Способ определения свойств изоляции электроустановки Советский патент 1989 года по МПК G01R31/00 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для контроля состояния изоляции промышленных электроустановок.

Цель изобретения - повышение достоверности определения состояния изоляции за счет раздельного измерения активного сопротивления току адсорбции, абсорбционной емкости, тангенса угла диэлектрических и омических потерь.

На фиг. 1 изображена зависимость емкости и активного сопротивления изоляции от частоты; на фиг. 2а и фиг.26 - соответственно схема замещения изоляции и векторная диаграмма для промышленной частоты; на фиг.За и фиг.36 - соответственно схема замещения и векторная диаграмма для частоты, при которой в изоляции отсутствует низкочастотная поляризация.

Способ осуществляют следующим об- разом.

Способ основан на установленном факте развития низкочастотных поляризаций в изоляции электроустановки на различных технологических и эксплуатационных дефектах. В итоге, этот процесс принципиальным образом меняет свойства и характеристики изоляции электроустановки, а именно приводит

Ј 1

0 Јъ

О 0

к существенной (несколько порядков) неэквивалентности величин омического и активного сопротивлений на промышленной частоте, росту емкости в 3-4 раза, нелинейности параметров изоляции от частоты и напряжения, к гигантскому росту тангенса угла полных потерь (до 10 и более) и г.д. Существенные и постоянные потери в ИЗОЛЯции электроустановки - это по сути потери от электропроводности запол- нителей дефектов - ведут к ухудшению состояния изоляции (рост температуры выше температурного индекса материала изоляции), способность к накоплению объемного заряда на дефектах ухудшает характеристики автоматических компенсаторов емкостного тока утечки и именно низкочастотные поляризации определяют диэлектрические свойства изоляции, которые наиболее полно и адекватно определяются величинами тангенса угла tg f абсорбции и тангенса угла tg с/ диэлектрических по- терь. Таким образом, низкочастотные поляризации являются второй (а во многих случаях и главной) причиной ухудшения свойств и качества изоляции электроустановки (первой являет- ся сквозная утечка, которая характеризуется величинами омического сопротивления Рои и тангенса угла tg омических потерь). При частотах в несколько сот Герц низкочастотные поляризации в изоляции электроустановки практически затухают, что ведет к эквивалентности величин R ом и ) (фиг.2). Емкость Су3 изоляции при частоте в несколько сот Герц принимает постоянное значение и в дальнейшем от частоты не зависит, поэтому ее значение принято за С г при промышленной частоте (например, 50 Гц), т.е. Cus(f) Cr, a Ceffc(f) 0. Геомет- рическая емкость С Р изоляции электроустановки на промышленной частоте определяется свойствами материалов изоляции, а также геометрией токове- дущих жил и электродов и не зависит

от механизмов низкочастотных поляризаций, а величина активного сопротивления RM3(f) определяется только проводящими свойствами изоляции электроустановки, т.е. сквозными утечками, токопроводящими мостиками и т.д.

Зависимости на фиг. 1 наглядно подтверждают, что при частоте 1000 Гц

низкочастотные поляризации полностью затухли в фазной изоляции кабеля, а тем самым выполняются условия Вцэ(Ј) - К0,„; Сиэ(Ј) С.г.

При частоте f i 1000 Гц параметры изоляции электроустановки линейны (Рнэ(Ј) и Сиэ(Ј) не зависят от напряжения). На фиг.2а, фиг.26, фиг.За и фиг.36 приняты следующие обозначения:

U рв{- и U - напряжения, при которых определяются параметры изоляции при промышленной частоте (50 Гц) и

f; ..

I и I(f) - полые токи утечки;

„, Ia(f) и Ip, IP(f) - соответственно активные и реактивные составляющие полных токов утечки;

I«fct а.«Гс I Р. полный ток абсорбции и его активная и реактивная составляющие;

0 п 5

5

0

0

5

пр

- ток сквозной утечки;

1ем - ток смещения;

I сг - ток через геометрическую емкость;

R „ з (50) , R „з(Ј) и С из(50) ,С M3(f) - активные сопротивления и емкости изоляции электроустановки на промышленной частоте (50 Гц) и f;

ROM - омическое сопротивление изоляции;

Ra5-c- активное сопротивление току абсорбции;

С agc- абсорбционная емкость;

С г- геометрическая емкость;

d450) и cf(f) - углы полных потерь;

Г и - углы омических и диэлектрических потерь; угол абсорции.

Использование предлагаемого способа позволяет прогнозировать состояние изоляции по недопустимому ухудшению проводящих и диэлектрических характеристик, т.е. осуществлять достоверную выбраковку электрической изоляции.

Предлагаемый способ может быть использован для линейной и фазной изоляции электроустановок напряжением 0,4-35 кВ для проведения неразрушающих испытаний изоляции по определению свойств изоляции, связанных с развитием в ней низкочастотных поляризаций и сквозных утечек. При этом расширяются возможности для анализа состояния изоляции за счет раздельного суждения по величинам Rafc , Смбс, tgv и tg - о низкочастотных поляризациях; Р 0(И и tg f - о сквозных утечках; С г CM,(f) - о свойствах и характеристиках материалов изоляционной конструкции, в результате чего решаются задачи, связанные с определением ухудшения качества электрической изоляции, и тем самым обеспечивается возможность уменьшения аварийности электрооборудования.

Формула изобретения

Способ определения свойств изоляции электроустановки, включающий измерение активного сопротивления, тангенса угла полных потерь и емкости изоляции на рабочем напряжении промышленной частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности определения состояния изоляции, определяют частоту, при которой величина активного сопротивления становится равной величине омического сопротивления, и измеряют на этой частоте или большей тангенс угла полных потерь, емкость изоляции и определяют активное сопротивление току абсорбции Rdfe абсорбционную емкость Саве, тангенс угла

абсорбции tgv, тангенсы углов диэлектрических tg ef и омических потерь формулам

10

« -f& oT где К„,(50),КИ5(Ј) и С «a (50),C wS(f) - соответственно

активное сопротивление и емкость изоляции на промышленной частоте 50 Гц и f; tgcf(f) - тангенс угла полных потерь при частоте f;

и судят по величинам F , Сл5с, tgy о свойствах низкочастотных поляризаций, tg с/ - о диэлектрических свойствах, tg - о проводящих свойствах изоляции электроустановок на рабочем напряжении промышленной частоты.

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повышение достоверности определения свойств изоляции. Определяют частоту, при которой величина активного сопротивления становится равной величине омического сопротивления. Измеряют на этой частоте или большей тангенс угла полных потерь и емкость изоляции. По формулам, приведенным в описании, определяют активное сопротивление току абсорбции, абсорбционную емкость, тангенс угла абсорбции, тангенс углов диэлектрических и омических потерь. О свойствах низкочастотных поляризаций судят по величинам абсорбционной емкости, активного сопротивления току абсорбции и тангенсу угла абсорбции. О диэлектрических свойствах судят по величине тангенса угла диэлектрических потерь. О проводящих свойствах изоляции судят по величине тангенса угла омических потерь. Повышение достоверности определения свойств изоляции обеспечивается за счет раздельного определения параметров низкочастотных поляризаций и сквозной утечки. 3 ил.

Л/э, Яиз

0.1

1ОЮ2 703

Фиг.1

R о/

(д

70й

а

м

la aSc

Iрайе

Фиг. 2

а

М fMM

Сг

1с,

UpaS

U

ffft

(f)

Фигъ