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

от случайных данных большого количества коронирующих точек и поэтому подчиняются статистическим зако­ нам. На различных линиях в зависимости от состояния

Рис. 2-3. -Уровень радиопомех от короны на'линиях высокого напряжения.

/—69'лга; 2—230 кв; 3—115 кв; 4—275 кв; 5 и 6—

280 кв; 7—138 кв; S—теоретический спектр тока частичного разряда.

Рис. 2-4. Кривые распределения импульсов короны на линиях по относительным ампли­ тудам.

1— ПО кв; 2—ПО кв с повышенным уровнем коро-

нііровання; 5—220 кв; 4—400 кв.

поверхности проводов, напряжения и метеорологических условий кривые распределения импульсов по относитель­ ным амплитудам (А/Амакс) отличаются друг от друга, однако сохраняются общий ход кривых и отсутствие на них точек перегиба (рис. 2-4).

2-3. ОСНОВНЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СХЕМЫ И ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИБОРЫ

Внешними проявлениями частичных разрядов в изо­ ляции являются наличие импульсов напряжения на объекте и тока переходного процесса в цепи. Сам ток частичного разряда не может быть непосредственно из­ мерен, однако вызываемые нм быстрые изменения элек­ тромагнитного поля могут быть отмечены достаточно чувствигельным прибором.

Таким образом, в основу 'методов обнаружения ча­ стичных разрядов :в изоляции может быть положено об­ наружение импульса напряжения или импульса тока пе­ реходного процесса в цепи іи излучения от тока частич­ ного разряда.

Приборы для контроля изоляции по частичным раз­ рядам могут быть разделены на две основные группы: приборы для непосредственного включения в испыта­ тельную схему и приборы, не требующие электрической связи с контролируемым объектом. Последняя группа приборов дает возможность контроля оборудования под рабочим напряжением, что является одним из основных преимуществ применения метода частичных разрядов для профилактики изоляции.

По установившейся терминологии приборы, приме­ няемые в схемах непосредственного включения, называ­ ются индикаторами частичных разрядов (ИЧР). Изме­ рения ИЧР производятся, как правило, во время испыта­ ния изоляции приложенным повышенным напряжением. Индикатор частичных разрядов состоит из входного шун­ та 1 (рис. 2-5,а), усилителя 2 и измерительного устрой­ ства— лампового вольтметра 3 или осциллографа 4.

Основными схемами включения ИЧР являются: схе- ’ ма последовательного включения, схема с разделитель­ ным конденсатором ,и 'мостовая схема.

При правильном выборе параметров элементов эти схемы имеют практически одинаковую чувствительность.

16

■Высоковольтный конденсатор С в схеме последова­ тельного включения предназначен для создания пути ма­ лого сопротивления высокочастотным составляющим то­ ков, протекающих через измерительный шунт ИЧР. Кро­ ме того, через этот конденсатор замыкаются, не попадая в ИЧР, токи помех, создаваемых испытательным транс­ форматором и сетью.

Если низковольтный электрод испытываемого объек­ та заземлен, то ИЧР можно .включить последовательно с высоковольтным конденсатором, который в данном случае играет роль разделительного (рис. 2-5,6). Если емкость конденсатора С значительно превышает вход-

Рис. 2-5. Схемы включения ИЧР.

а —схема последовательного включения; б — схема с разделительным конденсатором.

ную емкость испытательного трансформатора, то почти все высокочастотные составляющие тока будут проте­ кать через измерительный шунт ИЧР.

Большой интерес представляет мостовая схема вклю­ чения ИЧР из-за повышенной ее помехоустойчивости

(см. § 2-5).

