Метод, основанный на искажении формы кривой тока

В основу метода положено представление о том, что ток сквозь изоляцию имеет две составляющие: активную и емкостную. При низких напряжениях, когда число свободных зарядов в изоляции мало, ток сквозь изоляцию представляет собою ток сквозь емкость, т.е. через изоляцию протекает практически i_c (рис. 5.а). При более высоких напряжениях начинается разрушение нейтральных частиц диэлектрика, повышается число свободных зарядов, в связи с чем растет активная составляющая тока (рис. 5.б). При пробое сквозь изоляцию протекает только активный ток (Рис. 5.в).

Наблюдая кривую тока на экране осциллографа (емкостную и активную) можно получить зависимость I = f(U), (рис. 6). Сняв такие зависимости вплоть до напряжений, при которых пробивается изоляция, можно получить значение коэффициента К:

Сопоставляя зависимость К = f(U) между собою, определяется К, при которых пробивается изоляция у большинства испытуемых образцов изоляции, а затем используется для определения пробивного напряжения U _пр. - без пробоя изоляции.

Такое прогнозирование возможно с применением синусоидального, выпрямленного однополупериодного и импульсного напряжений. Характерные осциллограммы приведены на рис. 5.

u

u (t)

t

u

i (t)

а)

u (t)  

t

i (t)

б)

u

u (t)

t

i (t)

в)

t

i (t)

Рис. 5.

U

I

Рис. 6.

Зависимость сквозного тока от напряжения.

Контроль тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ)

Старение диэлектрика сопровождается ростом диэлектрических потерь, которое может обнаружено путем измерения tgδ. При профилактических испытаниях качество изоляции оценивается по абсолютной величине tgδ, измеряемой при напряжении не выше 10 кВ независимо от номинального напряжения оборудования. Для некоторых видов оборудования, например, для электрических машин, определяют зависимость tgδ от напряжения в пределах 0,5….1,5 U_ном. Рост tgδ с увеличением напряжения свидетельствует о появлении частичных разрядов в изоляции.

Для измерения tgδ в условиях эксплуатации используются малогабаритные мосты МД-16 и Р-595. Принципиальная схема наиболее распространенного моста, в котором один из электродов обследуемого объекта С_х заземлен, приведена на рис. 7. Эту схему иногда называют «перевернутой».

Она содержит эталонный конденсатор C_N, без индуктивный переменный резистор R₃, постоянный резистор R₄, переменный конденсатор C₄, трансформатор на 10 кВ Т и защитные разрядники FV, предназначенные для защиты измерительных цепей от напряжений в случае пробоя изоляции. Равновесие моста определяется по вибрационному гальванометру PA. Регулирование R₄ и C₄ осуществляется при помощи изолирующих ручек. Измерительная часть моста защищена от наводок экраном, находящимся под высоким напряжением. Поэтому он размещается внутри наружного заземленного экрана. Экраны друг от друга изолированы на полное напряжение трансформатора Т.

Этот метод базируется на явлении электрической поляризации. Процесс поляризации в реальных диэлектриках сопровождается рассеянием энергии W, - т.е. диэлектрическими потерями, которые характеризуются величиной tg δ.

Чем больше tgδ, тем менее совершенен диэлектрик как электроизоляционный материал.

По значению tgδ можно установить наличие в изоляции различных по характеру дефектов. Однако дефекты одного и того же типа, но разных размеров, неодинаково влияют на результаты измерений и поэтому обнаруживаются с разной чувствительностью. Объясняется это тем, что tg δ испытуемой изоляции из нескольких различных материалов представляет собою средневзвешенную частотную величину.

Условия равновесия моста обеспечиваются при:

Y_xY₄=Y₀Y₃; φ _x+ φ ₄= φ ₀ + φ₃;

tg δ_x = tg ψ₄ = k^.C₄.

Рис. 7.

Принципиальная схема измерения тангенса угла диэлектрических потерь в изоляции.

С_х – испытуемый объект; C₀ – эталонный конденсатор; R₃, R₄, C₄ –элементы измерительной части моста; Г – гальванометр.

Если изоляцию представить в виде последовательного соединенной емкости изоляции C_x и сопротивления R_х, в котором рассеивается энергия потерь, то в случае равновесия моста

.

После преобразования, имеем:

, .

В последовательной схеме замещения tgδ может быть представлен отношением активной части сопротивления изоляции к реактивной:

Дата добавления: 2014-12-10