Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Методы профилактических испытаний изоляции высоковольтного кабеля

Цель работы — практическое освоение методов испытания изоляции высоковольтного кабеля.

Общие сведения. В задачу профилактических испытаний изоляции кабеля входит своевременное выявление развивающихся дефектов с целью предупреждения повреждения кабеля в эксплуатации.

Дефекты в электрической изоляции подразделяют на сосредоточенные и распределенные. Для их выявления проводят комплекс испытаний, включающий:

1) измерение сопротивления изоляции кабеля;

2) измерение тангенса угла диэлектрических потерь tgδ;

3) испытание изоляции повышенным напряжением.

Для уяснения смысла и метода испытаний удобно все виды поляризации разделить по значению времени релаксации на мгновенную, быструю и медленную. К мгновенным видам поляризации относятся электронная, длительность установления которой 10^-15 с и ионная, имеющая несколько большую длительность - 10^-13 с.

Поляризацию, связанную с неупругим перемещением ионов, относят к быстрой, так как установление процесса длится до нескольких миллисекунд. К медленным видам поляризации относятся миграционная и межслоевая, чье время установления может достигать нескольких минут.

Наличие в изоляции дефектов увеличивает ее неоднородность и, как следствие, изменяет время протекания процесса поляризации, что и может служить оценкой состояния изоляции.

Наиболее простым и распространенным способом проверки состояния изоляции кабеля является измерение сопротивления изоляции, осуществляемое с помощью мегаомметра. К достоинствам измерения сопротивления изоляции мегаомметром относятся: простота метода, способность выявления грубых дефектов в электрической изоляции типа металлических замыканий, отражение состояния увлажнения изоляции. Степень увлажнения изоляции характеризуется коэффициентом абсорбции:

К_абс =

где R₁₅ и R₆₀ — сопротивления изоляции, измеренные соответственно через 15 и

60 с после подачи напряжения на изоляцию.

Для нормального состояния ЭИМ К_абс 1,3

К недостаткам данного метода можно отнести то, что величина сопротивления изоляции зависит от температуры и увлажнения и не существует однозначной зависимости между величиной сопротивления изоляции и ее электрической прочностью.

Вторым наиболее распространенным способом обнаружения общего ухудшения состояния изоляции является измерение тангенса угла диэлектрических потерь (tg ). Этот способ позволяет обнаружить общее «старение» изоляции, происходящее в результате воздействия увлажнения, перегрева, динамических нагрузок и перенапряжений.

Расчеты показывают, что появление в изоляции дефекта с объемом 0,005 от общего объема и с tg в 20 раз превышающем tg нормальной изоляции, приводит к увеличению общего измеряемого tg на 5%, что сравнимо с точностью измерений эксплуатационных условиях. Поэтому измерение tg позволяет наиболее надежно выявить распределенные дефекты изоляции.

При проведении этого вида испытаний изоляции исследуют зависимость tg = f(U) в интервале приложенного напряжения (0,5... 1,5) U_н. Если, начиная с некоторого значения приложенного напряжения, наблюдается значительный рост тангенса угла диэлектрических потерь, то это означает возникновение в толще изоляции частичных разрядов (рис. 1).

Рис. 1.Зависимость тангенса угла диэлектрических потерь от напряжения.

Для измерения tg и емкости высоковольтной изоляции в условиях эксплуатации используют измеритель параметров изоляции «Тангенс 2000», который позволяет проводить измерения как по «нормальной» схеме (рис.2), когда оба электрода испытуемой изоляции могут быть изолированы от земли, так и по «перевернутой» схеме (рис. 3), когда один из электродов заземлен.

Рис. 2. «Прямая» схема измерений

Рис.3. «Перевернутая» схема измерений

Для последовательной схемы замещения изоляции с параметрами R_x, C_x

При частоте =100 и величине сопротивления , Таким образом, tg численно равен емкости С₄ в мкФ. С целью уменьшения погрешности измерений, возникающей из-за влияния внешних электромагнитных полей, следует производить два отсчета (tg ₁, tg ₂) с изменением фазы испытательного напряжения на 180°. Тогда tg испытуемой изоляции определяют как среднюю величину двух измерений или как средневзвешенную ,

где , - значения сопротивлений R₃, полученных при первом и втором

измерениях.

К недостаткам метода контроля изоляции по параметру tg следует отнести тот факт, что этот способ не позволяет обнаружить наличие сосредоточенных дефектов в изоляции.

Выявление сосредоточенных дефектов в изоляции кабеля осуществляется путем проведения испытаний повышенным напряжением. Данный вид испытаний является самым надежным из всех производимых в настоящее время испытаний, которым подвергается изоляция в процессе изготовления, эксплуатации и ремонта.

Испытания повышенным напряжением могут включать в себя испытание переменным напряжением промышленной частоты, выпрямленным и импульсным.

Сущность испытания повышенным выпрямленным напряжением заключается в том, что напряжение подается на жилы кабеля через микроамперметр. Напряжение плавно повышается до величины испытательного и выдерживается в течение 5 мин. Изоляция считается пригодной, если не происходит пробоя и ток утечки не превосходит допустимой величины.
Допустимые токи утечки твердо не устанавливаются и регламентируются инструкциями энергосистем. Испытание изоляции должно производиться в условиях, по возможности воспроизводящих электрическое поле при работе в эксплуатации.

Испытание повышенным выпрямленным напряжением может производиться на отрезках кабелей длиной не менее 5 м. Перед вводом в эксплуатацию кабеля на номинальное напряжение 6 кВ его испытывают повышенным напряжением 24 кВ с выдержкой времени под напряжением 5 мин.

При испытании изоляции кабеля выпрямленным напряжением целесообразно производить измерение токов утечки. Величина этих токов по отдельным фазам кабеля может существенно отличаться друг от друга, что учитывается введением коэффициента асимметрии:

Измеренные при этом токи утечки не являются браковочными параметрами, а используются для оценки состояния изоляции и выбора норм испытательных напряжений. Например, если токи утечки у испытуемого кабеля систематически нарастают, а коэффициент асимметрии по фазам превышает величину 2,5, то испытания следует проводить чаще с увеличением продолжительности испытаний до 10 мин. При этом величина испытательного напряжения поднимается вплоть до 36 кВ.

К недостаткам методов испытания изоляции повышенным напряжением можно отнести следующие:

- во время испытаний повышенным напряжением изоляция ослабляется (происходит ионизация газовых включений).
Эти изменения со временем накапливаются и могут развиться при воздействии перенапряжений;

-при испытании возможен пробой изоляции, которая бы выдержала нормальную работу в эксплуатации;

-напряжение промышленной частоты выявляет только часть дефектов и ослаблений изоляции;

-испытательное оборудование имеет большие массо-габаритные показатели.

Кроме указанных испытаний, часто появляется необходимость определить расстояние до места повреждения изоляции кабеля. Этот метод основан на следующих особенностях. В момент пробоя изоляции дефектной жилы кабеля за счет возникновения искры разряда имеет место затухающий колебательный процесс. Период колебаний Т связан с расстоянием до места повреждения и со скоростью распространения электромагнитной волны зависимостью

Программа работы

1. Измерение сопротивлений фазовой и межфазовой изоляции высоковольтного кабеля мегомметром.

2. Измерение тангенса угла диэлектрических потерь изоляции кабеля.

3. Испытание изоляции высоковольтного кабеля повышенным выпрямленным напряжением.

4. Определение места повреждения изоляции жилы кабеля.

⇐ Предыдущая 4 5 6 7 8910 11 12 13 Следующая ⇒