Файл: Сви П.М. Контроль высоковольтной изоляции методом частичных разрядов.pdf

Ких кâк импульсы частичных разрядов, значительную

пульсы напряжения эквивалентного генератора. Период основных колебаний такой цепочки, определяемый учет­ веренным временем пробега вдоль нее волны, для ма­ шин напряжением 6 кв по опытным данным [Л. 55] ко­ леблется в пределах от 10 до 100 мксек (меньшее чис­ ло—для мощных машин). Следовательно, частоты соб­ ственных колебаний зависят от конструкции машины и лежат в пределах 10—100 кгц.

I L L

Рис. 5-1. Схема замещения обмотки машины.

Однако настраивать приборы для измерения час­ тичных разрядов на собственную частоту колебания об­ мотки нецелесообразно. Удобнее, как и в случае измере­ ния на подстанциях, настраивать прибор на одну из час­ тот спектра импульса частичного разряда, имея в виду возможность резонансных повышений измеряемого уров­ ня при случайном совпадении этой частоты с одной из собственных частот колебаний обмотки машины.

На рис. 5-1 обмотка машины представлена в виде ли­ нии без потерь. іВ действительности при распространении импульса имеет место затухание, вызванное в значи­ тельной мере потерями в стали. При частотах, не пре­ вышающих нескольких десятков килогерц, затухание не­ велико, и уровень разрядов, измеренный в нейтрали, не должен существенно отличаться от уровня разрядов, измеренного на выводах машины. Однако на более вы­ соких частотах уже наблюдается различие в результа­ тах измерений, проведенных в разных точках обмотки.

99

Значительной влияние на распространение импульсов оказывают также схема и конструктивное выполнение обмоток. Так, в одном пазу мощной машины могут на­ ходиться стержни разных: катушек одной фазы или па­ раллельной цепи, а также стержни других фаз. Из-за сильной емкостной и индуктивной связи в этих стержнях могут индуктироваться импульсы от частичных разрядов, происходящих в других частях обмотки.

Из приведенных выше соображений следует, что при выборе способа и места измерения частичных разрядов следует учитывать наличие затухания и конструктивные особенности данной машины.

Поскольку наиболее вероятно возникновение частич­ ных разрядов в первой трети длины обмотки, считая от выводов, наиболее целесообразно производить измерение на выводах, а не на нейтрали.

в. Пути замыкания тока переходного процесса

Из схемы замещения (рис. 5-2) следует, что ток пере­ ходного процесса і в цепи, возникающий при частичных разрядах, замыкается через емкость С0 генератора и ем­ кость Са на землю аппаратов распределительного устройства (или емкость Сд и индуктивность Ед дуго­ гасящей катушки).

Рис. 5-2. Схема замыкания тока, вызы­ ваемого частичными разрядами.

Как правило, корпус машины заземляется в несколь­ ких местах, и шины заземления не всегда бывают до­ ступны. Поэтому измерение импульсов тока следует про­ изводить в заземлении аппаратов, включенных на выво­ дах машины. Если машина соединена с распределитель­ ным устройством кабелем, то очевидно, что значительная

100

часть тока переходного процесса будет замыкаться Через заземление оболочки этого кабеля (заземление кабель­ ной воронки). Значительная доля тока будет.протекать через междуобмоточную емкость измерительных транс­ форматоров в кабели вторичной коммутации, создавая тем самым наиболее благоприятные условия для изме­ рений дефектоскопом в этом месте.

5-3. ЦЕЛЬ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ В ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Применение метода частичных разрядов для контро­ ля изоляции высоковольтных машин ставит своей целью определение состояния изоляции без снятия рабочего напряжения.

Предполагается, что основанная на этом методе си­ стема контроля после накопления опыта позволит повы­ сить эффективность и сократить количество и объем профилактических испытаний, поскольку эти испытания станут необходимы лишь для выявления места и опас­ ности развивающегося дефекта, обнаруженного методом частичных разрядов.

Измерения частичных разрядов следует производить как при работе машины, так и при испытании ее изоля­ ции приложенным напряжением переменного и постоян­ ного тока.

5-4. ИСТОЧНИКИ ПОМЕХ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ В ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Источниками помех могут быть разряды в распреде­ лительном устройстве генераторного напряжения, а так­ же искрение щеток коллектора. При напряжении 6— 10 кв помехи от короны отсутствуют, но часто встречают­ ся помехи от емкостных разрядов между изолирован­ ными друг от друга металлическими деталями (напри­ мер, разряды между, шинами и металлической арматурой проходных трансформаторов тока и изоляторов). Поме­ хи от короны возможны лишь при наличии влияний со стороны более высокого напряжения (через трансформа­

101

5-5. ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОИЗВОДСТВО ИЗМЕРЕНИЙ

Имеющийся в настоящее время опыт измерений час­ тичных разрядов у генераторов и других вращающихся машин недостаточен. Кроме того, в каждом отдельном случае из-за конструктивных особенностей машин и рас­ пределительных устройств методика измерений может несколько изменяться. Поэтому ниже даются лишь об­ щие указания по организации и производству измерений.

■Поскольку результаты измерения зависят от выбора точки подключения прибора и частоты его настройки, то до накопления достаточного опыта желательно произ­ водить измерения у выводов и в нейтрали машины на частотах 20—40 кгц, 1,5—2 Мгц и 8—10 Мгц.

