Prova de sobretensió d'aïllament
La rigidesa dielèctrica de l'aïllament està determinada per la seva capacitat de suportar la tensió de funcionament durant molt de temps. La disminució de la rigidesa dielèctrica és causada en la majoria dels casos per la humitat i els defectes locals d'aïllament. Normalment, aquests defectes són inclusions de gas (aire) en un dielèctric sòlid o líquid.
A causa del fet que la rigidesa dielèctrica del gas a la inclusió és inferior a la de l'aïllament principal, es creen les condicions per a l'avaria o la superposició de l'aïllament al lloc del defecte: descàrrega parcial. Al seu torn, les descàrregues parcials causen danys addicionals a l'aïllament. Una descàrrega parcial s'anomena tant descàrrega lliscant (superficial) com una ruptura de zones individuals o elements aïllants.
Per determinar el límit de rigidesa dielèctrica de l'aïllament, es prova amb una tensió augmentada. Una tensió de prova, que és significativament més alta que la tensió de funcionament, s'aplica durant un temps suficient per desenvolupar una descàrrega en un defecte local fins a la fallada.D'aquesta manera, l'aplicació d'una tensió augmentada permet no només identificar defectes, sinó també assegurar el nivell de rigidesa dielèctrica requerit de l'aïllament durant el seu funcionament.
Les proves de sobretensió d'aïllament han d'anar precedidas d'una investigació exhaustiva i una avaluació de l'estat d'aïllament mitjançant altres mètodes descrits anteriorment. L'aïllament només es pot sotmetre a una prova de sobretensió si les proves anteriors són positives.
Es considera que l'aïllament ha superat la prova de sobretensió si no hi ha danys, descàrregues parcials, emissions de gas o fum, una forta disminució de la tensió i un augment de corrent a través de l'aïllament, escalfament local de l'aïllament.
Segons el tipus d'equip i la naturalesa de la prova, l'aïllament es pot provar aplicant una sobretensió de CA o una tensió rectificada. En els casos en què la prova d'aïllament es realitza tant amb tensió CA com rectificada, la prova de tensió rectificada ha de precedir la prova de tensió CA.
Prova d'aïllament de CA d'alta tensió
La prova de tensió CA a la freqüència de subministrament es realitza mitjançant un transformador augmentador amb un dispositiu de regulació al costat de baixa tensió. L'esquema d'instal·lació també ha d'incloure un interruptor de subministrament amb protecció visible de trencament i sobreintensitat per tallar el subministrament al transformador en cas de dany o solapament de l'aïllament del lloc, per exemple, un interruptor i un fusible o un disjuntor amb coberta retirada.La configuració de l'operació de protecció ha de superar el corrent consumit per la xarxa al valor màxim de la tensió de prova de l'equip, no més del doble.
La tensió de freqüència de l'alimentació s'utilitza normalment com a tensió de prova. El temps d'aplicació de la tensió de prova s'assumeix que és d'1 minut per a l'aïllament principal i de 5 minuts per gir a gir. Aquesta durada d'aplicació de la tensió de prova no afecta l'estat de l'aïllament, que està lliure de defectes, i és suficient per comprovar l'aïllament sota tensió.
La taxa d'augment de la tensió fins a un terç del valor de prova pot ser arbitrària; en el futur, la tensió de prova s'hauria d'augmentar sense problemes, a una velocitat que permeti una lectura visual dels comptadors. Quan es prova l'aïllament de les màquines elèctriques, el temps perquè la tensió pugi de la meitat al valor total ha de ser com a mínim de 10 s.
Després de la durada especificada de la prova, la tensió es redueix gradualment fins a un valor no superior a un terç de la tensió de prova i s'apaga. Es permet un alliberament sobtat de tensió en els casos en què sigui necessari per a la seguretat de les persones o la seguretat. d'equips. La durada de la prova és el temps durant el qual s'aplica la tensió de prova completa.
