Как определить увлажненность изоляции электродвигателей и трансформаторов

Увлажненность изоляции определяют обычно для решения вопроса о необходимости сушки гигроскопической изоляции электрических машин и трансформаторов. Методы определения степени увлажненности изоляции основываются на физических процессах, происходящих в изоляции при приложении к ней напряжения.

Емкость изоляции может быть представлена геометрической емкостью , определяемой геометрическими размерами изоляции, и емкостью абсорбционной , т. е. емкостью, образуемой в толще изоляции неоднородностями изоляционного материала, а также различными включениями в виде воздушных промежутков, влаги, загрязнений и др.

При приложении напряжения через изоляцию в первый момент проходит ток заряда геометрической емкости, быстро прекращающийся в связи с процессом зарядки этой емкости.

Абсорбционная емкость проявляется не сразу после приложения к изоляции напряжения, а спустя некоторое время после заряда геометрической емкости в результате последующего перераспределения зарядов в толще изоляции и накопления их на границах отдельных слоев, образующих из-за неоднородностей как бы цепочку последовательно включенных емкостей. Следствием заряда соответствующих отдельных емкостей (поляризации) является ток абсорбции в изоляции.

После прекращения поляризации, т. е. заряда абсорбционной емкости, ток абсорбции становится равным нулю, но через изоляцию продолжает проходить ток сквозной проводимости (ток утечки), значение которого определяется сопротивлением изоляции постоянному току.

Определение влажности по коэффициенту абсорбции основано на сравнении показаний мегомметра, снятых через разные промежутки времени после приложения напряжения.

где R 60 и R15 — сопротивление изоляции, измеренное соответственно через 60 и 15 с после приложения напряжения мегомметра.

Для неувлажненной обмотки при температуре 10 — 30 °С K аб = 1,3-2,0, адля увлажненной обмотки коэффициент абсорбции близок к единице. Это различие объясняется разной длительностью заряда абсорбционной емкости у сухой и влажной изоляции.

Значение коэффициента абсорбции сильно зависит от температуры изоляции, поэтому для сравнения следует пользоваться значениями, измеренными или приведенными к одной температуре. Коэффициент абсорбции измеряется при температуре не ниже + 10 °С.

Определение влажности по емкости и частоте производится главным образом при испытании силовых трансформаторов. Оно основано на том, что емкость неувлажненной изоляции при изменении частоты изменяется меньше (или совсем не изменяется), чем емкость увлажненной изоляции.

Емкость изоляции принято измерять при двух частотах: 2 и 50 Гц. При измерении емкости изоляции на частоте 50 Гц успевает проявиться только геометрическая емкость, одинаковая у сухой и влажной изоляции. При измерении емкости изоляции на частоте 2 Гц успевает проявиться абсорбционная емкость влажной изоляции, в то время как у сухой изоляции она меньше и заряжается медленно. Температура при измерениях должна быть не ниже + 10 °С.

Отношение емкости, измеренной при частоте 2 Гц (С2), к емкости при 50 Гц (С60) для увлажненной изоляции составляет около 2, а для неувлажненной — около 1.

Изоляцию можно считать неувлажненной, если (С70 — С20) / С20 ,2

Емкость обмоток можно измерить либо с помощью моста типа Р5026 одновременно с измерением тангенса угла диэлектрических потерь, либо вольтметром — амперметром. Температуру обмоток трансформаторов измеряют термометром, установленным в верхних слоях масла, или устанавливают по сопротивлению меди обмотки.

Заряжая емкость изоляции и затем разряжая ее, измеряют емкость объекта С и прирост емкости d С в течение 1 с за счет абсорбционной емкости, которая успевает проявиться за 1 с у влажной изоляции и не успевает — у сухой.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Определение увлажненности обмоток

ЛЕКЦИЯ 9 Измерения и испытания, определяющие состояние увлажнение обмоток трансформаторов.

Наружный осмотр

При наружном осмотре проверяют целостность бака, радиаторов и изоляторов, а также пломбы и закраску головок болтов (гаек) у заглушки крана, отсутствие следов подтекания масла и уровень масла, залитого в трансформатор, который должен быть в пределах отметок маслоуказателя. Подтягивать уплотняющие болты до проверки герметичности не разрешается. Необходимо обратить внимание на наличие заземления бака трансформатора.

определение увлажненности обмоток

Трансформаторы всех мощностей и напряжений могут вводиться в эксплуатацию без предварительной сушки, если результаты испытаний изоляции, произведенных на монтаже, при сопоставлении с данными заводских испытаний соответствуют требованиям «Инструкции по контролю состояния изоляции трансформаторов перед вводом в эксплуатацию» СН 171—61. Ниже приводится методика отдельных измерений, по совокупности которых определяют возможность включения трансформатора в эксплуатацию без сушки.

Измерение сопротивления изоляции.

