Основними методами контролю вологості ізоляції є:
1. Ступінь зволоження ізоляції характеризується коефіцієнтом абсорбції До. Якщо до діелектрика прикласти постійну напруги-ня, то через ізоляцію буде протікати струм:
Перший вимір струму слід проводити в самому нача-ле процесу в момент часу (рисунок 1.5), тому що швидко зату-хающіх складові розряд-ного струму в основному і харак-теризують стан ізоляції в найбільш ослаблених місцях, але вимірювати струм треба не раніше закінчення розряду геометрічес-кою ємності. У виробничих-них умовах До визначають зі співвідношення:
.
Малюнок. 10.6 - Залежність складових струмів через ізоляцію в функції часу.
Для нормального стану ізоляції 1,3.
2. Метод контролю «ємність-частота». Метод «емкость- частота» заснований на тому, що ємність незволожених ізоляції при зміні частоти впливає напруги майже не змінюється, в той час як в зволоженою ізоляції процес-си поляризації протікають досить швидко.
Чим більше вологість, тим більше відносна діелек-тричних проникність (= 81). Ємність зразка визна-виділяється виразом:
З ростом відносної діелектричної проникності зростають ємність зразка і ток:
Для сухої ізоляції ємність при частоті 2Гц і 50Гц при-близно однакова.
Для зволоженою ізоляції досить різко проявляється перепад ємності при частоті f = 2 Гц і f = 50 Гц.
При малій частоті у полярних діелектриків поляризація встигає встановитися за один напівперіод, а при високій частоті - не встигає, і відносна діелектрична проникність зменшується.
Відносна діелектрична проникність характеризує здатність речовини утворювати ємність. Якщо зменшується відносна діелектрична проникність, то зменшується ємність конденсатора, а частотний коефіцієнт збільшується:
тобто ізоляція вважається сухий при значенні частотного коеффіці-ента менш або рівного 1,3. Вимірювання вологості ізоляції при-бором ПКВ-13 найчастіше використовується для визначення ступеня увлаж-вати ізоляції трансформаторів. для електричних
машин цей метод не використовується через їх великий геометричній ємності.
3. Метод «ємність-температура». Даний метод заснований на тому ж принципі - залежно процесу поляризації від температури:
де Kt - температурний коефіцієнт;
С70 - ємність випробуваного матеріалу, виміряна при температу-ри 70 ° С;
С20 - ємність, виміряна при температурі 20 ° С.
4. Метод «ємність-час». Цей метод заснований на роздільному вимірі геометричній ємності (С) і абсорбційної ємності (С). Коефіцієнт відношення ємностей (K) визначається:
Kt збільшується зі збільшенням зволоження ізоляції.
Принципова схема контролю ізоляції за методом «ем-кістка - час» приведена на рис 10.7.
Малюнок 10.7 - Принципова схе-ма контролю вологості ізоляції і залежність напруги саморазряда ємності ізоляції від часу
U - напруга джерела живлення; C - ємність образ-цового конденсатора; С - ємність випробуваної ізоляції
Метод, заснований на спотворенні формикрівой струму
В основу методу покладено уявлення про те, що струм, що протікає крізь
ізоляцію, має дві складові: ак-тивне і емкостную. При низькій напрузі, коли число вільних зарядів в ізоляції мало, що проходить через неї струм являє собою струм крізь ємність, тобто через ізоля-цію протікає практично IС (рис. 10.8, а). При більш високих напругах починається руйнування нейтральних частинок ді-електрика, підвищується число вільних зарядів, в зв'язку з чим зростає активна складова струму (рис. 10.8, б). При пробої крізь ізоляцію протікає тільки активний струм ().
Спостерігаючи криву струму на екрані осцилографа (ємність-ву і активну) (рис. 10.8, б), можна отримати залежність I = f (U) (рисунок 10.8, а). Знявши такі залежності, аж до напря-жений, при яких пробивається ізоляція, можна отримати значення коефіцієнта К:
Малюнок 10.8 - Залежність струму витоку від напруги (а) і хвильові діаграми напруги і струму (б)
Зіставляючи залежність К = f
Метод вимірювання швидкості спаду струму заряду
Одним з основних факторів зносу ізоляційної кон-струкції є теплове старіння її структури. На теп-ловое старіння істотно впливає інтенсив-ність поляризації.
