Измерение тока сквозной проводимости (утечки - установившегося значения зарядного тока при неизменной величине испытательного напряжения) является одним из видов контроля состояния и качества изоляции кабеля.
Измерение тока проводимости обычно совмещается с испытанием повышенным напряжением и является дополнительным критерием состояния изоляции.
Измеряемая миллиамперметром величина токов утечки зависит:
от длины испытываемой линии, так как проводимость изоляции прямо пропорциональна длине линии;
от температуры кабеля в момент производства испытания (кабель, испытанный немедленно после снятия нагрузки и отключения, имеет большие токи, чем этот же кабель, испытанный в холодном состоянии). Изменение проводимости изоляции трехжильного кабеля в зависимости от температуры показано на рис. 23;
от конструкции и состояния концевых муфт вследствие возникновения значительных поверхностных токов утечки при загрязнении поверхности воронки; наличия трещин на поверхности заливочной массы, ее увлажнения, загрязнения изоляции жил, втулок и изоляторов;
от влажности воздуха, токов утечки и токов короны, возникающих в схеме испытания, соединительных проводниках, кабельных наконечниках и других элементах, входящих в схему испытания.
Несмотря на то что измерение тока проводимости на выпрямленном напряжении является одним из самых распространенных при профилактических испытаниях изоляции, методика этого измерения зачастую страдает рядом дефектов, вследствие чего величина токов проводимости определяется со значительными погрешностями, которые могут быть вызваны неполнотой выпрямления постоянного тока (пульсацией напряжения), а также паразитными токами.
а) Устранение погрешностей, связанных с неполнотой выпрямления
Рис. 23. Ориентировочная зависимость поправочного коэффициента К от температуры кабеля.
Устранение погрешности в измерении тока проводимости, вызываемой несовершенством выпрямления, может быть выполнено:
увеличением емкости, включенной в испытательную схему, до такой величины, когда погрешность измерения не будет превышать допустимую (включение балластной емкости);
введением поправочного коэффициента, учитывающего ошибку измерения.
Применение поправочных коэффициентов на первый взгляд является наиболее простым, так как не требует применения балластных емкостей, исключающих пульсацию.
Однако сами поправочные коэффициенты, особенно при применении однополупериодной схемы выпрямления, могут быть вычислены с большой погрешностью.
Поправочный коэффициент определяется как отношение максимального значения испытательного напряжения к среднему значению этого напряжения.
На поправочный коэффициент следует умножать измеренные токи утечки кабеля для приведения их к истинному значению. Допускаемая относительная погрешность измерения тока утечки при испытании выпрямленным напряжением составляет 5%-
Если устранить пульсацию напряжения, то тем самым будет исключена и пульсация измеряемого тока утечки.
Поэтому для устранения погрешности измерения тока утечки достаточно снизить до допустимой величины пульсацию напряжения на кабеле, включив необходимую балластную емкость (см. рис. 21).
Необходимо иметь в виду, что величина сопротивления R„э (см. рис. 23) определяется не только утечками самого кабеля, но и всеми другими утечками измерительной схемы, в том числе утечками балластной емкости. Для более точного определения величины балластной емкости рекомендуется производить специальное измерение утечки схемы и конденсаторов, предназначенных к использованию в качестве балластных емкостей, либо выбирать последние с большим запасом.
б) Устранение погрешностей, вызываемых паразитными токами
Включение измерительного прибора в схему испытательной установки возможно (см. рис. 24) в точках 1 — 1 («обратная» схема), 2—2 — («перевернутая» схема) и 3—3 («нормальная» схема).
Рис. 24. Схемы включения приборов при измерении тока утечки.
Таблица 2
Методы исключения паразитных токов при измерении токов проводимости
Место | Паразитный ток | |
включения прибора | I1 | I2 |
1—1 | Может быть частично отведен, если изолировать корпус трансформатора от земли и соединить его с низковольтным выводом помимо прибора | Ток I'2 не может быть исключен. Токи короны I"г возникают при напряжении более 20 кВ и могут быть снижены удалением частей, находящихся под высоким напряжением, от заземленных частей. Полностью ток не исключается |
2—2 | Ток замыкается помимо прибора | Ток I'2 замыкается помимо прибора. Ток 1"2 может быть исключен экранированием (рис. 25) |
3—3 | Ток замыкается помимо прибора | Токи I'2 и I"2 замыкаются помимо прибора. Рекомендуется экранировать провод от объекта до приборов |
При измерениях тока утечки возможны искажения отсчета, обусловленные паразитными токами, возникающими под действием напряжения измерительной установки и протекающими через ее измерительный элемент, минуя объект измерения (в данном случае испытуемый кабель).
Эти токи, накладываясь на измеряемый ток кабеля, могут внести значительные искажения в результаты измерения.
Основные паразитные токи следующие:
ток, проходящий между обмоткой испытательного трансформатора и его корпусом (ток Л); ток утечки изоляции провода, подводящего испытательное напряжение к кабелю (/'г), и ток короны, возникающий на этом проводе (/"2).
Методы исключения паразитных токов в зависимости от места включения измерительного прибора, приводятся в табл. 2.
Схема включения прибора в точке 1—1 является наиболее несовершенной (как видно из таблицы).
Наиболее правильные измерения могут быть получены при включении прибора в точках 2—2 и 3—3, но в этих случаях необходимо применить экранирование провода от прибора до объекта испытания (кабеля), что создает токам короны путь помимо прибора (рис. 25).
