Đang tải... (xem toàn văn)
Âãø âaím baío an toaìn cho caïch âiãûn trong thåìi gian laìm viãûc, giaím tháúp nhæîng khaí nàng coï thãø gáy nãn sæû cäú, phaíi tiãún haình kiãøm tra phoìng ngæìa caïch âiãûn træåïc kh[r]
(1)Chæång 15
PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA PHÒNG NGỪA CHO CÁCH ĐIỆN
I Khái niệm chung:
Để đảm bảo an toàn cho cách điện thời gian làm việc, giảm thấp khả gây nên cố, phải tiến hành kiểm tra phòng ngừa cách điện trước đưa vào vận hành định kì thời gian vận hành Tuy nhiên, kết kiểm tra phụ thuộc vào phương pháp, dụng cụ
Các phương pháp sử dụng để kiểm tra phòng ngừa cách điện:
Thử nghiệm điện áp tăng cao, có khả phá huỷ cách điện khuyết tật
Thử nghiệm điện áp làm việc điện áp tăng cao xác suất xuyên thủng cách điện bé: đo tgδ, đặc tính phóng điện cục điện áp xấp xỉ điện áp xấp xỉ điện áp làm việc
Các phương pháp thử nghiệm không hư hỏng: đo tgd, đo điện trở rò, hệ số hấp thụ, đo đặc tính điện dung điện áp thấp phương pháp kiểm tra không điện
II Q trình phân cực điện mơi nhiều lớp biện pháp kiểm tra dự phòng cách điện:
2.1 Q trình phân cực điện mơi nhiều lớp
Xét kết cấu cách điện gồm lớp điện mơi có điện tích S, bề dày d1, d2, điện dẫn suất γ1, γ2, số điện môi ε1, ε2
1 1
d S
C = ε ;
2 2
d S
C = ε ;
2 2 1
d S g
; d
S
g = γ = γ
Khi cho tác dụng lên điện môi điện áp chiều thời điểm ban đầu, phân bố điện áp lớp theo điện dung sau:
2
2
C C
C U ) ( U
+
= ;
2
1
C C
C U ) ( U
+ =
Cịn điện tích điện dung nhau:
2
2
1
C C
C C U ) ( q ) ( q
+ =
=
Điện tích ban đầu gây nên xung dòng điện dung ban đầu lớn Sau điện tích phóng qua điện dẫn g1; g2 tạo nên dòng điện dẫn lớp Do g1khác g2 nên mặt ranh giới có điện tích tự gọi phân cực kết cấu
Giả thiết lớp bị ẩm nặng g1>>g2, C 1 coi bị ngắn mạch bỡi g1, điện tích C1 phóng tiêu thụ dần hết g1, điện áp C1 giảm dần theo thời gian − τ
+
= t/
2
2
1 C C e
(2)Trong C2 nhận thêm điện tích nguồn điện áp tăng lên theo thời gian:
.e )
C C
C ( U ) t (
U t/
2
2
τ − + − = Với
1 2
2
g C C g g
C
C +
≈ + + = τ
Quá trình độ kết thúc điện áp C1 khơng C2 nhận hồn tồn điện áp nguồn
Lượng điện tích C2 nạp thêm ( lượng điện tích bị hấp thụ): τ −
+ − + − =
−
= t/
2
2
2
2
2
ht U.e
C C
C ) C C
C ( U C ) ( q ) t ( q ) t ( q
Sự dịch chuyển điện tích hấp thụ tạo mạch thành phần dòng điện hấp thụ:
τ − τ
−
+ = τ
+ =
= t/
1 2
2 /
t
1 2 ht
ht ) g U.e
C C
C ( e U C C
C dt
) t ( dq ) t ( i
Như cho tác dụng lên cách điện không đồng điện áp chiều, mạch suất thành phần dòng điện: dòng chuyển dịch, dòng hấp thụ dòng diện rò (irò=U
2
2
g g
g g
+ )
Tuỳ thuộc trị số dòng điện chạy qua cách điện tốc độ biến thiên mà ta phản ánh tình trạng cách điện
2.2 Phương pháp kiểm tra dự phòng cách điện: 2.2.1 Phương pháp đo điện áp phản hồi:
- Đóng K1 vào cách điện cần thử nghiệm thời gian đủ lâu để trình độ cuộn dây chấm dứt C2 nạp đến điện áp U Điện tích C2 là: q = C2.U - Sau cắt K1 đóng K2 mở Sau K2 mở, theo dõi thay đổi điện
