Изоляторы как объект диагностирования

Надежность современного оборудования высокого напряжения во многом определяется надежностью его изоляции.

Процессы, протекающие в изоляции под воздействием различных эксплуатационных (тепловых, химических, механических и электрических) факторов, приводят к ее старению. Эти процессы действуют одновременно и взаимозависимы.

Химические процессы – окисление и другие химические реакции с агрессивными компонентами окружающей среды ухудшают свойства органических изоляционных материалов.

Под воздействием нагрева, вызванного внешними причинами и диэлектрическими потерями, возникает износ, сопровождаемый распадом вещества, появлением хрупкости, снижением механической прочности.

Электрическое воздействие приводит к физическим и химическим изменениям органических изоляционных материалов, вызванных частичными разрядами.

Механические воздействия, вызывая нарушение целостности материала (разрывы, расслоения) снижают электрическую прочность.

Конечным результатом воздействия на изоляционную конструкцию перечисленных факторов является изменение структуры диэлектрика, его свойств, появление продуктов разложения.

Опыт эксплуатации показывает, что основной причиной отказа фарфоровых изоляторов (ФИ) является пробой диэлектрика (99% случаев) и наибольшее число отказов приходится на самый жаркий период года.

Снижение электрической прочности электрофарфора с ростом температуры связано с ростом диэлектрических потерь в материале. В свою очередь, диэлектрические потери тем выше, чем выше его пористость.

Анализ отказавших изоляторов показал:

-наличие пористости – 51%,

-трещин – 16%,

-скрутки, расслоение фарфора и инородные включения – 30%.

Параметры и характеристики:

-Пробивное напряжение – UПР, В, напряжение при приложении которого происходит пробой диэлектрика с его разрушением или перекрытием изоляции по поверхности (различают напряжение пробоя изолятора в сухом и мокром состояниях).

-Сопротивление изоляции постоянному току – R ,МОм.

-Комплексная проводимость (комплексное сопротивление) – Y (Z).

-Ток утечки через изоляцию I.

Диэлектрические характеристики: диэлектрическая проницаемость e, емкость С. Диэлектрические потери – энергия, рассеиваемая в диэлектрическом материале под воздействием электрического поля. Диэлектрические потери и особенно их изменение характеризуют состояние изоляции. Диэлектрические потери характеризуются углом диэлектрических потерь d, а также тангенсом этого угла tgd. Этот угол, образуемый векторами тока утечки изоляции и емкостного тока (рис. 3.1), а тангенс угла диэлектрических потерь – это отношение активной к емкостной составляющей тока утечки через изоляцию. В практике значение tgd выражается в процентах. Тангенс угла диэлектрических потерь почти не зависит от размеров изоляционной конструкции, и дает усредненную объемную характеристику состояния диэлектрика. Измеряется мостом переменного тока или специальными приборами, например, портативным измерителем тангенса потерь – ИТП-1М2 (рис. 3.2).

Сопротивление изоляции постоянному току измеряют мегаомметрами на напряжение 500, 1000 и 2500 В индукторного типа (с генератором с ручным приводом) или электронными.

Рисунок 3.1- Угол, образуемый векторами тока утечки изоляции и емкостного тока

Рисунок 3.2- Прибор ИТП-1М2

Увлажненность изоляции определяется по методам абсорбции, емкость-частота, емкость-температура и т.д.

Метод абсорбции применяется для определения увлажненности изоляции электрических машин, трансформаторов, силовых кабелей.

Измерения проводят мегаомметром на напряжение 1000 или 2500 В, сравнивая его показания через 15 и 60 секунд после приложения напряжения. Коэффициент абсорбции

kа = R60 /R15,

где R60 и R15 – сопротивления изоляции соответственно через 60 и 15 с после приложения напряжения.

Для неувлажненной изоляции коэффициент абсорбции равен 1,3 ¸ 2, при увлажненной изоляции близок к единице.

Метод емкость-частота основан на измерении емкости при двух частотах 2 и 50 Гц и применяется в основном для залитых маслом трансформаторов. Температура при измерении 10-20 0С. Степень увлажненности оценивается по соотношению:

Для сухой изоляции значение соотношения не превышает 1,2¸1,3.

Метод емкость-температура основан на измерении емкости увлажненной изоляции в интервале температур 20-80 0С. Для неувлажненной изоляции увеличение емкости не превышает 15¸20 %:

,

где С80 и С20 – емкости соответственно при 80 и 20 0С.

Рекомендуем также:

Судовые системы
Это совокупность трубопроводов с механизмами, аппаратами, приборами, устройствами и ёмкостями. Они предназначены для перемещения жидкостей, воздуха или газов в целях обеспечения нормальной эксплуатации судна. На торговых судах в состав судовых систем входит: трюмные системы, балластные системы, ...

Общий принцип работы и конструкция
Зависимость силы тяги от скорости движения является основной характеристикой тепловоза и называется тяговой характеристикой. Для случая максимального использования мощности локомотива график такой характеристики представляет собой гиперболу, в каждой точке которой произведение силы тяги на скорост ...

Гидропривод экскаватора
При включении рукояткой управления ходом одного из золотников блока управления Р2, например 1, поток жидкости поступает к торцу золотника рабочей секции хода гидрораспределителя Р1 и перемещает его. В то же время управляющий поток через блоки клапанов поступает под торец золотника в напорно-сливно ...