Per evitar sobretensions inacceptables durant la prova (a causa dels harmònics més alts a la corba de tensió de prova), la configuració de la prova s'ha de connectar, si és possible, a la tensió de línia de la xarxa. La forma d'ona de tensió es pot controlar amb un oscil·loscopi electrònic.
La tensió de prova, excepte les proves crítiques (generadors, grans motors, etc.), es mesura des del costat de baixa tensió. Quan es proveu objectes de gran capacitat, la tensió a la part alta del transformador de prova pot superar lleugerament la relació de transformació calculada a causa del corrent capacitiu.
Per a proves crítiques, la tensió de prova es mesura a la part alta del transformador de prova mitjançant transformadors de tensió o quilovoltímetres electrostàtics.
En els casos en què un transformador de tensió no és suficient per mesurar la tensió de prova, es poden connectar dos transformadors de tensió del mateix tipus en sèrie. També s'apliquen resistències addicionals als voltímetres.
Per tal de protegir els objectes crítics de l'augment accidental de la tensió perillosa en paral·lel amb l'objecte a prova, els paral·lels esfèrics amb una tensió de ruptura igual al 110% de la tensió de prova s'han de connectar mitjançant una resistència (2 - 5 ohms per cada volt de la prova). tensió).
A la fig. 1.
Arròs. 1. Esquema de prova d'aïllament amb tensió alterna augmentada.
Abans d'aplicar tensió a l'objecte de prova, es prova el circuit completament muntat sense càrrega i es comprova la tensió de ruptura de les parades de la bola.
A més dels especials, els transformadors de potència i els transformadors de tensió es poden utilitzar com a transformadors de prova.
Els transformadors de potència amb aquest ús permeten una càrrega de corrent de fins a un 250% de la nominal amb una prova triple (pasos) amb una pausa de dos minuts entre aplicacions de tensió. Per als transformadors de tensió del tipus NOM, es permet augmentar la tensió del bobinatge primari al 150-170% del nominal. En absència d'un transformador de prova amb potència suficient, és possible la connexió en paral·lel del mateix tipus de transformadors.
Els transformadors de mesura de tensió del tipus NOM s'utilitzen àmpliament. La seva potència màxima, indicada a les dades del passaport i a causa de la disposició d'una classe adequada de precisió, és relativament petita. Tanmateix, segons les condicions de calefacció, permeten una sobrecàrrega a curt termini de 3 a 5 vegades el valor actual calculat a partir de la potència nominal màxima. A més, aquests transformadors poden estar sobreexcitats en tensió en un 30-50%, podeu connectar dos transformadors en sèrie.
Arròs. 2. Esquemes de connexió en sèrie dels transformadors de prova: TL1 i TL2 — transformadors de prova; TL3 és un transformador d'aïllament.
La inclusió de dos transformadors segons l'esquema de la fig. 2a és aplicable quan els dos elèctrodes de l'objecte es poden aïllar de la terra. La tensió de prova és igual a la suma de les tensions dels dos transformadors; els valors nominals d'aquestes tensions poden variar. Quan els transformadors es connecten en cascada (Fig. 2a, b), un d'ells TL2 té un alt potencial i el seu cos ha d'estar aïllat de terra.
Aquest transformador es pot excitar utilitzant un bobinatge especial del primer transformador TL1 de l'etapa (Fig.2b) o directament des del seu bobinatge secundari, si el valor màxim de la tensió sobre ell no supera el valor permès per al bobinatge primari del transformador TL2. Si no és possible aïllar de manera fiable el transformador TL2, utilitzeu el transformador d'aïllament auxiliar TL3 (Figura 2c).
Els transformadors de potència s'utilitzen per obtenir tensió de fase o de xarxa. En el primer cas, el neutre del bobinat d'alta tensió està posat a terra i la tensió primària s'aplica al neutre i al terminal de fase corresponent del bobinat de baixa tensió.
Se suposa que la potència del transformador és igual a 1/3 de la nominal. S'utilitza la tensió línia a línia sempre que l'aïllament neutre estigui classificat per a una tensió de línia a línia completa. En aquest cas, un o dos terminals d'HV interconnectats estan connectats a terra. la potència del transformador s'assumeix igual a 2/3 de la nominal. Els transformadors de potència permeten una sobreintensitat a curt termini de 2,5-3 vegades.