ІВ первом случае следует применять ИЧР с осцилло­ скопом в качестве индикатора, который облегчает рас­ шифровку результатов измерений. Для измерений в об­ ластях 1,5—2 и 8—10 Мгц наиболее целесообразно ис­ пользовать высокочастотный дефектоскоп. Для уточне­ ния места, где происходят разряды, следует пользовать­ ся дефектоскопом с индуктивным или емкостным щупом, располагаемым около паза или лобовых частей обмотки.

а. Подготовительные работы

До проведения измерений частичных разрядов в изо­ ляции машины необходимо выявить и устранить все источники помех. Для этого при работающей машине производится обследование распределительного устрой­ ства при помощи дефектоскопа. Источники помех выяв­ ляются при измерениях на частоте 8—10 Мгц. Одновре­ менно устанавливаются места, в которых должны про­ изводиться измерения дефектоскопом: у шин заземления проходных изоляторов главных выводов, выводов ней­ трали, у заземления кабельных воронок, у зажимов вто­ ричных обмоток измерительных трансформаторов и т. п.

Для определения степени влияния помех со стороны распределительного устройства рекомендуется провести измерения при следующих режимах работы машины:

1)машина включена в сеть, нагрузка близка к номи­ нальной;

2)машина включена в сеть, холостой ход;

3)машина отключена от сети, напряжение на зажи­ мах равно 1,1; 1,0; 0,8; 0,6; 0,4 и 0,2 номинального;

102

4) машина отключена от сети; возбуждение снято (измеряется уровень внешних помех).

При этом производятся измерения дефектоскопом в выбранных точках и ИЧР на главных выводах и в ней­

трали.

Результаты измерений полезны также для контроля за изменением состояния обмотки путем сравнения с ана­ логичными периодическими измерениями.

б. Производство эксплуатационных измерений

При работе машины должны производиться периоди­ ческие измерения уровня частичных разрядов в точках, выбранных в результате подготовительных работ. Ре­ зультаты измерений заносятся в специальный журнал, где отмечается дата измерений, напряжение на шинах, нргрузка, средняя температура статора (в какой-либо характерной точке), результаты измерений, характер прослушиваемых разрядов и дается заключение об ис­ пытании.

По данным Коске [Л. 9], в случае возникновения ин­ тенсивных частичных разрядов развитие дефекта до про­ боя занимает промежуток времени, несколько превы­ шающий 3 недели. Поэтому до накопления опыта сле­ дует принять периодичность измерений при помощи де­ фектоскопа 2 раза в месяц. Если машина оборудована также специально для измерений при помощи 'ИЧР (ус­ тановлены фильтры для присоединения осциллоскопа), следует одновременно производить измерения и этим прибором. Обычно же измерения ИЧР совместно с де­ фектоскопом следует производить не реже 1 раза в год, снимая при этом зависимость уровня частичных разря­ дов от напряжения на вращающейся, но отключенной от сети машине.

В случае роста уровня разрядов по сравнению с пре­ дыдущими результатами производятся более частые из­ мерения; желательно перейти на непрерывную запись уровня разрядов (самопишущим прибором).

При резком росте показаний приборов на протяже­ нии нескольких недель, что свидетельствует о развитии повреждения изоляции, машину следует подвергнуть внеочередным профилактическим испытаниям с целью выявления места повреждения.

103

в. Производство измерений при испытании изоляции приложенным напряжением

Для испытания изоляции машин с контролем ИЧР наибольшее распространение получила схема с разде­ лительным конденсатором (см. рис. 2-5,6). ІВ этом случае собственная частота контура определяется емкостью разделительного конденсатора и индуктивностью шунта; на эту частоту и должен быть настроен усилитель ЙЧР в случае применения узкополосного усилителя. В каче­ стве индикатора лучше всего применить осциллоскоп. Если используется усилитель осциллоскопа, то следует проверить, чтобы собственная частота колебаний конту­ ра входила в полосу пропускания усилителя. Испыта­ тельная установка должна отвечать требованиям, изло­ женным в гл. 2. Особенное внимание при сборке схемы следует уделить устранению искрения в контактах.

При измерении дефектоскопом щуп прибора должен устанавливаться в местах, выбранных для измерения при рабочем напряжении. Возможно также произво­ дить измерение у заземления испытательного трансфор­ матора и у провода, идущего от разделительной емкости к входному шунту ИЧР.

Измерение частичных разрядов производится при пофазных испытаниях обмотки (остальные обмотки дол­ жны быть заземлены). Уровень частичных разрядов из­ меряется при подъеме напряжения до величин, равных фазному и линейному напряжениям (при испытаниях напряжением промышленной частоты). При испытании выпрямленным напряжением величины напряжений, при которых измеряется уровень частичных разрядов, должны быть вдвое выше. Браковочным показателем яв­

Для такой машины измерения под рабочим напряже­ нием следует проводить как можно чаще; в случае рос­ та показаний провести повторные испытания повышен­ ным напряжением.

г. Примеры оценки результатов измерений

П р и м ер 1. Подготовительные работы на гидро­ станции. Результаты измерений в разных точках у ге­ нератора Г-1 приведены в табл. 5-1.

104

Т а б л и ц а 5-1

Результаты измерения дефектоскопом у работающего генератора

Т а б л и ц а 5-2

Результаты измерений дефектоскопом у работающих генераторов

Показания дефектоскопа («ко) в точке (табл. 5-1)