aïp qua Voltmet V
V
-+ -+ C2
U
K1
K2
-+ -+ C1
g1
(3)Khi đóng K2 điện tích phân bố cho C1, C1 C2 tức thời có điện áp U’ = U
2
2
C C
C
+ ngược chiều Khi k2 mở, ban đầu V oltmét có trị số khơng Điện tích C1 phóng qua g1 nên U1 giảm dần U2 hầu không đổi Kết Voltmet trị số điện áp tăng dần với số thời gian
1 1
g C
= τ
Khi q trình phóng điện C1 qua g1 kết thúc voltmet trị số U’
Khi lớp cáh điện thứ bị ẩm nặng khơng khơ tuyệt đối trị số cực đại khơng hồn toàn U’, điện áp C2 cũng giảm dần với số thời gian
2 2
g C
=
τ lớn
1 1
g C
= τ
Đường cong phản hồi rút kết luận: Lớp ẩm lớn g1(C2) tăng, trị số điện áp phản hồi cao tốc độ tăng nhanh 2.2.3 Phương pháp đo điện trở cách điện hệ số hấp thụ:
Để phân tích tượng cách điện không đồng ( thân kết cấu khuyết tật) dùng sơ đồ sau:
Trong âoï: Chh =
2
2
C C
C C
+ , Rroì=R1 + R2
t U
v
-U U’
τ2 τ1
i
U
Rroì
r
C
∆ Chhì
in Iht i
(4)) C C ( ) R R (
) C R C R ( C
2 2
2 2 1
+ +
− =
∆
2 2 1
2 2
) C R C R (
) C C ).( R R ( R R r
−
+ +
=
Khi đặt điện áp chiều lên cách điện, xuất thành phần dòng điện: dòng chuyển dịch, dòng hấp thụ dòng rò I= icd + iht + irò Dòng điện tổng giảm dần theo thời gian đạt đến trị số ổn định dòng rò Nếu bỏ qua thành phần dịng chuyển dịch i= irị +iht = + −t/τ
roì
e r U R
U
Tương ứng điện trở cách điện:
τ −
+ =
/ t roì
roì e r R
R i
U
đạt đến trị số ổn định Rrò
Khi cách điện bị ẩm nặng Rrị giảm mạnh, q trình phân cực kết cấu kết thúc nhanh, số thời gian T giảm, điện trở nhanh chóng đạt trị số ổn định
Phương pháp đo điện trở qui định lấy trị số đo sau 60s Phương pháp có hiệu khuyết tật cách điện(ẩm) bề mặt cách điện lan rộng từ cực sang cực kia, điện trở giảm đáng kể Cịn khuyết tật có tính cục phương pháp hiệu
Đo hệ số hấp thụ:
Hệ số hấp thụ xác định tỷ số R đo sau 15s 60s Do
) s 15 ( R
) s 60 ( R kht =
Nếu cách điện ẩm kht gần 1, cịn cách điện khơ, tốt kht> Ưu điểm phương pháp đo hệ số hấp
thụ: xác định tình trạng ẩm phận, phụ thuộc vào kích thước cách điện nhiệt độ đo, hiệu tin cậy đo điện trở cách điện
Phương pháp đo tổn hao điện mội tgδ: Đo góc tổn hao để xác định hệ số suy thoái cách điện Sự già hoá, thấm ẩm, xuất nhiều bọc khí cách điệnđều dẫn đến tăng cao tgδ
~ U
Rroì
r
C
∆ Chhì
(5)⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ∆ ω + ∆ + ω + ∆ ω + ∆ ω + = + = ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ω + ∆ ω + + = 2 hh 2 2 b a hh C r C C j C r C r R U i ji i C j C j r R U i
Trong thành phần tác dụng hạy qua điện môi:
C r với ) ( C U C r C r R U
i 2 2 2 2
2
a + ωτ τ= ∆
τ ω ∆ ω ≈ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ∆ ω + ∆ ω + =
Còn thành phần dòng dung:
2 hh hh b ) ( 1 C C C với C U ) ( 1 C C U i τ ω + ∆ + = ω = ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ τ ω + ∆ + ω = ω ω o o hh hh b a ) ( C C C C tg C ] ) ( [ C C ) ( 1 C C ) ( C i i tg τ ω + τ ω ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − = δ ∆ + τ ω + τ ω ∆ = ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ τ ω + ∆ + ω τ ω + τ ω ∆ ω = = δ ∞ ∞
