Способ контроля нарушения изо-ляции МАСлОНАпОлНЕННыХ ВВОдОВи СилОВыХ ТРАНСфОРМАТОРОВ иуСТРОйСТВО для ЕгО РЕАлизАции Советский патент 1981 года по МПК G01N27/02 

(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ НАРУШЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ МАСЛОНАПОЛНЕННЫХ ВВОДОВ И СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

12 РЕАЛИЗАЦИИ молекулы углеводорода с отщеплением атома водорода. Анализ газов, растворенных в масле, позволяет идентифицировать характер нарушения изоляции с количеством и процентным содержанием газов, образующихся в масле при возникновении и развитии дефекта изоляции 2} Наиболее близким к предлагаемому способу контроля является масс-спект рометрический или хроматографическуй анализы газов, извлеченных из масла трансформатора, с последующим определением характера нарушения изоляции по количеству газов и их процен ному составу 1з , Однако такие анализы требуют пре варительного извлечения газов,- раст ренных в масле, а в силу различной растворимости газов процентное соде жание растворенных и экстрагированных газов различно, что приводит к неточности определения вида поврежд ния. Недостатком масс-спектрометрического метода являергся то, что общее количество газа приходится из рять отдельно, а в простых приборах нет точного, разделения компонентов с одинаковым массовым числом - их количество определяется только приб женно по продуктам разложения... Трудность заключается и в расшифро ке полученных спектрограмм, особенн сложных веществ, что требует значительного математического обеспечения. При хроматографическом методе на каяодый анализ требуется больше времени, дается неполная информация о структурных изменениях,происходящи в материале изоляции. Кроме того, значительная стоимость и высокие требования к квалификации .обслуживающего персонала ограничивают область применения данного способа.Цель изобретения - упрощение спо соба контроля состояния изоляции, маслонаполненных вводов и силовых трансформаторов. Поставленная цель достигается тем,.что определяют значения тока термостимулированной деполяризации (ТСД) трансформаторного масла, периодически, извлекаемого из работающего трансформатора, по которо определяют нарушение изоляции. Униполярные дефекты изоляции, образующиеся в процессе эксплуатации трансформаторов, поляризуются при внесении неполярного трансформатерного масла в электрическое поле. Охлаждение масла после поляризации в электрическом поле приводит к замораживанию дефектов подобного рода Последующая термическая деполяризация приводит к реориентации полярных дефектов и освобожде|Нию запасенной энергии. Если обклад ки конденсатора с исследуе{ ой пробой масла подсоединить при этом к измерителю тока, то в такой цепи возникает электрич:еский ток термостимулированной деполяризации, который, увеличиваясь по мере реориентации дефектов, достигает максимума и спадает после полной деполяризации. Если в пробе присутствуют полярные дефекты с различной энергией активации, то на кривой тока появляются максимумы, температурное положение которых соответствует виду запороженHoro дефекта, а величина максимума их количеству. По величине максимумов и их положению на температурной оси судят о характере нарушения изоляции трансформаторов. Известно устройство для измерения тока проводимости, состоящее из металлической измерительной камеры с электродами и потенциометрической схемы для измерения тока 2 , Однако данное устройство не позволяет совместить функции поляризатора и деполяризатора. Кроме того, измерительные электроды не изолированы от стенок камеры, что делает невозможным измерение токов в диэлектрических жидкостях. в устройстве для реализации предлагаемого способа, состоящем из пробоотборника, измерительной камеры, термостата,измерителя тока и вторичного регистрирующего прибора, измерительная камера выполнена из коаксиальных металлических стаканов, изоли.рованных друг от друга и герметически закрывающихся, причем внешний стакан служит тепловой рубашкой, средний - внешним электродом, в котором имеется отверстие для ввода измеряемой пробы масла, а внутренний электродом-токосборником. На фиг. 1 изображена блок-схема измерительного устройства, на фиг. 2 измерительная камера; на фиг. 3 зависимость тока ТСД в дегазированНОМ трансформаторном масле и пробе такого же сорта масла, взятого из работающего трансформатора, от изменения температуры. Пробоотборник состоит из масляного насоса 1, соединенного нержавеющими или пластмассовыми трубами и трехходовым краном 2 с трансформатором 3 и измерительной камерой 4.