SU1476406A1 - Method of testing insulation properties of electrical installations - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике. Цель изобретени  - повышение достоверности определени  свойств изол ции. Определ ют частоту, при которой величина активного сопротивлени  становитс  равной величине омического сопротивлени . Измер ют на этой частоте или большей тангенс угла полных потерь и емкость изол ции. По формулам, приведенным в описании, определ ют активное сопротивление току абсорбции, абсорбционную емкость, тангенс угла абсорбции, тангенс углов диэлектрических и омических потерь. О свойствах низкочастотных пол ризаций суд т по величинам абсорбционной емкости, активного сопротивлени  току абсорбции и тангенсу угла абсорбции. О диэлектрических свойствах суд т по величине тангенса угла диэлектрических потерь. О провод щих свойствах изол ции суд т по величине тангенса угла омических потерь. Повышение достоверности определени  свойств изол ции обеспечиваетс  за счет раздельного определени  параметров низкочастотных пол ризаций и сквозной утечки. 3 ил.This invention relates to electrical measuring technology. The purpose of the invention is to increase the reliability of determining the properties of the insulation. The frequency at which the active resistance becomes equal to the ohmic resistance is determined. The tangent of the total loss angle and the capacitance of the insulation are measured at this frequency or greater. According to the formulas given in the description, the active resistance to absorption current, absorption capacity, tangent of absorption angle, tangent of angles of dielectric and ohmic losses are determined. The properties of low-frequency polarizations are judged by the values of the absorption capacity, the active resistance to the absorption current and the tangent of the absorption angle. Dielectric properties are judged by the value of the tangent of dielectric loss angle. The conductive properties of the insulation are judged by the magnitude of the tangent of the ohmic loss angle. Improving the reliability of determining the properties of the insulation is provided by separately determining the parameters of low-frequency polarizations and end-to-end leakage. 3 il.

Description

1one

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  контрол  состо ни  изол ции промышленных электроустановок .The invention relates to electrical measuring equipment and can be used to monitor the insulation status of industrial electrical installations.

Цель изобретени  - повышение достоверности определени  состо ни  изол ции за счет раздельного измерени  активного сопротивлени  току адсорбции , абсорбционной емкости, тангенса угла диэлектрических и омических потерь.The purpose of the invention is to increase the reliability of determining the state of the insulation due to the separate measurement of the active resistance to the current of adsorption, absorption capacity, and the tangent of the dielectric and ohmic losses.

На фиг. 1 изображена зависимость емкости и активного сопротивлени  изол ции от частоты; на фиг. 2а и фиг.26 - соответственно схема замещени  изол ции и векторна  диаграмма дл  промышленной частоты; на фиг.За и фиг.36 - соответственно схема замещени  и векторна  диаграмма дл  частоты , при которой в изол ции отсутствует низкочастотна  пол ризаци .FIG. Figure 1 shows the dependence of capacitance and active insulation resistance on frequency; in fig. 2a and Fig. 26 show, respectively, an isolation circuit and a vector diagram for an industrial frequency; Figs. Sa and Fig. 36 show, respectively, the replacement scheme and the vector diagram for the frequency at which there is no low-frequency polarization in the isolation.

Способ осуществл ют следующим об- разом.The method is carried out as follows.

Способ основан на установленном факте развити  низкочастотных пол ризаций в изол ции электроустановки на различных технологических и эксплуатационных дефектах. В итоге, этот процесс принципиальным образом мен ет свойства и характеристики изол ции электроустановки, а именно приводитThe method is based on the established fact of the development of low-frequency polarizations in the electrical installation isolation on various technological and operational defects. As a result, this process fundamentally changes the properties and characteristics of the insulation of an electrical installation, namely

