Test de supratensiune de izolație
Rigiditatea dielectrică a izolației este determinată de capacitatea sa de a rezista la tensiunea de funcționare pentru o perioadă lungă de timp. Scăderea rigidității dielectrice este cauzată în majoritatea cazurilor de umiditate și defecte locale de izolație. De obicei, astfel de defecte sunt incluziuni de gaz (aer) într-un dielectric solid sau lichid.
Datorită faptului că rigiditatea dielectrică a gazului în incluziune este mai mică decât cea a izolației principale, se creează condiții pentru apariția defecțiunii sau suprapunerea izolației la locul defectului - descărcare parțială. La rândul lor, descărcările parțiale provoacă daune suplimentare ale izolației. O descărcare parțială se numește atât o descărcare de alunecare (de suprafață), cât și o defalcare a zonelor individuale sau a elementelor izolatoare.
Pentru a determina limita rigidității dielectrice a izolației, aceasta este testată cu o tensiune crescută. O tensiune de testare, care este semnificativ mai mare decât tensiunea de funcționare, este aplicată pentru un timp suficient pentru a dezvolta o descărcare într-un defect local până la defecțiune.În acest fel, aplicarea tensiunii crescute permite nu numai identificarea defectelor, ci și asigurarea nivelului necesar de rezistență dielectrică a izolației în timpul funcționării acesteia.
Testarea supratensiunii de izolație trebuie să fie precedată de o investigare amănunțită și de evaluare a stării de izolație prin alte metode descrise anterior. Izolația poate fi supusă unui test de supratensiune numai dacă testele anterioare sunt pozitive.
Se consideră că izolația a trecut testul de supratensiune dacă nu există avarii, descărcări parțiale, emisii de gaze sau fum, o scădere bruscă a tensiunii și o creștere a curentului prin izolație, încălzire locală a izolației.
În funcție de tipul de echipament și de natura testului, izolația poate fi testată prin aplicarea unei supratensiuni AC sau a unei tensiuni redresate. În cazurile în care testul de izolație este efectuat atât cu tensiune alternativă, cât și cu tensiune redresată, testul cu tensiune redresată trebuie să precedă testul cu tensiune alternativă.
Test de izolație AC de înaltă tensiune
Testarea tensiunii AC la frecvența de alimentare se efectuează folosind un transformator cu un dispozitiv de reglare pe partea de joasă tensiune. Schema de instalare ar trebui să includă, de asemenea, un întrerupător de alimentare cu protecție vizibilă la întrerupere și la supracurent pentru a întrerupe alimentarea transformatorului în cazul deteriorării sau suprapunerii izolației amplasamentului, de exemplu, un întrerupător și o siguranță sau un întrerupător cu capacul îndepărtat.Setarea operațiunii de protecție trebuie să depășească curentul consumat de rețea la valoarea maximă a tensiunii de încercare a echipamentului, nu mai mult de două ori.
Tensiunea de frecvență a sursei este de obicei folosită ca tensiune de testare. Se presupune că timpul de aplicare a tensiunii de testare este de 1 minut pentru izolația principală și de 5 minute pentru ture-to-turn. Această durată de aplicare a tensiunii de testare nu afectează starea izolației, care este lipsită de defecte, și este suficientă pentru verificarea izolației sub tensiune.
Rata de creștere a tensiunii până la o treime din valoarea de testare poate fi arbitrară; în viitor, tensiunea de testare ar trebui să crească fără probleme, la o rată care să permită o citire vizuală a contoarelor. La testarea izolației mașinilor electrice, timpul de creștere a tensiunii de la jumătate la valoarea maximă trebuie să fie de cel puțin 10 s.
După durata specificată a testului, tensiunea este redusă treptat la o valoare care nu depășește o treime din tensiunea de testare și este oprită.O eliberare bruscă a tensiunii este permisă în cazurile în care acest lucru este necesar pentru siguranța oamenilor sau a siguranței. de echipamente. Durata testului este timpul în care se aplică tensiunea de testare completă.
Pentru a evita supratensiunile inacceptabile în timpul testului (datorită armonicilor mai mari în curba tensiunii de testare), configurația de testare ar trebui, dacă este posibil, să fie conectată la tensiunea de linie a rețelei. Forma de undă a tensiunii poate fi monitorizată cu un osciloscop electronic.
