Файл: Сви П.М. Контроль высоковольтной изоляции методом частичных разрядов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.04.2024
Просмотров: 88
Скачиваний: 0
Разряды в кавернах особой опасности для ввода не представляют, однако их наличие является свидетель ством плохого качества изготовления ввода (заливка мастики в холодный ввод и т. п.) и поэтому такие вводы должны заменяться на полноценные.
4-2. ПРОЦЕССЫ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВАХ ПРИ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДАХ
а. Ток в заземлении аппарата
Упрощенная схема замещения для рассматриваемого случая может быть представлена в виде (рис. 4-1) экви валентного генератора импульсов Гн, включенного по следовательно с емкостью С0 дефектного изолятора на сборные шины. Емкости Сь С2, ... Ск соответствуют емко стям отдельных аппаратов, а индуктивности Д , L2... LK— индуктивностям соответствующих участков ошиновки.
Рис. 4-1. Схема замещения распределительного устройства с дефектным изолятором.
Импульс напряжения Аи0 эквивалентного генератора вы зывает в образовавшемся сложном колебательном кон туре токи (it—г'к), сумма которых должна быть равна общему току переходного процесса і, протекающему через заземление поврежденного аппарата. Для каждой схемы распределительного устройства и различных ти пов установленной аппаратуры величина и длительность тока в заземлении аппарата различные.
Учитывая лишь влияние соседнего аппарата, можем представить цепь этого тока в виде расчетной схемы рис. 4-2.
Ток в рассматриваемой цепи при воздействии на него экспоненциального импульса напряжения будет равен:
І = ^ыакс [Sill И + ?) + |
e~ at Sin ?], |
6—2508 |
81 |
где
<р= arctg —; I h
со L |
' |
+ |
- |
V |
' |
а 2 |
здесь Uа и а — максимальное напряжение и коэффициент затухания напряжения эквивалентного гене ратора.
Следовательно, ток в цепи состоит из двух составляю щих — экспоненциальной, с постоянной времени, опреде
ляемой импульсом напряжения |
частичного |
разряда, |
и колебательной, определяемой |
параметрами |
элемен |
тов подстанции (емкость дефектного изолятора, схема распределительного устройства). Из-за потерь колеба ния будут затухающими. Во избежание усложнений методики измерений не следует настраивать приборы на собственную частоту колебаний цепи. Как было уже по
казано, |
другая, экспоненциальная |
составляющая тока |
||
|
|
в цепи имеет столь широкий спектр, |
||
|
|
что наличие |
частичных |
разрядов |
|
|
может быть обнаружено при изме |
||
|
|
рениях в достаточно большом диа |
||
|
|
пазоне частот. Следует лишь учиты |
||
|
|
вать возможность резонансных по |
||
|
|
вышений уровней разрядов в случае, |
||
Рис. 4-2. Схема для |
если собственная частота колеба |
|||
расчета тока в цепи. |
ний цепи окажется близкой к часто |
|||
Как |
следует из |
те настройки прибора. |
|
|
рис. 4-1, ток переходного процесса |
||||
в цепи, |
вызванный |
частичными |
разрядами, |
протекает |
с шин в контур заземления через емкость другого обору дования и емкость отходящих линий (особенно, если последние не имеют высокочастотной обработки). Так как в области интересующих нас частот (1—2 Мгц) ре
активное сопротивление соLK участка ошиновки много
1
распределение тока будет происходить обратно пропор ционально емкостям аппаратов. Из этого следует, что величины уровней разрядов, измеренных в заземлении одинаковых аппаратов, не имеющих дефектной изоляции, будут мало отличаться друг от друга; величины же уров ней разрядов, измеренных в заземлении аппаратов раз
82
ных типов, будут значительно отличаться. Поэтому измерения в распределительном устройстве можно произ водить лишь методом сравнения результатов, получен ных у однотипных аппаратов, имея в виду, что ток, про текающий через заземление аппарата с частичными разрядами, будет наибольшим. Поэтому выявление де фектного изолятора при измерениях в области рассмат риваемых частот будет затруднено, особенно если имеется несколько очагов частичных разрядов.
