Контроль изоляции по диэлектрическим потерям. Измерительные мосты

Контроль изоляции по диэлектрическим потерям. Измерительные мосты и методы их применения

Измерение угла диэлектрических потерь является наиболее распространенным методом обнаружения общего ухудшения состояния диэлектрика. Старение изоляции, сопровождающееся ее химическим разложением, деструкцией или расслоением, увлажнение изоляции, появление в ней большого числа газовых включений всегда приводят к росту диэлектрических потерь и могут быть обнаружены измерением tgδ .

Можно найти tgδ как отношение активного тока к емкостному. Показатель  tgδ  зависит не от габари¬тов изоляционной конструкции, а только от качества и состояния изоляции.

Для объектов, обладающих большой емкостью измерение  tgδ позволяет обнаружить такие дефекты в  изоляции, которые захватывают значительную часть ее объема (общее старение, увлажнение). Сосредоточенные дефекты, за исключением сильно развитых, на величину   tgδ практически не влияют.

В объектах небольшой емкости (трансформаторы тока, вводы) величина tgδ  заметно меняется и при развитии местных дефектов.

Наличие газовых включений в изоляции можно обнаружить по виду зависимости  tgδ от величины приложенного напряжения. При некотором напряжении в   включениях возникает ионизация, что сопровождается ростом потерь и tgδ , и кривая tgδ=f(U) имеет характерный излом при напряжении начала ионизации (рис 2.5).

Из формулы (2.5) следует, что  tgδ  зависит от ω . Эту   зависимость, а также зависимости  tgδ от температуры тоже можно использовать для сценки состояния изоляции.

Измерительные мосты и методы их применения

Измерение диэлектрических потерь при профилактических испытаниях осуществляется с помощью высоковольтных мостов или ваттметровых схем измерения. Измерения могут производиться по нормальной иди перевернутой схеме (рис. 2.6).

Нормальная схема применяется при определении   tgδ  и емкости междуфазовой изоляции или при лабораторных измерениях.

На рисунке:
Сх — испытуемый объект;
СN — эталонный конденсатор;
С4, R3, R4 — элементы измерительной части моста;
Г — гальванометр.

При эксплуатационных испытаниях чаще всего приходится пользоваться перевернутой схемой моста. Это вызывается тем, что один электрод испытуемого объекта, как правило, наглухо заземлен (фланец ввода, бак трансформатора, корпус машины). В перевернутой схеме заземление переносится из точки В в точку А . Вся измерительная часть моста оказывается под высоким напряжением. Регулирование С4, R3 и настройка гальванометра осуществляются с помощь изолирующих ручек. Чтобы исключить влияние паразитных емкостей на землю, измерительная часть моста защищается экраном, присоединенным к точке В. Однако в данном случае экран находится под высоким напряжением, поэтому он размещается внутри наружного экрана и изолируется от него на полное рабочее напряжение (10 кВ). Наружный экран (корпус моста) заземляется.

Условия равновесия моста подробно рассматриваются в курсах электротехнических измерений и электрических материалов. Напомним, что в положении равновесия моста    tgδх =ωС4R4,  Сх=СNR4/R3 . Обычно R4 принимают равным 10000/π, а С4 численно выражают в микрофарадах. Тогда при частоте 50 Гц (ω= 314) tgδ= С4 . Однако, например, в мосте 5026 значение R4 можно менять , и tgδ =ωС4R4 .