2. Методы и средства измерений
2.1. Методы определения контролируемых параметров: неравновеснокомпенсационный и мостовой.
Неравновесно-компенсационным методом определяется изменение модуля комплексной проводимости изоляции. Мостовыми методами определяются изменения тангенса угла диэлектрических потерь и емкости изоляции.
При периодическом контроле основным является неравновеснокомпенсационный метод измерений. Этот метод применяется для выявления развивающихся дефектов изоляции. Мостовой метод измерений целесообразно использовать для определения фазы объекта и уточнения характера и степени развития дефекта.
Допускается производство контроля только мостовым методом. При этом применение устройств для контроля неравновесно-компенсационным методом не обязательно.
2.2. Неравновесно-компенсационный метод основан на измерении суммы токов, протекающих через изоляцию трех фаз трехфазного объекта или трех объектов одной группы (рис.1).
При равенстве токов исправных объектов и симметрии фазных напряжений сети эта сумма практически равна нулю. При их различии производится начальная регулировка (балансировка) токов (регулятором Кс). Дефект в изоляции одной из фаз вызывает увеличение тока через нее. Соответственно увеличивается суммарный ток; его значение пропорционально изменению комплексной проводимости изоляции объекта: Δ1 = ΔΥ0ϋ.
Относительное значение измеренного тока:
При внесении поправки Ки 38 Uh/Ut, учитывающей изменение напряжения на объекте в момент контроля (Ut) по сравнению с напряжением при начальной регулировке токов (Он), относительное изменение суммарного тока (δΙ/Ιη) будет равно значению контролируемого параметра γ - ΔΥ/Υη. Внесение поправки производится путем градуировки измерительного устройства при проведении контроля.
Вероятность одновременного и одинакового изменения диэлектрических характеристик всех трех фаз объекта столь мала, что рассматриваемый метод может быть применен для целей эксплуатационного контроля изоляции.
Основная схема измерений неравновесно-компенсационным методом - схема с суммирующим резистором (рис. 2, а).
Резисторы Rд и Rс, расположенные в устройстве присоединения, образуют делители токов, которыми производится первоначальная регулировка (балансировка) суммируемых токов. Сумматор Rо расположен в измерительном устройстве - индикаторе повреждений изоляции.
Напряжение на выходе сумматора:
где Кс - коэффициент передачи тока регулятором,
1н - значение тока через неповрежденную изоляцию фазы объекта.
Рже. 2а,б. Схемы измерений с суммирующим резистором.
Для того, чтобы измерительное устройство показывало значение контролируемого параметра γ, необходимо регулировать измеряемое им напряжение в соответствии с током объекта 1н. Это производится при градуировке измерительного устройства перед измерениями путем регулировки значения сопротивления резистора Ro* так, чтобы всегда обеспечивалось постоянство Uвых,н = Ro х 1н.
Описание индикатора повреждений изоляции с * суммирующим резистором приведено в приложении 2.
Схема рис. 2, а обеспечивает общую точку заземления фаз измерительной цепи. Это исключает возможность появления погрешностей измерения из-за разности потенциалов этих точек.
Иногда резисторы, через которые заземляются измерительные выводы, устанавливают непосредственно на объекте. При этом возможны погрешности измерений, вызванные изменением потенциалов точек заземления фаз (например, из-за изменения нагрузки силового трансформатора). Уменьшение этих погрешностей обеспечивается применением схемы рис. 2, б. Однако, и при использовании этой схемы следует убедиться, что погрешности из-за неэквипотенциальности точек заземления фаз не превышают допустимых.
Для этого в течение нескольких дней после балансировки токов при разных нагрузках подстанции измеряют значение параметра γ. Стабильность показаний прибора является свидетельством допустимости применения схемы рис. 2, б (допустимое изменение Δγ £ 2 х ΙΟ*3).
- Мостовые методы измерений основаны на сравнении тока, протекающего через изоляцию объекта контроля, с током объекта, принятого в качестве образцового. В качестве объекта сравнения может быть использован аналогичный объект другого присоединения (рис. 3,а) или образцовый конденсатор, питаемый от трансформатора напряжения распредустройства (рис. 3,6). Сравнение производится при помощи мостовой схемы, в качестве конторой используется мост Р5026.
Схема сравнения объектов (рис.4) состоит из измерительного моста и внешнего шунта плеча R4 (R^’ и R^”). Трансформатор тока ТА необходим для разделения точек заземления объектов. Для обеспечения требуемой нагрузки ТА мост включается в схеме с шунтом плеча R3 (диапазон А2). Параметры элементов схемы и формулы для расчета результатов измерений приведены в таблице 1.
Из-за наличия тока влияния в действующем распредустройстве и в случае, когда диэлектрические потери в объекте, принятом в качестве образцового, превышают' потери в контролируемом объекте, необходимо измерять отрицательные значения tgσ или менять местами точки присоединения объектов к мосту (вместо объекта Сх присоединить объект Со, и наоборот).
Схема измерений с образцовым конденсатором (рис.5) состоит из измерительного моста, конденсатора и разъединительного трансформатора.
Трансформатор TL разделяет цепи заземления объекта и рабочего трансформатора напряжения TV. Параметры элементов схемы и формулы для расчета результатов измерений приведены в таблице 1.
По результатам измерений определяются контролируемые параметры:
СХЕМЫ ИЗМЕРЕНИЙ МОСТОВЫМ МЕТОДОМ
1 - объект контроля
2 - объект сравнения 3,4 - регуляторы
5 - измеритель
Таблица 1
С4 - в микрофарадах; S - сопротивление потенциометра плеча R3.
Индекс “т* откосится к результатам текущих измерений, индекс "и" - к данным первых измерений (исходным данным).