При измерениях в области более высоких частот (Ш Мгц и выше), когда основную роль в распределе нии тока, вызываемого частичными разрядами, начинает играть индуктивность ошиновки, источник разрядов лег че выявляется, ибо, чем ближе к дефектному аппарату, тем больше измеренный ток (при равной емкости осталь ных аппаратов).
б. Влияние плохого заземления аппарата
Отсутствие соединения аппарата с общим контуром заземления распределительного устройства значительно увеличивает сопротивление пути тока переходного про цесса и тем самым снижает амплитуду измеряемого тока.
Если нарушено заземление аппарата, не имеющего де фектов, около него'будет измерен уровень разрядов или помех от короны значительно меньший, чем у других аналогичных аппаратов.
в. Индуктированные импульсы
Импульсы тока и напряжения при частичных разря дах могут индуктировать на ошиновке отключенного (находящегося в резерве) оборудования значительную э. д. с. На отключенных аппаратах, кроме того, будут от сутствовать помехи от короны и индуктированные им пульсы могут стать источником ошибочных замеров. По становка под напряжение всего оборудования на время измерений частичных разрядов исключит возможность указанной выше ошибки.
г. Частичные разряды в трансформаторах
Обмотка трансформатора представляет собой систе му с распределенными постоянными, имеющую эквива лентную схему в виде цепочки из индуктивностей и ем костей.
6* |
83 |
В области частот, на которых обычно ведется измере ние частичных разрядов (1—2 Мгц), сопротивление про дольных емкостей становится значительно ниже сопро тивления индуктивностей обмотки, и поэтому при рас смотрении прохождения импульсов частичных разрядов схема замещения обмотки может быть упрощенно пред ставлена в виде цепочки емкостей (рис. 4-3).
к к к к
Ф
Рис. 4-3. Схема замещения обмотки транс форматора для высоких частот.
а — источник разрядов в начале обмотки; б—источ ник разрядов в середине обмотки.
При расположении источника частичных разрядов в начале обмотки цепочка (рис. 4-3,а) состоит из про дольных емкостей К и емкостей на землю С, к которой через емкость Ст, неповрежденной части изоляции, огра ничивающей место дефекта, включен генератор импуль сов AUB. В этом случае трансформатор можно заменить сосредоточенной емкостью, ориентировочное значение ко торой равно:
С экв --- \ / |
СобХ об, |
где Соб — емкость обмотки |
трансформатора по отноше |
нию к земле; |
|
Коб — продольная емкость обмотки.
84
Для силовых трансформаторов обычно |
С об =74-10, |
V |
К о е |
следовательно, Сэкв= (0,1 -ь0,13)С06- Это обстоятельство облегчает обнаружение частичных разрядов, возникаю щих в начале '(близко к вводу) обмотки, ибо чем меньше емкость объекта, тем больше амплитуда импульса на пряжения на его зажимах при частичном разряде.
Схема рис. 4-3,6 соответствует случаю расположения источника частичных разрядов в середине обмотки.
Импульс напряжения, приложенный в точке а, рас пространяется в обе стороны (к вводу и нейтрали обмот ки) по цепочке емкостей. При этом амплитуда напряже ния будет падать по экспоненциальному закону и изме рительные приборы, включенные в начале и на конце обмотки, зарегистрируют импульсы с амплитудой, состав ляющей небольшую часть от первоначальной. Аналогич но, прибор, включенный в нейтраль, будет плохо реагиро вать на разряды, происходящие вблизи от линейного вы вода.
4-3. ПОМЕХИ ПРИ КОНТРОЛЕ изоляции В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОМ УСТРОЙСТВЕ
Основным источником помех при измерениях в рас- -пределительном устройстве являются разряды от короны на арматуре и выступающих острых деталях оборудова ния.
Поскольку разряды происходят лишь в области вы сокой напряженности поля у сравнительно небольшого количества острий, импульсы помех, в отличие от коро ны на линиях, не имеют большого разброса по амплиту дам. Часто имеют место серии импульсов с частотой сле дования 50—100 имп/сек. Это усложняет обнаружение импульсов частичных разрядов и требует более вни мательного анализа результатов измерений.
