Способ определения свойств в изоляции электроустановок Советский патент 1989 года по МПК G01R31/00 G01R21/00 

Фиг. 2

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для диагностики качества электрической изоляции электроустановок пу- тем неразрушающих испытаний, в частности для контроля ее состояния в режимах, близких к эксплуатационным а также может быть использовано для учета активных и реактивных потерь в кабельных линиях передач.

Цель изобретения - повьпцение точности определения,свойств изоляции электроустановок и расширение функциональных возможностей способа.

На фиг. представлен треугольник мощностей, иллюстрирующий электроэнергетический процесс в испытуемой изоляции; на фиг. 2 - схема устройства, реализующего способ,

Устройство содержит регулировоч- ный автотрансформатор 1 , повьшгаю-. щий трансформатор 2, вентильный блок 3, переключатель 4 полярности вентильного блокаj ключи 5 и 6 из- мерительный прибор 7 средних значений тока,трансформатор 8 напряжения и трансформатор 9 тока, вольтметр 10, амперметр 11, ваттметр 12, разъединители 13.и 14, делитель 15 напряжения, измерительный прибор 16 средних значений напряжения, токо- ведущие шины 17, кабель 18 и изолирующие шины 19.

Способ основан на учете униполяр ного эффекта и безмодельном предсталении диэлектрика -изоляции электроустановки. Это обеспечивается изме- рением и определением полных активных и реактивных потерь, а также .омических и диэлектрических потерь с учетом униполярного Эффекта.

Значение тангенса угла S полных потерь

,gS -к. Ра

.где Pj. - омические потери j

Рл. - диэлектрические потери; Q - полная мощность в цепи. По результатам измерения тока сквозной утечки положительной 1. и отрицательной 1 полярностей пр фиксированном напряжении на испытуемой изоляции и определяются тангенсы углов омических S и диэлектри ческих 5 потерь:

. К 2P-(I,-I-)U . РЭ . (п tgo

2Q Q .

(14+ 1-)-и , 2Q

скб

.(2)

Влияние униполярного эффекта на результаты измерения исключается измерением сквозного тока утечки при прямой Ti обратной полярностях постоянного напряжения с величиной, равной действующему значению переменного испытательного напряжения и последующим усреднением измеренных величин по периоду синусоидального напряжения.

Мощность сквозных потерь находят из соотношения

Роке 1/2 (1/- I-)- и С его помощью осуществляется усреднение по периоду синусоидального напряжения омических потерь: потери для положительной полуволны, - потери для отрицательной волны.

Аналогичное усреднение осуществляется и для диэлектрических потерь:

Рд 1/2() 1/2(),

Поскольку измерения проводятся на постоянном напряжении, равном по величине действующему значению переменного напряжения (тепловой эквивалент повышается точность измерения за счет исключения влияния нелинейности на результаты измерения. Электроэнергетический процесс, протекающий в изоляции электроустановки можно Представить треугольником мощностей. Способ может быть использован для определения свойств изоляции электроустановок со значительными активными потерями (десятки и сотни кВт) а также на его основе можно реализовать контроль и учет потерь активной (реактивной) энергии в изоляции элементов систем электроснабжения.

Для этого проводят многократное измерение реактивньк потерь мощности и тангенсов углов диэлектрических потерь через определенньй интервал времени, а потери активной (реактивной) мощности определяют по формуле

W -Qitgg; -bQ;-HtgS..:%,

Т

(3)

где Т - интервал времени между измерениями с номерами i и i+1. Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

3 14

С помощью ключа 5 и разъединителя 14 повышающий трансформатор 2 подключается к токоведущим шинам 17 ка беля 18. В этом случае испытанию подвергается фазная изоляция, на которую подается переменное напряжение регулируемое автотрансформатором 1. Его величина контролируется вольт- - метром 10, а потребляемый ток и ак- тивная мощность - амперметром 1I и вольтметром 12. После проведения измерения разъединителем 14 и ключом 5 отключается переменное напряжение и с помощью ключа 6 и разъединителя 13 измеряются параметры фазной изоляций на постоянном напряжении. В этом режиме значения тока и напряжения счи- тьшаются по показаниям измерительных приборов 7 и 16 средних значений тока и напряжения после установления постоянных показаний (затухание тока, абсорбции) при прямой и обратной полярностях испытательного напряжения, изменяемого переключателем 4 поляр- ности вентильного блока.

По полученным результатам измерений с помощью формул () и (2)опре- деляются тангенсы углов диэлектриче- ских и омических потерь, а с помощью формулы (3) - потери электрической энергии в изоляции элементов систем электроснабжения. При помощи рассчитанных по формулам (1), (2) и (3) величин судят,о свойствах изоляции электроустановок, например, сравнивая их с эталонным значением.

, .

Формула и з обретения.

1 .Способ определения свойств изоляции электроустановок заключающийся в : том, что к изоляции электроустановки , прикладывают переменное напряжение, определяют тангенс угла диэлектрических потерь и тангенс угла оптических потерь в изоляции электроустановки, по определенным величинам судят о диэлектрических и проводящих свойствах изоляции электроустановки, отлич ающийс я тем, что, с целью повыщения точности и расширения функциональных возможностей, измеряют активные и реактивные потери мощности на переменном

0 5 5

0

токе, прикладьгоают к изоляции электроустановки постоянное напряжение положительной полярности, равное по величине действующему значению пере- -менного напряжения, фиксируют временной интервал затухания, тока абсорбции и по окончании этого временного интервала измеряют сквозной-тод утечки, измеряют сквозной ток утечки при отрицательной полярности постоянного напряжения, равного по величине действующему значению переменного напряжения, тангенсы углов диэлектрических и омических потерь определяют по формулам:

tgS . ,

. ()и

2Q

полные активная и реак- тивная потери мощности соответственно 1 сквозной ток утечки при положительной и отрицательной полярностях постоянного напряжения} действуннцее значение переменного напряжения.

где P,Q 14,1. и

5

0

2. Способ по п. 1,отлич а- ю щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей измерения полной реактивной потери мощности и тангенса углов диэлектри-- ческих и омических потерь проводят многократно через временные интервалы между i-M и (+1)-м измерениями, а активные (реактивные) потери электрической энергии определяют по формуле, , . Q;tgr; -bQ;-btgy|l 2

W

К О

- Т- I

где Q;,Q,-, - реактивные потери мощности при i-M и (i+l)-M измерениях;

tg «;,;; t8«;f

-тангенсы углов диэлектрических омических потерь при i-M и (i+l)-M измерениях;

-временной интервал между i-M и (i+l)-M измерениями.

Изобретение .относится к электроизмерительной технике. Цель изобреi9 тения - повьшение точности определения свойств изоляции. Повышающий трансформатор 2 подключается к токо- ведущим шинам 17 кабеля 18. Переменное напряжение регулируется автотрансформатором 1 О и измеряется вольтметром 1. С помощью ключа 5 и разъединителя 13 осуществляется измерение на переменном, а с помощью ключа 6 и разъединителя 14 - на постоянном напряжениях. Учет полных активных и реактивньк мощностей, а также сквозных токов утечки при положительном и отрицательном напряжениях позволяет повысить точность определения свойств изоляции. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л U 4 сд 00 00 00 со

скб А

Рскв

Фи.а.1