Ј 1Ј 1

0 Јъ0 Јъ

О 0O 0

к существенной (несколько пор дков) неэквивалентности величин омического и активного сопротивлений на промышленной частоте, росту емкости в 3-4 раза, нелинейности параметров изол ции от частоты и напр жени , к гигантскому росту тангенса угла полных потерь (до 10 и более) и г.д. Существенные и посто нные потери в ИЗОЛЯции электроустановки - это по сути потери от электропроводности запол- нителей дефектов - ведут к ухудшению состо ни  изол ции (рост температуры выше температурного индекса материала изол ции), способность к накоплению объемного зар да на дефектах ухудшает характеристики автоматических компенсаторов емкостного тока утечки и именно низкочастотные пол ризации определ ют диэлектрические свойства изол ции, которые наиболее полно и адекватно определ ютс  величинами тангенса угла tg f абсорбции и тангенса угла tg с/ диэлектрических по- терь. Таким образом, низкочастотные пол ризации  вл ютс  второй (а во многих случа х и главной) причиной ухудшени  свойств и качества изол ции электроустановки (первой  вл ет- с  сквозна  утечка, котора  характеризуетс  величинами омического сопротивлени  Рои и тангенса угла tg омических потерь). При частотах в несколько сот Герц низкочастотные пол ризации в изол ции электроустановки практически затухают, что ведет к эквивалентности величин R ом и ) (фиг.2). Емкость Су3 изол ции при частоте в несколько сот Герц принимает посто нное значение и в дальнейшем от частоты не зависит, поэтому ее значение прин то за С г при промышленной частоте (например, 50 Гц), т.е. Cus(f) Cr, a Ceffc(f) 0. Геомет- рическа  емкость С Р изол ции электроустановки на промышленной частоте определ етс  свойствами материалов изол ции , а также геометрией токове- дущих жил и электродов и не зависитto significant (several orders of) non-equivalence of ohmic and active resistance values at an industrial frequency, a 3-4-fold increase in capacitance, non-linearity of isolation parameters from frequency and voltage, to a huge increase in the tangent of total loss (up to 10 or more) and .d Significant and permanent losses in electrical insulation of an electrical installation - these are essentially losses from electrical conductivity of defect fillers - lead to deterioration of the insulation state (temperature rises above the temperature index of the insulation material), the ability to accumulate volume charge on defects degrades the characteristics of automatic compensators. capacitive leakage current and precisely low-frequency polarization determine the dielectric properties of the insulation, which are most fully and adequately determined by the values of the tan tangent of absorption tg f and tangent of angle tg c / dielectric losses. Thus, low-frequency polarizations are the second (and in many cases the main) cause of the deterioration of the properties and quality of the insulation of an electrical installation (the first is a through leakage, which is characterized by the values of the ohmic resistance of the Roy and the tangent of the angle tg of ohmic losses). At frequencies of several hundred Hertz, the low-frequency polarizations in the insulation of an electrical installation practically fade out, which leads to the equivalence of the values of R ohm and (Fig. 2). The capacitance of Cy3 insulation at a frequency of several hundred Hertz takes a constant value and does not depend on the frequency in the future; therefore, its value is taken as C g at an industrial frequency (for example, 50 Hz), i.e. Cus (f) Cr, a Ceffc (f) 0. The geometrical capacitance C P of an electrical installation at an industrial frequency is determined by the properties of the insulation materials, as well as the geometry of the current-carrying veins and electrodes, and is not dependent on

от механизмов низкочастотных пол ризаций , а величина активного сопротивлени  RM3(f) определ етс  только провод щими свойствами изол ции электроустановки, т.е. сквозными утечками, токопровод щими мостиками и т.д.from the mechanisms of low-frequency polarizations, and the magnitude of the active resistance RM3 (f) is determined only by the conductive properties of the insulation of the electrical installation, i.e. through leaks, conductive bridges, etc.

Зависимости на фиг. 1 нагл дно подтверждают, что при частоте 1000 ГцThe dependencies in FIG. 1 Bottom confirms that at a frequency of 1000 Hz

низкочастотные пол ризации полностью затухли в фазной изол ции кабел , а тем самым выполн ютс  услови  Вцэ(Ј) - К0,„; Сиэ(Ј) С.г.the low-frequency polarizations are completely attenuated in the phase insulation of the cable, and thus the Vtse (Ј) - K0, "conditions are fulfilled; Ce (Ј) S.G.

При частоте f i 1000 Гц параметры изол ции электроустановки линейны (Рнэ(Ј) и Сиэ(Ј) не завис т от напр жени ). На фиг.2а, фиг.26, фиг.За и фиг.36 прин ты следующие обозначени :At a frequency of f i 1000 Hz, the electrical installation insulation parameters are linear (Рнэ (Ј) and Ци (Ј) do not depend on voltage). In Fig.2a, Fig.26, Fig.Za and Fig.36, the following designations are accepted:

U рв{- и U - напр жени , при которых определ ютс  параметры изол ции при промышленной частоте (50 Гц) иU pv {- and U - voltages at which insulation parameters are determined at an industrial frequency (50 Hz) and

f; ..f; ..

I и I(f) - полые токи утечки;I and I (f) are hollow leakage currents;

„, Ia(f) и Ip, IP(f) - соответственно активные и реактивные составл ющие полных токов утечки;A, Ia (f) and Ip, IP (f) are respectively the active and reactive components of the total leakage current;

I«fct а.«Гс I Р. полный ток абсорбции и его активна  и реактивна  составл ющие;I "fct a." Gs I P. The total absorption current and its active and reactive components;

0 п 5 0 p 5

5five

00

00

5five

прetc

- ток сквозной утечки;- leakage current;

1ем - ток смещени ;1em - displacement current;

I сг - ток через геометрическую емкость;I cr - current through the geometric capacitance;

R „ з (50) , R „з(Ј) и С из(50) ,С M3(f) - активные сопротивлени  и емкости изол ции электроустановки на промышленной частоте (50 Гц) и f;R & d (50), R & d (Ј) and C from (50), C M3 (f) are the active resistances and insulation capacities of the electrical installation at the industrial frequency (50 Hz) and f;

ROM - омическое сопротивление изол ции;ROM is the ohmic insulation resistance;

Ra5-c- активное сопротивление току абсорбции;Ra5-c - resistance to current absorption;

С agc- абсорбционна  емкость;With agc-absorption capacity;

С г- геометрическа  емкость;C r - geometric capacitance;

d450) и cf(f) - углы полных потерь;d450) and cf (f) are the angles of total losses;

Г и - углы омических и диэлектрических потерь; угол абсорции.G and - the angles of ohmic and dielectric losses; absorption angle.