В зонах загрязнений уровень помех может быть по вышенным из-за интенсивных поверхностных разрядов по изоляции. В первые годы внедрения метода частич ных разрядов измерения на таких объектах до накопле ния опыта лучше не производить.
Источниками высокого уровня помех могут быть так же некоторые технологические установки потребителей (например,электропечи).
35
Кроме повреждений изоляции источниками разрядов в оборудовании, могут быть некоторые дефекты, вызван ные плохим монтажом или нарушениями контактов в токоведущих частях. Так, например, интенсивные разряды могут быть на незаземленных выводах ПИН или выво дах для измерения itgö вводов масляных выключателей и силовых трансформаторов.
При плохой сборке выключателя типа іВМ-35 искро вые разряды могут возникнуть между токоведущимп частями и слоем металлизации экрана деионной решет ки. При обрыве выводов секции конденсаторов связи раз ряд может возникать в образовавшихся таким образом искровых промежутках. Интенсивные разряды могут быть в ослабших контактных соединениях токоведущих частей и заземлений, в плохих контактных разъемах (выключателей, разъединителей, переключателей транс форматоров). Известен, например, случай воз ни»новейия мощных разрядов в ослабшей гайке трансформатора
100 Мва [Л. 4'1].
Перечисленные дефекты и нм аналогичные представ ляют опасность для эксплуатации оборудования и по этому должны выявляться и устраняться наряду с де фектами изоляции.
4-4. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ В ИЗОЛЯЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ
Контроль частичных разрядов высоковольтного обо рудования возможен двумя путями: первый—'контроль в эксплуатационных условиях под рабочим напряжени ем, второй — измерение частичных разрядов при испыта нии приложенным повышенным напряжением.
Контроль под рабочим напряжением имеет ряд пре имуществ (меньшая трудоемкость, возможность частых измерений). Развитием этого метода может быть созда на принципиально новая система эксплуатационного надзора за состоянием изоляции, исключающая или сво дящая к минимуму трудоемкие периодические профи лактические измерения, проводимые в настоящее время.
Измерения частичных разрядов под рабочим напря жением могут производиться высокочастотными дефек тоскопами или индикаторами радиоизлучений. Наиболее
86
удобным является сочетание этих двух приборов: дефек тоскопом следует производить измерение уровня разря дов, а при помощи индикатора радиоизлучений легче отыскивается источник разрядов.
Измерение частичных разрядов, проводимое одновре менно с испытанием оборудования повышенным напря жением, является денным дополнительным способом контроля, выявляющим ряд дефектов изоляции, ие обна руживаемых другими методами іпроф'илактичесіких испы
таний. Этот способ следует также |
широко |
применять |
|
и при контроле изоляции после |
ремонта (в |
лаборатор |
|
ных условиях). |
из |
работы |
оборудова |
Измерения на выведенном |
нии следует производить индикатором частичных разря дов (ИЧР) желательно в сочетании с осциллоскопом. Возможно также применение дефектоскопа, входной щуп которого индуктивно связывается с заземлением кон тролируемого объекта.
4-5. ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ ДЕФЕКТОСКОПИЯ ОБОРУДОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
В настоящее время высокочастотная дефектоскопия оборудования распределительных устройств может яв ляться одним из методов контроля за состоянием изоля ции напряжением 6 кв и выше. Этот метод следует при менять в комплексе с другими методами профилактиче ских испытаний (измерение tg 6, контроль масла и т. п.). Кроме того, ввиду особенностей высокочастотной дефек тоскопии :(контроль под рабочим напряжением, возмож ность более частых измерений) этим методом могут быть выявлены аппараты, изоляция которых за время между периодическими профилактическими испытаниями ухуд шилась настолько, что дальнейшее оставление ее в рабо те может повлечь полный пробой или перекрытие. Та ким образом, может быть предотвращено аварийное по вреждение оборудования.
