книги / Техника высоких напряжений
..pdfвует |
успешному |
автоматическому |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
повторному включению линии, кото |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
рая после этого успешно держит |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
рабочее |
напряжение. Однако |
среди |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
этих случаев есть и такие, при кото |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
рых один или несколько изоляторов |
Рис. 25-2. Вид осциллограммы |
напряжения |
||||||||||||||||||||||
оказываются поврежденными. Есте |
у измерительного |
конца |
при |
искровом |
ко |
|||||||||||||||||||
ственно ожидать, что при профилак |
|
ротком |
замы кании |
на линии. |
|
|
||||||||||||||||||
тических |
испытаниях |
|
наибольшее |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
число поврежденных изоляторов бу |
Обычно |
указанный |
способ |
дей |
||||||||||||||||||||
дет |
обнаружено |
на |
тех опорах, |
на |
||||||||||||||||||||
ствия искателя типа А называют ме |
||||||||||||||||||||||||
которых |
имели |
место |
перекрытия |
|||||||||||||||||||||
тодом колебательного разряда. Вме |
||||||||||||||||||||||||
изоляции. Поэтому |
весьма |
'полезно |
||||||||||||||||||||||
сто |
электронного |
осциллографа |
на |
|||||||||||||||||||||
во время |
эксплуатации |
непрерывно |
||||||||||||||||||||||
измерительном конце включают ми |
||||||||||||||||||||||||
отмечать такие опоры. Такая задача |
||||||||||||||||||||||||
кросекундомер |
(накопитель заряда), |
|||||||||||||||||||||||
в настоящее |
время |
поставлена и |
||||||||||||||||||||||
принципиально возможно включать |
||||||||||||||||||||||||
уже |
разработано |
несколько |
типов |
|||||||||||||||||||||
и электронный счетчик, запускаемый |
||||||||||||||||||||||||
(А, |
В, |
С |
и D) искателей, |
обнару |
||||||||||||||||||||
живающих повреждение |
в |
момент |
при |
подъеме |
напряжения |
и |
оста |
|||||||||||||||||
навливаемый при |
уменьшении |
на |
||||||||||||||||||||||
перекрытия изоляции. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
пряжения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Тип |
А — электромагнитная |
вол |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
В искателе |
типа |
В |
(рис. |
25-3) |
||||||||||||||||||||
на от места повреждения запускает |
||||||||||||||||||||||||
электромагнитная |
волна |
|
от |
места |
||||||||||||||||||||
на ближнем |
конце |
линии |
ждущую |
|
||||||||||||||||||||
повреждения на ближнем конце за |
||||||||||||||||||||||||
развертку электронного осциллогра |
||||||||||||||||||||||||
пускает электронный счетчик, а элек |
||||||||||||||||||||||||
фа, на экране которого записывает |
тромагнитная волна в момент при |
|||||||||||||||||||||||
ся преломленная в месте установки |
||||||||||||||||||||||||
хода к дальнему концу запускает |
||||||||||||||||||||||||
осциллографа волна в виде практи |
||||||||||||||||||||||||
устройство, |
посылающее |
сигнал |
на |
|||||||||||||||||||||
чески |
прямоугольного |
импульса |
||||||||||||||||||||||
ближний |
конец, |
останавливающий |
||||||||||||||||||||||
с крутым фронтом. |
Распределение |
|||||||||||||||||||||||
счетчик. При этом |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
напряжения в линии в этот момент |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
времени |
показано на |
рис. |
25-1, |
где |
|
|
|
т _ |
2(/ — |
х) |
|
|
|
|
|
|||||||||
указана |
также |
схема |
испытаний. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
х— ---- V---- * |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
В дальнейшем на участке линии |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
между ее началом и местом повреж |
Каналом для сигнала могут слу |
|||||||||||||||||||||||
дения происходят многократные от |
||||||||||||||||||||||||
жить провода |
линии |
или |
радиоре |
|||||||||||||||||||||
ражения волн, в результате которых |
||||||||||||||||||||||||
лейная линия. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
напряжение в начале |
имеет харак |
|
|
|
С — электро |
|||||||||||||||||||
В искателе |
типа |
|
||||||||||||||||||||||
тер |
колебаний |
с |
|
полупериодом |
|
|||||||||||||||||||
|
магнитная волна от места повреж |
|||||||||||||||||||||||
|
2х |
|
(рис. 25-2). Измерив |
эту |
||||||||||||||||||||
* = —^~ |
|
дения запускает |
на |
ближнем |
кон |
|||||||||||||||||||
величину с помощью осциллографа, |
це |
ГИН, |
посылающий |
|
импульс |
|||||||||||||||||||
к месту |
повреждения |
с |
|
регистра |
||||||||||||||||||||
нетрудно |
определить |
и |
место |
по |
|
|||||||||||||||||||
цией времени прихода |
отраженного |
|||||||||||||||||||||||
вреждения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
от |
места |
|
повреждения |
импульса, |
||||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
при этом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. |
25-1. Распределение |
напряж ений |
по |
Рис. 25-3. |
Схема |
действия |
искателя |
типа В. |
||
Э С — эл ек тр о н н ы й |
счетчи к; |
С У — си гн ал ьн о е |
||||||||
длине |
линии |
к моменту подхода отраж ен |
||||||||
ного от места |
повреж дения |
импульса к |
н а |
устрой ство; |
С — к о н д ен сато р |
связи ; / в |
2 — о т р а |
|||
ж ен н ы е от |
м еста |
п о вр еж д ен и я волны ; |
3 — волн а |
|||||||
|
|
чалу линии. |
|
|
|
си гн ал а от |
СУ. |
|
Тип D — по концам линии син хронно работают электронные счет чики. Приходящие к концам отра женные от места повреждения электромагнитные волны останав ливают счетчики и определяется разность хода счетчиков. Возможен вариант метода, когда эти импуль сы запускают оба счетчика с нуле вого положения и также опреде ляется время хода.
