Метод вимірювання опору ізоляції та коефіцієнта абсорбції силових трансформаторів
* Вимірювання проводять тільки для трансформаторів потужністю 10000 кВА і більше.
При вимірі все висновки обмоток однієї напруги з'єднуються разом. Решта обмотки і бак трансформатора повинні бути заземлені.
Наведені схеми вимірювання забезпечують контроль всіх основних ділянок ізоляції трансформатора.
На малюнку 1 показані ділянки ізоляції триобмоткового трансформатора, контрольовані при вимірюванні опору ізоляції обмоток за схемами, наведеними в таблиці 1. За допомогою розрахунків можна визначити пошкоджену ділянку ізоляції, що іноді роблять для уточнення місця погіршення стану ізоляції.
НН, СН, ВН - обмотки трансформатора; С1, С2. С3, С4, - ємності, еквівалентні опору контрольованих ділянок ізоляції
Малюнок 1 - Схема ділянок ізоляції трансформатора, контрольованих при вимірюванні опору ізоляції обмоток
Для трансформаторів потужністю до 80 MBА і напругою до 150 кВ вимір виконують при температурах не нижче + 10 ° С; для трансформаторів великих потужностей і більш високих напруг вимірювання зазвичай виробляють при температурах заводських вимірювань, зазначених в паспорті трансформатора, тому трансформатори потужністю 80 MBА і більш напругою 110-750 кВ перед виміром, як правило, нагрівають таким чином, щоб відхилення фактичної температури вимірювання не відрізнялося більш ніж на 5 ° С від необхідного значення. Вимірювання при заводській температурі дозволяють отримати більш достовірні результати.
При відсутності можливостей прогріву допускається вимірювання опору ізоляції проводити при температурах, відмінних від заводських, проте температура ізоляції при вимірюванні повинна бути не нижче 20 ° С. Достовірність і точність вимірювань багато в чому залежать від умов вимірювання і правильного визначення температури ізоляції.
Вимірювання опору ізоляції виконують не раніше ніж через 12 годин після повної заливки трансформаторів маслом і установки постійного або тимчасового розширювача. Допускається також проводити вимірювання опору ізоляції трансформаторів, які не долитого повністю маслом до рівня 150-200 мм від верхньої кришки. При цьому всі деталі головної ізоляції трансформатора повинні знаходитися в маслі. Перед вимірами необхідно очистити зовнішні поверхні фарфорових вводів від пилу і бруду. Вимірювання рекомендується проводити в суху погоду, при відсутності атмосферних опадів і пилу. Перед початком вимірювання випробовується обмотку заземляють на 2-5 хв для зняття залишкових зарядів в ізоляції. Таку ж операцію проводять і при повторному вимірі. Так як опір ізоляції істотно залежить від температури ізоляції, вельми важливим є, точне визначення температури ізоляції.
Температуру ізоляції визначають до початку вимірювання. За температуру ізоляції трансформатора, що не піддавався нагріванню, приймають: у трансформатоpax на напругу до 35 кВ з маслом - температуру верхніх шарів масла, в трансформаторах на напругу вище 35 кВ з маслом - середню температуру обмотки, визначену за опором постійному струмові.
Якщо трансформатор піддавався нагріву, температура ізоляції приймається рівною середній температурі обмотки ВН, яка визначається за опором обмотки постійному струму. Вимірювання зазначеного опору виконують не раніше ніж через 60 хв після відключення нагріву струмів обмотки або через 30 хв після відключення зовнішнього нагріву.
Температуру визначають за формулою:
де R0 - опір обмотки, виміряний на заводі при температурі t0 (це значення наведено в паспорті трансформатора); Rx - виміряне значення опору обмоток при температурі tx.
Опір ізоляції вимірюють мегомметром на напругу 2500 В з верхньою межею вимірювання не нижче 10000 МОм. В даний час застосовують мегомметри, що подають напругу на ізоляцію від генераторів з ручним і електричним приводом, а також від трансформатора з двома вторинними обмотками через випрямний схему.