Сопротивление изоляции между каждой обмоткой и корпусом и между обмотками трансформатора измеряют мегомметром на напряжение 2500 в.
Для исключения влияния токов утечки по поверхности изоляторов, особенно при измерениях во влажную погоду, накладывают экранные кольца из голой медной проволоки, соединяемые с зажимом «экран» мегомметра (рис. 1).
Перед началом измерения сопротивления изоляции испытуемую обмотку трансформатора заземляют на 2—3 мин и тщательно протирают поверхность вводов. Показания мегомметра отсчитывают через 15 и 60 сек после начала вращения рукоятки, что соответствует значениям R15 и R60. Рукоятку мегомметра следует вращать равномерно со скоростью 110—120 об/мин. Желательно применять мегомметр с моторным приводом типа ПМ-89 или с кенотронной выпрямительной приставкой.
По этим замерам определяют также коэффициент абсорбции, т. е. отношение R15 / R60., являющийся одним из показателей степени увлажнения обмоток.
Для трансформатора напряжением до 35 кВ включительно, мощностью менее 10 МВА при различной температуре обмотки величина сопротивления изоляции должна быть не менее указанных величин:
Температура обмотки в °С . 10 20 30 40 50 60 70
R60 в Мои. 450 300 200 130 90 60 40
Измеренную величину сопротивления изоляции сопоставляют со значением сопротивления изоляции по данным завода-изготовителя (по протоколу заводских испытаний).
Перед сопоставлением значение R60, измеренное на заводе, приводят к температуре измерения на монтаже путем умножения на коэффициент пересчета K1.

Рис. 1. Измерение сопротивления изоляции обмоток трансформатора с наложением экранных колец
Значение коэффициента К\ в зависимости от разности температур при заводских испытаниях (f2) и при измерении на монтаже (t\):

Сопротивление изоляции на монтаже должно быть не ниже 70% сопротивления изоляции по данным протокола заводских испытаний. Значение коэффициента абсорбции R60 / R15.
Должно быть не ниже 1,3 при температуре 10— 30° С.

Измерение емкости обмоток при различных частотах.

Степень увлажнения обмоток трансформатора может быть также определена путем измерения их емкости при различных частотах (метод емкость — частота). Емкость обмоток измеряют при частоте 50 Гц (С50) и при частоте 2 Гц (Сг) специальным прибором контроля влажности типа ПКВ на трансформаторе, залитом маслом, между каждой обмоткой и корпусом при заземленных свободных обмотках. Перед измерением испытуемая обмотка должна быть заземлена на 2—3 мин. Чем больше увлажнена изоляция обмоток трансформатора, тем больше отношение С2/С50. Оно увеличивается также при повышении температуры обмоток трансформатора, поэтому измерения производят при температуре обмоток 10—30° С.
Величина отношения С2/С50 зависит и от тангенса угла диэлектрических потерь (tg б) масла, залитого в трансформатор: с увеличением tg б масла отношение С2/С50 возрастает.
Для трансформаторов напряжением до 35 кВ включительно и мощностью менее 10 МВА величина С2/С50 обмоток при различной температуре не должна превышать следующих — величин:
Температура обмотки в ° С 10 20 30
Отношение С2/С5о 1,1 1,2 1,3
Измерение тангенса угла диэлектрических потерь (tg6 ). Увлажнение изоляции обмоток трансформатора, а также ряд других дефектов ведут к увеличению диэлектрических потерь и, как следствие этого, к увеличению тангенса угла диэлектрических потерь (tg6).

Рис. 2. Принципиальная схема моста
МД-16 (перевернутая) Тн — испытательный трансформатор; Сх — испытуемый объект; Сд,-— образцовый конденсатор; Г — гальванометр; R2 — переменное сопротивление; Rt — постоянное сопротивление; С — магазин емкостей; Э — экран; Р — разрядник

Измерение tg б производят мостом переменного тока типа МД-16. Обычно применяется так называемая «перевернутая» схема моста (рис. 2), позволяющая производить измерения без снятия вводов с трансформатора. Измерение тангенса угла диэлектрических потерь обязательно для трансформаторов напряжением 35 кВ, но может производиться и для трансформаторов более низкого класса напряжения, если по результатам других измерений нельзя дать окончательного заключения о состоянии изоляции.
Тангенс угла диэлектрических потерь измеряют при температуре не ниже +10° С на трансформаторах, залитых маслом, при напряжении переменного тока, не превышающем 60% заводского испытательного напряжения, но не выше 10 кВ.
Тангенс угла диэлектрических потерь в изоляции трансформатора зависит от tg6 масла, залитого в трансформатор. С увеличением tg6 масла возрастает itg6 обмоток. Величина tg6 изоляции обмоток трансформатора не должна превышать значений, приведенных в табл. 2.
Таблица 2

Мощность трансформатора н класс напряжения обмотки ВН	в % ПРИ температуре обмотки в е С
| 70
До 35 кВ включительно мощностью менее 2 500 кВА	1,5	2,6	3,4	4,6
До 35 кВ включительно мощностью менее 10 000 кВА	1,2	1,5	2,6	3,4	4,5

Значения tg 6 , указанные в таблице, относятся ко всем обмоткам данного трансформатора. Величина tg6 на монтаже не должна превышать 130% значения, указанного в протоколе заводских испытаний. Значения tg6 измеренные на заводе при температуре t2, приводят к температуре измерения на монтаже путем деления на коэффициент К2.