Теплоноситель в камеру подается из термостата 5. Источник 6 поЛяризунлцего напряжения и измеритель 7 тока соединяются с камерой ключом 8. К выходу измерителя подсоединен регистрирукнций прибор 9. Электрод-токосборник 10 (фиг. 2) аксиально размещен во внешнем электроде 11, изолирован от него прокладками 12 и может перемещаться параллельно его оценкам благодаря винту 13, соединякяцему электрод 10 с ключом 8,-Внешний электрод 11 укреплен в изоляторе 14 и аксиально размещен в рубашке-экране 15. Токоввод 16 соеди няет внешний электрод с ключом 8 и изолирован отэкрана изолятором 17. Электрические разъемы 18, расположенные на крышке 19 камеры, выполнены из стандартных элементов. Ввод теплоносителя в рубашку 20 осуществляется через штуцеры 21, а пробы мас ла во внешний электрод 11 - через штуцеры 22. Камера помещена в термо статирукяцую оболочку 23, заполненную керамзитом. Контроль температуры осуществляется термометром 24, расположенным в электроде-токосборнике lie. Токосборник и внешний электроды {изготовлены на посеребренной латуни, так как серебро не образует соединений ни с углеродом воздуха, ни с углеродом органических паров. Изолирующие, прокладки изготовлены из поли тетрафторэтилена, электрофизические характеристики которого соответствуют условиям измерений. Кривая 25 (фиг. 3) показывает изменение тока термостимулированной деполяризации дегазированного трансформаторного масла, кривая 26 для та кого же масла, но взятого из работаю щего трансформатора, а линии 27 и 28 показывают скорость изменения темпер туры во времени измерений. Температура поляризации ,напряжение на электродах 0,1 В, время поляризации 10 мин. Устройство работает следующим образом. Пробоотборник подсоединяется к штуцерам в нижней и верхней части масляного бака трансформатора 3. Если трансформатор работает с принудительной циркуляцией масла, то пробоотборник подсоединяется к штуцерам маслоп ровода парешлельно масляному насосу, а нагнетательный компрессор 1 из схемы исключается. Трехходовой кран 2 переключается на измерительну линию, включается компрессор 1 и проба масла заканчивается во внешний электрод 11, после чего кран 2 переключается на байпасную линию, перекл чатель 8 соединяет источник 8 поляри зующего напряжения с внешним электродом 11, а электрод-токосборник 10 заземляет. Проба масла поляризуется в течение нескольких минут, а затем охлаждается хладагентом, подаваемым из термостата 5 а. рубашку 20 Кс1меры. После охлаждения ключ 8 заземляет внешний электрод 11 и соединяет электрод-токосборник 10 с измерителем 7 тока. Термостат 5 переключается на нагревательный режим. Начинается термическая деполяризация. Из меряемый ток регистрируется прибором 9. После проведения измерений кран 2 вновь переключается на измери тельную линию, камера промывается потоком трансформаторного масла, а затем измерения повторяются. Периодичность измерений устанавливается в соответствии с величиной максималь ного. тока ТСД: чем выяе максимум, тем короче должны быть промежутки между измерениями. В случае превышения величишл измеряемого тока над заданным значением измеритель 7 включает звуковой или световой сигнал, или систему аварийного отключения трансформатора. В предлагаемом способе не производится экстракции газов, растворенных в масле, что экономит время на Подготовку к измерению. По жблаиию оператора или по необходимости измерения могут вестись круглосуточно с интервалом в 0,5-1 ч. Устаиовка легко поддается автоматизации, что, с учетом ее низкой стоимости (примерно в 20 раз дешевле масс-спектрометра и в 5-10 раз - хроматографа), позволяет применять ее в отдельности на трансформаторе любой мощности. Табло сигнализации состояния изоляции трансформатора при этом можно вывести на главный щит управления. Для обработки данных измерений не требуется математического обеспечения. Формула изобретения 1.Способ контроля нарушения изоляции маслонаполненных вводов и силовых трансформаторов, заключающийся в анализе проб, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, определяют значение тока термостимулированной деполяризации пробы, по которому определяют нарушение изоляции . 2.Устройство для осуществления способа по П.1, содержгцдее измерительную камеру с размещенными в ней электродами, которые соединены с измерителем тока, а измерительная камера помещена в термостат, отличающееся тем, что, электроды выполнены в виде герметичных изолированных друг от друга коаксиальных стаканов с отверстием в одном из них для ввода пробы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Бажанов С.А., Воскресенский В.Ф, Эксплуатация маслонаполненных вводов, М. , Энергия, 1968, с.53-72. 2.Чернатони-Хоффер А. Прогноз дефектов в трансформаторах по газообразным продуктам разложения изоляционных материалов. - Электроника, 1972, т. 5, с. . 3.Арутюнов А.В. и др. - ТеплоФизика высоких температур, 1972, № 3, с. 545-500 (прототип).

tput.r

Ш У/ / // //////

. ..:от..«..о . р.-.л о--.41 .-7.: -г:jf л 1-fl J л1:. t: г j/ А;. ; лУ

.

L

tHUM

по

но

И

80

fo

W

го Ю20Wf fOW 8090 100С