К приборам, предназначенным для контроля изоля­ ции под рабочим напряжением, относятся высокочастот­ ные дефектоскопы и индикаторы радиоизлучений частич­ ных разрядов. Высокочастотные дефектоскопы имеют с объектом индуктивную связь, осуществляемую при по­ мощи специального щупа 1 (рис. 2-6,6). Щуп подносится к заземлению контролируемого объекта, по которому протекает ток переходного процесса, вызванный частич­ ными разрядами в изоляции. Индуктированная в щупе

J

этігм током э. д. с. затем усиливается усилителем 2 и из­ меряется прибором 3.

Принципиально возможно применение в дефектоско­ пе тіе индуктивного, а емкостного щупа. В этом случае прибор будет реагировать на импульс напряжения, воз­ никающего на объекте при частичном разряде. Однако емкостный щуп не нашел широкого применения.

Дефектоокоп, как и ИЧР, может быть применен не только в схеме последовательного включения, но и в схе-

Рас. 2-6. Схемы обнаружения частичных разрядов в условиях эксплуатации.

а—индикатор радиоизлучений частичных разрядов; б — высокочастотный дефектоскоп.

ме с разделительным конденсатором. В качестве разде­ лительного конденсатора может быть использован любой аппарат подстанции, имеющий достаточную емкость.

Индикаторы радиоизлучений частичных разрядов (ИРИ) связываются с объектом при помощи антенны 5 (рис. 2-6,а), воспринимающей излучение, вызванное то­ ком частичного разряда.

Дефектоскопы и индикаторы радиоизлучения явля­ ются полевыми приборами, которые должны легко пере­ носиться и иметь автономное питание (батареи, аккуму­ ляторы). Поэтому на выходе этих приборов, как прави­ ло, имеется стрелочный индикатор, а не осциллоскоп.

13

Следовательно, при $ = 1000 ом и Сэ—500 пкф для уси­ ления входного сигнала ИЧР должен иметь усилитель с полосой пропускания от 0 до 2 Мгц. Усилители с та­ кой широкой полосой усиления достаточно сложны. Кро­ ме того, на входе усилителя, кроме входного шунта R, необходимо иметь хороший фильтр, избавляющий от по­ мех со стороны промышленной частоты и ее гармоник.

Рис. 2-8. Напряжение на активном (а) и индуктив­ ном (б) входном шунте.

Поэтому в качестве входного шунта в ИЧР целесооб­ разно применить катушку индуктивности L. В этом слу­ чае испытательная схема будет представлять собой ко­ лебательный контур, и импульс «а входе ИЧР имеет вид затухающего синусоидального колебания (рис. 2-8,6) с частотой

где

рис. 2-8,6) определяется в основном омическим сопротив­ лением катушки индуктивности.

20

Добротность катушки индуктивности

(2-4)

Из (243) и (2-4) следует, что при данной частоте коле­ баний образовавшегося колебательного контура полоса частот, которую необходимо усилить, зависит от доброт­ ности этого контура, определяемой, как правило, доброт­ ностью катушки индуктивности,

(2-5)

Обычно частота настройки входного контура ИЧР бе­ рется равной 30—40 кгц\ добротность контура следует иметь не «иже 50. Поэтому необходимая полоса пропу­ скания усилителя имеет порядок 5 кгц. Кроме того, ин­ дуктивный входной шунт является хорошим фильтром для гармоник промышленной частоты. Поэтому в схемах с ИЧР, как правило, применяется такой входной шунт.

Исходя из полученных данных, вычислим величину индуктивности входного шунта. Частоту настройки f0 примем равной 40 кгц. Повышать эту частоту нецеле­ сообразно из-за расширения необходимой полосы про­ пускания усилителя. Минимальная эквивалентная ем­ кость схемы Сэ= 100 пкф.

Из (2-2) следует:

При увеличении емкости объекта частота колебаний,

тельно включенных источника импульса А»0 и полного сопротивления внешней цепи (волновое сопротивле­ ние линии, сопротивление заземления, индуктивность опоры, ошиновки и т. п.). Щуп, представляющий собой колебательный контур (L, С), индуктивно свя­

21