1tom259

10. TECHNIKA WYSOKICH NAPIĘĆ 520

zarówno od stanu powłoki (wysuszona, półpłynna), jak i jej konduktywności dobieranej z przedziału 5-4-40 pS. Powłoka półpłynna (w odróżnieniu od stałej) podlega odnawianiu po umyciu i osuszeniu izolatora po każdym przeskoku. Do podstawowych warunków próby należy zapewnienie wysokiej stabilności napięcia i dostatecznie dużych prądów (zwiększających się od 5 do 15 A w miarę wzrostu stosunku rezystancji obciążenia R do rcaktancji zwarciowej A^-.).

Próby izolatorów pod deszczem są dokonywane w celu sprawdzenia ich wytrzymałości napięciem probierczym lub w celu wyznaczenia napięcia przeskoku. W obu przypadkach procedura jest taka sama jak w przypadku próby izolatorów na sucho. Jedyną różnicę stanowi zastosowanie sztucznego deszczu o znormalizowanych parametrach [10.37]: rezystywności wody w temperaturze normalnej (293 K) — o = 100 fi-m± 15%, intensywności opadu ń„. = 3 mm/min i kącie padania a = 4S". Żądaną intensywność i kąt padania uzyskuje się przy ciśnieniu wody p = 0,3-4-0,4 MPa i długości strumienia A/_H, = 0,6 -4- 0,7 cm na 1 kV napięcia probierczego. Opad jest wytwarzany w dcszczownicy

0    średnicy dysz </> = 0,1 -r 0,13 mm na metr długości strumienia.

Bezpieczeństwo pracy przy próbach wysokonapięciowych

Wymagana jest szczególna ostrożność. Stanowisko probiercze należy wyposażyć w metalowe, dobrze uziemione klatki lub przegrody osłonowe. Między urządzeniami pod napięciem i uziemionymi ogrodzeniami muszą być zachowane dostateczne odstępy izolacyjne. W czasie pomiarów dostęp do pola probierczego oraz do urządzeń w obrębie ogrodzenia powinien być zablokowany. Próba przedostania się do urządzeń pod napięciem powinna powodować automatyczne ich wyłączenie, a nawet uziemienie.

W polu probierczym należy zainstalować uziemienia stałe i przenośne. Przed wejściem na pole probiercze wszystkie elementy metalowe urządzeń powinny być uziemione. Uziemienie kondensatorów powinno zapewnić ich całkowite rozładowanie. W wyłączonym obwmdzie zasilania powinny istnieć widoczne przerwy izolacyjne. Obwody sterownicze należy ekranować.

Do obsługi stanowiska probierczego wymaga się obecności co najmniej dwóch osób.

10.1,5. Określanie właściwości i stanu izolacji

Do podstawowych sposobów oceny izolacji — bez względu na jej rodzaj — należą próby napięciowe urządzeń elektrycznych (patrz p. 10.1.4). Stanowią one w zasadzie jedyny, ale

1    wystarczający sprawdzian jakości izolacji samoregenerującej się. Natomiast izolacja nie odtwarzająca swoich właściwości wymaga prób nieniszczących. Wchodzą one w zakres badań profilaktycznych i są oparte na wskaźnikach izolacji. Jak podano w tabl. 10.5 są stosowane wskaźniki typu rezystancyjnego i pojemnościowego, pomiary współczynnika strat dielektrycznych i wyładowań niezupełnych, a także próby napięciowe całych układów i ich elementów.

Rezystancyjne i pojemnościowe wskaźniki prądu absorpcji

Wskaźniki te umożliwiają ocenę stanu zawilgocenia izolacji. Wskutek zawilgocenia zmniejsza się zarówno rezystancja izolacji, jak i czas relaksacji polaryzacji makroskopowej.

Zasadnicze różnice ilościowe przy pomiarze rezystancji izolacji zawierają się w czasie do 60 s. Dlatego też, gdy izolacja jest sucha, wskaźnik R₆₀/R,_s > 1; zwykle osiąga on wartości większe niż 1,3. Natomiast, gdy izolacja jest zawilgocona — R₆₀/R_ls ~ 1. Wskaźnik ten zależy od rodzaju układu izolacyjnego.

Bardziej uniwersalny jest wskaźnik pojemnościowy C₂/C₅₀, przy czym pojemność C badanego obiektu jest mierzona odpowiednio przy częstotliwości 2 Hz i 50 Hz. Im bardziej zawilgocona izolacja, tym wyraźniejszy jest wpływ polaryzacji makroskopowej, co prowadzi do wzrostu pojemności C₂ w stosunku do C_so. Izolacja więc jest sucha gdy C₂/C₅o ~ 1. Poziom wilgoci przy temperaturze 20^CC można przyjąć za dopuszczalny, gdy C₂/C₅o < 1,3.

