3.5. Сурет. Ішығ. Шығын тогының берілген кернеуге тәуелділігі (электр қозғалтқыш 6 кВ кернеуге есептелген) 1 және 2 ылғал және құрғақ оқшаулағыштар үшін.
38.
мұндағы R0,5Uқал. – қалыпты кернеудің жартысына тең, сынау кернеуі кезіндегі шығын тогымен анықталатын оқшаулағыштың кедергісі;
R0,5Uқал. – түзетілген максимал кернеудің мәніне тең, сынау кернеуі кезіндегі шығын тогымен анықталатын оқшаулағыштың кедергісі.
Оқшаулағыштың жергілікті ақауларын жекелеген разрядтармен анықтау. Жа-рамды оқшаулағыш жүйенің электр өрісі негізгі гармоникадан тұрады. Оқшаулағышта тесіктердің, қабатшалардың, сызаттардың және басқа да ақаулардың пайда болуы кезін-де оларда өрістің бірқалыптылығы бұзылады, жоғары жиілікті тербелістер тудыратын жекелеген разрядтар пайда болады. Арнайы құралдардың (жекелеген разрядтар инди-каторы - ИЧР) көмегімен осы тербелістерді байқау, ақаулардың бар екендігін, ал кейбір жағдайларда – олардың орналасқан жерін анықтауға мүмкіндік береді. ИЧР-дің жұмыс істеу принципі электрлік тербелмелі контурға немесе антеннаға, күшейткіш және өлше-гіш құралдарға разрядтар тудыратын, электрлік тұрақсыз процесстер әсерін қолдануға негізделген.
Алдын-ала анықтаулар жүргізудің алгоритмінің мәнісі мынада: оқшаулағышқа жоға-рылатылған кернеу беріледі. ИЧР – дің қабылдағыш тербелмелі контурымен немесе ан-теннасымен оқшаулағыш жүйенің айналасындағы кеңістік зерттеледі. Бұл кезде ИЧР өлшегіш құралы жоғары жиілікті тербелістерді тіркеуге және олардың ең көп деңгейінің орнын анықтауға мүмкіндік береді. Көп жағдайларда бұл орын ақау орнымен сәйкес ке-леді. Орындаушы тізбектерге ИЧР бөлгіш конденсатор арқылы жалғанатын сұлбалар да белгілі.
Диэлектрлік шығындарды анықтау. Диэлектрлік шығындармен анықтау тәсілімен кірмелердің, өтпелі оқшаулағыштардың, трансформаторлардың, электрлік машиналар-дың және т.б. оқшаулағыштарын тексереді. Диэлектрлік шығындар немесе оларға про-порционал диэлектрлік шығындар бұрышының тангенсі электрлік оқшаулағыштардың жай-күйінің негізгі сипаттамаларының бірі болып саналады. Шығындардың шамасы бойынша оқшаулағыштың жылулық тесіп өтуіне (жылулық тұрақтылық), жалпы ескіруі мен оқшаулағыштың ылғалдануына қатысты оқшаулағыштың сенімділігі туралы қоры-тынды жасауға болады. Егер диэлектрикке айнымалы кернеу беретін болсақ, онда ток әрбір жарты период сайын өзгереді, яғни секундына жүз рет. Бойымен өтетін, диэлек-трикке берілген кернеу мен токтарды векторлар түрінде қабылдауға және векторлық диаграммасын салуға болады (3.6. сурет).
Іөтімд.
Іа.жұт.
С
В
Іжұт.
Іжұт.
δ
φ
U
А
3.6.Сурет. Кернеу әсеріндегі диэлектриктегі электр токтарының векторлық диаграммасы.
39.
