Методы профилактического контроля внутренней изоляции высоковольтного оборудования по абсорбционным явлениям и по тангенсу угла диэлектрических потерь.
Условие задачи и исходные данные. Внутренняя изоляция высоковольтного оборудования состоит из двух слоев, имеющих в установившемся режиме соответственно сопротивление утечки R1, R2 и емкости слоев С1 и С2.
Требуется по характеру изменения тока абсорбции и значению сопротивления изоляции в исходном состоянии изоляции и при уменьшении сопротивления первого слоя в 100 раз (0,01R1) дать заключение о качестве изоляции и определить допустимость степени увлажнения.
Тангенс угла диэлектрических потерь при температуре Т0=200С равен— tgδ0; коэффициент, характеризующий температурную зависимость тангенса угла диэлектрических потерь от температуры, равен – α.
Требуется рассчитать и построить графики зависимости тангенса диэлектрических потерь и мощности потерь в диэлектрике при изменении температуры от 200°С до 1000°С и приложении переменного напряжения U = 10 кВ с частотой 50 Гц.
Значения всех переменных параметров для соответствующих вариантов приведены в табл. 4.1
Таблица 4.1.
Параметры Вариант (последняя цифра учебного шифра)
7
R1, 106, Ом
1 170
C1, 10-6, Ф
1 2,2
R2, 106, Ом
2 1,7
C2,10-6, Ф
2 22
tgδ0, 10-3 2,6
α, 10-3, °С-1 18
Решение
Рис. 4.2. Схема замещения двухслойного диэлектрика.
Сопротивление утечки всей изоляции в установившемся режиме:
R=R1+R2=170+1,7∙106=171,7∙106 Ом.
Геометрическая емкость изоляции:
Cr=C1∙C2C1+C2=2,2∙10-6∙22∙10-62,2+22∙10-6=2∙10-6 Ф.
Ветвь «r — ΔС» отражает накопление заряда абсорбции, параметры ее определяются из условия равенства полных сопротивлений обеих схем замещения:
r=R1∙R2∙R1+R2∙C1+C22R1∙C1-R2∙C22=
=170∙106∙1,7∙106∙170+1,7∙106∙2,2+22∙10-62170∙106∙2,2∙10-6-1,7∙106∙22∙10-62=
=2,565∙108 Ом.
∆C=R1∙C1-R2∙C22R1+R22∙C1+C2=
=170∙106∙2,2∙10-6-1,7∙106∙22∙10-62170+1,7∙1062∙2,2+22∙10-6=
=27,267 Ф.
τ=r∙∆C=R1∙R2∙C1+C2R1+R2=170∙106∙1,7∙106∙2,2+22∙10-6170+1,7∙106=
=40,733 c.
Rt=60=UIt=60=R1+Rr∙e-tτ=171,7∙1061+171,7∙1062,565∙108 ∙e-6040,733=
=148,9∙106 Ом.
Rt=15=UIt=15=R1+Rr∙e-tτ=171,7∙1061+171,7∙1062,565∙108 ∙e-1540,733=
=117,3∙106 Ом.
Уменьшаем значение R1 в сто раз.
R1'=170∙106100=1,7∙106 Ом.
Сопротивление утечки всей изоляции в установившемся режиме:
R'=R1'+R2=1,7+1,7∙106=3,4∙106 Ом.
Геометрическая емкость изоляции:
Cr=C1∙C2C1+C2=2,2∙10-6∙22∙10-62,2+22∙10-6=2∙10-6 Ф.
Ветвь «r — ΔС» отражает накопление заряда абсорбции, параметры ее определяются из условия равенства полных сопротивлений обеих схем замещения:
r'=R1'∙R2∙R1'+R2∙C1+C22R1'∙C1-R2∙C22=
=1,7∙106∙1,7∙106∙1,7+1,7∙106∙2,2+22∙10-621,7∙106∙2,2∙10-6-1,7∙106∙22∙10-62=
=5,079∙106 Ом.
∆C'=R1'∙C1-R2∙C22R1'+R22∙C1+C2=
=1,7∙106∙2,2∙10-6-1,7∙106∙22∙10-621,7+1,7∙1062∙2,2+22∙10-6=
=13,77 Ф.
τ'=r'∙∆C'=R1'∙R2∙C1+C2R1'+R2=1,7∙106∙1,7∙106∙2,2+22∙10-61,7+1,7∙106=
=20,57 c.
Rt=60'=UIt=60=R'1+R'r'∙e-tτ'=3,4∙1061+3,4∙1065,079∙106 ∙e-6020,57=
=3,281∙106 Ом.
Rt=15'=UIt=15=R'1+R'r'∙e-tτ'=3,4∙1061+3,4∙1065,079∙106 ∙e-1520,57=
=2,57∙106 Ом.
Вычисляем коэффициент абсорбции для R1 и 0,1R1:
kабс=R60R15;
kабсR1=Rt=60Rt=15=148,9∙106117,3∙106=1,269<1,3,
что означает, что изоляция недостаточно увлажнена.
kабсR1'=Rt=60'Rt=15'=3,281∙1062,57∙106=1,277<1,3,
что означает, что изоляция недостаточно увлажнена.
Контроль степени увлажнения при переменном токе производится путем измерения емкости изоляции на различных частотах
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