Tensiunea de testare, cu excepția testelor critice (generatoare, motoare mari etc.), se măsoară din partea de joasă tensiune. La testarea obiectelor cu capacitate mare, tensiunea de pe partea superioară a transformatorului de testare poate depăși ușor raportul de transformare calculat datorită curentului capacitiv.
Pentru testarea critică, tensiunea de testare este măsurată pe partea înaltă a transformatorului de testare folosind transformatoare de tensiune sau kilometri electrostatici.
În cazurile în care un transformator de tensiune nu este suficient pentru a măsura tensiunea de testare, două transformatoare de tensiune de același tip pot fi conectate în serie. Rezistențe suplimentare sunt aplicate și la voltmetre.
Pentru a proteja obiectele critice de creșterea accidentală a tensiunii periculoase în paralel cu obiectul testat, descărcătoarele sferice cu o tensiune de avarie egală cu 110% din tensiunea de testare trebuie conectate prin rezistență (2 - 5 Ohm pentru fiecare volt al testului). tensiune).
Schema de testare a izolației echipamentelor electrice cu tensiune alternativă crescută este prezentată în fig. 1.
Orez. 1. Diagrama testului de izolație cu tensiune AC crescută.
Înainte de aplicarea tensiunii obiectului de testat, circuitul complet asamblat este testat fără sarcină și se verifică tensiunea de rupere a opritoarelor cu bile.
Pe lângă cele speciale, transformatoarele de putere și transformatoarele de tensiune pot fi folosite ca transformatoare de testare.
Transformatoarele de putere cu această utilizare permit o sarcină de curent de până la 250% din valoarea nominală cu un test triplu (în trepte) cu o pauză de două minute între aplicațiile de tensiune. Pentru transformatoarele de tensiune de tip NOM, este permisă creșterea tensiunii înfășurării primare la 150 - 170% din valoarea nominală. În absența unui transformator de testare cu putere suficientă, este posibilă conectarea în paralel a aceluiași tip de transformatoare.
Transformatoarele de măsurare a tensiunii de tip NOM sunt utilizate pe scară largă. Puterea maximă a acestora, indicată în datele pașapoartelor și datorită furnizării unei clase adecvate de precizie, este relativ mică. Cu toate acestea, în funcție de condițiile de încălzire, acestea permit o suprasarcină pe termen scurt de 3 până la 5 ori valoarea curentă calculată din puterea nominală maximă. În plus, aceste transformatoare pot fi supraexcitate în tensiune cu 30-50%, puteți conecta două transformatoare în serie.
Orez. 2. Scheme de conectare în serie a transformatoarelor de test: TL1 și TL2 — transformatoare de test; TL3 este un transformator de izolare.
Includerea a două transformatoare conform schemei din fig. 2a este aplicabil atunci când ambii electrozi ai obiectului pot fi izolați de pământ. Tensiunea de încercare este egală cu suma tensiunilor celor două transformatoare; valorile nominale ale acestor tensiuni pot varia. Când transformatoarele sunt conectate în cascadă (Fig. 2a, b), unul dintre ele TL2 are un potențial ridicat și corpul său trebuie izolat de pământ.
Acest transformator poate fi excitat folosind o înfășurare specială a primului transformator TL1 al etapei (Fig.2b) sau direct din înfășurarea sa secundară, dacă valoarea maximă a tensiunii pe acesta nu depășește valoarea admisă pentru înfășurarea primară a transformator TL2. Dacă nu este posibil să izolați în mod fiabil transformatorul TL2, utilizați transformatorul de izolare auxiliar TL3 (Figura 2c).
Transformatoarele de putere sunt folosite pentru a obține tensiunea de fază sau de rețea. În primul caz, neutrul înfășurării de înaltă tensiune este împământat și tensiunea primară este aplicată neutrului și bornei corespunzătoare de fază a înfășurării de JT.
Se presupune că puterea transformatorului este egală cu 1/3 din nominală. Tensiunea linie la linie este utilizată cu condiția ca izolația neutră să fie evaluată pentru tensiune completă linie la linie. În acest caz, unul sau două terminale HV interconectate sunt împământate. puterea transformatorului se presupune egală cu 2/3 din nominală. Transformatoarele de putere permit o supracurent pe termen scurt de 2,5-3 ori.