Егер горизонталь ось бойынша тікбұрышты координатаға векторды және диэлектрик-ке берілетін U кескіндеуші кернеуді салатын болсақ, онда Іығ. ығысу тогының векторы (таза ығысу тогы) берілген кернеуден озып отырады және 900 – қа. Жұтылу тогы диэлек-трикте энергия шығыны бар кездегі, диэлектриктің баяулатылған поляризациясының нә-тижесі болып табылады, сондықтан оның реактивті Ір.жұт. және активті Іа.жұт. құрау-шылары болады. Реактивті жұтылу тогының векторы ығысу тогының векторымен бағыт-тас болады, сондықтан векторлы диаграммада ол ығысу тогының векторына қосылады. Реактивті жұтылу тогы векторының бағыты берілген кернеудің бағытымен бағыттас бо-луы керек, сондықтан ол диаграммада реактивті (Іығ. + Ір.жұт.) токтың векторына пер-пендикуляр салынған. Жұтылудың Іжұт. жалпы тогы активті және реактивті токтардың құраушыларының геометриялық қосындысы болып табылады. Диэлектрик арқылы өте-тін Іφ тікелей өтпелі ток (шығын тогы) активті жұтылу тогы сияқты, диэлектрикте шы-ғын тудыратын актив ток болып табылады. Диаграммада өткізу тогы активті жұтылу то-гының векторына қосылған. Диэлектрик арқылы өтетін жалпы ток аталған барлық ток-тардың геометриялық қосындысы болып табылады. Ол кернеуге қатысты φ бұрышқа, ал (Іығ. + Ір.жұт.) реактивті токқа қатысты δ бұрышқа ығысқан. Сондықтан диэлектрик ар-қылы жұтылу тогының Іа.жұт. және өткізу тогының Іөт. құраушыларынан тұратын Іа актив:
Іа = Іа.жұт. + Іөт. (3.6)
және жұтылу тогының Ір.жұт. реактивті құраушысы мен ығысу тогынан тұратын реак-тивті (сиымдылықты) Іөтімд. тогы өтеді:
Ір. = Іа.жұт. + Іығ. (3.7)
Диэлектрик арқылы актив токтың өтуі, диэлектрлік шығындар деп аталатын электр энергиясының шығындарын тудырады. Диэлектрик арқылы өтетін актив токтың шама-сын біле отырып, диэлектрикті қыздырыуға жұмсалатын қуатты табуға болады:
Ра = U*Іа (3.8)
Диэлектриктің Рр реактивті қуаты Ір.жұт. тогы мен диэлектрикке берілген кернеудің шамаларымен анықталады:
Рр = U*Ір (3.9)
Векторлы диаграмманың АВС тік бұрышты үшбұрышынан шығатыны:
Іа / Ір = tg δ (3.10)
Егер қарастырылып отырған оқшаулағыштың сиымдылығы С-ға тең болса, онда оның өтімділігі ωС болады, мұндағы ω = 2πf ;
f – айнымалы токтың жиілігі, және Ір реактивті токтың шамасы төмендегіше өрнекте-луі мүмкін:
Ір = U* ωС. (3.11)
Ір – ның осы мәнін алдыңғы формулаға қойып, актив ток үшін басқа мәнді табамыз:
Іа = U* ωС* tg δ (3.12)
Онда диэлектрикті қыздыруға жұмсалатын актив қуаттың мәні мынаған тең болады:
Ра = U2* ωС* tg δ (3.13)
Осы диэлектрлік шығындардың қуаты болып есептеледі. tg δ шамасы диэлектрлік шығындардың тангенс бұрышы деп аталады.
Сәйкесінше, диэлектрлік шығындардың Ра шығындары және тангенс бұрышы өз ара пропорционал:
tg δ = Ра / ωС U2 (3.14)
40.
tg δ- ның мәні көп жағдайда бірліктің жүздік немесе ондық үлесінен аспайды, сон-дықтан оны пайызбен өлшеу қабылданған. Нақты электр қондырғылары үшін tg δ – ның шектік мәні «Электр жабдықтарын сынаудың межелері» тағайындаған мәндерден көп болмауы тиіс.
Бір және сол диэлектрик үшін tg δ, шығындалу бұрышын анықтау кезінде шамасы жеткілікті түрде жоғары болатын (10 кВ), берілген кернеудің температурасы мен жиі-лігіне тәуелді болады. tg δ – ның мәні 200С температура үшін межеленген; өлшеулерді МД – 16, Р595, Р5026 типтегі көпірлік сұлбалармен жүргізеді.
Бойымен ток ағып өтетін, нысанның өлшегіш элементі қосылатын орынға тәуелді, кө-пірлік сұлба қалыпты және төңкерілген болуы мүмкін. Бірінші жағдайда өлшегіш эле-мент төмен потенциал әсерінде болады, және сұлбаны экрандау өте оңай. Екінші жағ-дайда жабдық жерсіндіріледі.
