Коэффициент абсорбции трансформатора методика измерения



Коэффициент абсорбции

В этой статье речь пойдет о коэффициенте абсорбции, который свидетельствует о текущем состоянии гигроскопической изоляции электротехнического оборудования. Из статьи вы узнаете, что такое коэффициент абсорбции, для чего его измеряют, и какой физический принцип лежит в основе процесса измерения. Также скажем несколько слов о приборах, при помощи которых эти измерения производят.

«Правила устройства электроустановок» в пунктах с 1.8.13 по 1.8.16 и «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей» в приложении 3, сообщают нам, что обмотки двигателей, равно как и обмотки трансформаторов, после капитального или текущего ремонта, подвергаются обязательной проверке на значение коэффициента абсорбции. Эта проверка осуществляется в сроки планово-предупредительных работ по инициативе руководителя предприятия. Коэффициент абсорбции связан с увлажненностью изоляции, и соответственно свидетельствует о ее качестве в текущий момент.

В нормальном состоянии изоляции коэффициент абсорбции должен быть больше или равен 1,3. В случае, если изоляция сухая, коэффициент абсорбции окажется выше 1,4. Влажная изоляция имеет коэффициент абсорбции близкий к 1, это является сигналом к тому, что изоляцию следует высушить. Необходимо также помнить, что температура окружающей среды оказывает влияние на коэффициент абсорбции, и в момент испытаний ее температура должна быть в пределах от +10°С до +35°С. С ростом температуры коэффициент абсорбции уменьшится, а с понижением — увеличится.

Коэффициентом абсорбции называется коэффициент диэлектрического поглощения, определяющий увлажнённость изоляции, и позволяющий решить вопрос о том, нуждается ли гигроскопическая изоляция того или иного оборудования в сушке. Испытание заключается в измерении посредством мегомметра сопротивления изоляции через 15 секунд и через 60 секунд с момента начала проверки.

Сопротивление изоляции через 60 секунд — R60, сопротивление через 15 секунд — R15. Первое значение делится на второе, и получается значение коэффициента абсорбции.

Суть измерения в том, что электрическая изоляция характеризуется электроемкостью, и напряжение мегомметра, приложенное к изоляции, заряжает постепенно эту емкость, насыщая изоляцию, то есть возникает ток абсорбции между щупами мегомметра. Для проникновения тока в изоляцию требуется время, и это время тем больше, чем больше размер изоляции и чем выше ее качество. Чем выше качество, тем сильнее препятствует изоляция прохождению тока абсорбции при проведении измерений. Так, чем более увлажнена изоляция, тем коэффициент абсорбции меньше.

У сухой изоляции коэффициент абсорбции будет сильно больше единицы, поскольку ток абсорбции сначала резко устанавливается, затем постепенно снижается, и сопротивление изоляции через 60 секунд, которое покажет мегомметр, окажется больше примерно на 30%, чем оно было через 15 секунд с момента начала замера. Влажная же изоляция покажет коэффициент абсорбции близкий к 1, поскольку ток абсорбции, установившись, не сильно изменит свое значение спустя еще 45 секунд.

Новое оборудование не должно отличаться коэффициентом абсорбции от заводских данных более чем на 20% в сторону уменьшения, и его значение в диапазоне температур от +10°С до +35°С не должно быть меньше 1,3. Если условие не выполняется, оборудование необходимо сушить.

При необходимости измерить коэффициент абсорбции у силового трансформатора или мощного двигателя, применяют мегомметр на напряжение 250, 500, 1000 или 2500 В. Вспомогательные цепи измеряют мегомметром на напряжение 250 вольт. Оборудование с рабочим напряжением до 500 вольт — мегомметром на 500 вольт. Для оборудования с номинальным напряжением от 500 вольт до 1000 вольт применяют мегомметр на 1000 вольт. Если номинальное рабочее напряжение оборудования выше 1000 вольт, применяют мегомметр на 2500 вольт.

