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

только на 20% из всех дефектных изоляторов, выявлен­ ных измерительной штангой, напряжение снизилось до' 0,1—0,12 от нормального.

Как известно, штангой выявляются лишь те изолято­ ры, напряжение на которых значительно снизилось по

напряжение, превышающее 9 кв), то можно считать, что не менее 75—80% дефектных изоляторов будут иметь остаточное напряжение не ниже 1 кв.

Следовательно, даже при значительном развитии де­ фекта подвесного изолятора напряжение на нем не па­ дает до нуля и имеется вероятность возникновения раз­ рядов.

г. Влияние атмосферных условий

Величина напряжения на дефектном изоляторе зави­ сит от сопротивления изолятора, которое в первую оче­ редь определяется степенью увлажнения стенок сквоз­ ной трещины в фарфоре.

40

Степенью увлажнения стенок трещины определяются также характер и амплитуда разрядов в изоляторе. В табл. 3-1 приведены данные некоторых опытов по вы­ яснению условий возникновения разрядов в дефектных изоляторах. Испытанию подвергалась гирлянда из трех изоляторов типа ПЦ-4,5. Кривые зависимости ‘показания дефектоскопа от ‘напряжения на гирлянде приведены

•на рис. 3-7. При сухой и чистой поверхности стенок тре­ щины в изоляторе разрядов не возникло, ибо разрядное напряжение -Up (15 кв) ниже'приложенного (7 кв). При дожде вода попала в трещину, сопротивление изолятора

Т а б л и ц а 3-1

Опыты по выяснению условий возникновения разрядов в дефектном изоляторе (гирлянда из трех изоляторов ПЦ-4,5, напряжение на гирлянде 22 кв)

41

и напряжение на нем снизилось настолько, что разряды не могли возникнуть. По мере подсыхания стенок тре­ щины создаются условия для возникновения интенсив­ ных разрядов. Однако разрядный промежуток в изоля­ торе не уменьшился (загрязнений трещины нет), и пос­ ле удаления всей влаги разряды прекратились. После

о

Дни измерений

Рис. 3-8 Зависимость интенсивности разрядов от погоды в осенний период на ЛЭП ПО кв\ на опо­ рах № 34, 36 и 48— дефектные изоляторы.

42

Очередного увлажнения трещины весь цикл повторялся. В условиях эксплуатации процесс возникновения и развития разрядов в изоляторе с трещиной будет про­ текать несколько сложнее. При опыте изолятор подвер­ гался воздушной сушке, поэтому испарение влаги шло медленно. На действующей линии подсушка изолятора

Дни измерений

Рис. 3-9. Зависимость интенсивности разрядов от погоды в летний период на ЛЭП ПО кв; на опорах № 40, 48 и 51— дефектные изоляторы.

будет идти в основном за счет протекающего через него тока. Кроме того, будут иметь место процессы снижения разрядного напряжения за счет загрязнения трещины и усиленной ионизации, <

Зависимость разрядов от атмосферных условий в де­ фектных изоляторах, находящихся на действующей ли­ нии передачи, показана на рис. 3-8. С началом таяния

43

Снега ,(с 20/ІХ) уровень разрядов в дефектных изолято­ рах (на опорах № 36, 48) резко снизился; 22/ІХ разря­ дов в этих изоляторах не было. Однако после двух дней без осадков 28/ІХ разряды в дефектных изоляторах возобновились.

Разряды в дефектном 'Изоляторе на опоре № 34 не прекращались: весьма вероятно, что трещина в этом изоляторе закрыта от проникновения наружного воздуха армировкой и поэтому не увлажняется. На рис. 3-9 прщ ведена зависимость интенсивности разрядов, измерен­

ляторах прекратились, но вскоре возобновились. Здесь явление несколько сложнее: так, разряды в дефектном изоляторе на опоре № 48 после грозы 25/ѴІІ прекрати­ лись и отсутствовали почти пол.месяца.

Из приведенных графиков следует, что наличие раз­ рядов в дефектных изоляторах существенно зависит от того, был ли дождь в предшествующие 1—2 суток.

Другой из причин прекращения разрядов в дефект­ ном изоляторе может быть роса. Так, например, изме­ рения, проведенные у опоры с дефектным изолятором рано утром после обильной росы, разрядов не обнару­ жили (измеренный уровень помех 160 мкв)\ однако че­ рез 2 ч около этой же опоры был зарегистрирован высо­ кий уровень (550 мкв), свидетельствовавший о наличии разрядов.

-3-2. ПРОЦЕССЫ НА ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ ПРИ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДАХ В ИЗОЛЯТОРАХ

а. Ток в заземлении опоры

Схема замещения линии на заземленных опорах без тросов упрощенно представлена на рис. 3-10, где де­ фектный изолятор с разрядами в нем заменен эквива­ лентным генератором импульсов (Гн), включенным по­ следовательно в цепь, состоящую из емкости Сэ осталь­ ных элементов гирлянды, волновых сопротивлений ли­ нии ZB.ji и опоры Zn.0, а также сопротивления заземле­ ния R3.