Р595, Р5026 көпірлік сұлбаларын қолдана отырып, 3 – 10 кВ кернеу кезіндегі tg δ – ның мәні бірінші және екінші сұлбалар бойынша, ал 100 В кезінде – тек бірінші сұлба бойынша анықталады. Трансформаторлар мен айналатын машиналардың диэлектрлік шығындарының тангенс бұрышын әрбір орамдарының және сыртқы бөлігінің арасында еркін орамдары жерсіндірілген кезде өлшейді.
Оқшаулағышты жоғарылатылған кернеумен сынау. Бұл электр жабдықтарын сы-наудың негізгі және міндетті түрі. Оқшаулағышқа жоғарылатылған кернеу бере отырып, оның басқа тәсілдермен байқауға болмайтын жергілікті және жалпы ақауларын анықтау-ға болады.
Жабдықтың сынау түрі мен сипатына қарай жоғарылатылған айнымалы немесе түзе-тілген кернеу қолданылады. Соңғы жағдайда жергілікті ақауларды анықтау жеңілдеу, және, бұдан басқа, оқшаулағыш сапасын бағалайтын қосымша белгілер пайда болады - ол тікелей өтпелі ток (шығын тогы). Электр машиналарын сынау кезінде түзетілген кер-неу орам бойымен бірқалыпты таралады. Қажет болған жағдайда оқшаулағышты алды-мен айнымалы, содан соң түзетілген кернеумен сынайды.
Жоғарылатылған кернеуді, алдында қарастырылған басқа да тәсілдермен оқшаула-ғыштың жай-күйін тиянақты бағалап және қарап шыққаннан соң береді. Әрбір жекеле-ген жабдықтың түрі үшін сынау кернеуінің мәнін тағайындалған межелер бойынша анықтайды.
Қосалқы станцияның жабдықтарын жоғарылатылған кернеумен сынау үшін ИОМН типті арнайы бір фазалы трансформатор қолданады, ал оның шықпасының бірі толық сынау кернеуіне есептелген, жоғары вольтты оқшаулағышпен жабдықталған, екіншісі – жерсіндірілген. Толық қалыпты кернеу берілетін уақыт – 30 минуттан артық емес. Трансформатор шар разрядтағышпен қорғалуы тиіс.
Электр жабдықтары мен электр машиналарының оқшаулағыштарын сынау үшін НОМ
типтегі өлшегіш кернеу трансформаторларын қолдануға болады. Сынау кернеуін беру уақыты: орам аралық оқшаулағыштар үшін 5 минут және басты оқшаулағыш үшін 1 ми-нут. Кернеуді жоғарылату сынау кернеуінің мәнінің 25 - 30% -нан асырмауға ұсыным беріледі. Бұл жағдайда кернеуді арттыру жылдамдығы сынау кернеуінің 50% - на дейін еркін болуы мүмкін, ал одан кейін оны шекті мәніне дейін секундына 1 - 2% баяу жоға-рылату керек. Уақыттың белгілі бір кезеңінен кейін кернеуді сынау кернеуінің 30% - на дейін баяу төмендетеді, ал нәтижесінде электр тізбегі ажырауы мүмкін. Кернеуді бірден ажырату тек адамдардың қауіпсіздігін немесе жабдықты сақтап қалу қажет болған жағ-дайда ғана рұқсат етіледі.
Өлшеулерді төменгі кернеу жағынан, ал жауапты сынаулар кезінде (генераторларды, ірі электр қозғалтқыштарын және т.б.) – жоғары кернеу жағынан жүргізеді. Соңғы жағ-дайда өлшеулер үшін кернеу трансформаторларын немесе электростатикалық вольт-метрлерді қолданады.
Егер құралдардың немесе бақылаулардың көрсетулері кезінде оның жекелеген бұзы-лымдары байқалмаған болса (газдың бөлінуі, түтіннің, бетінде сырғымалы разрядтардың пайда болуы), онда оқшаулағыш сынаққа шыдап берген болып есептеледі.
Түзетілген кернеумен оқшаулағышты сынаудың тәсілдері мен реттері алдында қарас-тырылғандарға ұқсас. Нәтижелерді бағалау кезінде шығын тогын бақылау керек. Кер-
41.
