной емкости к входному шунту ИЧР.

Измерение частичных разрядов производится при пофазных испытаниях обмотки (остальные обмотки дол­ жны быть заземлены). Уровень частичных разрядов из­ меряется при подъеме напряжения до величин, равных фазному и линейному напряжениям (при испытаниях напряжением промышленной частоты). При испытании выпрямленным напряжением величины напряжений, при которых измеряется уровень частичных разрядов, должны быть вдвое выше. Браковочным показателем яв­

Для такой машины измерения под рабочим напряже­ нием следует проводить как можно чаще; в случае рос­ та показаний провести повторные испытания повышен­ ным напряжением.

г. Примеры оценки результатов измерений

П р и м ер 1. Подготовительные работы на гидро­ станции. Результаты измерений в разных точках у ге­ нератора Г-1 приведены в табл. 5-1.

104

Т а б л и ц а 5-1

Результаты измерения дефектоскопом у работающего генератора

Т а б л и ц а 5-2

Результаты измерений дефектоскопом у работающих генераторов

Показания дефектоскопа («ко) в точке (табл. 5-1)

Измерения производились на частоте 1,2 Мгц. В ре­ зультате прослушивания характера принимаемых раз­ рядов и оц'енки результатов для дальнейших измерений на других генераторах были выбраны первые три точ­ ки. В этих точках произведены измерения (табл. 5-2).

Выводы из результатов измерений:

1. На Г-3 и Г-4 следует продолжать периодические измерения; при очередном отключении снять зависимость уровня частичных разрядов от напряжения генератора

иопределить место небольших разрядов в Г-3.

2.При очередных отключениях генераторов Г-1 и Г-2 пофазными испытаниями найти и устранить источники интенсивных емкостных разрядов в ошиновке генератор­ ного напряжения, после чего начать производство перио­ дических измерений дефектоскопом.

Рис. 5-3. Изменение уровня частичных разрядов в генераторе (по результатам ежедневных измерении).

I —до момента пробоя; 2—после устранения дефекта.

Пример 2 (по данным І[Л.9]).

В табл. 5-3 сопоставлены результаты измерений де­ фектоскопом на работающих генераторах с данными, по­ лученными при пофазных испытаниях напряжением про­ мышленной частоты.

Измерения производились на частоте 1,9 Мгц.

На рис. 5-3 показано развитие дефекта в последнем случае. По данным Б. Коске, появление тенденции к рос­ ту показаний прибора означает возможность пробоя изо­ ляции в течение ближайшего месяца.

106

Т а б л и ц а 5-3

8*

П РИ Л О Ж ЕН И Е

АППАРАТУРА ДЛЯ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ

Для успешного контроля изоляции в условиях эксплуатации высокочастотный дефектоскоп должен обеспечить:

а) измерение амплитуды импульсов с малой частотой следо­ вания.

Диапазон измеряемых напряжений от 10 мкв до 10 мв (на входе 'Прибора); показания пикового вольтметра прибора гари сни­ жении частоты следования измеряемых импульсов неизменной ам­ плитуды от 300 до 50 имп/сек не должны падать более чем на

■30%;

б) измерение в двух различных точках частотного диапазона. Частота настройки прибора должна лежать .в области частот

1,5—2 и 8—10 Мгц-,

в) измерение частоты следования импульсов.

1. Дефектоскоп типа Д-9 ОРГРЭС1

Дефектоскоп разрабатывался с учетом изложенных выше тре­ бований. Измерение амплитудного значения принимаемых импуль­ сов производится при помощи пикового вольтметра на двух ча­ стотах (2 и 8 Мгц). Для этого в приборе имеется двухчастотныіі щуп и предусмотрена возможность перестройки приемной части.

Прибор может измерять число импульсов в секунду, амплитуда

ность изменения собственной частоты колебания щупа, что может быть необходимым при наличии в области настройки щупа меша­ ющей радиостанции.

1 В разработке и испытании прибора, кроме автора, принимали участие ннж. Сорин М. Ф., мастер Прохоров А. В. и техник Ря­ бина Р. И.

2 Конструкция двухчастотного щупа приведена в [Л. 58].

108

Радиоприемная часть собрана по супергетероД'іінноіі схеме И состоит из смесителя 2, гетеродина 3, трех каскадов усиления про­ межуточной частоты 4, 7 и 8, детектора 9 и іусилитеяя низкой ча­ стоты 10.

Для снятия кривой распределения импульсов по амплитудам применен простейший анализатор амплитуд. С выхода усилителя низкой частоты импульсы подаются на диод 11, к которому с по­ тенциометра 14 'приложено запирающее напряжение. Импульсы, амплитуда которых превышает опорное (напряжение, проходят че­ рез диод и попадают на вход вспомогательного усилителя низкой частоты 12 счетной схемы 13, измеряющей частоту их следования.

Наибольшее запирающее напряжение соответствует 90% от пи- коБопо значения импульса «а входе дефектоскопа, равного 50 .«ко.

Рис. 2, Принципиальная схема пикового вольтметра.

В процессе измерения амплитуды принимаемых импульсов произво­ дится регулировка усиления прибора переключателем 5 и регуля­ тором 6 до тех пор, пока стрелка вольтметра не окажется на де­ лении 50 мкв. Следовательно, в этом случае счетная схема будет считать все импульсы, амплитуды которых лежат ів пределах от 90 до 1100% максимальной. Если уменьшать запирающее напряжение, то на вход счетной схемы будут попадать и другие импульсы, ам­ плитуда которых превышает это напряжение. Таким образом сни­ мается кривая распределения импульсов по амплитудам.

Счетная схема 13 состоит из нормирующего звана и интегри­ рующей цепочки. Нормирующее звено (спусковая схема) при по­ ступлении на вход его измеряемого импульса вырабатывает пря­ моугольный импульс определенной длительности и амплитуды. Эти импульсы заряжают конденсатор интегрирующей цепочки, напря­ жение .на выходе которой будет пропорционально частоте следова­ ния измеряемых импульсов.

ПО