El dispositiu regulador ha de proporcionar un canvi en la tensió del transformador del 25-30% al valor total de la tensió de prova. L'ajust ha de ser pràcticament suau, amb passos que no superin l'1-1,5% de la tensió de prova. No es permeten interrupcions de circuit durant l'ajust.
La tensió ha de ser propera a la sinusoïdal amb un contingut harmònic més alt no superior al 5%. Quan s'utilitzen reguladors amb baixa resistència interna, com els autotransformadors, aquest requisit es compleix pràcticament. No es recomana utilitzar boques o reòstats per a aquest propòsit.
Prova d'aïllament de tensió rectificada
L'ús d'una tensió de prova rectificada pot reduir significativament la potència de la configuració de prova, us permet provar objectes de gran capacitat (cables de condensadors, etc.) i us permet controlar l'estat de l'aïllament mitjançant corrents de fuga mesurades.
Els circuits rectificadors de mitja ona s'utilitzen habitualment en proves d'aïllament de tensió rectificada. A la fig. La figura 3 mostra un diagrama esquemàtic d'una prova d'aïllament de tensió rectificada.
Arròs. 3. Circuit de prova d'aïllament de tensió rectificat
El mètode de prova d'aïllament de tensió rectificada és similar a la prova de tensió CA. A més, es controla el corrent de fuga.
El temps d'aplicació de la tensió corregida és més llarg que en la prova de tensió de CA i, depenent de l'equip a prova, està determinat per les normes en un termini de 10 a 15 minuts.
La mesura de la tensió de prova es fa normalment amb un voltímetre connectat al costat de baixa tensió del transformador de prova (transformat per la relació de transformació).
Com que la tensió rectificada està determinada pel valor d'amplitud, les lectures del voltímetre (mesura dels valors de tensió efectius) s'han de multiplicar per resistència interna, làmpada rectificadora, petita amb calefacció de càtode normal, augmenta bruscament amb un corrent de calefacció insuficient. En aquest cas, la caiguda de tensió a la làmpada rectificadora augmenta i disminueix a través de l'objecte de prova. Per tant, durant la prova, és necessari controlar la tensió d'alimentació de la configuració de prova.També es recomana utilitzar un voltímetre amb una gran resistència addicional per mesurar altes tensions laterals.
Igual que amb les proves de tensió de CA, per protegir els objectes crítics de l'augment accidental de la tensió excessiva, es recomana connectar un protector contra sobretensions amb una tensió de ruptura igual al 110-120% de la tensió de prova a través d'una resistència (2 a 5 ohms per a cada tensió de prova). volts) en paral·lel amb l'objecte de prova.
El corrent que passa per l'aïllament durant una prova de tensió rectificada en la majoria dels casos no supera els 5-10 mA, la qual cosa condueix a una petita potència del transformador de prova.
Quan es proveu objectes amb una gran capacitat (cables d'alimentació, condensadors, bobinatges de grans màquines elèctriques), la capacitat de l'objecte carregat a la tensió de prova té una gran reserva d'energia, la descàrrega instantània de la qual pot provocar la destrucció de l'equip de la configuració de prova. Per tant, l'objecte de prova s'ha de descarregar perquè el corrent de descàrrega no passi a través del dispositiu de mesura.
Per eliminar la càrrega dels objectes provats, s'utilitzen dispositius de connexió a terra, en el circuit elèctric dels quals s'inclou una resistència de 5-50 kOhm. Els tubs de goma plens d'aigua s'utilitzen com a resistència a l'hora de deixar caure objectes de gran capacitat.
La càrrega del contenidor, fins i tot després d'una connexió a terra a curt termini, pot continuar durant molt de temps i suposar un perill per a la vida del personal. Per tant, després que l'objecte de prova hagi estat descarregat pel dispositiu de descàrrega, ha d'estar fermament connectat a terra.