Отметим, что искатели типа В установлены у нас на одной из ли ний 500 кв и проходят эксплуата ционную проверку.
25-2. П РО Х О Д Н Ы Е И ЗО Л Я Т О РЫ (В В О Д Ы )
Входящая в основные конструк ции вводов бумага в ходе эксплуа тации увлажняется, что ведет к сни жению напряжений перекрытия и пробоя. Так как емкость вводов не велика, то измерение tg ô является чувствительным индикатором начи нающегося увлажнения бумаги. В равной мере для этой цели при менимы методы е— ч и е—в.
Во вводах с мастичным заполне нием типичными дефектами являют ся воздушные включения. Наличие воздушных включений можно выяв лять по уровню частичных разря дов, вызывая во включениях иони
зацию, |
другой |
путь — просвечива |
|
ние рентгеном. |
применения метода |
||
Как |
пример |
||
tg ô к изоляторам |
с составной изо |
||
ляцией |
проведем оценку результа |
||
тов измерения |
tgô |
в маслонапол- |
ненных вводах. Твердая изоляция и масло здесь включены последова тельно. Если в последовательной схеме замещения неоднородного ди электрика один элемент считать со ответствующим твердой изоляции (С0, tgôo), а другой представляю щим масло (См, tgôM), то для Сх и tgô* всего ввода можно написать:
tpr g — k 4 *“ + *6 *> l + k
Q
где k = r~ —для маслонаполненных
Ü м
вводов обычной конструкции в пре делах 2—3. Так как tg 6Мне соста рившегося масла раз в 5—10 меньше, чем твердой изоляции, то из напи санных соотношений видно, что по лученное при измерениях увлажнен ного ввода значение tgôx будет по вышенным.
Предельные значения угла ди электрических потерь для вводов, находящихся в эксплуатации, даны в табл. 25-1. Для новых вводов пре дельные значения в 2—4 раза мень ше указанных.
Т а б л и ц а 25-1
Предельные значения угла диэлектрических потерь в процентах для вводов, находящихся в
эксплуатации (при температуре |
20° С) |
|||
К о н стр у к ц и я вв о д о в |
|
Н ап р яж ен и е, кв |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 - 1 5 |
|20—35 I 60— II и| 154—220 |
||
М аслонаполнен |
|
|
7 |
6 |
ные . . . |
|
8 |
||
Бакелитовы е ма |
|
|
|
|
стиконаполнен |
12 |
|
|
|
ные . . |
10 |
8 |
|
|
М астичные |
6 |
4 |
3 |
— |
Бакелитовы е |
12 |
9 |
5 |
— |
25-3. О П О РН Ы Е И ЗО Л Я Т О РЫ |
|
|||
Типичный |
дефект — трещины |
в фарфоре или загрязнения. Для изоляторов на напряжение 3—10 кв испытание повышенным напряже нием является основным и легко осуществимым методом профилак тики в условиях эксплуатации. Для более высоких рабочих напряжений изоляторы выполняются составны ми, в этом случае возможно приме нить измерение распределения на пряжения. Кроме того, в опорных изоляторах отсутствует внутренняя изоляция, поэтому внешний осмотр во многих случаях достаточен, что бы обнаружить дефектные изоля торы.
|
|
|
|
|
|
|
|
ГЛАВА ДВАДЦАТЬ |
ШЕСТАЯ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
ПРОФИЛАКТИКА ИЗОЛЯЦИИ ТРАНСФОРМАТОРОВ |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
26-1. ГЛ А ВН А Я |
И ЗО Л Я Ц И Я |
лельно, |
определяют |
|
tg ôo |
обмотки |
||||||||||||||||
|
В процессе |
эксплуатации |
твер |
по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
дая изоляция трансформаторов пре |
tgs„ = |
C x tg S x — |
S C K tg $к |
|
(26-1) |
|||||||||||||||||||
терпевает тепловой |
износ, |
ведущий |
|
С* — £Ск |
|
|||||||||||||||||||
к |
снижению |
механической |
прочно |
где |
С0, tg 80 — емкость |
и |
тангенс |
|||||||||||||||||
сти волокон, |
изоляция |
увлажняется |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
угла потерь самой об |
||||||||||||||||||||
и в ней возникают местные повреж |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
мотки; |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
дения от импульсных воздействий и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Сх, tg8x — те |
же |
величины, |
по |
|||||||||||||||||||||
других |
причин. |
Оседание |
грязи, |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
лученные при измере |
||||||||||||||||||||
влаги |
и шлама |
на |
изоляционных |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
нии |
на |
трансформа |
||||||||||||||||||
поверхностях |
|
создает |
пути |
повы |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
торе в целом; |
|
|
|||||||||||||||||
шенной проводимости. Масло транс |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
Ск, |
tg ÔK— величины, полученные |
|||||||||||||||||||||||
форматоров |
увлажняется, |
стареет, |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
для отдельных вводов |
||||||||||||||||||||
загрязняется |
|
пылью, |
|
волокнами, |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
при раздельном |
изме |
|||||||||||||||||
продуктами старения и его электри |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
рении. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
ческая |
прочность снижается, |
a tg Ô |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
