6.6 Сурет – Кернеуі бар диэлектриктегі электрлік токтардың

векторлық диаграммасы

Егер төртбұрышты координаталарда горизонталь ось бойынша вектор мен диэлектрикке келтірілген U кернеуді салсақ, онда І_см орын ауыстыру тогының векторы келтірілген кернеуді 90⁰-қа алда болады. Абсорбция тогы бұл диэлектриктік баяу поляризациясының нәтижесі, ол реактив I_абp және актив I_aба құраушыдан тұрады. Реактив абсорбциялық токтың векторы орын ауыстыру векторы сияқты бір бағытта болады, сондықтан ол векторлық диаграммада орынауыстыру тогының векторына қосылады. Реактив абсорбциялық ток келтірілген кернеумен бағыттас болуы керек, өйткені диаграммада ол реактив токтың (І_см + І_абр) векторына перпендикуляр көрсетілген. Абсорбцияның жалпы тогы актив және реактив токтардың геометриялық қосындысы. Тесіп өткен өтімділігінің тогы актив абсорбциялық ток сияқты диэлектрикте шығындарды туғызады. Диаграммада өтімділік тогы актив абсорбциялық токтың векторына қосылған. Диэлектрик арқылы өтетін жалпы ток аталған токтардың геометриялық суммасы. Ол кернеуге қатысты φ бұрышына, ал реактив токқа (І_см + І_абр) қатысты δ бұрышына ығысқан. Диэлектрик арқылы абсорбция тогының актив құраушысы І_аб.а. және өтімділік тогы І_пр. өтеді:

І_а = І_аб.а. + І_пр.

және абсорбция тогының реактив құраушысы І_аб.р. арқылы өтетін реактив ток І_пр. Және орын ауыстыру тогы І_аб.р. өтеді:

І_р = І_аб.р. + І_см.

Актив токтың диэлектрик арқылы өтуі диэлектриктік шығын деп аталатын электр энергияның шығындарын туғызады. Диэлектрик арқылы өтетін актив токтың шамасын біліп, диэлектриктің қызуына жұмсалатын қуатты Р_а табуға болады:

P_a = U · I_a

Диэлектриктің реактив қуаты ток және диэлектрикке келтірілген кернеудің шамасымен анықталады:

P_р = U · I_р

Векторлық диаграмманың ЛВС төртбұрышынан:

I_a/I_р = tgδ

Қарастырылып отырған оқшаулатқыштың сыйымдылығы С-ға те болса, онда оның өтімділігі ωС болады, мұндағы ω = 2πf;

f – айнымалы токтың жиілігі, Гц, реактив токтың шамасы өрнектелуі мүмкін:

I_р = U · ωС

Бұл мәнді алдындағы формулаға қойсақ, актив ток үшін басқаша табылады:

I_а = U · ωС · tgδ

Диэлектриктің қызуына жұмсалатын актив қуат:

Р_а = U² · ωС · tgδ

Бұл диэлектриктік шығындардың қуаты. tgδ – бұл диэлектриктік шығындар бұрышының тангенсі деп аталады.

Р_а шығындар мен диэлектриктік шығындар бұрышының тангенсі бір-біріне пропорционал:

tg δ = P_a / ωCU²

tg δ мәні әдетте бірліктің жүздік немесе ондық бөлігінен аспайды, сондықтан оны пайызбен өлшейді. tg δ шектік мәні нақты электр қондырғылар үшін «электр қондырғыны зерттеу нормаларынан» аспау керек.

Қандай да бір диэлектрик үшін tg δ шығындары бұрышын анықтаған кезде өте болатын келтірілген кернеудің жиілігі және температураға тәуелді (әдетте 10кВ). tg δ мәні 20⁰С температура үшін нормаланған; өлшеуді МД-16, Р595, Р5026 көпірлерімен өткізеді.

Объектін тогы ағатын өлшеу элементінің қосылу жеріне байланысты көпір сұлбасы қалыпты және кері айналған болуы мүмкін. Бірінші жағдайда өлшеу элементі төмен потенциалмен орналасқан. Екінші жағдайда қондырғы жерленген.

Р595, Р5026 көпірлерін қолданғанда 3 - 10 кВ кернеуде бірінші және екінші сұлбаның tg δ мәні анықтайды, ал 100 В кернеуде тек бірінші сұлба бойынша.

Оқшауламаны жоғары кернеумен зерттеу. Электр қондырғыны зерттеудің негізгі және міндетті түрі. Жоғарылатылған кернеуді оқшауламаға жақындағанда жергілікті және жалпы ақауларды анықтауға болады.

