Test izolačního přepětí

Dielektrická pevnost izolace je dána její schopností odolávat provoznímu napětí po dlouhou dobu. Pokles dielektrické pevnosti je ve většině případů způsoben vlhkostí a lokálními izolačními vadami. Takovými defekty jsou obvykle plynové (vzduchové) inkluze v pevném nebo kapalném dielektriku.

Vzhledem k tomu, že dielektrická pevnost plynu v inkluzi je nižší než u hlavní izolace, jsou vytvořeny podmínky pro vznik průrazu nebo překrytí izolace v místě vady - částečný výboj. Částečné výboje zase způsobují další poškození izolace. Částečný výboj se nazývá jak posuvný (povrchový) výboj, tak i průraz jednotlivých zón nebo izolačních prvků.

Pro stanovení meze dielektrické pevnosti izolace se zkouší zvýšeným napětím. Zkušební napětí, které je výrazně vyšší než provozní napětí, je aplikováno po dobu dostatečnou k rozvinutí výboje v místním defektu až k selhání.Tímto způsobem aplikace zvýšeného napětí umožňuje nejen identifikovat vady, ale také zajistit požadovanou úroveň dielektrické pevnosti izolace během jejího provozu.

Zkoušce izolačního rázu musí předcházet důkladné prozkoumání a posouzení stavu izolace jinými dříve popsanými metodami. Izolaci lze podrobit rázové zkoušce pouze tehdy, jsou-li předchozí zkoušky pozitivní.

Izolace se považuje za vyhovující zkoušce přepětí, pokud nedojde k poškození, částečným výbojům, emisím plynu nebo kouře, prudkému poklesu napětí a nárůstu proudu izolací, místnímu zahřívání izolace.

V závislosti na typu zařízení a povaze testu může být izolace testována aplikací střídavého rázu nebo usměrněného napětí. V případech, kdy se zkouška izolace provádí se střídavým i usměrněným napětím, musí zkouška usměrněným napětím předcházet zkoušce střídavým napětím.

Vysokonapěťový střídavý test izolace

Zkouška střídavým napětím na napájecím kmitočtu se provádí pomocí zvyšovacího transformátoru s regulačním zařízením na straně nízkého napětí. Schéma instalace by také mělo obsahovat vypínač napájení s viditelným přerušením a nadproudovou ochranou, která přeruší napájení transformátoru v případě poškození nebo překrytí izolace místa, například vypínač a pojistka nebo jistič s odstraněným krytem.Nastavení ochranného provozu musí překročit proud odebíraný sítí při maximální hodnotě zkušebního napětí zařízení, ne více než dvakrát.

Jako zkušební napětí se obvykle používá frekvenční napětí zdroje. Předpokládá se, že doba aplikace zkušebního napětí je 1 minuta pro hlavní izolaci a 5 minut pro otočku. Tato doba působení zkušebního napětí neovlivňuje stav izolace, která je bez závad a je dostatečná pro kontrolu izolace pod napětím.

Rychlost nárůstu napětí až do jedné třetiny zkušební hodnoty může být libovolná; v budoucnu by se mělo zkušební napětí plynule zvyšovat rychlostí, která umožňuje vizuální odečet měřičů. Při zkoušce izolace elektrických strojů musí být doba nárůstu napětí z poloviny na plnou hodnotu alespoň 10s.

Po uplynutí stanovené doby trvání zkoušky se napětí postupně snižuje až na hodnotu nepřesahující jednu třetinu zkušebního napětí a je vypnuto Náhlé uvolnění napětí je povoleno v případech, kdy je to nutné pro bezpečnost osob nebo bezpečnost vybavení. Doba trvání zkoušky je doba, během níž je aplikováno plné zkušební napětí.

Aby se předešlo nepřijatelným přepětím během testu (v důsledku vyšších harmonických v křivce testovacího napětí), testovací sestava by měla být pokud možno připojena k síťovému napětí sítě. Průběh napětí lze sledovat elektronickým osciloskopem.

Zkušební napětí, kromě kritických zkoušek (generátory, velké motory atd.), se měří ze strany nízkého napětí. Při testování objektů s velkou kapacitou může napětí na vysoké straně testovacího transformátoru mírně překročit vypočítaný transformační poměr kvůli kapacitnímu proudu.

Pro kritické testování se měří zkušební napětí na horní straně zkušebního transformátoru pomocí napěťových transformátorů nebo elektrostatických kilovoltmetrů.

V případech, kdy jeden napěťový transformátor nestačí k měření zkušebního napětí, lze zapojit dva napěťové transformátory stejného typu do série. Dodatečné odpory jsou také aplikovány na voltmetry.

Aby byly kritické objekty chráněny před náhodným zvýšením nebezpečného napětí paralelně s testovaným objektem, měly by být kulové svodiče s průrazným napětím rovným 110 % testovacího napětí připojeny odporem (2 - 5 Ohm na každý volt testu). napětí).

Schéma zkoušení izolace elektrického zařízení se zvýšeným střídavým napětím je na obr. 1.

Rýže. 1. Schéma izolačního testu se zvýšeným střídavým napětím.

Před přivedením napětí na testovaný objekt je plně sestavený obvod testován bez zátěže a je zkontrolováno průrazné napětí kuliček.

Jako zkušební transformátory lze kromě speciálních použít výkonové transformátory a transformátory napětí.

Výkonové transformátory s tímto využitím umožňují proudové zatížení až 250 % jmenovitého s trojitým (krokovým) testem s dvouminutovou pauzou mezi aplikacemi napětí. U napěťových transformátorů typu NOM je přípustné zvýšit napětí primárního vinutí na 150 - 170 % jmenovitého. Při absenci zkušebního transformátoru s dostatečným výkonem je možné paralelní zapojení stejného typu transformátorů.

