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

Рис. 3-15. Зависимость амплитуд импульсов, из­ меренных дефектоскопом у анкерной опоры ли­ нии 220 кв, от места дефектного изолятора

вгирлянде.

/—гирлянда № 2; 2—гирлянда Лв 3; 3— гирлянда № 9.

тора может частично замыкаться, не іпротекая через за­ земление. Следовательно, при одном и том же разряд­ ном «апряжении дефектного изолятора величина тока в заземлении опоры будет зависеть от места этого изо­ лятора в гирлянде. На рис. 3-15 приведены кривые зави­ симости амплитуд импульсов, измеряемых дефектоско­ пом у основания опор, от места изолятора в гирлянде, снятые экспериментально на линии электропередачи 220 кв. Кривые снимались путем поочередного шунти­ рования каждого изолятора гирлянды постоянным искровым промежутком (0,6 мм).

Сравнение кривых 1, 2 и 3 показывает, что есть раз­ личие у разных гирлянд одной и той же опоры.

50

д. Импульсы напряжения на линии

Из схемы рис. 3-10 следует, что значительная часть напряжения импульса частичного разряда падает на волновом сопротивлении линии ZB.n, т. е. при каждом частичном разряде к линии оказывается приложенным импульс напряжения е амплитудой, равной:

иЛ ^М^п.л — и. 2d. : + £ . + «. 'S '10)

Этот импульс распространяется вдоль линии. Разные частотные составляющие импульса при распространении вдоль линии имеют различное затухание, причем состав­ ляющие высоких частот (выше 10 Мгц) практически за­ тухают на первых же километрах пути. Однако состав­ ляющие более низких частот могут распространяться на значительные расстояния. Рассчитаем амплитуду им­ пульса напряжения в области этих частот.

Поскольку для рассматриваемых низких частот то выражение (3-5) для частотного спектра

импульса тока в линии примет вид

G = h

С учетом (3-4) и (3-10) можемзаписать выражение для частотного спектра импульса напряжения на линии

Прибором производится измерение в некоторой полосе частот Доз, следовательно, измеряемая амплитуда напря­ жения импульса будет равна:

Таким образом, дефектный изолятор на линии электро­ передачи, в котором происходят разряды, для расчетов может быть заменен генератором импульсного высоко­ частотного напряжения с амплитудой, определяемой вы­ ражением (3-12) и внутренним сопротивлением

Rr = Zn — 400 -г- 500 ом.

вен — 2 неп (для амплитудного значения). Следователь­ но, если затухание на линии и подстанции не будет пре­ вышать РГ—Рп=1>11 неп, то путем измерений на под­ станции может быть обнаружено наличие разрядов в де­ фектных изоляторах.

Однако для надежного обнаружения наличия раз­ рядов в условиях помех необходимо, чтобы амплитуды импульсов разрядов превышали уровень помех по край­ ней мере в 1,5 раза, что соответствует уровню 0,4 неп. Поэтому в рассматриваемом случае максимально допу­ стимое затухание составит 0,71 неп (10—20 км)', на ли­ ниях с деревянными опорами это расстояние в 3—4 раза меньше. Ток эквивалентного генератора замыкается не только через схему подстанции, но и через заземления опор линии (через емкость гирлянд). Однако практиче­ ски (для линий ПО кв и выше) это не может привести к ложным замерам дефектоскопом, ибо емкость гирлян­ ды сравнительно мала, и поэтому измеряемый импульс тока в заземлении опоры, вызванный импульсом напря­ жения, распространяющегося по линии, будет очень мал.

е. Стоячие волны на линии

Импульсы напряжения, возникающие при частичных разрядах в изоляторе на линии, распространяясь вдоль нее и претерпевая отражения, могут стать причиной воз­ никновения стоячих волн. Наилучшие условия возник­ новения стоячих воли будут на частотах настойки загра­ дителей высокочастотной связи.

На рис. 3-16 приведены результаты измерения высо­ кочастотного поля вдоль участка линии с дефектным

52

Рис. 3-16. Высокочастотное поле вдоль линии [Л. 32].

1— без дефектного изолятора; 2—с дефектным изолятором; а—место установки заградитель­ ного дросселя; б —опора с дефектным изолятором.

Рис. 3-17. Амплитуды импульсов, измеренных на параллельных цепях линии 220 кв.

1— восточная цепь; 2—западная цепь.

53

изолятором, ограниченного с двух сторон высокочастот­ ными дросселями. На участке были измерены стоячие волны с длиной волны 274 м (1090 кгц). Стоячие волны были обнаружены и во время измерений на действую­ щей линии электропередачи на частоте 45 Мгц.