растет. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нужно |
отметить, |
|
что вследствие |
|||||||||||
|
Измерения tg ô и емкости, а так |
сравнительно |
малой |
|
емкости |
|
угол |
|||||||||||||||||
же токов утечки получили широкое |
диэлектрических потерь вводов дает |
|||||||||||||||||||||||
распространение |
как |
метод |
профи |
при подсчете по формуле лишь не |
||||||||||||||||||||
лактики изоляции трансформаторов. |
большую |
поправку, |
|
которой |
по |
|||||||||||||||||||
Непосредственный |
опыт |
|
показал, |
большей частью пренебр!егают. К пе |
||||||||||||||||||||
что испытания этого вида безоши |
ресчету по этой формуле прибегают |
|||||||||||||||||||||||
бочно выявляют увлажнение, |
а так |
лишь в том случае, если tg ô вводов |
||||||||||||||||||||||
же позволяют обнаруживать и дру |
велик. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
гие |
дефекты |
|
твердой |
изоляции. |
Роль масла при измерении tgô |
|||||||||||||||||||
Увлажнение |
и |
загрязнение |
масла |
обмоток может быть выяснена с по |
||||||||||||||||||||
достаточно |
хорошо |
определяются |
мощью схемы замещения, уже при |
|||||||||||||||||||||
анализом пробы масла (на электри |
менявшейся для оценки роли масла |
|||||||||||||||||||||||
ческую прочность и кислотное чис |
при |
измерении tgô |
маслонаполнен |
|||||||||||||||||||||
ло), что позволяет ограничить зада |
ных |
вводов. |
В |
трансформаторах, |
||||||||||||||||||||
чу |
профилактики |
лишь |
определе |
масло которых при измерении по |
||||||||||||||||||||
нием |
состояния |
твердой |
изоляции. |
своим физико-химическим показа |
||||||||||||||||||||
|
Особенности |
|
измерения |
tg ô |
телям |
удовлетворяет |
эксплуата |
|||||||||||||||||
трансформаторов. |
При |
измерении |
ционным нормам, единственной при |
|||||||||||||||||||||
желательно получить данные о tg ô |
чиной повышения tg ô может быть |
|||||||||||||||||||||||
для твердой изоляции вводов и об |
ухудшение твердой |
изоляции |
(объ |
|||||||||||||||||||||
мотки раздельно, исключив влияние |
емное или поверхностное), и, следо |
|||||||||||||||||||||||
масла. |
|
|
tg Ô |
вводов, |
|
можно, |
вательно, |
величина |
|
tgô |
|
может |
||||||||||||
|
Измерить |
|
|
явиться |
показателем |
ее состояния. |
||||||||||||||||||
отсоединив, |
их токоведущую |
часть |
Отношение |
|
между |
емкостями |
||||||||||||||||||
от обмотки, либо изолировав фла |
твердой |
|
и жидкой |
|
изоляции |
£= |
||||||||||||||||||
нец от бака трансформатора. |
= С0/СМ, |
показывающее, |
как |
это |
||||||||||||||||||||
|
Измерить tg ô обмотки, отсоеди |
видно из (26-1), долю, вносимую |
||||||||||||||||||||||
ненной от вводов, при невскрытом |
жидкой изоляцией в величину tg Ô, |
|||||||||||||||||||||||
баке удается лишь в редких случа |
различно для разных зон изоляции |
|||||||||||||||||||||||
ях. |
Поэтому |
измеряют |
совместно |
трансформатора. |
Так, |
для |
|
зоны |
||||||||||||||||
tg Ô вводов и изоляции |
обмотки, и, |
между наружной обмоткой и ба |
||||||||||||||||||||||
пользуясь тем, что они по отноше |
ком k очень велико, наоборот, для |
|||||||||||||||||||||||
нию |
к |
корпусу |
соединены |
парал |
изоляции, |
расположенной |
|
между |
*<экранегм измерительного устройстба.
Рис. 26 |
-1. С хема |
непосред |
||
ственного |
измерения |
tg Ô и |
||
емкости |
|
отдельны х |
зон |
изоля |
ции |
|
трансформ атора. |
внутренней обмоткой и сердечни ком, k снижается до значения 3-5. Поэтому, а также ввиду большей чувствительности метода к местным дефектам при меньших емкостях объекта представляется целесооб разным определять tg ô не для всей изоляции трансформатора в целом, а для отдельных ее зон. Определе ние емкости и tg ô отдельных зон может быть произведено непосред ственным измерением. Для этого нужно лишь измерить tg Ô между электродами, ограничивающими данную зону изоляции, а все осталь ные токи отвести от измерительного устройства (рис. 26-1).
Хотя известны случаи пробоев изоляции, единственной причиной которых является чрезмерное увлажнение, однако неизвестно предельно допустимое по теплово му пробою или местному перегре ву значение tg ô. В силу этого объ екты, tg Ô которых имеет резко по вышенные значения по сравнению со средневзвешенным tg Ô, можно считать неблагополучными в отно шении электрической прочности. Ис ходя из необходимости отбраковать такие объекты, и устанавливаются нормативы. На рис. 26-2 представ лены результаты измерения tg Ôоб мотки 10 кв у 91 трансформатора. Ординаты кривой рис. 26-2 показы вают процент трансформаторов от
общего количества, у которых tg Ô меньше значения, указываемого абсциссой. Из кривой следует, что отбраковка по tg 5= 0,05 требовала бы восстановления изоляции у 12% трансформаторов.
На основании опыта и литера турных данных в Мосэнерго были разработаны отбраковочные норма тивы для трансформаторов по tg 5, которыми в настоящее время поль зуется большинство энергосистем.
