Краткая характеристика методов контроля влажности

Существуют следующие методы оценки степени увлажнения главной изоляции трансформаторов, залитых маслом:

измерение 15 и 60-секундного сопротивления изоляции обмоток и нахождение коэффициента абсорбции;

измерение тангенса угла диэлектрических потерь обмоток;

измерение емкостей обмоток при частоте тока 2 и 50 Гц и определение отношения С2/С5{) (метод «емкость —частота»);

определение отношения АС/ С обмоток в начале и конце осмотра, в случае если при монтаже производился осмотр активной части трансформатора без масла (метод «емкость —время»);

измерение емкостей холодных и нагретых обмоток и определение их отношения Сгор/Схол, если по условиям монтажа необходимо подогреть трансформатор в масле (метод «емкость — температура»).

Коэффициент абсорбции определяется зависимостью сопротивления изоляции обмоток от времени приложения напряжения. Измерив мегомметром сопротивление изоляции обмоток через 15 и 60 с после подачи напряжения, можно найти коэффициент абсорбции, равный отношению К^/К^. Если при температуре 10... 30 °С отношение Кв0/К{5 равно 1,3, коэффициент абсорбции соответствует норме.

Тангенс угла диэлектрических потерь 1§ 5 характеризует общее состояние изоляции, являясь показателем ее увлажнения и потерь в ней.

Отношение активной мощности, потребляемой изоляцией при подаче напряжения, к реактивной называется тангенсом угла диэлектрических потерь и измеряется в процентах.

Значение 1§ 8 обмоток трансформатора с напряжением до 35 кВ и мощностью менее 2500 кВ-А не должно превышать 1,5 % при 10 °С; 2 % - при 20 °С; 2,6 % - при 30 °С и 8 % - при 70 "С.

Если к отрезку металлического проводника сначала подключить постоянное напряжение, а затем - переменное с равным действующим значением, то потери энергии в том и другом случае будут одинаковы, т.е. />_ = />_.

Потери же энергии в диэлектрике при переменном напряжении будут во много раз больше потерь энергии при постоянном напряжении,

т. е. /•__ » Р

Диэлектрическими потерями называют энергию, рассеиваемую в единицу времени в диэлектрике при воздействии на него электрического поля и вызывающую его нагрев.

Активная мощность, Вт, теряемая в диэлектрике при постоянном напряжении V, В, определяется по формуле Р= VI, где / — ток проводимости через диэлектрик, А.

Активная мощность, Вт, теряемая в диэлектрике, при переменном напряжении, В, определяется по формуле

где/— частота тока, Гц; С — емкость диэлектрика (изоляции), Ф; 5 — угол диэлектрических потерь.

Из формулы видно, что при заданных напряжениях V, частоте тока/ и емкости диэлектрика С активные потери в нем зависят от значения 18 5.

Углом диэлектрических потерь называется угол, дополняющий до 90° угол сдвига фаз ср между током и напряжением в емкостной цепи. В случае идеального диэлектрика вектор тока в такой цепи будет определенно опережать вектор напряжения на угол 90°; при этом угол 8 будет равен нулю. Чем больше рассеиваемая в диэлектрике мощность, переходящая в тепло, тем меньше угол сдвига фаз ср и тем больше угол диэлектрических потерь 8, а следовательно, и его функция 1§8.

У жидких и твердых диэлектриков высшего класса г§5 = (2...6)-10~4, у остальных т§8 = 0,002...0,05.

Таким образом, 1§8 определяет потери энергии в диэлектриках.

Метод «емкость — частота» основан на зависимости емкости обмоток от частоты проходящего по ним тока при неизменной температуре.

Специальным прибором контроля влажности (ПКВ-7 или ПКВ-13) при температуре 10...30 °С измеряют емкость обмоток при частоте тока 2 Гц (С2) и 50 Гц (С5о).

Отношение С2/ С50 должно быть не более 1,1 при 10 °С; 1,2 — при 20 °С и 1,3 - при 30 °С.

Метод «емкость —время» основан на определении относительного прироста емкости испытуемой обмотки АС/ С во времени при одной и той же температуре, что позволяет обнаружить даже незначительное увлажнение изоляции трансформатора.

Метод «емкость — температура» основан на изменении диэлектрической постоянной изоляции, а следовательно, и емкости обмоток в зависимости от температуры.

Влияние температуры на диэлектрическую постоянную увлажненной изоляции проявляется сильнее, чем сухой. Максимально допустимое значение отношения Сгор/ Схол обмоток в масле составляет 1,1.

Измерение параметров изоляции производят при ее температуре не ниже 10 °С и не ранее чем через 12 ч после окончания заливки бака трансформатора маслом.