Диагностирование изоляции

Под действием электрического поля в изоляции происходят сложные процессы. Во-первых, из-за присутствия в диэлектриках свободных зарядов, обусловленных примесями и дефектами строения, в изоляции всегда возникает ток сквозной проходимо­сти , во-вторых, происходит замедленная поляризация, т.е. смещение и поворот связанных дипольных молекул, создающих ток абсорбции , в-третьих, происходит мгновенная поляриза­ция, представляющая собой упругое смещение и деформацию электронных оболочек атомов и ионов и создающая ток смеще­ния .

Для изучения перечисленных процессов используют схему замещения изоляции, показанную на рис. 3.1,а. Резистор ха­рактеризует сопротивление сквозному току; конденсатор – емкость, обусловленную дипольной поляризацией; конденсатор – емкость электронной поляризации (геометрическая ем­кость); резистор – эквивалентные потери при дипольной по­ляризации.

Рисунок 6.1- Схема замещения изоляции (а) и диаграмма токов,

протекающих по ней (б)

На рис. 6.1, б показаны зависимости токов, проходящих через изоляцию, от времени нахождения под постоянным напряжени­ем. Как видно, ток абсорбции затухает по мере завершения про­цессов замедленной поляризации, а ток сквозной проводимости сохраняется неизменным. Токи смещения столь кратковременны, что их не учитывают. Суммарный ток i имеет затухающий характер.

Истинное сопротивление изоляции зависит от сквозного тока и его можно определить по формуле:

где – приложенное напряжение, В.

Поскольку измерение связано с определенными трудностя­ми, сопротивление изоляции рассчитывают как частное от деле­ния напряжения на значение тока, установившегося через мину­ту после включения напряжения. К этому моменту ток затуха­ет и не вносит погрешность. Если же измерение проводить при небольшой выдержке времени, то может создаться неправильное представление о сопротивлении изоляции.

Для исправной изоляции в ПУЭ и ПТЭ установлены норма­тивы, характеризующие параметры схемы замещения. Напри­мер, наименьшее допустимое сопротивление (МОм) изоляции электродвигателя мощностью (кВт) и напряжением свыше 1000 В при рабочей температуре определяют по выражению:

где – номинальное линейное напряжение, В.

При эксплуатации электрооборудования его изоляции под­вергается влиянию рабочего напряжения, кратковременным пе­ренапряжениям от грозовых разрядов и коммутационных опе­раций, механическим и тепловым нагрузкам, загрязнению, ув­лажнению и другим неблагоприятным воздействиям. В резуль­тате этого свойства изоляции непрерывно ухудшаются.

Из схемы замещения видно, что от качества изоляции зависят значения токов утечки, абсорбции, смещения и мощности потерь в цепи . Поэтому их принимают за диагностические пара­метры изоляции. Дополнительно используют характеристики электрической прочности. Задача диагностирования состоит в том, чтобы определить фактические значения параметров и сравнить их с соответствующими нормами.

К основным способам диагностирования изоляции относят­ся: измерение сопротивлений изоляции; измерение емкости изо­ляции; измерение диэлектрических потерь; испытание повышен­ным напряжением переменного или постоянного тока.

Измерение сопротивления изоляции. Согласно методике при измерении сопротивления изоля­ции одной фазы две другие фазы должны быть заземлены.

Для того чтобы сделать правильный вывод о состоянии изо­ляции электрической машины, необходимо придерживаться сле­дующих правил:

- Измерения необходимо производить поочередно для каж­дой

электрически независимой цепи (фазы) при соедине­нии всех остальных цепей с корпусом.

- Каждая цепь (фаза) после измерения сопротивления ее изоляции соединяется с корпусом машины на время не менее 15 секунд при мощности машины до 1000 кВт (или кВ∙А) и не менее 1 минуты при более высокой мощности, и не менее 3 минут при применении мегаомметра на 2500 В.

Определение увлажненности изоляции по коэффициенту аб­сорбции. Пусть изоляция некоторого электрооборудования, на­пример, электродвигателя, моделируется схемой замещения (см. рис. 3.1,а). Из предыдущего рассмотрения процессов электро­проводности и поляризации следует, что для заведомо сухой изоляции в процессе измерения суммарный ток будет резко затухать (рис. 3.2). У влажной изоляции такого же двигателя суммарный ток больше и будет затухать медленнее, потому что из-за увлажнения прирост тока сквозной проводимости больше, чем прирост тока абсорбции. Описанный характер из­менения суммарного тока определяет динамику сопротивления изоляции. При постоянном напряжении мегаомметра сопротив­ление сухой изоляции при измерении будет резко увеличи­ваться, а сопротивление влажной будет возрастать незначи­тельно. Следовательно, по состоянию сопротивления изоляции в зависимости от продолжительности измерения можно опреде­лить, увлажнена изоляция или нет.

Диагностирование увлажнения изоляции состоит в измере­нии мегаомметром ее сопротивления в моменты и (> ) после подачи напряжения и определения отношения /, называемого коэффициентом абсорбции. Обычно принимают (=15с, (=60с и рассчитывают . Если >1,3, то изоляцию считают сухой; если 1,3, то изоляцию при­знают влажной.

Рисунок 6.2- График изменения полного тока и сопротивления

сухой и влажной изоляции

Дата добавления: 2014-01-05