Эти нормы предусматривают из мерение tgô при напряжении 10 кв для обмоток с рабочим напряже нием выше 10 кв и при напряжении, равном 0,75 номинального линейно
го |
для |
остальных |
обмоток |
(табл. 26-1). |
твердой |
||
|
Степень |
увлажнения |
|
изоляции |
трансформатора также |
||
можно оценить, измеряя |
значения |
емкостей по зонам, как это было описано для tgô, при двух темпера турах или двух частотах, а также путем измерения напряжения само разряда в функции времени. Однако контроль увлажнения изоляции трансформатора по tg 5 является более чувствительным методом, так как tgô от увлажнения может уве
личиться в 5—7 |
раз, а |
емкость |
|
в 1,5—2 раза |
(данные Московского |
||
электрозавода |
и Мосэнерго). |
||
Измерение |
тока |
утечки |
на вы |
прямленном напряжении. Ток утечки хорошо реагирует на сосредоточен ные дефекты в виде непрерывной
Рис. 26-2. Процент трансфор маторов, имеющих tg Ô, мень ший значений, указываемых абсциссой (по данным ВВС Мосэнерго для трансформато
ров ПО кв).
Таблица 26-1
Нормы оценки состояния трансформаторов по tgd
Изоляция |
|
|
|
При температуре, ° С |
|
|
|
|
|
|
Род изоляции |
|||||||
|
° |
1 |
20 |
|
40 |
| 60 |
|
80 | |
100 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Годная |
|
|
|
0,010 |
|
0,020 |
0,039 |
0,077 |
|
0,15 |
0,30 |
Обмотки с |
рабо |
|||||
Неполноценная |
|
0,015 |
|
0,030 |
0,059 |
0,115 |
|
0,23 |
0,45 |
|
чим напряжением |
|||||||
|
|
|
|
110 и 220 кв |
||||||||||||||
Годная |
|
|
|
0,015 |
|
0.030 |
0,059 |
0,115 |
|
0,23 |
0,45 |
Обмотки с |
рабо |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
чим напряжением |
||
Неполноценная |
|
0,025 |
|
0,050 |
0,100 |
0,19 |
|
0,38 |
0,75 |
|
35 кв и ниже |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
проводящей |
дорожки |
|
от |
одного |
Если при измерении, производи |
|||||||||||||
электрода к другому. Такие дефек |
мом при достаточно высоком напря |
|||||||||||||||||
ты возникают |
вследствие загрязне |
жении, на пути тока окажется не |
||||||||||||||||
ния и увлажнения (обычно прокла |
большой |
участок, |
|
не утративший |
||||||||||||||
док и |
витковой |
изоляции) |
нижней |
еще |
изоляционных |
|
свойств, |
пере |
||||||||||
части обмотки. На величине тока |
крытие |
|
этого |
участка |
приведет |
|||||||||||||
утечки |
трансформатора |
состояние |
к тому, что измеренный ток утечки |
|||||||||||||||
изоляции вводов почти не сказы |
будет высок и дефект будет обнару |
|||||||||||||||||
вается, так как ток утечки их в де |
жен. Измерение сопротивления изо |
|||||||||||||||||
сятки раз меньше тока утечки вну |
ляции |
мегомметром |
подобные де |
|||||||||||||||
тренней |
изоляции. Не оказывает су |
фекты не обнаруживает и, следова |
||||||||||||||||
щественного влияния |
и сопротивле |
тельно, |
является |
менее |
эффектив |
|||||||||||||
ние изоляции масла, имеющего фи |
ным. |
|
|
|
повышенным |
напря |
||||||||||||
зико-химические показатели, удов |
Испытание |
|||||||||||||||||
летворяющие |
|
эксплуатационным |
жением. Такие сравнительно |
легко |
||||||||||||||
нормам. |
|
|
|
|
или |
менее |
устранимые |
дефекты, |
как |
общее |
||||||||
Следовательно, более |
или |
поверхностное |
увлажнение об |
|||||||||||||||
значительные |
измерения |
тока |
утеч |
мотки и изоляционных деталей, их |
||||||||||||||
ки могут быть обусловлены лишь |
загрязнение, |
нарушение |
размеров, |
|||||||||||||||
явлениями, происходящими |
в твер |
т. е. приближение к обмотке зазем |
||||||||||||||||
дой изоляции, главным образом той, |
ленных частей и отводов других |
|||||||||||||||||
которая шунтирует слой масла. Раз |
фаз, |
при |
испытании |
трансформато |
||||||||||||||
деление изоляции на зоны при из |
ра повышенным напряжением могут |
|||||||||||||||||
мерении тока утечки играет мень |
привести к пробою изоляции обмот |
|||||||||||||||||
шую |
роль, |
чем |
при |
определении |
ки. Поэтому применение этого испы |
|||||||||||||
tg Ô, однако все же не лишено смыс |
тания допустимо лишь после внут |
|||||||||||||||||
ла. При этом уменьшается величи |
реннего |
осмотра |
трансформатора и |
|||||||||||||||
на объемного тока, вследствие чего |
проведения других |
испытаний. |
||||||||||||||||
сосредоточенные |
утечки |
обнаружи |
Для испытаний повышенным на |
|||||||||||||||
ваются более рельефно. |
|
|
|
пряжением |
определена |
периодич |
||||||||||||
Приемы, применяемые для опре |
ность 5—7 лет. В некоторых энерго |
|||||||||||||||||
деления |
токов |
утечки |
отдельных |
системах считают не без оснований |
||||||||||||||
зон, ничем не отличаются от выше |
такой |
интервал |
между |
испытания |
||||||||||||||
описанных для tgô. По опытным |
ми слишком большим и проводят их |
|||||||||||||||||
данным |
ток утечки / г |
изменяется |
каждый раз после других испыта |
|||||||||||||||
в зависимости от температуры по |
ний, предпочитая ремонт трансфор |
|||||||||||||||||
вакону |
/ _ / |
Р4 Г -20°) |
|
|
матора |