Значения коэффициента температурного пересчета

Разность температур tz—tiB °С
Значение коэффициента Кз	1,15	1,31	1,51	1.75	2.3	2,65
Разность температур іг — tі в °С
Значение коэффициента К,	3,5	4.6	5.3	6.1

Отбор пробы масла. Пробу масла отбирают из нижней части бака при температуре отбираемого масла не ниже + 5°С. Посуда, в которую отбирается проба, должна быть чистой и хорошо высушенной. Отобранное масло подвергают сокращенному лабораторному анализу на отсутствие влаги, содержание механических примесей, реакцию водной вытяжки и определение кислотного числа. Помимо этого, определяют электрическую прочность масла на аппаратах типа АМИ-60 или АИИ-70 в стандартном разряднике.
Пробивное напряжение масла должно быть не ниже 25 кВ для трансформаторов напряжением до 15 кВ включительно и не ниже 30 кВ для трансформаторов напряжением до 35 кВ включительно.

Источник

Онлайн журнал электрика

Статьи по электроремонту и электромонтажу

Как определить увлажненность изоляции электродвигателей и трансформаторов

Увлажненность изоляции определяют обычно для решения вопроса о необходимости сушки гигроскопической изоляции электронных машин и трансформаторов. Способы определения степени увлажненности изоляции основываются на физических процессах, происходящих в изоляции при приложении к ней напряжения.

Емкость изоляции может быть представлена геометрической емкостью , определяемой геометрическими размерами изоляции, и
емкостью абсорбционной , т. е. емкостью, образуемой в толще изоляции неоднородностями изоляционного материала, также разными включениями в виде воздушных промежутков, воды, загрязнений и др.

При приложении напряжения через изоляцию в 1-ый момент проходит ток заряда геометрической емкости, стремительно прекращающийся в связи с процессом зарядки этой емкости.

Абсорбционная емкость проявляется не сходу после приложения к изоляции напряжения, а спустя некое время после заряда геометрической емкости
в итоге следующего перераспределения зарядов в толще изоляции и скопления их на границах отдельных слоев, образующих из-за неоднородностей вроде бы цепочку поочередно включенных емкостей. Следствием заряда соответственных отдельных емкостей (поляризации) является ток абсорбции в изоляции.

После прекращения поляризации, т. е. заряда абсорбционной емкости, ток абсорбции становится равным нулю, но через изоляцию продолжает проходить ток сквозной проводимости (ток утечки), значение которого определяется сопротивлением изоляции неизменному току.

Определение влажности по коэффициенту абсорбции основано на сопоставлении показаний мегомметра, снятых через различные промежутки времени после приложения напряжения.

где R 60 и R15 — сопротивление изоляции, измеренное соответственно через 60 и 15 с после приложения напряжения мегомметра.

Для неувлажненной обмотки при температуре 10 — 30 °С K аб = 1,3
— 2,0, а для влажной обмотки коэффициент абсорбции близок к единице. Это различие разъясняется разной продолжительностью заряда абсорбционной емкости у сухой и увлажненной изоляции.

Значение коэффициента абсорбции очень находится в зависимости от температуры изоляции, потому для сопоставления следует
воспользоваться значениями, измеренными либо приведенными к одной температуре.
Коэффициент абсорбции измеряется при температуре не ниже + 10 °С.

Определение влажности по емкости и частоте делается приемущественно при испытании силовых трансформаторов. Оно основано на том, что емкость неувлажненной изоляции при изменении частоты меняется меньше (либо совершенно не меняется), чем емкость влажной изоляции.

Емкость изоляции принято определять при 2-ух частотах: 2 и 50 Гц.
При измерении емкости изоляции на частоте 50 Гц успевает проявиться только геометрическая емкость, однообразная у сухой и увлажненной изоляции. При измерении емкости изоляции на частоте 2 Гц успевает проявиться абсорбционная емкость увлажненной изоляции, в то время как у сухой изоляции она меньше и заряжается медлительно. Температура
при измерениях должна быть не ниже + 10 °С.

Отношение емкости, измеренной при частоте 2 Гц (С2), к емкости при 50 Гц
(С60) для влажной изоляции составляет около 2, а для неувлажненной — около
1.

Изоляцию можно считать неувлажненной, если (С70 — С20) / С20
,2

Емкость обмоток можно измерить или при помощи моста типа Р5026 сразу с измерением тангенса
угла диэлектрических утрат, или вольтметром — амперметром. Температуру обмоток трансформаторов определяют указателем температуры, установленным в верхних слоях масла, либо устанавливают по сопротивлению меди обмотки.

Заряжая емкость изоляции и потом разряжая ее, определяют емкость объекта С и прирост емкости
d С в течение 1 с за счет абсорбционной емкости, которая успевает проявиться за 1 с у увлажненной изоляции и не успевает — у сухой.

Источник