Jak określić wilgotność izolacji silników elektrycznych i transformatorów
Oznaczanie wilgotności izolacji
Wilgotność izolacji jest zwykle określana w celu podjęcia decyzji o konieczności osuszenia higroskopijnej izolacji maszyn elektrycznych i transformatorów. Metody określania stopnia zawilgocenia izolacji opierają się na procesach fizycznych zachodzących w izolacji pod wpływem napięcia.
Zdolność izolacyjną można przedstawić jako chłonność geometryczną określoną wymiarami geometrycznymi izolacji, a chłonność, czyli pojemnik utworzony w grubości izolacji przez niejednorodności materiału izolacyjnego, a także przez różne wtrącenia w postaci szczelin powietrznych, wilgoć, zanieczyszczenia itp.
Po przyłożeniu napięcia w pierwszej chwili przez izolację przepływa prąd ładowania o pojemności geometrycznej, który szybko zatrzymuje się w wyniku procesu ładowania tej pojemności.
Zdolność absorpcyjna nie pojawia się natychmiast po przyłożeniu napięcia do izolacji, ale po pewnym czasie od obciążenia pojemności geometrycznej w wyniku późniejszej redystrybucji ładunków w grubości izolacji i ich gromadzenia się na granicach poszczególnych warstwy, które z powodu niejednorodności i tak tworzą obwód szeregowo połączonych pojemności. Ładowanie poszczególnych pojemników (polaryzacja) prowadzi do powstania prądu absorpcyjnego w izolacji.
Po zakończeniu polaryzacji, tj. po naładowaniu zdolności absorpcyjnej prąd absorpcji staje się zerowy, ale prąd upływu nadal płynie przez izolację (prąd upływu), którego wartość jest określona przez rezystancję izolacji na prąd.
Oznaczanie wilgotności wg współczynnik absorpcji na podstawie porównania wskazań megaomomierzy wykonanych w różnych odstępach czasu po podaniu napięcia.
Kabina = R60 / R15
gdzie R.60 i R15 — rezystancja izolacji zmierzona odpowiednio po 60 i 15 s po przyłożeniu napięcia megaomomierza.
Dla cewki nienawilżanej w temperaturze 10 — 30 ° C Kab = 1,3-2,0, a dla cewki nawilżonej współczynnik absorpcji jest bliski jedności. Różnicę tę tłumaczy się różnym czasem ładowania chłonności izolacji suchej i mokrej.
Wartość współczynnika absorpcji jest silnie uzależniona od temperatury izolacji, dlatego dla porównania należy posłużyć się wartościami zmierzonymi lub zredukowanymi do tej samej temperatury. Współczynnik absorpcji mierzy się w temperaturze nie niższej niż + 10 ° C.
Oznaczanie wilgotności według pojemności i częstotliwości odbywa się głównie podczas testowania transformatorów mocy.Opiera się na fakcie, że pojemność izolacji nie zwilżanej zmienia się mniej (lub wcale) ze zmianą częstotliwości niż pojemność izolacji zwilżanej.
Zdolność izolacji jest zwykle mierzona przy dwóch częstotliwościach: 2 i 50 Hz. Przy pomiarze pojemności izolacji przy częstotliwości 50 Hz ma czas na pojawienie się tylko pojemności geometrycznej, która jest taka sama dla izolacji suchej i mokrej. Przy pomiarze pojemności izolacji przy częstotliwości 2 Hz zdolność absorpcyjna mokrej izolacji ma czas się pojawić, podczas gdy w przypadku izolacji suchej jest mniejsza i ładuje się powoli. Temperatura podczas pomiarów nie powinna być niższa niż +10°C.
Stosunek pojemności zmierzonej przy 2 Hz (C2) do pojemności przy 50 Hz (C60) wynosi około 2 dla izolacji mokrej i około 1 dla izolacji niezamoczonej.
Oznaczanie zawilgocenia transformatorów izolacyjnych mocą i temperaturą
Izolację można uznać za nienawilżoną, jeżeli (C70 — C20) / C20 < 0,2
Pojemność cewek można mierzyć za pomocą mostka typu P5026 w tym samym czasie co pomiar tangens strat dielektrycznychlub woltomierzem — amperomierzem. Temperaturę uzwojeń transformatora mierzy się termometrem umieszczonym w górnych warstwach oleju lub ustala się rezystancją uzwojenia miedzianego.
Oznaczanie zawilgocenia izolacji transformatorów mocy poprzez zwiększanie pojemności przez 1 s.
Ładując pojemność izolacyjną, a następnie ją rozładowując, zmierz pojemność przedmiotu C i przyrost pojemności dC w ciągu 1 s ze względu na pojemność absorpcyjną, która ma czas pojawić się w ciągu 1 s dla izolacji mokrej i nie ma czasu dla izolacji suchej.
Zachowanie dC / C charakteryzuje stopień zawilgocenia izolacji uzwojeń transformatora. Zachowanie dC/C zależy od temperatury izolacji i musi być mierzone w temperaturze nie niższej niż +10°C.