Приведем расчет применительно к линии НО кв на

44

металлических опорах. В этом случае параметры рас­ четной схемы будут следующими:

где ZBSl — волновое сопротивление линии, равное парал­ лельно включенным волновым сопротивлениям проводов по обе стороны опоры;

ZB.0 — волновое сопротивление опоры;

R3— сопротивление растеканию заземления опоры;

где С0 — емкость одного изолятора; п — число полноценных изоляторов в гирлянде.

Известно, что при воздействии на схему единичного скачка напряжения (например, при мгновенном включении постоянного напряжения с амплитудой, равной единице) переходный процесс представляет собой экспоненту вида

где g (t) — ток при единичном скачке напряжения (пере­ ходная проводимость);

= i = RaCa ■постоянная вре­

45

При воздействии этого напряжения на схему (рис. 3-10) ток в контуре будет равен:

Следовательно, ток в контуре представляет собой раз­ ность двух экспоненциальных импульсов: одного, обу­ словленного током частичного разряда, а другого, обу­ словленного длительностью переходного процесса в схеме.

Частотный спектр этого тока

Такой широкий частотный спектр тока (см. рис. 2-3, кривая S) позволяет выбрать точки настройки дефекто­ скопа в значительном диапазоне частот.

В случае деревянных опор без заземлений сопротив­ ление эквивалентной схемы будет очень большим (по­ рядка десятков и даже сотен мегом), поэтому скольконибудь значительного тока по опоре ожидать нельзя.

б. Отбор тока тросами

При наличии грозозащитных тросов часть тока, про­ текающего по опоре при частичных разрядах в изоля­ торе, ответвляется с вершины опоры в тросы и не про­ ходит по заземлению.

Рис. 3-11. Схема замещения линии на опорах с тросами.

Схему замещения линии для этого случая можно представить в виде цепочки четырехполюсников. При­ мем П-образную схему четырехполюсника (;рис. 3-11). При разряде в дефектном изоляторе к опоре приклады­ вается импульс напряжения U\. Сопротивление Z„ и

46

проводимость Yn элементов схемы замещения примем равным волновым сопротивлениям троса ZB.T и прово­

димости опоры — соответственно

^U.O

Поскольку в схеме замещения приняты волновые сопро­ тивления, имеющие активный характер, в правой части уравнения отсутствует мнимая часть. Поэтому с учетом

(3-6)

На рис. 3-12 приведены кривые распределения на­ пряжения вдоль опор линии передачи для случая одно­ го и двух тросов, рассчитанные по формуле (3,-7). Как следует из кривых, при одном тросе уже через одну опору напряжение снижается до 4% от напряжения на опоре с дефектным изолятором. При двух тросах напря­ жение вдоль линии падает несколько медленнее ввиду уменьшения сопротивления тросов. Однако и в том и в другом случае мешающее влияние от разрядов на одной опоре будет обнаружено лишь на ближайших одной-двух опорах вдоль линии. На кривой 3 (рис. 3-12) приведены результаты измерения на линии передачи 110 кв с одним тросом. Для опор, расположенных около опоры с дефектным изолятором, ход кривой согласуется с расчетом.

4?

Такое четкое распределение ■напряжения будет по­ лучено в случае, если амплитуда импульсов разрядов Значительно превышает амплитуду импульсов помех от короны. При значительном уровне помех результаты измерений могут быть аналогичны кривой 4. То обстоя­ тельство, что ток импульса частичного разряда при на­ личии тросов входит в результат измерения у соседних

Л 1опоры от места рпридай

Рис. 3-12. Распределение напряжения по опорам уча­ стка линии при частичных разрядах на одной из опор.

/ — один грозозащитный трос fno расчету); 2—два грозозащит­ ных троса (по расчету); 3, 4—экспериментальные данные на

линии НО кв с одним тросом.

опор, несколько усложняет истолкование результатов измерений.

Если на участке линии в четыре-пять опор есть толь­ ко одна опора с дефектным изолятором, установить эту опору несложно. Однако, когда опор с дефектными изо­ ляторами на небольших участках линии несколько, то влияние разрядов в дефектных изоляторах может дать ложную отбраковку нескольких соседних опор, не имею­ щих дефектных изоляторов.

в. Влияние сопротивления заземления

При расчете отбора тока тросами мы пренебрегали влиянием сопротивления Заземления и наличием отра­ женных волн напряжения (от заземления и соседних опор). Эти обстоятельства .несколько усложняют карти­ ну распространения вдоль линии импульсов частичных разрядов.

48

\

пульсного тока между опорой / оп и тросом /тр в зависи­ мости от сопротивления заземления по результатам экс­ периментального исследования на модели линии с од­ ним тросом [Л. 30].

Из кривой следует, что при малых сопротивлениях заземления опоры, к которой прикладывается импульс, отбор тока тросом мал (до 15%), что совпадает с дан­ ными расчета (кривая, рис. 3-12). Однако при сопро­ тивлениях заземления, превышающих 50 ом, почти треть

изолятора, аналогичной приведенной на рис. 3-12. Де­ фектоскопом будет отмечен повышенный уровень разря­ дов у ряда соседних опор.

г. Зависимость тока в заземлении от места дефектного изолятора в гирлянде

•При расчете по схеме замещения рис. 3-10 принима­ лась во внимание лишь собственная емкость С0 изоля­ торов гирлянды и не учитывались частичные емкости изоляторов относительно опоры Со и провода (Д. Одна-