опасности аварии. |
|
|||||||||||
|
|
|
|
При |
испытании |
|
трансформато |
|||||||||||
|
|
Лto |
Л20°^ |
|
* |
|
|
ров |
|
повышенным |
|
напряжением |
||||||
где / 20о— ток утечки того же транс |
очень часто обнаруживаются дефек |
|||||||||||||||||
|
|
форматора |
при |
темпера |
ты, не связанные с состоянием ос |
|||||||||||||
|
|
туре 20° С; |
1/°С. |
|
|
новной |
изоляции, например, |
отсут |
||||||||||
|
а = (0,05 — 0,06), |
|
|
ствие связи пакетов магнитопровода |
между собой и с корпусом, дефекты |
игла с барьером между ними, вклю |
||||||||||||||
изоляции |
стяжных |
болтов |
и т. п. |
чаемым между какой-либо точкой |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
обмотки и землей или между двумя |
|||||
|
26-2. ВИТКОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ |
|
точками. В первом случае имитиру |
||||||||||||
Для контроля В И Т К О В О Й изоляции |
ется частичный разряд на землю в |
||||||||||||||
необходимо |
прилагать |
к обмотке |
главной |
изоляции, |
во |
втором — ча |
|||||||||
импульсы напряжения. |
|
|
|
стичный |
разряд |
в витковой |
изоля |
||||||||
|
При номинальных |
напряжениях |
ции. При этом оказалось, что зазу |
||||||||||||
35 кв и выше испытательное обору |
брины на осциллограммах |
появля |
|||||||||||||
дование в виде ГИН и однократно |
ются лишь при частичных разрядах |
||||||||||||||
го электронного |
осциллографа ока |
на lU длины обмотки, считая от на |
|||||||||||||
зывается |
достаточно |
сложным |
и |
чала обмотки. Эффективность мето |
|||||||||||
громоздким, |
чтобы |
применять |
его |
да резко повышается, если при этом |
|||||||||||
на |
месте |
установки |
трансформа |
бак изолируется от земли, а ней |
|||||||||||
тора. |
|
|
|
рода |
испытания |
траль присоединяется к баку. В этом |
|||||||||
Поэтому такого |
случае через сопротивление в нуле |
||||||||||||||
возможны лишь в центральных ла |
проходят и все емкостные токи на бак. |
||||||||||||||
бораториях энергосистем перед тем, |
На рис. 26-4 приводятся схема и |
||||||||||||||
как |
намечается |
проводить |
капи |
осциллограмма |
тока |
через |
сопро- |
||||||||
тальный ремонт |
(1 раз в 5—7 лет). |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Испытания этого |
рода требуют |
|
|
|
|
|
|
|||||||
тех же условий, что и проведение |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
типовых |
импульсных |
испытаний |
|
|
|
|
|
|
|||||||
изоляции |
трансформатора, |
органи |
|
|
|
|
|
|
|||||||
зуемых для контроля продукции на |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
заводах и в научно-исследователь |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ских лабораториях. |
|
|
во |
время |
|
|
|
|
|
|
|||||
Поведение |
изоляции |
|
|
|
|
|
|
||||||||
испытания может контролироваться |
Рис. 26-4. Регистрация |
токов в нейтрали |
|||||||||||||
по току в нейтрали или по току на |
|
трансформатора. |
|
||||||||||||
корпус. На рис 26-3 приводятся схе- |
а — схема; |
б — форма |
тока |
в нейтрали |
при нали |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
чии (/) н отсутствии |
(2) |
повреждения. |
Рис. 26-3 Регистрация токов частичных разрядов.
ма и осциллограммы тока через со противление в нейтрали, когда не исправность изоляции искусственно имитировалась устройством игла—
тивление в нуле, причем на осцил лограмме заметны зазубрины при повреждении витковой изоляции в любой части обмотки. Наилучшие резульаты получаются в случае когда две другие фазы разомкнуты.
При повреждении становится большим и ток через сопротивление, если имеется сквозной искровой разряд (индуктивность обмотки уменьшается). Заслуживающим внимания является то, что метод отмечает не только сквозные разря ды, но реагирует и на неполные, ча стичные разряды в виде поверхно-^ стных стримеров. При этом на ос-* циллограмме тока появляются зуб цы или зазубрины, хотя величина тока остается неизменной.
ГЛАВА ДВАДЦАТЬ СЕДЬМАЯ
ПРОФИЛАКТИКА ИЗОЛЯЦИИ ВРАЩАЮЩИХСЯ МАШИН
27-1. ГЛАВНАЯ ИЗОЛЯЦИЯ
Пробивные напряжения гильзо вой и непрерывной изоляции раз личных стержней очень сильно от личаются, что обусловливается как свойствами слюды (неоднород ность), так и наличием значитель ной доли ручного труда при изго товлении изоляции. Распределение пробивных напряжений для боль шой группы стержней приближенно следует нормальному закону (см. гл. 17).
В ходе эксплуатации в изоляции возникают местные дефекты вслед ствие перегревов при коротких за мыканиях и механических повреж дений (истирание или трещины на выходе из паза и вблизи вентиля ционных каналов). Вследствие испарения изоляционных лаков в толще изоляции создается чрез мерное давление газа, благодаря чему изоляция вспучивается, появ ляются разрывы. Местные перегре вы изоляции могут быть вызваны ее загрязнением, повреждением изо ляции соединительных болтов и пр.
Увлажнение изоляции, коронирование в воздушных включениях так же могут быть причинами общего или местного старения изоляции.