Měřící transformátory napětí typu NOM jsou široce používány. Jejich maximální výkon, uvedený v pasových údajích a díky zajištění příslušné třídy přesnosti, je relativně malý. Podle topných podmínek však umožňují krátkodobé přetížení 3 až 5 násobku hodnoty proudu vypočtené z maximálního jmenovitého výkonu. Navíc tyto transformátory mohou být přebuzeny v napětí o 30-50%, můžete zapojit dva transformátory do série.

Rýže. 2. Schémata sériového zapojení zkušebních transformátorů: TL1 a TL2 — zkušební transformátory; TL3 je izolační transformátor.

Zařazení dvou transformátorů podle schématu na obr. 2a je použitelný, když obě elektrody objektu mohou být izolovány od země. Zkušební napětí se rovná součtu napětí dvou transformátorů; jmenovité hodnoty těchto napětí se mohou lišit. Při kaskádovém zapojení transformátorů (obr. 2a, b) má jeden z nich TL2 vysoký potenciál a jeho tělo musí být izolováno od země.

Tento transformátor může být buzen pomocí speciálního vinutí prvního transformátoru TL1 stupně (obr.2b) nebo přímo z jeho sekundárního vinutí, pokud maximální hodnota napětí na něm nepřekročí přípustnou hodnotu pro primární vinutí stupně. transformátor TL2. Pokud není možné transformátor TL2 spolehlivě izolovat, použijte pomocný oddělovací transformátor TL3 (obrázek 2c).

Výkonové transformátory se používají k získání fázového nebo síťového napětí. V prvním případě je nulový vodič vinutí VN uzemněn a primární napětí je přivedeno na nulový vodič a odpovídající fázovou svorku vinutí NN.

Předpokládá se, že výkon transformátoru je roven 1/3 jmenovitého. Síťové napětí se používá za předpokladu, že izolace nulového vodiče je dimenzována na plné mezisíťové napětí. V tomto případě je uzemněna jedna nebo dvě propojené svorky VN. výkon transformátoru se předpokládá rovný 2/3 jmenovitého. Výkonové transformátory umožňují krátkodobý nadproud 2,5-3krát.

Regulační zařízení by mělo zajistit změnu napětí transformátoru o 25-30% na plnou hodnotu zkušebního napětí. Nastavení by mělo být prakticky plynulé, s kroky nepřesahujícími 1-1,5 % zkušebního napětí. Během nastavování nejsou povoleny žádné přerušení obvodu.

Napětí by se mělo blížit sinusovému tvaru s vyšším obsahem harmonických ne více než 5 %. Při použití regulátorů s nízkým vnitřním odporem, jako jsou autotransformátory, je tento požadavek prakticky splněn. K tomuto účelu se nedoporučuje používat tlumivky nebo reostaty.

Zkouška izolace usměrněného napětí

Použití usměrněného testovacího napětí může výrazně snížit výkon testovacího nastavení, umožňuje testovat objekty s velkou kapacitou (kabely kondenzátorů atd.) a umožňuje sledovat stav izolace prostřednictvím naměřených svodových proudů.

Obvody půlvlnných usměrňovačů se běžně používají při testování izolace usměrněným napětím. Na Obr. 3 ukazuje schematický diagram testu izolace rektifikovaného napětí.

Rýže. 3. Testovací obvod izolace usměrněného napětí

Metoda testu izolace rektifikovaného napětí je podobná testu střídavého napětí. Kromě toho je monitorován svodový proud.

Doba aplikace korigovaného napětí je delší než při zkoušce střídavým napětím a v závislosti na zkoušeném zařízení je stanovena normami během 10 - 15 minut.

Měření zkušebního napětí se obvykle provádí voltmetrem připojeným na nízkonapěťovou stranu zkušebního transformátoru (transformovaného transformačním poměrem).

Protože usměrněné napětí je určeno hodnotou amplitudy, musí být hodnoty voltmetru (měření efektivních hodnot napětí) vynásobeny vnitřní odpor, usměrňovací lampa, malá při normálním ohřevu katody, prudce narůstá při nedostatečném topném proudu. V tomto případě se úbytek napětí v usměrňovací lampě na testovaném objektu zvyšuje a snižuje. Proto je při testování nutné sledovat napájecí napětí testovací sestavy.Pro měření vysokých bočních napětí se také doporučuje použít voltmetr s velkým přídavným odporem.

Stejně jako u zkoušek střídavým napětím se pro ochranu kritických objektů před náhodným nadměrným nárůstem napětí doporučuje připojit svodič přepětí s průrazným napětím rovným 110–120 % zkušebního napětí přes odpor (2–5 Ohm pro každé zkušební napětí voltů) paralelně s testovaným objektem.

Proud procházející izolací při zkoušce usměrněným napětím ve většině případů nepřesahuje 5 — 10 mA, což vede k malému výkonu zkušebního transformátoru.

Při zkoušení objektů s velkou kapacitou (silové kabely, kondenzátory, vinutí velkých elektrických strojů) má kapacita objektu nabitého na zkušební napětí velkou energetickou rezervu, jejíž okamžité vybití může vést ke zničení zařízení nastavení testu. Proto musí být zkoušený objekt vybit tak, aby vybíjecí proud neprocházel měřicím zařízením.

K odstranění náboje z testovaných předmětů se používají uzemňovací zařízení, v jejichž elektrickém obvodu je zahrnut odpor 5-50 kOhm. Gumové hadičky naplněné vodou se používají jako odpor při pádu velkokapacitních předmětů.

Nabíjení kontejneru, i po krátkodobém uzemnění, může trvat dlouhou dobu a představovat nebezpečí pro životy personálu. Po vybití zkušebního předmětu vybíjecím zařízením je proto nutné jej pevně uzemnit.