По мере накопления опыта применения высокочастот ной дефектоскопии будут созданы условия для пере хода от системы периодических испытаний оборудования с выводом его из работы, к системе контроля изоляции в процессе ее эксплуатации. В этом случае отключение объекта с целью проведения всесторонних испытаний
87
и обнаружения дефекта будет производиться лишь на основании результатов измерения частичных разрядов. Таким образом, могут быть уменьшены объем профи лактических испытаний и связанные с этим выводы обо рудования из работы.
а. Периодичность контроля
Некоторые типы изоляции, применяемой в конструк циях оборудования высокого напряжения, подвержены значительному износу от ионизации. Поэтому в целях своевременного обнаружения частичных разрядов в та кой изоляции измерения необходимо производить доста точно часто. Однако не следует упускать из виду, что очень частое проведение измерений может оказаться не выгодным из-за высоких трудозатрат.
В настоящее время с учетом этих двух факторов мо жет быть принята периодичность измерений 2 раза в год. Целесообразно в первое время для накопления опыта установить вдвое более частую периодичность.
б. Проведение измерений
Измерения дефектоскопом производятся у каждого аппарата и портала распределительного устройства.
Измерения должны производиться в сухую погоду, не ранее чем через 2 суток после дождя. Наиболее выгод
ный период измерений: |
лето — осень (до на^упления |
дождей), а также зима |
(при небольших отрицательных |
температурах). |
|
Щуп прибора при измерении располагается у шины заземления аппарата, а при измерениях на порталах — у стойки, к которой присоединено заземление. Если к опорной конструкции присоединено несколько зазем ляющих шинок, измерение производится в том месте, где отмечены разряды наивысшего уровня.
ІВ закрытых устройствах, когда доступ к заземлению аппарата, находящегося в камере, затруднен, измерения следует производить, поднося щуп к ограждению или к доступным шинам заземления камеры. Наиболее вы годное место измерений находится опытным путем. По вторные измерения следует производить в этом же месте.
ß каждой точке на частоте 1,5—2 Мгц измеряется
88
максимальный уровень (амплитуда) разрядов, а также основной уровень (уровень помех при отсутствии частич ных разрядов). Следует, измерить также частоту следо вания импульсов с амплитудой, превышающей 0,7 ма ксимальной. В сложных для анализа случаях должна сни маться вся кривая распределения импульсов по ампли тудам (для амплитуд 1,0; 0,8; 0,6 и 0,4 от максимальной). В случае, если измеренное значение амплитуды или ча стоты следования принимаемых импульсов разрядов зна чительно превышает результаты измерений у аналогич ных аппаратов, опорных конструкций и т. п., должно быть проведено тщательное обследование зоны, где на блюдаются разряды повышенного уровня, с целью выяв ления источников разрядов. Для этого следует произ вести сравнение результатов измерений у близлежащих аналогичных объектов, у разных фаз, произвести осмотр и т. п. Для упрощения нахождения места источника раз рядов следует перейти на измерение при частоте 8—■ 10 Мгц. В сложных случаях следует прибегнуть к по очередному отключению аппаратов, к пофазной подаче напряжения и т. п.
Если в распределительном устройстве имеется не сколько источников разрядов, то для их выявления сле дует учитывать не только показания прибора, но и раз личный характер разрядов, прослушиваемых в телефоне прибора.
Для обследуемого устройства составляется карта де фектоскопии, представляющая собой план расположения оборудования, на котором около каждой точки замера наносятся результаты измерений. іВ случае, если наблю дались серии разрядов, записываются как величина ос новного уровня, так и амплитуда разрядов (через тире). Дробью (в знаменателе) указывается измеренная час тота следования импульсов. На карте дефектоскопии в примечании следует указать характер прослушиваемых разрядов (редкие, периодические, непрерывные и т. п.) и заключение лица, производящего измерения. Кроме того, на карте дефектоскопии должны приводиться дан ные, необходимые для оценки и сравнения результатов измерений (атмосферные условия, степень загрязнения, помехи со стороны других распредустройств и т. п.).
По результатам дефектоскопии бракуется изоляция аппаратов, у которых измерен повышенный уровень или
7—2508 |
89 |