С момента подачи высокого напряжения от щупов измерительного прибора производят отсчет времени 15 и 60 секунд, и фиксируют значения сопротивления R15 и R60. Во время подключения измерительного прибора, оборудование, которое подвергается проверке, должно быть обязательно заземлено, а напряжение с его обмоток должно быть снято.

По окончании измерений следует подготовленным проводником разделить заряд с обмотки на корпус. Время разряда для обмоток с рабочим напряжением 3000 В и выше должно быть не менее 15 секунд для машин до 1000 кВт и не менее 60 секунд для машин мощностью больше 1000 кВт.

Для измерения коэффициента абсорбции обмоток машин между собой и между обмотками и корпусом, проводят поочередно измерения сопротивлений R15 и R60 для каждой из независимых цепей, а остальные цепи при этом соединяют между собой и с корпусом машины. Предварительно измеряют температуру цепи, подвергаемой проверке, она должна желательно соответствовать температуре при номинальном режиме работы машины, и не должна быть ниже 10°С, в противном случае обмотку следует прогреть прежде чем проводить замеры.

Читайте также:  Кромочная фреза по алюминию

Значение наименьшего сопротивления изоляции R60 при рабочей температуре оборудования вычисляют по формуле: R60 = Uн / (1000 + Pн / 100), где Uн – номинальное напряжение обмотки в вольтах; Pн – номинальная мощность в киловаттах для машин постоянного тока или в киловольт-амперах для машин переменного тока. Ка = R60 / R15. Вообще, существуют таблицы, в которых указаны допустимые значения коэффициентов абсорбции для различного оборудования.

Надеемся, что наша краткая статья была для вас полезной, и теперь вы знаете, как и с какой целью необходимо измерять коэффициент абсорбции трансформаторов, электродвигателей, генераторов, и другого электротехнического оборудования, имеющего обмотки.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Что такое коэффициент абсорбции трансформатора

Один из показателей, указывающих на состояние трансформаторов и его готовность к эксплуатации – коэффициент абсорбции. Рассмотрим понятие данной величины, порядок её определения и подсчёта, установленные нормы.

Для чего нужен коэффициент абсорбции

Абсорбция – процесс, при котором одно вещество поглощается другим, с изменением общей массы, объёма и прочих физических характеристик. Для трансформатора под абсорбцией понимают внутреннее увлажнение изолирующих материалов обмоток с проникновением в их состав влаги и посторонних примесей, содержащихся в воздухе.

В результате такого процесса изоляционные материалы теряют заданные свойства, вызывая опасность выхода из строя агрегата.

Как измерить

Коэффициент абсорбции трансформатора определяется в следующих ситуациях:

  • при вводе в эксплуатацию нового оборудования;
  • в случае запуска агрегата после текущего или капитального ремонта.

Учитывая, что ремонты производятся с частотой, установленной нормативными документами, периодичность измерения данного показателя определяется графиком проведения ремонтных работ.

Измерение уровня абсорбции состоит в обычном определении сопротивления изоляции. Для этого к силовой цепи агрегата на определённый период подключается электрический ток, с одновременным инструментальным измерением показателя сопротивления изоляции.

Для любого изоляционного материала характерно определённое значение электрической ёмкости. При работе оборудования покрытие насыщается токами, которые называют абсорбционными. Интенсивность такого насыщения и его продолжительность определяются качественными свойствами материала, толщиной покрытия и характеристиками тока.

Испытание проводят с использованием следующего подключения:

Для чистоты опыта, работы выполняют при температуре окружающей среды в диапазоне от 10 до 35 градусов выше нуля.

На рисунках ниже представлены схемы подключения и зависимость коэффициента абсорбции от температуры:

Для проведения измерений используют специальный прибор – мегаомметр. Измерения проводятся отдельно по каждой из обмоток, проверяется величина сопротивления между катушками и корпусом.