Với Co điện dung điện áp chiều, Co=Chh + ∆C
C∞ điện dung cách điện tần số cao ω=∞và C∞=Chh Biểu thức cho thấy tỷ số τ
∞ vaì C Co
, c τ ∞
v C Co
đều khơng phụ thuộc vào kích
thước tgδ tiêu đánh giá phẩm chất tình trạng cách điện mà khơng phụ thuộc vào kích thước
Như dựa vào tgδ để phát khả suy giảm cách điện thiết bị Tuy nhiên cấu cách điện có điện dung lớn phát khuyết tật chím phần lớn thể tích đáng kể cách điện phát cách xác khuyết tật tập trung
2.3 Phương pháp đo tgδ và đo điện dung C 2.3.1 Phương pháp đo tgδ theo điện áp
(6)Nếu cách điện tốt phạm vi điện áp từ (0,5 -> 1,5)Ulv tgd khơng thay đổi Nếu cách điện có chứa bọc khí U>Ui thì tgd tăng nhanh
2.3.2 Phương pháp đo điện dung
Ở nhiệt độ tần số không đổi, điện dung kết cấu cách điện thay đổi tình trạng vật liệu thay đổi Do vậy, dựa vào điện dung để đánh giá cách điện
Khi tần số thay đổi từ đến ∞thì điện dung thay đổi từ Co đến C∞
Nếu cách điện tốt, khơ tần số thấp, điện dung khác C∞ Như theo tỷ số điện dung đo tần số khác ta phán đốn tình trạng ẩm hay hư hỏng cục cách điện
III Phóng điện cục phương pháp kiểm tra:
3.1 Cơ sở lý thuyết tượng phóng điện cục cách điện
- Phóng điện cục thiết bịđiện cao áp xuất bọc khí hay điện môi lỏng lớp cách điện rắn Các bọc khí xuất q trình chế tạo (do co ngót nhựa đúc, tiếp xúc không tốt
điện cực bề mặt điện môi, tẩm chưa tốt cách điện nhiều lớp), trình vận hành (do rạn nứt phân lớp cách điện, phân hủy điện môi kèm theo thải khí )
- Các bọc khí chỗ yếu cách điện cao áp có độ bền điện thấp, cường độđiện trường bọc khí cao phần cách điện lại Do nguyên nhân nên đặt điện áp lên cách điện phóng điện cục xuất trước tiên bọc khí
3.1.1 Qui luật phát triển phóng điện cục bộ:
- Điện áp xoay chiều: Sơđồ thay cho hình vẽ
Ui U
(7)Trong đó: Cb : Điện dung bọc khí
Cn : Điện dung phần cách điện nối tiếp bọc khí
Ct : Điện dung phần cách điện cịn lại
Sự phóng điện khe hở K mô xuyên thủng bọc khí, điện trở R đặc trưng cho điện trở khe phóng điện bọc khí
+ Thời điểm t = 0: cho tác dụng lên cách điện điện áp xoay chiều u =
Um.sinωt, trước xuất PĐCB, điện áp bọc khí biến thiên theo quy luật
Ub = Umb.sinωt,
b n
n m mb
C C
C U U
+
=
+ Thời điểm t1:điện áp Ubđạt trị số Uct khe hở K bị xuyên thủng, tức xuất
hiện PĐCB bọc khí Khi xảy phóng điện Cn nhỏ
R Cn.ω >>
1
nên điện áp Ub giảm nhanh đến trị sốđiện áp tắt Ut≠ (vì số thời
gian R.Cn bé nên xem tức thời) PĐCB bọc khí tắt, lượng sụt áp
trên điện dung Cb PĐCB xảy tức thời là: ∆Ub =Uct −Ut
Sau thời điểm t1điện áp Cb lại tăng với quan hệ Ub = Umb.sinωt - ∆Ub
+ Tại thời điểm t2điện áp Ub lại đạt trị số Uct PĐCB xảy lần thứ Sau
phóng điện lần tắt điện áp Cb lại tăng theo quy luật Ub = Umb.sinωt -
2∆Ub trình diễn tương tự
+ Tại thời điểm t4 tương ứng với Ub = Umb, PĐCB tạm ngưng; điện áp Ub
bọc khí giãm dần thay đổi cực tính, thời điểm t5 lại tiếp tục chuỗi phóng điện
mới
u
Ct
Cb
Cn R