Для иллюстрации старения приводим следующие примеры:
1. Машина с гильзовой изоляцией про работала более двух десятков лет. Пробив ное напряжение изоляции в местах выхода из паза почти у всех гильз было немногим выше фазового напряжения, но меньше линейного, изоляция легко расслаивалась, однако в пазовой части электрическая проч ность была высокой и сама гильза моно литной.
2. Синхронный компенсатор ХЭМЗ
6.6 кв 10 Мва проработал 9 лет (непрерыв
ная изоляция). Пробивное напряжение в па
зовой части у 77% секций было |
выше 3£/и |
|||
и лишь |
в двух |
секциях оно |
было равно |
|
1,5 Ua\ |
прочность пазовой изоляции у вы |
|||
нутых |
стержней |
находились |
в |
пределах |
5.7U-я—8 Ua.
Всвязи с характером дефектов машинной изоляции и еще недоста
точной разработкой методики обна ружения развитых местных дефек тов, наибольшее значение имеет испытание повышенным напряже нием. Это испытание всегда прово дится после ремонта машины с за меной изоляции у ряда стержней или секций. Принятые у нас норма тивы предусматривают в этом слу чае одноминутное испытание на пряжением 50 гц (1,3—1,7) Un. Та кое же испытательное напряжение рекомендуется и для проверки изо ляции обмотки, бывшей в эксплуа тации, но исправной (не имевшей пробоев).
Однако изоляция машин часто испытывается и постоянным напря жением, что имеет некоторые преи мущества. Дело в том, что напря жение постоянного тока в большей мере должно ложиться на слюду, чем при переменном токе, ввиду распределения напряжения по про водимостям. По этой причине посто янный ток можно рассматривать как искатель слабых мест в слюдя ной компоненте, и применение его надо признать желательным в пер вую очередь для контроля изоля ции электрических машин в процес се ее изготовления. При испытании постоянным напряжением изоляции машин в условиях эксплуатации ис ходят из того, что его приложение
кисправной изоляции не вызывает
вней каких-либо специфических по вреждений, а пробивное напряже ние ее выше, чем при переменном токе, обычно не менее, чем в 1,5 раза. Поэтому величина испытатель ного выпрямленного напряжения
устанавливается (2,2—2,5) |
1)ш. |
|
В энергосистемах СССР при ис |
||
пытании изоляции |
машин |
постоян |
ным напряжением |
одновременно |
|
производят изменение тока |
утечки, |
обычно при изменении напряжения от нуля до двойного номинального напряжения (т. е. до 14 кв при но минальном напряжении 6,6 кв).
Таблица 27-1
Рекомендуемые испытательные напряжения для электрических машин, трансформаторов, аппаратов при испытаниях переменным током промышленной частоты в долях номинального линейного напряжения (при ежегодном капитальном ремонте длительность испытаний 1 мин)
Н а и м е я о в а н й е м аш и н |
|
Н о м и н ал ьн о е л и н ей н о е н ап р я ж е н и е , к в |
|
|
|
|||||||||||
и ли а п п а р ат а |
|
0.38 |
2 ' |
з |
6 |
1 10 |
|
15 |
|1 20 |
1 |
35 |
| |
110 |
220 |
||
|
|
|
|
|
||||||||||||
Генераторы, |
ста |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
торные обмотки |
|
|
|
|
1,3--1 .7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Силовые трансфор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
маторы, главная |
изо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ляция вместе с |
вво |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
дами |
|
|
|
|
|
5 |
3,5 |
3 |
2,5 |
2,3 |
|
2 , 0 |
|
1 . 8 |
1 , 8 |
|
Электродвигатели, |
|
|
|
|
|
_ |
_ |
|
_ |
|
_ |
__ |
||||
обмотки статора |
|
2,5 |
2 |
1,7 |
1,7 |
1,6 |
|
|
|
|||||||
Аппараты |
распре |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
делительных |
уст |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ройств, |
|
обмотки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
трансформаторов тока |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
совместно с вводами, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
конденсаторы связи, |
|
|
5,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
бетонные реакторы |
8 |
8 |
4,2 |
3.7 |
3,3 |
|
2,7 |
|
2.4 |
2,3 |
||||||
П р и м е ч а н и е . |
И сп ы тан и я |
п о вы ш ен ны м |
н ап р я ж ен и ем и зо л я ц и и |
о б о р у д о в ан и я |
на н ап р я ж е н и е |
|||||||||||
вы ш е 35 к в не везд е вы полн им ы . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Ввиду |
наличия |
явлений |
абсорбции |
ствует |
результату |
экстраполяции |
||||||||||
длительность |
выдержки |
под напря |
кривой рис. 27-1. |
|
однако, |
что |
||||||||||
жением на каждой его ступени |
Надо |
|
заметить, |
|||||||||||||
должна быть значительной, порядка |
в отдельных |
случаях |
зависимость, |
|||||||||||||
10—20 мин. При этих измерениях |
показанная на рис. 27-1, не наблю |
|||||||||||||||
оказывается в ряде случаев воз |
дается. По-видимому, это те случаи, |
|||||||||||||||
можным |
по |
признаку |
нарушения |
когда обмотка расслоена, так как |
||||||||||||
линейной зависимости между током |
тогда на пути тока утечки имеются |
|||||||||||||||
утечки и напряжением судить о ве |
практически непроводящие воздуш |
|||||||||||||||
личине |
пробивного напряжения. |
ные включения. |
|
|
|
|
|
|||||||||
На рис. 27-1 показана зависи |
Вместо |
того |
чтобы |
определять |
||||||||||||
мость сопротивления утечки от на |
полную |
кривую |
Ry = |
f ({/), |
часто |
|||||||||||
пряжения |
для |
конкретного |
случая. |
используют менее трудоемкий вариант |
||||||||||||
При дальнейшем подъеме напряже |
этого метода, |
определяя |
Ry при но |
|||||||||||||
ния |
пробой |
|
произошел |
прибли |
минальном напряжении |
и 50°/0 номи |
||||||||||
зительно |
при |
напряжении, не |
нального |
|
и вводя |
коэффициент де- |
||||||||||
сколько большем 40 кв, что соответ |
фектности |
(3 = |
- - |
, считая, что при |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
? |
|
|
|
|
|
|
|
К 50% |
|
|
|
|
•
^ N ,
>
\
^ ----
\
• \
------ *
о ю го зо кв
Рис. 27-1. Зависимость сопро тивления изоляции Rio от на пряжения.
