Печать
Опубликовано: 17 апреля 2015 17 апреля 2015
Просмотров: 20557 20557

Основные определения.

Образец диэлектрика с потерями может быть представлен в виде эквивалентной последовательной (рис.1, а) или параллельной (рис. 1, б) схемы.

 

Рис. 1. Эквивалентная схема и векторные диаграммы образца изоляционного материала:

а — последовательная; б — параллельная

 Независимо от выбора эквивалентной схемы (схемы замещения) ряд параметров, характеризующих ее, остается неизменным. К ним относятся сдвиг фазы δ между током I в неразветвленной части цепи н падением напряжения U на всей цепи, значения этого тока I и напряжения U, диэлектрические потери Р. Воспользовавшись этим обстоятельством, можно вывести соотношения между эквивалентными значениями емкости и сопротивления той и другой схемы.

Для последовательной схемы замещения справедливы следующие соотношения:

 

Для параллельной схемы:

 

Из этих выражений получаются соотношения параметров эквивалентных схем [1]:

 

По величине тангенса угла диэлектрических потерь изоляции и его зависимости от приложенного напряжения судят о качестве изоляции. При повышении напряжения увеличиваются диэлектрические потери в воздушных пустотах и недоотвержденных участках изоляции. Измерение тангенса угла диэлектрических потерь выявляет наличие недопустимого количества воздушных пустот или (и) недоотверждения изоляции.

Методика и схема измерения тангенса угла диэлектрических потерь изоляции.

Измерение тангенса угла диэлектрических потерь изоляции производится в соответствии с требованиями соответствующих стандартов на конкретное изделие (кабели, электрические машины, трансформаторы).

Для воспроизводимости результатов необходим интервал «отдыха» не менее 2 часов между предыдущими испытаниями и измерением тангенса угла диэлектрических потерь.

Измерение tgδ проводится при помощи моста переменного тока. Принципиальная схема измерения тангенса угла диэлектрических потерь представлена на рис. 2.

Необходимое оборудование для измерения тангенса угла диэлектрических потерь:

Рис. 2. Принципиальная схема измерения тангенса угла диэлектрических потерь изоляции.

С0 – эталонный конденсатор;

IZ/NI – нуль-индикатор;

С1 – магазин емкостей;

R1 – эталонное сопротивление;

R2 – магазин сопротивлений;

Позиция А/В переключателя – для измерения незаземленных/заземленных изделий.

Принципиальная схема расположения электродов при измерении тангенса угла диэлектрических потерь приведена на рис. 3. Измерительный электрод изготавливается из металлической фольги, обеспечивающей контакт с поверхностью изоляции. Длина измерительного электрода должна быть максимально возможной. Охранные кольца из металлической фольги располагаются на поверхности изоляции. Ширина охранных колец должна быть не менее 10 мм. Расстояние по поверхности изоляции между охранными кольцами и измерительным электродом  должно быть минимально возможным, но не допускать электрического контакта между ними, и составлять не более 4 мм.

 

Рис. 3. Принципиальная схема расположения электродов при измерении тангенса угла диэлектрических потерь изоляции.

Измерение тангенса угла диэлектрических потерь изоляции проводится на переменном напряжении.

Необходимо подключить высоковольтную установку к измеряемому изделию в соответствии с рис. 2.

Измерение тангенса угла диэлектрических потерь проводится при напряжениях от 0,2UН до UН, через интервал 0,2UН, где UН – номинальное напряжение изделия.

Время между измерениями при поднятии напряжения фиксируется, при повторных измерениях временные интервалы должны соблюдаться.

Примечание: В случае автоматизированного измерения время снятия зависимости tgδ(U) должно быть не менее 15 с.

После измерения ручка поднятия напряжения высоковольтной установки возвращается в нулевое положение. После каждого отключения напряжения испытываемое изделие следует разряжать электрическим соединением его с заземлением в течение не менее 5 мин. Измерительный конденсатор также должен быть разряжен.

Результатом испытания является величина тангенса угла диэлектрических потерь при 0,2UН, его изменение  tgδ в интервале от 0,2UН до 0,6UН и максимальное значение tgδ в интервале 0,2UН из всего измеренного диапазона напряжения. Строится график tgδ=f(U).

Значения измеренных величин должны быть не более величин, указанных в соответствующих стандартах на конкретное изделие. Рост тангенса угла диэлектрических потерь при повышении напряжения не должен быть резким.

Литература:

1.                      Справочник по электротехническим материалам/ под ред. Корицкого Ю.В., Пасынкова В.В., Тареева Б.М. – М.: Энергоатомиздат, т.2, 1987. – 464 с.