Пусконаладочные работы при монтаже электроустановок - Испытание изоляции

Глава VIII ИСПЫТАНИЕ ИЗОЛЯЦИИ
§ 33. Общие сведения
Электротехнические установки имеют изоляторы (диэлектрики), предназначенные для изоляции токоведущих частей между собой и относительно земли или заземленных частей оборудования. В общем виде изоляцию можно представить схемой замещения, показанной на рис. 136.

Рис. 136. Схема замещения изоляции (а) и кривые токов
по схеме замещения (б): Сг — геометрическая емкость, Г — абсорбционная емкость, т абс — сопротивление абсорбционной цепи, т — сопротивление сквозной проводимости, ИП — искровой промежуток, соответствующий пробивному напряжению.
Геометрическая емкость Сг изоляции, как и любого конденсатора, представляющего собой два проводника-электрода, разделенные диэлектриком, с диэлектрической проницаемостью е, определяется геометрическими размерами изоляции и электродов.
Геометрической емкостью объясняется мгновенный бросок тока, который быстро спадает при подведении к изоляции постоянного напряжения. Величиной геометрической емкости определяется емкостной ток при приложении к изоляции переменного напряжения. Геометрическую емкость иногда называют мгновенной емкостью Смгн.
Омическое сопротивление г характеризует электропроводность диэлектрика, определяющую ток сквозной проводимости (ток утечки). Сопротивление диэлектрика г значительно уменьшается при повышении температуры и влажности. Влияние влажности особенно сильно сказывается, когда в диэлектрике присутствуют примеси веществ, легко диссоциирующих и растворимых в воде. При подведении постоянного напряжения мгновенно устанавливается ток сквозной проводимости.

Искровой промежуток ИП характеризует предел электрической прочности диэлектрика. Если увеличивать подводимое к диэлектрику напряжение, то при U=Uпр произойдет пробой диэлектрика и нарушение его изоляционных свойств.
Большинство твердых диэлектриков имеет неоднородную структуру, вследствие чего в них образуются участки, способные накапливать свободные объемные заряды (явление абсорбции). Этим объясняется то, что измеряемое сопротивление большинства твердых диэлектриков при подведении напряжения зависит от времени его приложения. В схеме замещения (см. рис. 136, а) это показано наличием цепи Сабс— /"абс, по которой проходит ток /3 заряда емкости Сабс.
Следует иметь в виду, что емкости Сг и Сабс обеспечивают сохранение заряда на испытываемом объекте и после его отключения. Поэтому при разряде (закорачивании токоведущих частей, разделенных испытываемым диэлектриком) емкость Сг разряжается мгновенно, а емкость Сабс — длительное время, тем большее, чем больше произведение габсСабс абсорбционной цепочки, имитирующей процесс абсорбции.
Рассмотренная схема замещения позволяет объяснить физические процессы, происходящие при действии на изоляцию постоянного напряжения, а также выяснить требования к объему испытания диэлектриков.
При подаче напряжения U на изоляцию возникает резкий бросок тока /г, определяемый в основном емкостью Сг, почти мгновенно спадающий до нуля, ток заряда /3 емкости Сабс и ток сквозной проводимости /4, определяемый сопротивлением г. Таким образом, график кривых тока в диэлектрике, показанный на рис. 136, б (кривая /), можно представить как результат сложения ординат трех графиков, определяющих ток через емкость Сг (кривая 2), абсорбционную цепочку (кривая 3) и активное сопротивление (прямая 4).
До испытания измеряют сопротивление изоляции постоянным напряжением (мегомметром) или выпрямленным напряжением (от сети переменного тока), снимают абсорбционную кривую rK3=f(t), или ограничиваются определением коэффициента абсорбции
где г бо и г is — сопротивления изоляции, замеренные через 60 или 15 с после подачи напряжения.
Если результаты измерения сопротивления изоляции удовлетворительные, испытывают изоляцию повышенным напряжением, причем испытательное напряжение должно быть несколько меньше испытываемой изоляции.
Методы измерения сопротивления изоляции и снятия абсорбционных кривых не отличаются от методов измерения больших сопротивлений.
Как уже отмечалось, на сопротивление изоляции влияют температура, влажность и загрязнения. Поэтому измерения желательно производить при температуре, близкой к нормальной эксплуатационной (для машин и трансформаторов 75°С). При наладочных работах измерения выполняют при положительной (более +5, —10° С) температуре. При температуре ниже 0°С влага, которая может содержаться в изоляции, замерзает и результаты измерений не могут быть достоверными. Изоляция перед испытанием должна быть очищена от грязи и протерта сухой тряпкой. Абсолютные значения сопротивления изоляции, как правило, не нормируются.
Коэффициент абсорбции является важным показателем, характеризующим состояние изоляции. Для сухой изоляции он значительно больше единицы, а для влажной близок к единице. Для бумажно-масляной изоляции считается хорошим показателем, если 1,2.
Приведение сопротивления изоляции к температуре fa, если известно сопротивление изоляции rt, при температуре t\, можно осуществить по формулам:
для изоляции класса А
для изоляции класса В
Сопротивление изоляции класса А увеличивается примерно в 1,5 раза при снижении температуры на 10° С, а класса В — примерно в 2 раза при снижении температуры на 18° С.