Р> 2 изоляция дефектна.
Втабл. 27-1 приведены рекомен дуемые у нас испытательные напря жения для различной изоляции, на ходящейся в эксплуатации.
После каждого ремонта или длительного простоя без нагрузки
изоляция генераторов должна под вергаться сушке для удаления ад сорбированной за это время влаги. Необходимая длительность сушки в очень сильной степени зависит от степени увлажнения изоляции, по
этому целесообразно |
|
иметь |
метод, |
Для выяснения состояния изоля |
||||||||||||||||||
позволяющий |
контролировать |
про |
ции машин в отношении ее иониза |
|||||||||||||||||||
цесс увлажнения |
изоляции. |
|
|
|
ционных характеристик необходимо |
|||||||||||||||||
В процессе сушки изоляции гене |
снимать зависимость tgô=f(C/).H a |
|||||||||||||||||||||
раторов |
|
характерное |
изменение |
заводе |
«Электросила», |
например, |
||||||||||||||||
претерпевает |
отношение |
начально |
для |
новых |
машин |
tg ô |
измеряют |
|||||||||||||||
го значения тока абсорбции к току |
при |
(0,5—1,5) |
UHи в этих пределах |
|||||||||||||||||||
утечки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
допускают приращение |
tg ô от 0,04 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
до 0,05, |
считая |
эти |
значения макси |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мально |
допустимыми. |
Однако |
при |
||||||||
которое |
можно назвать |
коэффици |
этом исходят не из каких-либо |
фи |
||||||||||||||||||
зических фактов, |
а |
из |
условий |
со |
||||||||||||||||||
ентом абсорбции. Вместо начально |
||||||||||||||||||||||
блюдения средних уровней техноло |
||||||||||||||||||||||
го тока достаточно взять одноми |
||||||||||||||||||||||
гии изготовления изоляции машины, |
||||||||||||||||||||||
нутный, |
вместо тока |
утечки — деся- |
включая качество |
сырья. |
|
|
||||||||||||||||
тиминутный и рассмотреть: |
|
|
|
|
зна |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
В отношении |
абсолютного |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
чения tgô на заводе «Электросила» |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
считают максимально допустимыми |
|||||||||||
У сухой |
изоляции |
коэффици |
значениями |
tg Ô при |
номинальном |
|||||||||||||||||
напряжении |
(при |
температуре |
по |
|||||||||||||||||||
ент т имеет значение 2—3, у влаж |
||||||||||||||||||||||
мещения) : |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
ной— от |
0 до 1. |
Объясняется |
это |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
тем, что у влажной изоляции ток /а |
для новых машин 4—б |
Мет не более 0Л5 |
||||||||||||||||||||
мал в сравнении с током /у, поэто |
||||||||||||||||||||||
то же . |
|
. 6—25 Мет не более 0,12 |
||||||||||||||||||||
му т близко к нулю. У сухой |
изо |
* |
» |
|
|
25 |
Мет |
и |
выше не |
|||||||||||||
ляции ток /у мал в сравнении с то |
|
|
|
|
|
|
|
более |
0*10. |
|
||||||||||||
ком /а и т достигает значения 2—3. |
|
Проведение |
разделения |
потерь |
||||||||||||||||||
В. В. Пучковский успешно при |
|
|||||||||||||||||||||
менил |
для |
контроля |
увлажнения |
на потери в основном диэлектрике |
||||||||||||||||||
изоляции |
машин |
измерения |
напря |
(потери |
абсорбции) |
и |
|
на |
иониза |
|||||||||||||
жения саморазряда. |
|
Можно |
пред |
ционные потери, а также определе |
||||||||||||||||||
полагать, что в сухих машинах ско |
ние точки ионизации следует счи |
|||||||||||||||||||||
рость саморазряда в основном опре |
тать желательным как при завод |
|||||||||||||||||||||
деляется небольшой утечкой по по |
ских, так и эксплуатационных испы |
|||||||||||||||||||||
верхности, в сырых — большой утеч |
таниях. Однако в последнем случае |
|||||||||||||||||||||
кой по поверхности, хотя утечки в |
целью испытания является проверка |
|||||||||||||||||||||
объеме изоляции в обоих случаях |
того, что при |
напряжении |
вблизи |
|||||||||||||||||||
невелики. Поэтому |
скорость |
спада |
UH ионизационные |
потери |
отсут |
|||||||||||||||||
напряжения |
до |
некоторой |
опреде |
ствуют и поэтому достаточны изме |
||||||||||||||||||
ленной величины, например до 85% |
рения |
tgô |
при |
напряжении |
от |
|||||||||||||||||
напряжения |
заряда, |
оказывается |
0,54 Un до 1,25 и п. |
для |
контроля |
|||||||||||||||||
резко различной в сухой и увлаж |
|
Заметим, |
|
что |
||||||||||||||||||
ненной |
изоляции |
(в |
среднем |
в |
50 |
увлажнения |
|
изоляции |
измерения |
|||||||||||||
раз), и, таким образом, измерение |
емкости |
в |
функции |
температуры |
||||||||||||||||||
напряжения |
саморазряда является |
целесообразны |
лишь |
для |
машин |
|||||||||||||||||
еще более чувствительным методом, |
низкого |
напряжения |
с |
бумажной |
||||||||||||||||||
чем определение |
коэффициента |
т. |
изоляцией и не эффективны для |
|||||||||||||||||||
Измерение tg ô у электрических |
машин |
со |
слюдяной |
изоляцией |
||||||||||||||||||
машин имеет лишь |
сравнительную |
ввиду ее большей неоднородности и |
||||||||||||||||||||
ценность. |
Измерения |
tg ô |
должны |
роста |
по |
этой |
причине |
емкости |
||||||||||||||
вестись |
|
систематически |
из |
года |
с температурой. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
в год, и тогда их сравнение может |
|
Однако эти измерения делаются |
||||||||||||||||||||
дать сведения об общем |
состоянии |
необходимыми |
для |
определения из |
||||||||||||||||||
изоляции машины, хотя у нас часто |
них величин емкостного тока маши |
|||||||||||||||||||||
производят |
эти |
измерения |
|
1 |
раз |
ны в рабочем режиме. Цикл испы |
||||||||||||||||
в 3—5 лет. |
|
|
|
|
|
|
|
|
таний изоляции генераторов, нахо |
дящихся в эксплуатации, может со стоять из следующего:
1. Снятие кривой R = f(t) в диа пазоне от 0,5—1 мин до 10—30 мин.