Dispozitivul de reglare ar trebui să ofere o modificare a tensiunii transformatorului de 25-30% la valoarea totală a tensiunii de testare. Reglarea trebuie să fie practic lină, cu pași care să nu depășească 1-1,5% din tensiunea de testare. Nu sunt permise întreruperi de circuit în timpul reglajului.
Tensiunea ar trebui să fie aproape de sinusoidală, cu un conținut armonic mai mare de cel mult 5%. Când sunt utilizate regulatoare cu rezistență internă scăzută, cum ar fi autotransformatoarele, această cerință este practic îndeplinită. Nu este recomandat să folosiți sufocatoare sau reostate în acest scop.
Test de izolație cu tensiune rectificată
Utilizarea unei tensiuni de testare rectificată poate reduce semnificativ puterea configurației de testare, vă permite să testați obiecte de capacitate mare (cabluri de condensator etc.) și vă permite să monitorizați starea izolației prin curenții de scurgere măsurați.
Circuitele redresoare cu jumătate de undă sunt utilizate în mod obișnuit în testarea izolației cu tensiune redresată. În fig. 3 prezintă o diagramă schematică a unui test de izolație cu tensiune redresată.
Orez. 3. Circuit de testare redresat de izolare a tensiunii
Metoda de testare a izolației cu tensiune redresată este similară testului de tensiune alternativă. În plus, curentul de scurgere este monitorizat.
Timpul de aplicare a tensiunii corectate este mai mare decât în testul de tensiune AC și, în funcție de echipamentul testat, este determinat de standarde în 10 - 15 minute.
Măsurarea tensiunii de testare se face de obicei cu un voltmetru conectat la partea de joasă tensiune a transformatorului de testare (transformat prin raportul de transformare).
Deoarece tensiunea rectificată este determinată de valoarea amplitudinii, citirile voltmetrului (măsurarea valorilor efective ale tensiunii) trebuie înmulțite cu rezistență internă, lampă redresor, mică sub încălzire normală a catodului, crește brusc cu curent de încălzire insuficient. În acest caz, căderea de tensiune în lampa de redresare crește și scade pe obiectul de testat. Prin urmare, în timpul testării, este necesar să se monitorizeze tensiunea de alimentare a configurației de testare.De asemenea, se recomandă utilizarea unui voltmetru cu o rezistență suplimentară mare pentru a măsura tensiuni laterale mari.
Ca și în cazul testelor de tensiune AC, pentru a proteja obiectele critice de creșterea accidentală excesivă a tensiunii, se recomandă conectarea unui descărcător de supratensiune cu o tensiune de întrerupere egală cu 110-120% din tensiunea de testare printr-o rezistență (2 — 5 Ohm pentru fiecare tensiune de testare). volți) în paralel cu obiectul de testat.
Curentul care trece prin izolație în timpul unui test de tensiune redresată în majoritatea cazurilor nu depășește 5 - 10 mA, ceea ce duce la o putere mică a transformatorului de testare.
La testarea obiectelor cu o capacitate mare (cabluri de alimentare, condensatoare, înfășurări ale mașinilor electrice mari), capacitatea obiectului încărcat la tensiunea de testare are o rezervă mare de energie, a cărei descărcare instantanee poate duce la distrugerea echipamentului de configurația de testare. Prin urmare, obiectul de testat trebuie să fie descărcat, astfel încât curentul de descărcare să nu treacă prin dispozitivul de măsurare.
Pentru a elimina sarcina de pe obiectele testate, se folosesc dispozitive de împământare, în circuitul electric al cărora este inclusă o rezistență de 5-50 kOhm. Tuburile de cauciuc umplute cu apă sunt folosite ca rezistență la scăparea obiectelor de mare capacitate.
Încărcarea containerului, chiar și după o împământare de scurtă durată, poate continua o perioadă lungă de timp și poate reprezenta un pericol pentru viața personalului. Prin urmare, după ce obiectul de testat a fost descărcat de dispozitivul de descărcare, acesta trebuie să fie solid împământat.