Если температура воздуха ниже плюс 10 градусов, требуется предварительное прогревание обмоток.

В зависимости от типа трансформатора, измерения проводятся для видов обмоток, указанных в таблице:

При проведении испытаний необходимо соблюдать следующие требования:

  • предварительно на пару минут заземляются контакты проверяемой обмотки;
  • в промежутке между двумя замерами контакты заземляются на 5 минут, чтобы ушёл ток;
  • если проверяются обмотки одного напряжения, в процессе измерения одновременно закорачиваются шпильки контактов.

Проведение указанных испытаний не регламентируется для трансформаторов с мощностью, не превышающей 1600 кВА.

Как подсчитать

В ходе проведения испытаний определяются показатели сопротивления, используемые для расчёта значения коэффициента абсорбции. Расчёт выполняется по следующей формуле:

  • R60 – величина сопротивления, полученная, спустя 1 минуту от начала проведения испытания;
  • R – аналогичный показатель, замеренный после 15 секунд от начала подачи тока.

В результате расчёта с использованием замеренных данных, получают значение коэффициента абсорбции, который следует сравнить с нормируемой величиной.

Нормированные показатели

Определив значение данного показателя, можно установить ресурс изоляционной обмотки. Чем выше коэффициент, тем дольше прослужит изоляционное покрытие. Нормой считается величина в районе 1,3.

Фактические приведённые ниже значения указывают на следующее состояние изоляции:

  • 1,25 и менее – изоляция не соответствует требованиям;
  • от 1,25 до 1,6 – в пределах нормы;
  • 1,6 – покрытие с большим ресурсом.

Также для трансформаторов нормируются показатели сопротивления R60, в зависимости от мощности оборудования и температуры обмоток. Нормы проверяются по следующей таблице:

Читайте также:  Инструкция по эксплуатации на мультиметр xl830l

Для нового оборудования отклонение от значения, указанного производителем в паспортной документации, не должно превышать 20 процентов.

Если показатель агрегата ниже нормы, необходима дополнительная просушка оборудования, после чего процедуру измерения повторяют. При получении аналогичных данных после просушки, ресурс изоляционного покрытия исчерпан, а агрегат нуждается в ремонте.

Требования безопасности при проведении испытаний

Для обеспечения безопасности, требуется соблюдение следующих требований в ходе проведения данных испытаний:

  • работы не допускается проводить в одиночку;
  • чтобы предупредить опасность поражения током, следует пользоваться установленными средствами защиты;
  • при подсоединении контактов оборудование должно быть обесточено;
  • зона выполнения работ предварительно ограждается, с установкой знаков безопасности и предупредительных плакатов;
  • не разрешается прикасаться к элементам, находящимся под напряжением, без использования специальных изолирующих штанг;
  • применение диэлектрических перчаток обязательно, если значение напряжения превышает 1 кВ.

Измерения должны проводиться специалистами аккредитованной лаборатории с использованием оборудования, прошедшего своевременную поверку.

Коэффициент абсорбции позволяет установить соответствие состояния изоляционного покрытия провода обмоток требованиям нормативных документов и обеспечить контроль работоспособности трансформаторов.

Источник

Метод измерения сопротивления изоляции и коэффициента абсорбции силовых трансформаторов