2. Снятие кривой tg à= f(U)
вдиапазоне 0,5 Оф—1,25 t/ф.
3.Измерение сопротивления
утечки обмотки и статорных болтов. 4. Контрольные испытания по вышенным напряжением постоянно
го или переменного тока.
|
27-2. ВИТКОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
В |
главе, |
посвященной |
изоляции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
вращающихся машин, уже указыва |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
лось на те трудности, которые воз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
никают |
при |
|
испытании |
витковой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
изоляции |
|
неразрезанных |
катушек |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
даже до их укладки в пазы. Испы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
тания витковой изоляции полностью |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
собранной машины еще более за |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
труднительны. |
Делались |
попытки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
применять для этих испытаний им |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
пульсные |
напряжения, |
приклады |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ваемые к началу обмотки, при рас |
Рис. |
27-2. |
Принципиальная схема |
устрой |
||||||||||||||||
пространении которых вдоль обмот |
ства для испытания витковой изоляции |
|||||||||||||||||||
ки создаются повышенные разности |
индуктированным |
импульсным |
напряже |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
нием. |
|
|
|
||||||||||||
потенциалов |
между |
соседними |
вит |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ками. Однако |
амплитуда |
импульс |
таемого от сети через регулировоч |
|||||||||||||||||
ного напряжения, |
прикладываемого |
|||||||||||||||||||
к машине, вследствие низкого ко |
ный автотрансформатор ATVt |
через |
||||||||||||||||||
эффициента |
импульса |
не |
может |
газотрон |
Л\ |
заряжается |
конденса |
|||||||||||||
быть |
больше |
испытательного |
на |
тор С. Тиратрон Л2 заперт отрица |
||||||||||||||||
пряжения |
промышленной |
частоты. |
тельным потенциалом на его сетке, |
|||||||||||||||||
Опыт показывает, что при этом до |
поданным |
от |
запирающего |
блока, |
||||||||||||||||
статочные для |
испытания |
напряже |
изображенного в верхней части ри |
|||||||||||||||||
ния возникают лишь между витками |
сунка. Первичная обмотка пик- |
|||||||||||||||||||
начальной |
части |
обмотки. |
Вслед |
трансформатора ПТР питается через |
||||||||||||||||
ствие сглаживания фронта импульс |
дроссель от той же сети, что импуль- |
|||||||||||||||||||
ной волны в середине и в конце об |
ный |
генератор. Вторичная |
обмотка |
|||||||||||||||||
мотки напряжения на витковой изо |
пик-трансформатора включена в |
|||||||||||||||||||
ляции оказываются |
слишком |
малы |
цепь сетки тиратрона Л2 таким об |
|||||||||||||||||
ми. Поэтому, используя импульсные |
разом, что в положительный полу- |
|||||||||||||||||||
напряжения |
для |
испытания |
витко |
период, когда заряжается конденса |
||||||||||||||||
вой |
изоляции, |
необходимо |
иметь |
тор С, пикообразная э. д. с. вторич |
||||||||||||||||
возможность |
|
включать |
источник |
ной |
обмотки |
пик-трансформатора |
||||||||||||||
в различных |
точках |
обмотки. |
Это |
накладывается со знаком минус на |
||||||||||||||||
может быть сделано с помощью ин |
запирающее напряжение |
сетки |
ти |
|||||||||||||||||
дукции |
импульсного |
напряжения, |
ратрона Л2 и, таким образом, пре |
|||||||||||||||||
осуществляемой с помощью |
специ |
пятствует его срабатыванию. В сле |
||||||||||||||||||
ального П-образного магнита, на |
дующий полупериод э. д. с. пик- |
|||||||||||||||||||
кладываемого |
на |
секцию |
обмотки, |
трансформатора |
меняет знак, бла |
|||||||||||||||
как это показано на рис. 27-2. |
об |
годаря |
чему тиратрон Л2 отпирает |
|||||||||||||||||
Схема |
работает |
следующим |
ся |
и |
заряженный конденсатор |
С |
||||||||||||||
разом. От трансформатора |
Три пи- |
разряжается |
на |
обмотку |
электро |