Использование предлагаемого способа позвол ет прогнозировать состо ние изол ции по недопустимому ухудшению провод щих и диэлектрических характеристик , т.е. осуществл ть достоверную выбраковку электрической изол ции.The use of the proposed method allows one to predict the isolation state due to an unacceptable deterioration of the conductive and dielectric characteristics, i.e. carry out a reliable rejection of electrical insulation.

Предлагаемый способ может быть использован дл  линейной и фазной изол ции электроустановок напр жением 0,4-35 кВ дл  проведени  неразрушающих испытаний изол ции по определению свойств изол ции, св занных с развитием в ней низкочастотных пол ризаций и сквозных утечек. При этом расшир ютс  возможности дл  анализа состо ни  изол ции за счет раздельного суждени  по величинам Rafc , Смбс, tgv и tg - о низкочастотных пол ризаци х; Р 0(И и tg f - о сквозных утечках; С г CM,(f) - о свойствах и характеристиках материалов изол ционной конструкции, в результате чего решаютс  задачи, св занные с определением ухудшени  качества электрической изол ции, и тем самым обеспечиваетс  возможность уменьшени  аварийности электрооборудовани .The proposed method can be used for linear and phase insulation of electrical installations with a voltage of 0.4-35 kV for conducting non-destructive insulation tests to determine the insulation properties associated with the development of low-frequency polarizations and leakage through it. At the same time, the possibilities for analyzing the state of the isolation due to separate judgments in terms of Rafc, Smbs, tgv and tg about low-frequency polarizations are expanded; P 0 (And and tg f are about through leaks; C g CM, (f) - about the properties and characteristics of the materials of the insulating structure, as a result of which the problems associated with determining the deterioration of the electrical insulation quality are solved and thus reducing the accident rate of electrical equipment.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ определени  свойств изол ции электроустановки, включающий измерение активного сопротивлени , тангенса угла полных потерь и емкости изол ции на рабочем напр жении промышленной частоты, отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности определени  состо ни  изол ции, определ ют частоту, при которой величина активного сопротивлени  становитс  равной величине омического сопротивлени , и измер ют на этой частоте или большей тангенс угла полных потерь, емкость изол ции и определ ют активное сопротивление току абсорбции Rdfe абсорбционную емкость Саве, тангенс углаA method for determining insulation properties of an electrical installation, including measurement of active resistance, total loss tangent and insulation capacitance at an operating voltage of an industrial frequency, characterized in that, in order to increase the reliability of determining the insulation condition, the frequency at which the value of active the resistance becomes equal to the value of the ohmic resistance, and the tangent of the total loss angle is measured at this frequency or greater, the insulation capacitance and the resistance to the absorption current Rd are determined fe absorption capacity Sava, tangent angle абсорбции tgv, тангенсы углов диэлектрических tg ef и омических потерь формуламabsorption tgv, tangents of dielectric angles tg ef and ohmic losses by the formulas 10ten « -f& oT где К„,(50),КИ5(Ј) и С «a (50),C wS(f) - соответственно“-F & oT where К„, (50), КИ5 (Ј) and С «a (50), C wS (f) - respectively активное сопротивление и емкость изол ции на промышленной частоте 50 Гц и f; tgcf(f) - тангенс угла полных потерь при частоте f;resistance and insulation capacitance at industrial frequency 50 Hz and f; tgcf (f) is the total loss tangent at frequency f; и суд т по величинам F , Сл5с, tgy о свойствах низкочастотных пол ризаций , tg с/ - о диэлектрических свойствах , tg - о провод щих свойствах изол ции электроустановок на рабочем напр жении промышленной частоты.and judge by the values of F, Сл5с, tgy about the properties of low-frequency polarizations, tg s / - about the dielectric properties, tg - about the conductive insulation properties of electrical installations at the operating voltage of industrial frequency. Л/э, ЯизL / e, Yaiz 0.10.1 1ОЮ2 7031U2 703 Фиг.11 R о/R o / (д(d 70й70th аbut мm la aScla aSc IрайеIrae Фиг. 2FIG. 2 аbut М fMMM fMM СгCr 1с,1c UpaSUpaS UU ffftffft (f)(f) ФигъFig