Қондырғының типі мен сипаттамасына қарап жоғары айнымалы және түзетілген кернеуді аламыз. Соңғы жағдайда жергілікті ақауларды анықтау жеңіл, және оқшаулама қасиетін бағалаудың жаңа критерийі – тесіп өткен өтімділіктің тогы. Электр машиналарын зерттегенде түзетілген кернеу орам бойымен бір қалыпты таралады. Қажет жағдайда оқшауламаны айнымалы, ал кейін түзу кернеумен тексереді.

Қосалқы станцияның қондырғысын жоғары кернеумен зерттегенде бір шықпасында жоғарывольтты изолятор, екінші шықпасы тұйықталған ИОМН типті бірфазалы арнайы трансформатор қолданылады. Электр машиналар мен электр қондырғылардың оқшауламасын зерттеу үшін НОМ типті кернеу трансформаторларын қолдануға болады. Зерттеу кернеуінің келтіру уақыты: орам аралық оқшаулама үшін 5 мин және басты оқшаулама үшін 1 мин. Зерттеу мәнінің 25-30% аспайтын мәнінен кернеуді жоғарылатуға болады. Осы кезде кернеудің жоғарылату жылдамдығы зерттеу кернеудің 50% дейін болу керек, әрі қарай оны максималды мәнге дейін секундына 1-2%-ға икемді түрде жоғарлатамыз. Нақты бір уақыт ұстамдылығынан кейін кернеуді икемді түрде зерттелетін 30% дейін төмендетеміз, нәтижесін электр тізбегі ажыратылуы мүмкін. Егер адам өмірі нің қауіпсіздігі мен қондырғыны сақтап қалу үшін кернеуді тез сөндіреді.

Өлшеу төменгі жақтан өткізеді, жауапты жағдайда жоғары жақтан да өткізеді. Соңғы жағдайда өлшеу үшін кернеу трансформаторларын және электростатикалық вольтьметрді қолданады.

Аспап көрсеткіштері бойынша ешқандай бұзылу байқалмаса, оқшаулама төзімді деп саналады. Оқшаулама арқылы өтетін ток 5...10 мА-ден аспайды, ол зерттеу трансформаторының үлкен емес қуатымен шартталады. Түзетілген кернеумен зерттегеннен кейін қауіпті жағдайлардан сақ болу мақсатында объектіні жерге разрядтау керек.

Егер түзеткіш ретінде жартылай өткізгішті вентильдерді қолдансақ, зерттеу құрылғысының сұлбасы қарапайым болып қалады, өйткені қызу трансформаторы жоқ.

Өнеркәсіпте шығарылатын АИИ-70М, АИМ-80 комплектілі құрылғыларды пайдаланған жөн. Олар жоғары айнымалы және түзетілген 10кВ кернеуге арналған электр қондырғының оқшауламасын тексеру үшін арналған.

Кернеуі 1000 В дейінгі электрсымдар мен екінші тізбек аппараттарының оқшауламасын тексеру ПУЭ-ге сәйкес жүргізіледі. Оқшауламаның кедергісін өлшейді және өндірістік жиіліктің жоғары кернеуімен зерттейді, келтіру кернеуінің уақыты - 1 мин. Зерттеу сұлбасы 6.7. суретте көрсетілген.

Зерттеуді сұлбаны толық жинағаннан кейін ғана өткізеді. Сыйымдылық токтарымен зерттеу трансформаторының жүктелуін болдырмау мақсатында тармақталған тізбектердің көп саны кезінде зерттеуді бөлшектеп өткізеді. Зерттеу алдында сұлбада оқшауламасы жоғары кернеумен зерттеуге шыдамайтын барлық аппаратураның, аккумуляторлық батареяның, кернеу трансформаторларының екінші орамаларын ажыратады, барлық жерлендіруді алып тастайды.

Осы жағдайда сұлбадан алынады: конденсаторлар, жартылай өткізгішті элементтер, әлсіз нүктелі реле, өлшеу трансформаторларының шығыстарын, ажырату жетектерінің катушкаларын және индуктивтілігі жоғары басқа элементтерін тұйықтайды.

Зерттеу алдында реттеу құрылғының корпусын және өлшеу трансформаторының бірінші орамасын жерге тұйықтайды. Кернеу зерттеу құрылғысына реттеу құрылғысын нөлдік жағдайға шығарғанда береді. Зерттеу кернеуін икемді түрде 500В дейін артады және сұлбаны тексергеннен кейін кернеуді 1000В дейін көтеріп, 1 минут көлемінде ұстайды. Зерттеу біткеннен кейін кернеуді нөлге дейін төмендетеді және зерттеу қондырғысын қорек көзінен ажыратады. Тесіп өтудің, сырғанау разрядтарының, ток ағысының түрткілері байқалмаса, оқшаулама зертеуден өтті деп қорытылады.

Зерттеу аппаратурасы болмағанда 2500 В мегаомметрді 1 минут ішінде қолданып оқшауламаны тексеруге болады.

SF TV1 TV2 R