Метод измерения сопротивления изоляции R60 является наиболее простым и доступным; он находит широкое применение для контроля состояния изоляции трансформаторов и применяется:
1) для определения грубых дефектов в трансформаторах перед включением их под напряжение, например местных загрязнений, увлажнений или повреждений;
2) для оценки степени увлажнения изоляции в сочетании с другими показателями с целью определения возможности включения трансформатора в работу без дополнительной сушки.
Метод основан на особенностях изменения электрического тока, проходящего через изоляцию, после приложения к ней постоянного напряжения.
Изоляция обмоток трансформатора является неоднородным диэлектриком. При приложении постоянного напряжения к выводам схемы протекающий ток будет состоять из арифметической суммы трех составляющих:
1) емкостного тока Iг, обусловленного так называемой геометрической емкостью Сг. Ток Iг практически мгновенно спадает до 0, так как емкость Сг подключена к источнику без сопротивления и не оказывает влияния на результаты измерения R15 и R60;
2) тока абсорбции Iабс, протекающего по ветви Raбс—Сабс. Этот ток отражает процесс заряда слоев диэлектрика через сопротивление предшествующего слоя. С увлажнением изоляции сопротивление Raбс снижается, а емкость Сабс увеличивается, поэтому для более увлажненной изоляции ток Iабс имеет большее значение и быстрее спадает до 0. У сухой изоляции сопротивление Raбс велико, заряд конденсатора Сабс протекает медленно, поэтому начальное значение тока Iабс мало, а ток спадает длительное время;
3) тока сквозной проводимости Iскв, протекающего через сопротивление Rскв, обусловленное как наружным загрязнением изоляции, так и наличием в ней путей сквозной утечки. Этот ток устанавливается практически мгновенно и во времени не изменяется.
Сопротивление изоляции обратно пропорционально сумме указанных составляющих тока, в начале измерения имеет наименьшее значение, а затем по мере спадания тока Iабс возрастает, достигая установившегося значения, определяемого током Iскв. Для того чтобы иметь сопоставляемые результаты, сопротивление изоляции измеряют через 60 с после приложения напряжения, хотя в ряде случаев ток Iабс к этому времени еще неполностью спадает.
Значение сопротивления изоляции дает представление о среднем состоянии изоляции и уменьшается при ухудшении этого состояния главным образом из-за увлажнения и загрязнения.
Для оценки состояния изоляции трансформаторов производят измерение сопротивления изоляции всех обмоток, соединенных по схемам, приведенным в таблице 1.

Таблица 1 — Схемы для измерения сопротивления изоляции трансформаторов

* Измерения производят только для трансформаторов мощностью 10000 кВА и более.
При измерении все выводы обмоток одного напряжения соединяются вместе. Остальные обмотки и бак трансформатора должны быть заземлены.
Приведенные схемы измерения обеспечивают контроль всех основных участков изоляции трансформатора.
На рисунке 1 показаны участки изоляции трехобмоточного трансформатора, контролируемые при измерении сопротивления изоляции обмоток по схемам, приведенным в таблице 1. При помощи расчетов можно определить поврежденный участок изоляции, что иногда делают для уточнения места ухудшения состояния изоляции.

НН, СН, ВН — обмотки трансформатора; С1, С2, С3, С4, — емкости, эквивалентные сопротивлению контролируемых участков изоляции
Рисунок 1 — Схема участков изоляции трансформатора, контролируемых при измерении сопротивления изоляции обмоток
Для трансформаторов мощностью до 80 MBА и напряжением до 150 кВ измерение выполняют при температурах не ниже + 10°С; для трансформаторов больших мощностей и более высоких напряжений измерения обычно производят при температурах заводских измерений, указанных в паспорте трансформатора, поэтому трансформаторы мощностью 80 MBА и более напряжением 110—750 кВ перед измерением, как правило, нагревают таким образом, чтобы отклонение фактической температуры измерения не отличалось более чем на 5°С от требуемого значения. Измерения при заводской температуре позволяют получить более достоверные результаты.
При отсутствии возможностей прогрева допускается измерения сопротивления изоляции производить при температурах, отличных от заводских, однако температура изоляции при измерении должна быть не ниже 20°С. Достоверность и точность измерений во многом зависят от условий измерения и правильного определения температуры изоляции.
Измерения сопротивления изоляции выполняют не ранее чем через 12 ч после полной заливки трансформаторов маслом и установки постоянного или временного расширителя. Допускается также производить измерения сопротивления изоляции трансформаторов, не долитых полностью маслом до уровня 150—200 мм от верхней крышки. При этом все детали главной изоляции трансформатора должны находиться в масле. Перед измерениями необходимо очистить наружные поверхности фарфоровых вводов от пыли и грязи. Измерение рекомендуется производить в сухую погоду, при отсутствии атмосферных осадков и пыли. Перед началом измерения испытываемую обмотку заземляют на 2—5 мин для снятия остаточных зарядов в изоляции. Такую же операцию проводят и при повторном измерении. Так как сопротивление изоляции существенно зависит от температуры изоляции, весьма важным является, точное определение температуры изоляции.
Температуру изоляции определяют до начала измерения. За температуру изоляции трансформатора, не подвергавшегося нагреву, принимают: в трансформаторах на напряжение до 35 кВ с маслом — температуру верхних слоев масла, в трансформаторах на напряжение выше 35 кВ с маслом — среднюю температуру обмотки, определенную по сопротивлению постоянному току.
Если трансформатор подвергался нагреву, температура изоляции принимается равной средней температуре обмотки ВН, определяемой по сопротивлению обмотки постоянному току. Измерение указанного сопротивления выполняют не ранее чем через 60 мин после отключения нагрева токов обмотки или через 30 мин после отключения внешнего нагрева.
Температуру определяют по формуле:

где R0 — сопротивление обмотки, измеренное на заводе при температуре t0 (это значение приведено в паспорте трансформатора); Rx — измеренное значение сопротивления обмоток при температуре tx.
Сопротивление изоляции измеряют мегомметром на напряжение 2500 В с верхним пределом измерения не ниже 10000 МОм. В настоящее время применяют мегомметры, подающие напряжение на изоляцию от генераторов с ручным и электрическим приводом, а также от трансформатора с двумя вторичными обмотками через выпрямительную схему.
На рисунке 2 показана электрическая схема мегомметра типа МС-0,6, наиболее часто применяемого в полевых условиях. Вывод Л соединяется с испытываемой обмоткой, вывод 3 обычно подсоединяют к заземленному баку трансформатора. Вывод Э используют для исключения из схемы измерения утечек сквозного тока, не проходящего через изоляцию трансформаторов. Например, для исключения из схемы измерения утечек тока по внешним фарфоровым поверхностям вводов на нижней юбке устанавливают кольцо из фольги и соединяют его с выводом Э мегомметра. При этом токи внешней утечки не будут проходить через измерительные рамки мегомметра и вносить погрешности в результаты измерений.

Э — экран; Л — линия; 3 — земля; n — кратности диапазонов измерений
Рисунок 2 — Схема мегомметра типа МС-06

Сопротивление изоляции обмоток трансформатора зависит не только от состояния изоляции, но и от ее геометрических размеров. Таким образом, при одинаковом состоянии изоляции сопротивления изоляции обмоток разных типов трансформаторов будут иметь разные значения, поэтому оценку полученных значений сопротивления изоляции производят путем сравнения их с такими же значениями, полученными при изготовлении трансформатора Для трансформаторов на напряжение до 35 кВ оценку полученных значений сопротивлений изоляции можно осуществлять по допустимым предельным значениям.
Сопротивление изоляции обмоток трансформатора на напряжение 110—750 кВ, измеренное при температуре, при которой производились измерения на заводе, или приведенное к этой температуре, должно быть не менее 70% значений, указанных в паспорте трансформатора.
При оценке результатов измерения сопротивления изоляции трансформатора напряжением 35 кВ по предельным значениям полученные значения сопротивлений изоляции должны быть не менее значений, указанных в таблице 2.

Читайте также:  Вакуумные струбцины для столешниц аналог bessy

Таблица 2 — Наименьшие допустимые значения сопротивления изоляции R60 обмоток трансформаторов на напряжения до 35 кВ, залитых маслом

Мощность трансформаторов

Значения R60, МОм, при температурах изоляции, °С

Источник

Оцените статью
toolgir.ru
Adblock
detector