Wzrost temperatury wpływa na zwiększenie przewodnictwa jonowego i podobnie jak wilgoć przyczynia się do pogorszenia wskaźników.

Tablica 10.5. Wskaźniki stanu izolacji

Rodzaj wskaźnika	Rodzaj defektu		Przykłady zastosowania
	wykrywalny	niewykrywalny
Rezystancyjny: Kć0. Ró(y>R\i> ^300	pojedyncze słabe miejsca, kanały przewodzące na wskroś izolacji	starzenie całej izolacji, zawilgocenie warstwowe	izolacja maszyn wirujących i transformatorów
Rezystancja izolacji uzwojenia
/p6CH JpSOO* Ip60O
Pojemnościowy: C-jCso> ^80’/^20'	zawilgocenie izolacji	uszkodzenie miejscowe izolacji	izolacja uzwojeń narażonych na zawilgocenie
Współczynnik strat dielektrycznych tg (5	zawilgocenie, niejednorodność i starzenie całej izolacji	uszkodzenie miejscowe izolacji	izolacja transformatorów i kabli
Napięcie początkowe i intensywność wyładowań niezupełnych	wyładowanie we wtrąci-nach, szczelinach i na powierzchni izolacji	zawilgocenie	izolacja kabli, maszyn wysokiego napięcia, transformatorów, przc-kładników, izolatorów przepustowych
Rozkład napięcia wzdłuż izolacji	lokalne przebicia układu izolacyjnego	defekty równomiernie rozłożone	izolator łańcuchowy, izolacja uzwojeń
Próba napięciowa	lokalne i rozłożone defekty obniżające wytrzymałość izolacji	uszkodzenie nieobniżają-ce wytrzymałości elektrycznej izolacji	izolacja maszyn wirujących, transformatorów' i kabli

Oznaczenia: R₁₅. K₆₀.    - rezystancja izolacji mierzona odpowiednio po czasie 15 s, 60 s i 300 s od chwili

włączenia napięcia; R_łl0fR_ls — rezystancyjny wskaźnik absorpcji. !_p60, I_pi00t l_p6Q0 prądy skrośne mierzone odpowiednio po czasie 60 s i co 60 s przez 5 i 10 minut; CJC_S0 — pojemnościowy wskaźnik absorpcji zależny od częstotliwości; C₈₀=/C₂o’ — pojemnościowy wskaźnik absorpcji zależny od temperatury; C₂, C₅₀ — pojemności mierzone przy częstotliwości odpowiednio 2 Hz i 50 Hz; C₃₀- i C₈₀- pojemności mierzone w temperaturze odpowiednio 20^CC i 80°C.

Pomiar rezystancji izolacji wykonuje się za pomocą megaomomierzy induktorowych lub elektronicznych przy napięciu do 2,5 kV.

Pomiar pojemności przy 50 Hz wykonuje się za pomocą mostka Scheringa lub Wiena. Może być też dokonywany — podobnie jak pomiar pojemności przy 2 Hz — za pomocą układu pracującego w cyklu ładowania i rozładowania z równoczesnym pomiarem średniej wartości prądu rozładowania metodą kompensacyjną (przez galwanometr płynie prąd o znanej wartości i przeciwnym kierunku niż prąd rozładowania). Pojemność jest proporcjonalna do prądu w stanie równowagi lub do spadku napięcia na rezystancji kompensującej.

Pomiar współczynnika strat dielektrycznych tgó

W pomiarach wartości tg <5 główne zastosowanie znajduje mostek Scheringa prosty (rys. 10.22a) lub odwrócony (rys. !0.22b). W stanie równowagi mostka otrzymuje się zależności

(10.23)

tgó = (oC_xR_x = coC₊£₄

C_x

(10.24)

Gdy w małej objętości AK defekt lokalny powoduje dużą wartość tgó_Al;, a w pozostałej objętości dielektryka K wartość tgÓ„ jest mała, to wówczas przy AK« V wypadkowa K-AK AK

tgó = ———tgó„H—— tgó_A„«tgÓ„. A zatem mała wartość tgó nie świadczy o braku

lokalnych defektów. Na wartość tgó wpływają temperatura i częstotliwość i to tym więcej, im bardziej sucha jest izolacja.