На малюнку 2 показана електрична схема мегомметра типу МС-0,6, найбільш часто застосовується в польових умовах. Висновок Л з'єднується з випробовуваної обмоткою, висновок 3 зазвичай під'єднують до заземленого баку трансформатора. Висновок Е використовують для виключення зі схеми вимірювання витоків наскрізного струму, що не проходить через ізоляцію трансформаторів. Наприклад, для виключення зі схеми вимірювання витоків струму за зовнішніми порцеляновим поверхонь вводів на нижній спідниці встановлюють кільце з фольги і з'єднують його з висновком Е мегомметра. При цьому струми зовнішньої витоку не будуть проходити через вимірювальні рамки мегомметра і вносити похибки в результати вимірювань.
Е - екран; Л - лінія; 3 - земля; n- кратності діапазонів вимірювань
Малюнок 2 - Схема мегомметра типу МС-06
Опір ізоляції обмоток трансформатора залежить не тільки від стану ізоляції, але і від її геометричних розмірів. Таким чином, при однаковому стані ізоляції опору ізоляції обмоток різних типів трансформаторів матимуть різні значення, тому оцінку отриманих значень опору ізоляції виробляють шляхом порівняння їх з такими ж значеннями, отриманими при виготовленні трансформатора Для трансформаторів на напругу до 35 кВ оцінку отриманих значень опорів ізоляції можна здійснювати по допустимим граничним значенням.
Опір ізоляції обмоток трансформатора на напругу 110-750 кВ, виміряний при температурі, при якій проводилися вимірювання на заводі, або приведене до цієї температури, має бути не менше 70% значень, зазначених в паспорті трансформатора.
При оцінці результатів вимірювання опору ізоляції трансформатора напругою 35 кВ по граничних значень отримані значення опорів ізоляції повинні бути не менше значень, зазначених в таблиці 2.
Таблиця 2 - Найменші допустимі значення опору ізоляції R60 обмоток трансформаторів на напругу до 35 кВ, залитих маслом
Значення R60. МОм, при температурах ізоляції, ° С
До 6300 кВА
включно
10000 кВА і більше
Якщо опір R60 вимірюють при температурі, відмінній від температури, при якій проводилися вимірювання на заводі, отримані значення для порівняння призводять до температурі вимірювань на заводі шляхом перерахунку за допомогою коефіцієнта К, значення якого наведені в таблиці 3:
Таблиця 3 - Розрахунок коефіцієнта К
Різниця температур, ° С
Коефіцієнт перерахунку, К
За методом вимірювання опору ізоляції обмоток трансформатора найбільш ефективно виявляються місцеві зволоження і забруднення ізоляції, що призводять до збільшення струму наскрізної провідності, наприклад зволоження і забруднення верхньої і нижньої ярмова ізоляції, ізоляційної плити і ізоляційних ділянок приводних валів РПН, нижній порцеляновій спідниці вводів і ін.
Місцеві зволоження і забруднення ділянок ізоляції, розташованих на значній відстані від заземлених частин, а також таке зволоження ізоляції, коли основна маса вологи зосереджена у внутрішніх шарах ізоляції, виявляються цим методом недостатньо ефективно.
При оцінці опору R60 слід мати на увазі, що вони в значній мірі залежать від факторів, безпосередньо не пов'язаних з зволоженням і забрудненням ізоляції, таких, наприклад, як властивості залитого на монтажі масла, методи нагрівання трансформатора і розподілу температур всередині бака і ін.
При оцінці стану ізоляції одночасно з вимірюванням опору R60 проводять вимірювання коефіцієнта абсорбції. Коефіцієнтом абсорбції називають відношення опору ізоляції, виміряного через 60 секунд після прикладення напруги, до опору, виміряного через 15 с; значення його не залежить від геометричних розмірів ізоляції і характеризують лише інтенсивність спадання струму абсорбції. З видаленням вологи з ізоляції коефіцієнт абсорбції зростає, з зволоженням - падає.
Значення коефіцієнта абсорбції Kабс = R60 / R15 має бути не менше 1,3 при температурі від 10 до 30 ° С. Для добре висушеної ізоляції значення коефіцієнта абсорбції зазвичай коливається в межах 1,3-2,0.