2.6.2. Вимірювання опору ізоляції (струмів витоку)
Цей метод через свою простоту знайшов дуже широке застосування в практиці і є одним з основних методів контролю якості ізоляції.
Відомо, що будь-яка ізоляція має скінченну величину опору, хоча й досить велику. Тому при прикладенні напруги через ізоляцію, крім струмів на зарядку геометричної ємності й абсорбційних струмів, тече струм, обумовлений електропровідністю діелектрика. Зі збільшенням дефектності ізоляції струм витоку зростає. Це явище й покладене в основу даного методу.
Опір ізоляції дорівнює:
|
(2.1) |
На постійній напрузі Rіз буде змінюватися в часі, оскільки на величину струму будуть впливати процеси повільної поляризації. На мал. 2.10 показаний характер зміни струму через ізоляцію й опір ізоляції від часу.
|
Рис. 2.10. Зміна струму витоку й опору ізоляції в часі |
Дослідним шляхом встановлено, що для більшості ізоляційних конструкцій час досягнення сталого значення струму витоку I менше 1 хв., тобто до цього часу після прикладення напруги Rіз також досягне сталого значення.
Різке падіння Rіз показує на те, що розвиток дефекту в ізоляції зайшов далеко, або на наявність наскрізного провідного каналу, або пробою. Зазвичай висновок про стан ізоляції складається на підставі порівняння з результатом попередніх вимірів Rіз або заводських даних.
Вимірювання опору ізоляції виконується за допомогою спеціальних приладів - мегаомметров, у яких шкала проградуирована в МОм або кОм.
Конструкції вітчизняних мегаомметрів для вимірювання різні. Найбільше застосування знайшли індукторні (з ручним приводом) типу М-110 на 500 В, МОМ-5 на 1000 В и МС-06 на 2500 В. У наш час знаходять широке застосування електронні мегаомметри, наприклад, типу ЭСО210.
2.6.3. Вимірювання tg δ
Діелектричні втрати в ізоляції характеризуються кутом діелектричних втрат. Якщо звернутися до мал. 2.11, то tg δ визначається відношенням активної складової струму в діелектрику до ємнісної складової
|
(2.2) |
де
Iа — активна складова струму через діелектрик;
Ic — реактивна складова струму через діелектрик.
|
Рис.2.11. Векторна діаграма струмів через діелектрик із втратами |
Вимірювання величини tg δ, а не величини самих діелектричних втрат:
P =UIctgδ = ωUCtgδ, (2.3)
має наступні переваги:
1) величина tg δ як характеристика матеріалу не залежить від розмірів об'єкта, але дозволяє виявити виникаючі в ізоляції дефекти, особливо якщо вони поширені по всьому об'ємі;
2) величина tg δ може бути безпосередньо обмірювана мостом змінного струму.
Метод контролю ізоляції шляхом вимірювання кута діелектричних втрат є найефективнішим і розповсюдженим. Він дозволяє виявити наступні дефекти: зволоження, повітряні (газові) включення із процесами іонізації, неоднорідності й забруднення й ін.
Вимірювання tg δ ведуться при напрузі U≤10 кВ і частоті 50 Гц за допомогою високовольтних мостових схем (міст Шеринга). Оцінка стану ізоляції за значенням tg δ передбачається нормативами майже для всіх видів ізоляції. Залежно від конструктивних особливостей об'єкта (заземлений один електрод чи ні) використовується нормальна або перевернена схеми мосту Шеринга.
За нормальною схемою звичайно виконуються виміри в лабораторіях, а також вимірювання межфазної ізоляції (кабель, трансформатор і т.п.).
Випускаються мости типу МДП, які дозволяють вимірювати tg δ при ємностях об'єктів від 40 до 20000 пф.
При роботі з переверненою схемою потрібно мати на увазі, що від вимірювальних гілок і конденсатора C3 (вимірюваний об'єкт) ідуть провідники, що перебувають під високою напругою.
Для вимірів за переверненою схемою застосовується малогабаритний переносний міст МД-16, що дозволяє вимірювати tg δ при ємностях об'єкта від 30 до 40000 пф.