Для багатошарової композиції ізоляції, куди відноситься і мікастрічкових ізоляція електричних машин, важливим фак-тором старіння є міжвиткова поляризація. Звідси можна зробити висновок, що з фіксування інтенсивності зміни кривої струму абсорбції і повільних поляризує-ций в обсязі ізоляції можна судити про зміни, від-ходять в її структурі в зв'язку зі «старінням». У рассмот-ширення вводиться параметр:
При тепловому «старінні» обидва ці параметра змінюються, що призводить до помітного зменшення швидкості спаду струму. З метою виключення впливу геометричних розмірів ізоля-ції і величини випробувального напруги на швидкість зміни струму визначають параметр:
Для тягових електричних машин параметр К має сле-дмуть значення:
- для нової ізоляції K = 10;
- після сушіння нової ізоляції - 4,5;
- при терміні служби 7. 8 років - 2,3;
- для зношеної ізоляції - 1,5.
Обраний параметр служить для оцінки стану з-ляции, в тому числі ступеня зволоження в її обсязі, тому що по-поверхневі витік при вимірах параметра практи-но виключена.
Перевагою даного методу є можливість контролю-вати сушку ізоляції і вологість при профілактичних досл-таніях, крім того метод вимірювання більш чутливий, ніж метод контролю тангенса кута діелектричних втрат - tg.
Недоліком методу вимірювання є залежність від величини вимірюваної напруги і температури; суще-ного вплив робить стан поверхні ізоляції і ступінь об'ємного і поверхневого зволоження.
Однією з найважливіших контрольних операцій, що забезпечують надійну роботу ізоляції в експлуатації, є випробування електричної ізоляції підвищеною напругою. Даний вид випробувань є самим надійним з усіх проведених в насто-ящее час випробувань, яким піддається ізоляція в процесі виготовлення, експлуатації та ремонту.
Випробування ізоляції підвищеною переменнимнапряженіем промислової частоти
Випробування змінним напругою підрозділяються на досл-вання: при плавному підйомі напруги промислової частоти за ступеневою методикою і напругою більш високої частоти.
Випробування напругою промислової частоти є наибо-леї розробленим методом, що має великий досвід застосування.
Сутність випробування підвищеним змінним напруги третьому полягає в тому, що напруга подається на випробовуваний зразок через міліамперметр. Напруга плавно підвищує-ся до величини випробувального і витримується протягом однієї хвилини. Ізоляція вважається придатною, якщо не відбувається пробою і струм витоку не перевищує допустимої величини.
Випробування ізоляції має проводитися в умовах, по можливості, відтворюють роботу електричного поля при експлуатації.
Схема містить випробувальний трансформатор Т2 (або каскад трансформаторів), регулювальний трансформатор Т1, захисний резистор R1, призначений для демпфірування коливань при пробої ізоляції і зниження виникають в обмотці трансформатора перенапруг, і вимірювальні прилади (рис. 10.9) ..
Малюнок 10.9 - Схема випробування ізоляції підвищеною змінною напругою промислової частоти
Якщо установка призначена для випробування ізоляторів потоком іскор, потужність випробувального трансформатора повинна бути в 3 рази більше
При ємнісний навантаження випробувального трансформатора повинні бути враховані параметри установки, при яких можуть виникнути резонансні явища,
викликають лавинний характер підвищення напруги.
Резонанс напруги може виникнути при індуктивному опорі випробувальної установки, наведеному до ви-сокой стороні випробувальної напруги:
де С- ємність випробуваного об'єкта, мкФ.
Потужність випробувальної установки повинна бути доста-точної для того, щоб сталий струм короткого зами-Канія на стороні високої напруги був не менше 40 мА при випробуваннях твердих діелектриків і не менше 20 мА - при випробуваннях рідких діелектриків.
Необхідно, щоб установка забезпечувала синусоїдальну форму кривої напруги на випробуваному зразку.
При випробуваннях підвищеним змінною напругою ис-товують і більш високі частоти напруги, стандарти до-пускають частоту до 500 Гц.
Випробування при більш високих частотах виробляють також при дослідженні витковой ізоляції обертових машин. Час ис-вань при цьому зменшується виходячи з умови:
але не менше 20 с.
До недоліків даного методу випробувань можна віднести наступні:
- під час випробувань підвищеною напругою ізоля-ція послаблюється (відбувається іонізація газових включень) Ці зміни накопичуються з часом і можуть розвинутися при впливі перенапруг;
- напруга промислової частоти виявляє тільки частина дефектів ослабленою ізоляції. У електрообладнання з біль-шою ємністю можливість виявлення навіть грубих пошкоджень-дений є сумнівною. Великий ємнісний струм не дає можливості виявити процес виникає пробою;
- при випробуваннях можливий пробій ізоляції, яка ви-тримала б роботу в нормальних умовах експлуатації;
- випробувальне обладнання має великі маса-габа-Ритні характеристики.
Але в даний час для ефективного виявлення сла-Бих місць поки немає іншого способу, як випробування підвищений-ним напругою. Тому відкинути цей метод випро-ний зараз неможливо, проте тривалість випробування - питання спірне.