неу берілетін уақыт жабдықтың түріне тәуелді болады. Өлшеулерді төменгі кернеу жа-ғына қосылған вольтметрмен жүргізеді.
Ережеге сәйкес, оқшаулағыш арқылы өтетін ток 5 – 10 А – ден аспайды, себебі ол сы-налатын трансформатордың аз қуатымен үйлестірілген. Қайғылы жағдайларға соқтық-пау үшін, түзетілген кернеумен сынау жүргізгеннен кейін нысанды жерге разрядтау қа-жет.
Егер түзеткіш ретінде жартылай өткізгішті вентильдерді қолданатын болсақ, онда сынақ қондырғысының сұлбасы қарапайым болады, себебі қыздыру трансформаторы жоқ.
Қолдануға өнеркәсіп шығаратын АИИ – 70М және АИМ – 80 жиынтықталған қон-дырғылары өте ыңғайлы. Олар 10 кВ кернеуге есептелген электр жабдықтарының оқ-шаулағыштарын жоғарылатылған айнымалы және түзетілген кернеумен сынауға арнал-ған.
1000 В - қа дейінгі кернеумен аппараттардың, екінші ретті тізбектердің және электр өткізгіштердің оқшаулағыштарын сынау электр қондырғыларының құрылы-сы ережелеріне сәйкес орындалады. Оқшаулағыштың кедергісін өлшейді және өнеркә-сіптік жиіліктегі жоғарылатылған кернеумен сынайды, кернеуді берудің уақыт ұзақтығы – 1 минут. Сынау жүргізудің сұлбасы 3.7. суретте көрсетілген. Сынауды толық жиналған сұлба бойынша жүргізеді.
TV1
R
SF
TV2
~ 220
В
Сыналатын
нысанға
V
PV
А
PA
SB
3.7. сурет. 1000 В-қа дейінгі электр жабдықтары мен басқару тізбектерінің оқшаулағыштарын жоғарылатылған айнымалы кернеумен сынау сұлбасы; SP – автоматты ажыратқыш; TV1- реттегіш трансформатор; TV2 – кернеу трансформаторы; SB – өлшеулер кезінде микро-амперметрді қосу түймесі; R – 1000 Ом-дық резистор; PA – микроамперметр.
Тізбектелген тармақтардың саны көп кезінде, сынау трансформаторында сынау токта-рымен асыра жүктеуді болдырмау мақсатында сынауларды учаскелер бойынша жекелеп орындайды. Сынауды бастар алдында сұлбадан барлық жерсіндіргіштерді алып тастай-ды, кернеу трансформаторларының екінші ретті орамдарын, аккумулятор батареяларын, сонымен қатар оқшаулағыштары жоғарылатылған кернеумен сынауға жатпайтын бар-лық аппаратураларды ажыратады.
Бұл жағдайда сұлбадан мыналар алынып тасталады: оқшаулағыштық дәрежесі төмен конденсаторлар, жартылай өткізгішті элементтер, әлсіз токты реле; өлшегіш трансфор-маторлардың екінші ретті орамдарының, жетектерді ажырату шарғыларының және үл-
кен индуктивтіліктегі басқа да элементтердің шықпалары тұйықталады.
Сынақты бастар алдында реттегіш құрылғының сыртқы бөлігі және сынағыш транс-форматордың бірінші ретті орамдары жерсіндіріледі. Сыналатын қондырғыға кернеу тек реттегіш құрылғыны нольдік жағдайға келтіргеннен кейін беріледі. Сынау кернеуін баяулатып 500 В-қа дейін арттырады және сұлбаны тексергеннен соң, кернеуді 1000 В-
42.
қа дейін көтереді және оны бір минут уақыт бойы ұстап тұрады. Сынау аяқталған соң кернеуді нольге дейін баяу төмендетеді және сынау қондырғысын қоректендіру көзінен ажыратады. Егер шығын тогының кенеттен сілкінісі, сырғымалы разрядтар мен тесіп өтулер байқалмаған болса, онда оқшаулағыш сынаққа төтеп берді деп есептеледі.
Сынау аппаратурасы жоқ болса, онда оқшаулағышты 2500 В-тық мегомметрді қолданып, бір минут уақыт аралығында сынауға болады.