Наличие стоячих .волн на линии может быть причиной ложных замеров в случае, если измеряется высокоча­ стотное поле вдоль линии. Как показано выше, на вели­ чину импульсов тока в заземлении опоры волны на ли­ нии существенного влияния в большинстве случаев оказать не могут.

ж. Влияние на соседние линии

Импульсы напряжения, распространяясь вдоль ли­ нии, могут индуктировать импульсы в параллельно иду­ щих линиях. Индуктированные импульсы, хотя и имеют значительно меньшую амплитуду, могут быть обнаруже­ ны дефектоскопом и в некоторых случаях дать ложный результат измерений. На рис. 3-17 приведены результа­ ты измерений частичных разрядов на участке с двумя па­ раллельно идущими цепями линии 220 кв. Дефектный изолятор на опоре № 347 восточной цепи является при­ чиной увеличения показаний дефектоскопа при измере­ ниях на западной цепи.

3-3. ИСТОЧНИКИ ПОМЕХ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ НА ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

При измерении частичных разрядов, как уже указы­ валось выше, основным источником помех являются ко­ ронные разряды на проводах и арматуре.

В практике измерений принято помехи соответствен­ но их источникам делить на две группы. К первой груп­ пе относятся помехи, имеющие место на большинстве линий электропередачи в нормальных условиях при от­ сутствии дефектов (основной уровень помех).

Ко второй группе относятся помехи, возникающие на элементах линий электропередачи старой конструкции (так называемый дополнительный уровень помех). Эти элементы (изоляторы с бесцементной заделкой стержня, некоторые виды защитной арматуры) не будучи де­ фектными являются источниками коронных разрядов, значительно превышающих основной уровень помех.

54

Величина основного уровня помех зависит от диамет­ ра провода, величины напряжения, метеорологических условий, загрязнений и т. п. Так, например, основной уровень может увеличиться вдвое при повышении на­ пряжения на линии на 10%.

'На вновь введенных в эксплуатацию линиях потери на корону из-за заусенец на поверхности нового прово­ да значительно выше, чем на ста­ рых линиях. Поэтому на новых ли­ ниях в первые 1,5—2 года работы будет иметь место повышенный ос­ новной уровень помех.

В ряде случаев в зонах повы­ шенного загрязнения уровень помех от поверхностных разрядов по изо­ ляторам может'быть столь высоким, что не даст .возможности проводить контроль изоляции методом высоко­ частотной 'Дефектоскопии.

Дополнительный уровень, вы­ званный конструктивными недостат­

тивность обнаружения дефектных изоляторов или будет допущена большая отбраковка опор, не имеющих де­ фектных изоляторов.

На рис. 3-18 приведены кривые зависимости основ­ ного и дополнительного уровней помех от номинального напряжения линии и нанесена область разброса резуль­ татов измерений в случае наличия дефектных изолято­ ров. Из этих кривых видно, что основной уровень помех меньше нижней границы величин, измеренных при раз­ рядах в дефектных изоляторах. В области высоких на­

55

пряжений эта разница уменьшается, что понижает на­ дежность выявления дефектного изолятора. Наличие дополнительного уровня помех уже на линии ПО кв мо­ жет существенно затруднить поиск дефектного изоля­ тора.

Данные рис. З-Ш приведены для случая настройки дефектоскопа конструкции инж. Б. 'Коске на частоту 1,9 Мгц. При измерениях на частотах 6—8 Мгц положе­ ние значительно улучшается, ибо уровень помех от ко­ роны снижается. Однако и в этом случае следует иметь в виду возможность наличия дополнительных помех, которые могут затруднить производство измерений.

3-4. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ НА ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Обнаружение частичных разрядов в изоляторах ли­ нии практически возможно производить тремя способа­ ми: измерением излучения от тока частичного разряда индикатором радиоизлучений, измерением тока в зазем­ лении опоры высокочастотным дефектоскопом и изме­ рением на подстанции импульсов напряжения, распро­ страняющихся по линии от опоры с дефектным изолято­ ром. Наивысшую помехоустойчивость и однозначность

этого необходимо, чтобы разряд в дефектном изолято­ ре давал бы излучение в области сверхвысоких частот (ультракороткие и сантиметровые волны). Как показали опыты, не все виды разрядов в дефектных изоляторах являются источниками такихизлучений. В частности, поверхностный (безэлектродный) разряд достаточно ин­ тенсивного излучения в области сверхвысоких частот не дает. Поэтому индикатор радиоизлучений не может быть рекомендован в качестве основного прибора для измерений на линиях. Ввиду перспективности этого при­ бора следует проводить экспериментальные работы по определению области его применения.

Возможен метод контроля изоляции линий, основан­ ный на предположении, что путем измерения импульсов напряжения, приходящих на подстанцию с линии, могут

56