Діагностування ізоляції

Під дією електричного поля в ізоляції відбуваються складні процеси. По-перше, із-за присутності в діелектриках вільних зарядів, обумовлених домішками і дефектами в будові, в ізоляції завжди виникає струм наскрізної провідності , по-друге – відбувається сповільнена поляризація, тобто зсув і поворот зв'язаних дипольних молекул, що створюють струм абсорбції . По-третє, відбувається миттєва поляризація, що є пружним зсувом і деформацією електронних оболонок атомів і іонів, вона створює струм зсуву .

Для вивчення перерахованих процесів використовують схему заміщення ізоляції, показану на рисунку 1.1. Резистор характеризує опір наскрізному струму; конденсатор – ємність, обумовлена дипольною поляризацією; – ємність електронної поляризації (геометрична ємність); резистор – еквівалентні втрати при дипольній поляризації.

Рисунок 1.1 – Схема заміщення ізоляції

На рисунку 1.2 показані залежності струмів, що проходять через ізоляцію, від часу знаходження під дією постійної напруги. Як видно, струм абсорбції затухає при завершенні процесів сповільненої поляризації, а струм наскрізної провідності зберігається незмінним. Струми зсуву настільки короткочасні, що їх не враховують. Сумарний струм має затухаючий характер.

Рисунок 1.2 – Зміна в часі струмів, що протікають в ізоляції

Дійсний опір ізоляції залежить від наскрізного струму і його можна визначити за формулою:

(1.1)

де – прикладена напруга, В.

Оскільки вимірювання пов'язане з певними труднощами, опір ізоляції розраховують поділивши напругу на значення усталеного струму через хвилину після подання напруги. До цього моменту струм затухає і не вносить похибку. Якщо ж вимірювання проводити при невеликій витримці часу, то може створитися неправильне уявлення про опір ізоляції.

Для справної ізоляції в ПУЕ і ПТЕ встановлені нормативи, що характеризують параметри схеми заміщення. Наприклад, найменший допустимий опір (МОм) ізоляції електродвигуна потужністю (кВт) при робочій температурі визначають за формулою:

, (1.2)

де – номінальна лінійна напруга, В.

При експлуатації електроустаткування його ізоляція піддається впливу робочої напруги, короткочасних перенапруг від дії грозових розрядів і комутаційних операцій, механічного і теплового навантаження, забруднення, зволоження і інших несприятливих факторів. В результаті цього ізоляції безперервно погіршуються.

З схеми заміщення видно, що від якості ізоляції залежать значення струмів витоку, абсорбції, зсуву і потужності втрат в колі . Тому їх приймають за діагностичні параметри ізоляції. Додатково використовують характеристики електричної міцності. Завдання діагностування полягає в тому, щоб визначити фактичні значення параметрів і порівняти їх з відповідними нормами.

До основних способів діагностування ізоляції відносяться:

– вимірювання опору ізоляції;

– вимірювання ємності ізоляції;

– вимірювання діелектричних втрат;

– випробування підвищеною напругою змінного або постійного струму.

Повний висновок про стан ізоляції роблять по сукупності результатів вимірювань. Але у ряді випадків виділяють окремі визначальні параметри, які в деяких умовах достатньо повно характеризують якість ізоляції. Такий підхід виправданий для виявлення конкретних несправностей ізоляції (зволоження, старіння і т.п.).

Дана лабораторна робота присвячена визначенню зволоженості ізоляції за коефіцієнтом абсорбції.

Коефіцієнт абсорбції – (від лат. absorbeo – поглинаю) ...........................

З попереднього розгляду процесів електропровідності і поляризації виходить, що для сухої ізоляції в процесі вимірювання сумарний струм різко затухатиме (рисунок 1.3) У вологої ізоляції тієї ж електроустановки сумарний струм більший і затухатиме повільніше, тому що із-за зволоження приріст струму наскрізної провідності більший, ніж приріст струму абсорбції. Описаний характер зміни сумарного струму визначає динаміку опору ізоляції. При постійній напрузі мегомметра опір сухої ізоляції при вимірюванні різко збільшуватиметься, а опір вологої – зростатиме несуттєво. Отже, за станом опору ізоляції залежно від тривалості вимірювання можна визначити, зволожена ізоляція чи ні.

Рисунок 1.3 – Графіки зміни повного струму і опору в сухій і вологій ізоляції

Діагностування зволоження ізоляції полягає у вимірюванні мегомметром її опору в моменти і ( ) після подачі напруги і визначення відношення , яке називається коефіцієнтом абсорбції. Зазвичай приймають =15с, =60с і розраховують . Якщо ( )>1,3, то ізоляцію вважають сухою; якщо ( )£1,3, то ізоляцію визнають вологою.

Вимірюючи опір ізоляції, необхідно пам'ятати, що прилад показує значення деякого еквівалентного опору. Тому необхідно дотримуватися наступного порядку вимірювання опору ізоляції багатопровідних мереж і електроустаткування з обмотками (двигунів, трансформаторів та ін.). По черзі вимірюють опір ізоляції кожної обмотки (проводу мережі), з'єднавши інші обмотки (проводи) з корпусом (землею). Це дозволяє визначати не еквівалентний опір ізоляції всієї системи відносно землі, а даної обмотки (проводу) по відношенню до землі і інших обмоток. У зв'язку з тим, що волога завжди міститься в електроізоляційних матеріалах і при зменшенні температури знижується опір ізоляції, то його не можна вимірювати при температурі нижче 10°С.

Приклад. Вимірювання опору ізоляції. Необхідно заміряти опір ізоляції проводу, поряд з яким прокладений провідник по відношенню до землі (рисунок 1.4). Опір ізоляції провідників між собою і між ними і землею показані на рисунку у вигляді резисторів , , .

Рисунок 1.4 – Вимірювання опору ізоляції

При вимірюванні опору ізоляції провідника прилад підключають, як показано на поз.I. При цьому він заміряє результуючий опір паралельно включених опорів ізоляції провідника і сумарного опору ізоляції провідника по відношенню до корпусу і провідника , тобто деякий еквівалентний опір:

. (1.3)

З формули (1.3) видно, що при . При рівності нулю опору або еквівалентний опір відмінний від нуля і навіть при більше норми не можна зробити висновок про опір ізоляції провідника .

Щоб виключити помилкову думку, необхідно зміряти еквівалентні опори ізоляції проводу щодо землі і між проводами і (поз. II і III). При рівності результатів вимірювань:

; (1.4)

або

. (1.5)

Рекомендована література

1. Пястолов А.А., Ерошенко Г.П. Эксплуатация электрооборудования. – М.: Агропромиздат, 1990. – 287с.
2. Захаров О.Г. Поиск дефектов в электрооборудовании. – М.: Высшая школа, 1986 – 127с.
3. Мегомметр Ф4102/1. Инструкция по эксплуатации
4. ПТЕ

Контрольні запитання

1. Основні причини зволоження ізоляції.
2. Які наслідки зволоження ізоляції електрообладнання
3. Схема заміщення ізоляції електрообладнання.
4. Суть методу визначення зволоженості ізоляції за коефіцієнтом абсорбції.
5. Які заходи необхідно вживати для правильного визначення опору ізоляції.

Лабораторна робота №2

Визначення зволоженості ізоляції методом “ємність-частота”

Мета роботи: освоїти практичні навики визначення зволоженості ізоляції методом “ємність-частота”.

Поиск по сайту: