ИСПЫТАНИЕ ИЗОЛЯЦИИ ВТОРИЧНЫХ ЦЕПЕЙ И УСТРОЙСТВ РЗА.

14.1. Какими параметрами характеризуется изоляция?

Электротехническое оборудование имеет внешнюю и внутреннюю изоляцию. Основой внешней изоляции является наружная среда, а внутренней изоляции – твердые, жидкие и газообразные диэлектрики. Состояние этих компонентов определяет качество изоляции.

Изоляция характеризуется сопротивлением изоляции, токами утечки (проводимости), диэлектрическими потерями, наличием частичных разрядов и электрической прочностью. Для уяснения характеристик изоляции рассмотрим схему замещения изоляции, а также происходящие в изоляции процессы: поляризацию, частичные разряды и пробой.

Схема замещения изоляции. Упрощенная схема замещения изоляции представляется параллельным соединением эквивалентных конденсатора и резистора (рис.14.1.)

Рис. 14.1. Схема замещения изоляции.

а) на переменном напряжении;

б) на постоянном напряжении

Геометрическая емкость С_г образуется толщей изоляции между электродами, площадь электродов и диэлектрической проницаемостью диэлектрика, т. е. зависит от размеров и свойства вещества диэлектрика.

Состояние изоляции изменяется с ростом температуры и увлажнения. Это особенно сказывается при наличии в изоляции примесей, легко растворимых в воде.

В большинстве случаев изоляция неоднородна по структуре, в ней всегда имеются участки, способные накапливать объемный заряд. На схеме замещения – это цепочки С_абс - R_абс.

Искровой промежуток ИП характеризует электрическую прочность изоляции, т.е. напряжение, которое выдерживает диэлектрик без пробоя.

При приложении к изоляции ток I, проходящий по изоляции, представляет сумму токов: тока заряда I₁ геометрической емкости, который спадает при подведении напряжения постоянного тока; тока I₂ сквозной проводимости, характеризующего в основном внешнее состояние изоляции; абсорбционного тока I_з, который проходит по цепи С_абс – R_абс.

Конденсаторы С_г и С_абс обеспечивают скопление заряда на объекте испытания. При разряде - закорачивании диэлектрика – конденсатор C_г разряжается мгновенно, конденсатор С_абс разряжается длительно и тем дольше, чем больше произведение значений С_абс∙ R_абс, имитирующих процесс абсорбции. При включении диэлектрика под напряжение возникает бросок зарядного тока I₁, определяемого в основном С_г и почти мгновенно спадающего, ток заряда I_з конденсатора С_абс и ток I₂ сквозной проводимости, определяемый сопротивлением r.

Распределение напряжения по элементам изоляции на постоянном токе соответствует их проводимостям. Наиболее часты в изоляции газовые включения, схема замещения такой изоляции может быть представлена рис.13.1.б, на котором: R1 и R2 сопротивления изоляции газового включения и последовательно включенного участка неповрежденной изоляции; R – сопротивление остальной массы изоляции; С1 и С2 – емкость изоляции газового включения и участка неповрежденной изоляции.

На изоляцию воздействует электрическое поле, в результате в изоляции возникают и развиваются процессы поляризации и ионизации, а также частичные разряды.[6]

14.2. Назовите общие положения при проверке состояния изоляции устройств РЗА.

Измерение сопротивления изоляции (для всех типов реле) производят с помощью мегометра на напряжение 1000 В. Сопротивление изоляции реле на номинальное напряжение 60 В и ниже измеряют мегометром на напряжение 500 В. Во избежание пробоев диодов, стабилитронов и конденсаторов на реле, где они установлены, рекомендуется шунтировать их тонкими (диаметром 0,1-0,15 мм) проводниками.

Сопротивление изоляции реле должно быть не ниже 50 Мом. Испытания электрической прочности изоляции производят с помощью испытательного трансформатора переменным напряжением 1000 В частоты 50 Гц в течение 1 минуты. Номинальная мощность испытательного трансформатора, применяемого для испытания электрической прочности изоляции, должна быть порядка 1 кВА. Если в реле имеются цепи, рассчитанные на меньшее испытательное напряжение, то они должны быть отключены и подвергнуты испытаниям отдельно.[60].

14.3. При каких температурах измеряются электрические характеристики изоляции?

Электрические испытания изоляции электрооборудования необходимо проводить при температуре изоляции не ниже 5⁰ С. Измерения электрических характеристик изоляции, произведенные при отрицательных температурах, должны быть повторены в возможно более короткие сроки при температуре изоляции не ниже 5⁰ С. Сравнение характеристик изоляции должно производиться при одной и той же температуре изоляции или близких ее значениях (расхождение не более 5⁰ С). Если это невозможно, должен применяться температурный перерасчет. [29].

14.4. Назовите требования при испытании изоляции повышенным напряжением?

При испытаниях электрооборудования повышенным напряжением частоты 50 Гц необходимо использовать линейные напряжения питающей сети. Испытательное напряжение должно подниматься плавно со скоростью допускающей визуальный контроль по измерительным приборам и по достижении установленного значения поддерживаться неизменным в течение всего времени испытания.

Замена испытания напряжением 1 кВ частоты 50 Гц на измерение одноминутного значения сопротивления изоляции мегометром на напряжение 2500 В цепей релейной защиты и автоматики не допускается.

Значение испытательного напряжения для цепей РЗА и других вторичных цепей со всеми присоединенными аппаратами (катушки приводов, автоматы, магнитные пускатели, реле, приборы и т. п.) применяется равным 1000 В в течение 1 минуты относительно земли.

Вторичные цепи, рассчитанные на рабочее напряжение 60 В и ниже, а также цепи, содержащие устройства с микроэлектронными элементами напряжением 1000 В частоты 50 Гц не испытываются.

До и после завершения испытания повышенным напряжением производится измерение сопротивления изоляции. Результаты не должны существенно различаться между собой.[29].

14.5. Есть ли отличия между измерением сопротивления изоляции и испытанием изоляции повышенным напряжением?

Следует различать измерение сопротивления изоляции и испытание ее электрической прочности. Измерение изоляции мегометром не является испытанием ее электрической прочности, поскольку при измерении мегометром напряжение в самом мегометре снижается. Так при измерении сопротивления 1 Мом мегометром на 1000В действительное напряжение на его зажимах будет около 450 В, а на 500 В только около 200 В.[23].

14.6. Почему при испытании изоляции применяется выпрямленное напряжение?

Применение выпрямленного испытательного напряжения позволяет значительно уменьшить мощность испытательной установки и ведение контроля за состоянием изоляции по измеряемым током утечки. В исправной и сухой изоляции ток утечки с течением времени от момента приложения напряжения спадает, в дефектной изоляции наблюдается рост тока. Диэлектрические потери при испытании выпрямленным напряжением малы, поэтому опасность повреждения исправной изоляции снижается, а величина пробивного напряжения повышается по сравнению с переменным.[21]

14.7. Почему в мегометрах применяется источник постоянного тока?

Наличие в мегометре источника постоянного тока дает возможность измерять сопротивление изоляции при значительном напряжении (до 2500 В), а для некоторых электроаппаратов позволяет одновременно испытывать изоляцию повышенным напряжением. Однако следует иметь ввиду что при подключении мегометра к аппарату с пониженным сопротивлением изоляции напряжение на выходе мегометра также понижается.[20].

14.8. Влияет ли изменение напряжения на выходе мегометра на результаты измерений?

В мегометрах без стабилизации выходного напряжения (например, в мегометрах старых типов, со встроенным генератором) возможно протекание зарядных токов емкости объекта, искажающих результаты измерений. Эти токи возникают при уменьшении испытательного напряжения и протекают через измерительный орган мегометра, вызывая броски стрелки прибора. Перед отсчетом показаний мегометра необходимо повысить частоту вращения генератора до прекращения таких бросков.[21].

14.9. В каких случаях используется вывод «Э» (экран) у мегометра?

Вывод «Э» предназначен для присоединения цепей экранирования. Экранирование применяется в случае, когда необходимо исключить влияние поверхности изоляционной конструкции или ограничить область контролируемой изоляции. Для исключения влияния состояния поверхности на наружной части изоляционной конструкции около электрода,, соединенного с выводом «R_х» мегометра, устанавливается экранирующее кольцо из мягкого провода, соединяемое с выводом «Э».[21].

14.10. Как правильно подготовить мегометр к измерению?

Перед измерением на месте должна быть проверена исправность мегометра. Для этого мегометр устанавливают в горизонтальное положение, зажимы Л и З замыкают накоротко, вращают ручку привода генератора со скоростью 120 об/мин и проверяют совпадение стрелки с нулевой отметкой. Затем при разомкнутых зажимах вращают рукоятку привода генератора с той же скоростью. При этом стрелка измерителя должна устанавливаться на отметку ∞. Можно допустить несовпадение стрелки измерителя с конечными отметками шкалы до ± 1 мм, на такой мегометр при первой возможности нужно направить на поверку.

Соединительные провода должны иметь необходимую длину и хорошую изоляцию, одножильными многопроволочными на рабочее напряжение не ниже 2,5-3 кВ. Наиболее удобны гибкие провода марки ПВЛ. Провода в оплетке применять не следует, так как они легко увлажняются. Провода со стороны мегометра оконцовывают наконечниками, со стороны испытываемых цепей – изолирующими ручками.

Желательно располагать проводники на весу, чтобы исключить шунтирующее действие сопротивления изоляции соединительных проводов на измеряемое сопротивление. Поверхность мегометра должна быть сухой и чистой. Рекомендуется располагать мегометр на специальной деревянной подставке. Провода от мегометра нельзя укладывать на сырой земле и заземленных металлических предметах.

14.11.Какие факторы влияют на величину сопротивления изоляции?

На величину сопротивления изоляции оказывают влияние следующие факторы:

- длительность измерения. У не увлажненной изоляции, выполненной из органических материалов, величина сопротивления с течением времени возрастает. Сопротивление изоляции во времени изменяется обратно пропорционально характеру изменения тока, а так как при приложении к изоляции постоянного напряжения ток уменьшается по экспоненте, то значение сопротивления изоляции растет во времени.. Практически у большинства видов изоляции поляризационные процессы завершаются через 60 сек., т.е. через 60 сек. после приложения постоянного напряжения сопротивление изоляции достигает установившегося значения. Чем меньше значение сопротивления изоляции, тем следовательно, более развит дефект в изоляции, т. к. сопротивление изоляции определяет наличие сквозных проводящих путей в изоляции;

- температура изоляции. С повышением температуры сопротивление изоляции уменьшается. При измерении сопротивления изоляции одновременно нужно измерять и ее температуру;

- увлажненность изоляции. В некоторых случаях изоляцию характеризуют кроме значения сопротивления изоляции спадом поляризационного тока или нарастанием сопротивления во времени, так называемым коэффициентом абсорбции:

К_абс = R₆₀/R₁₅

т.е. отношение значений сопротивления изоляции измеренных через 15 и 60 секунд. Чем больше увлажнена или загрязнена изоляция, тем меньше К_абс. Для неувлажненной изоляции при температуре 10-30⁰С коэффициент абсорбции равен 1,3-2, для увлажненной близко к единице.

- загрязненность изоляции. Перед измерением следует очистить от грязи, мусора и протереть чистой тряпкой без ворсинок. [20; 7].

14.12. Как измерить сопротивление вторичных цепей трансформаторов тока?

Измерение сопротивления изоляции вторичных обмоток и промежуточных обмоток каскадных ТТ относительно цоколя производится мегаометром на напряжение 1000 В. Измеренные значения сопротивления изоляции должны быть не менее 50 Мом для всех классов напряжения. Сопротивление изоляции вторичных обмоток ТТ с подключенными вторичными цепями должно быть не менее 1 Мом. [29].

14.13. Как измерить сопротивление изоляции обмоток трансформаторов напряжения?

Измерение сопротивления изоляции обмотки ВН ТН производится мегометром на напряжение 2500 В.

Измерение сопротивления изоляции вторичных обмоток, а также связующих обмоток каскадных ТН производится мегометром на напряжение 1000 В. Измеренные значения сопротивления изоляции должны быть не менее:

ТН 35-500 кВ 1 Мом – связующие обмотки;

50 МОм - вторичные обмотки при отключенных

вторичных цепях;

1Мом – вторичные обмотки совместно с

подключенными вторичными цепями;

ТН 3 – 35 кВ 100 Мом – первичная обмотка;

ТН 110 – 500 кВ 300 Мом – первичная обмотка. [29].

14.14. Укажите минимально допустимые значения сопротивления изоляции в устройствах РЗА.

Значения сопротивления изоляции относительно земли и между электрически не связанными цепями приведены в таблицах 14.1. и 14.2.

Таблица 14.1.

Таблица 14.2.

14.15. Как измерить сопротивление изоляции блоков конденсаторов серии БК-400?

Блоки конденсаторов должны помещаться вблизи привода выключателя или релейной панели, которые используют энергию разряда. Сопротивление изоляции между жилами кабеля, соединяющего блоки конденсаторов с зарядным устройством и приводом (панелью реле), должно быть не менее 5-7 МОм.

Измерение сопротивления изоляции блоков конденсаторов относительно корпуса (при закороченных диодах и конденсаторах) производится мегометром 1000 В, проверка изоляции между обкладками конденсаторов – мегометром 500 В. По мере заряда конденсаторов показания мегометра возрастают. Сопротивление изоляции между обкладками должно быть 5-10 Мом. После замера изоляции конденсатор разряжают закорачиванием его через резистор 5 кОм мощностью около 10 Вт. Неразряженный конденсатор может стать причиной несчастного случая. При разрядке конденсаторов накоротко возможно повреждение изоляции конденсаторов, диодов.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: