TÀi liệU ĐÀo tạo nghề thí nghiệM ĐIỆn ngành cao thế-HÓa dầU 2004 MỤc lụC




старонка4/29
Дата канвертавання24.04.2016
Памер1.82 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   29

2 THÍ NGHIỆM ĐIỆN TRỞ CÁCH ĐIỆN CỦA CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN

2.1 Các chỉ tiêu đánh giá đặc tính cách điện của cách điện rắn

2.1.1 Hệ số hấp thụ:


Hiện tượng: Khi đặt điện áp một chiều vào bất cứ vật liệu cách điện nào ta cũng thấy:

+ Ở thời điểm đầu: dòng điện tăng vọt ở một trị số.

+ Sau đó dòng điện giảm từ từ.

+ Cuối cùng dòng ổn định ở một trị số xác định.

Giải thích: Dòng điện chạy qua cách điện được tính theo công thức:

I = Ihh + Iht + Ir





+ Kích thước hình học nhất định của cách điện được xem như một tụ điện Chh, đặt điện áp vào cách điện đương nhiên không có điện trở nạp. Tụ Chh được nạp đầy rất nhanh và tiêu thụ một dòng điện Ihh lớn, sau đó tắt ngay.

+ Tụ Cht hình thành do sự không đồng nhất trong bề dày của vật liệu cách điện, có bọt khí chui vào giữa các lớp cách điện, do hơi ẩm xâm nhập, do bụi bẩn,tạp chất lẫn vào trong vật liệu khi chế tạo hoặc những hư hỏng khác (không bao giờ có một cách điện nào là hoàn toàn đồng nhất cùng một vật liệu dù cho công nghệ chế tạo có hiện đại đến đâu chăng nữa).

Khác với Chh, Điện dung hấp thụ Cht không xuất hiện ngay sau khi đặt điện áp vào cách điện mà xuất hiện sau một thời gian nào đó khi mà Chh đã nạp điện xong do sự phân bố lại lần lượt các điện tích trong bề dày cách điện và sự tích lũy các điện tích đó ở ranh giới những lớp không đồng nhất, tạo thành một chuỗi điện dung nối tiếp nhau. Rht là điện trở một chiều của những đoạn cách điện đấu nối tiếp giữa những điện dung của các lớp khác nhau. Trị số điện trở này có ảnh hưởng đến trị số của dòng điện phân cực và thời gian nạp điện của toàn bộ điện dung hấp thụ.

Trong bề dày cách điện có nhiều tạp chất (nhiều Cht đấu nối tiếp) thì Rht càng nhỏ do đó dòng điện nạp Iht càng lớn và thời gian nạp điện càng ngắn nghĩa là dòng Iht sẽ tắt nhanh. Ngược lại khi trong bề dày cách điện có ít tạp chất thì Rht lớn, do đó Iht càng nhỏ và thời gian nạp điện cho điện dung hấp thụ càng dài. Dòng điện nạp Iht của điện dung hấp thụ được xác định theo công thức: Iht = (U / Rht) e- t /.

trong đó: U: là điện áp một chiều thử nghiệm.

t: là thời gian đặt điện áp thử nghiệm.

: là hằng số thời gian ( = Cht. Rht)

e: là cơ số lôgarit tự nhiên (e = 2,71828)

+ Sau khi kết thúc quá trình phân cực nghĩa là điện dung hấp thụ ngừng nạp điện, dòng điện Iht sẽ bằng không nhưng trong cách điện vẫn còn có dòng điện dẫn Ir (còn gọi là dòng điện rò) chạy qua, dòng điện này được xác định bởi điện trở một chiều tổng Rcđ của cách điện.

 Hệ số hấp thụ Kht là tỷ số giữa Rcđ đo bằng Mêgômmet sau 60” kể từ lúc đưa điện áp vào và Rcđ đo sau 15”: Kht = R60” / R15”.

Nếu cách điện khô thì Rht lớn,dòng điện nạp biến đổi chậm, thời gian nạp điện dài nghĩa là R60” và R15” khác nhau rất nhiều, do đó thường cách điện khô thì Kht  1,3.

Nếu cách điện ẩm Rht nhỏ,dòng điện nạp biến đổi nhanh, thời gian nạp điện ngắn và chỉ 15” sau khi bắt đầu đo đã đạt trị số ổn định nghĩa là R60” và R15” hầu như không khác nhau mấy, do đó thường cách điện ẩm thì Kht  1.


2.1.2Chỉ số phân cực Kpc


Chỉ số phân cực Kpc là tỷ số giữa Rcđ đo bằng Mêgômmet sau 10’ kể từ lúc đưa điện áp vào và Rcđ đo sau 01’: Kpc = R10’ / R01’.

2.2Các yếu tố ảnh hưởng đến cách điện của thiết bị và cách khắc phục

2.2.1Kỹ năng yêu cầu khi thực hiện phép đo điện trở cách điện và hệ số hấp thụ


 Ngoại trừ việc tiến hành phép đo với một kỹ năng ở cấp độ cao, các phép đo về điện trở cách điện sẽ luôn cho các kết quả đo dao động do hàng loạt các yếu tố sẽ được nói đến sau đây, mỗi yếu tố do đó sẽ ảnh hưởng một ít. Mỗi yếu tố gây ra các sai số lớn trong phép đo điện trở cách điện và các sai số này có thể không bị buộc vào độ không chính xác của thiết bị đo. Các thiết bị sau đây được ưu tiên xem xét đến các yếu tố ảnh hưởng khi đo điện trở cách điện như: Cách điện cuộn dây stato máy điện quay, cáp lực, các MBA và các thiết bị khác ngoại trừ các cách điện bằng sứ gốm, các chống sét van và các sứ đầu vào vì trên các thiết bị này một giá trị đo điện trở cách điện thuận lợi có thể không được chấp thuận như là một chỉ thị về tình trạng tốt của chúng.

 Việc đo dặc tính cách điện R60’’ và tg được tiến hành không ít hơn 12 tiếng sau khi nạp dầu vào MBA và thiết lập xong mức dầu trong thùng dầu phụ ở nhiệt độ của cách điện không nhỏ hơn:

+ 283oK (10oC) -đối với các MBA cấp điện áp 110150kV

+ 293oK (20oC) -đối với các MBA cấp điện áp 220750kV

+ Gần khác nhau không lớn hơn 50C với nhiệt độ đã cho trong lý lịch máy đối với các kháng điện cấp điện áp 500kV và lớn hơn.

 Khi đo phải đấu tất cả các đầu ra có cùng cấp điện áp của cuộn dây với nhau, vỏ máy được đấu đất.

 Trước khi bắt đầu đo cuộn dây đang được thử nghiệm cần phải được đấu đất không ít hơn 05 phút.

Nếu như kết quả đo nhận được có thiếu sót (số đo thời gian sai,việc đứt mạch cấp nguồn của mêgômmet), cần tiến hành đo lại lần hai theo sơ đồ này. Khi đó, tất cả các cuộn dây phải được nối đất không ít hơn 02 phút.

 Đối với máy phát, tiến hành đo cách điện ở trạng thái nguội thực tế của máy điện hay ở trạng thái nóng khi nhiệt độ cuộn dây xấp xỉ ở nhiệt độ của chế độ làm việc danh định.

Khi đo điện trở cách điện cần đo nhiệt độ cuộn dây. Nhiệt độ cuộn dây stato được ghi thông qua các cảm biến nhiệt độ hoặc đồng hồ nhiệt độ tại tủ đo lường nhiệt độ hay thông qua hệ thống máy tính giám sát; nhiệt độ cuộn dây rôto lấy bằng nhiệt độ cuộn dây stato. Trong trường hợp đo điện trở cách điện ở trạng thái nguội thực tế của máy thì có thể xem nhiệt độ môi trường là nhiệt độ cuộn dây.

Sau khi đo xong cần phóng điện qua tiếp đất của máy, thời gian nối đất phóng điện yêu cầu không nhỏ hơn 3 phút (TCVN 3190-79).

2.2.2 Ảnh hưởng của điện tích có sẵn:


 Một yếu tố ảnh hưởng đến các phép đo điện trở cách điện và hệ số hấp thụ là sự tồn tại của một sự tích điện trước đó trong cách điện. Để hạn chế ảnh hưởng này ta thường tiếp đất cuộn dây máy phát cho đến khi tiến hành đo cách điện cuộn dây. Việc này cũng được thực hiện tương tự như đối với các cách điện của những thiết bị khác (đặc biệt đối với các thiết bị có điện dung của cách điện lớn: MBA lực, tụ điện, cáp lực cao áp v.v)

2.2.3Ảnh hưởng của nhiệt độ:


 Hầu hết các phép đo cách điện phải được thể hiện dựa trên nhiệt độ của đối tượng thử. Điện trở cách điện của hầu hết các loại cách điện đều giảm xuống theo sự tăng về nhiệt độ. Trong nhiều trường hợp, những cách điện bị hỏng vì ảnh hưởng tích lũy của nhiệt độ, nghĩa là, một sự tăng nhiệt độ gây ra một sự tăng về tổn thất điện môi mà điều này lại gây nên một sự tăng nhiệt độ hơn nữa v.v.

 Nhiệt độ thử nghiệm đối với các thiết bị điện chẳng hạn các sứ đầu vào dự phòng, các sứ cách điện, các máy cắt loại không khí hay loại nạp khí và các chống sét van thường được thừa nhận là có cùng một nhiệt độ với nhiệt độ môi trường. Đối với các máy cắt và các máy biến áp có dầu nhiệt độ thử nghiệm được thừa nhận là giống như nhiệt độ dầu. Đối với các sứ đầu vào đã lắp đặt ở nơi có một đầu bên dưới được ngâm trong dầu thì nhiệt độ thử nghiệm nằm ở đâu đó giữa nhiệt độ của dầu và nhiệt độ của không khí.

Trong thực tế nhiệt độ thử nghiệm được thừa nhận là giống như nhiệt độ môi trường xung quanh đối với các sứ đầu vào đã lắp đặt trong các máy cắt dầu và cũng như đối với những máy biến áp dầu đã được đưa ra khỏi tình trạng vận hành khoảng 12 giờ. Ở các máy biến áp được tách ra khỏi trạng thái vận hành chỉ trước khi thử nghiệm thì nhiệt độ của dầu thường sẽ lớn hơn nhiệt độ môi trường xung quanh. Nhiệt độ thử nghiệm của sứ đầu vào đối với trường hợp này có thể được thừa nhận về một điểm trung bình nằm giữa nhiệt độ của dầu và nhiệt độ của môi trường xung quanh.

 Bất kỳ các thay đổi đột ngột về nhiệt độ môi trường sẽ làm tăng sai số của phép đo vì nhiệt độ của các trang thiết bị điện sẽ thay đổi trễ hơn nhiệt độ môi trường.


2.2.4 Ảnh hưởng của độ ẩm:


 Hơi ẩm, có thể xâm nhập vào cách điện cuộn dây của một máy phát hay động cơ từ không khí ẩm hoặc có thể xâm nhập vào cuộn dây của một MBA từ dầu ẩm, sẽ gây nên một sự sai lệch lớn bất ngờ ở điện trở cách điện. Do vậy việc điện trở cách điện thấp do tiếp xúc với hơi ẩm không có nghĩa là cách điện là không thích hợp cho vận hành của thiết bị, đặc biệt nếu giá trị điện trở cách điện có thể so sánh với giá trị đã thu được từ các thử nghiệm định kỳ gần đây. Đối với các cuộn dây của máy phát sau khi ngưng vận hành một khoảng thời gian, khả năng giảm thấp của điện trở cách điện cuộn dây là điều dễ xảy ra và do đó việc sấy cách điện của các cuộn dây đôi khi không phải là một yếu tố lớn và đôi khi không cần làm ngoại trừ để nhằm xử lý cách điện của mạch kích từ.

 Có thể dưới các tình trạng độ ẩm tương đối bất lợi, bề mặt phơi trần của các sứ tạo ra một sự lắng tụ của hơi ẩm bề mặt, mà điều này có thể có một ảnh hưởng đáng kể trong các tổn hao bề mặt và do đó có ảnh hưởng đáng kể trong các kết quả của phép thử nghiệm về điện trở cách điện. Điều này thật sự đúng nếu như bề mặt bằng sứ của một sứ đầu vào có một nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ xung quanh (dưới điểm sương), như vậy hơi ẩm sẽ có thể ngưng đọng trên bề mặt bằng sứ. Các sai số đo nghiêm trọng có thể có ngay cả ở một độ ẩm tương đối nằm dưới 50% khi mà hơi ẩm ngưng tụ trên một bề mặt bằng sứ đã nhiễm bẩn hoàn toàn các chất cặn về hóa chất trong công nghiệp.

 Bất cứ sự rò rỉ nào qua các bề mặt cách điện của đối tượng thử sẽ làm tăng thêm các tổn hao trong khối cách điện và có thể cho ta một ấn tượng sai lệch về tình trạng của đối tượng thử nghiệm.

Các sai số của rò rỉ bề mặt có thể được giảm thiểu nếu như ta thực hiện các phép đo điện trở cách điện trong điều kiện thời tiết là quang đãng, có nắng và độ ẩm tương đối không vượt quá 80%. Nhìn chung, ta sẽ nhận được các kết quả tốt nhất nếu như thực hiện các phép đo trong thời gian từ cuối buổi sáng đến giữa buổi chiều.

 Phương pháp loại trừ dòng rò rỉ bề mặt khi đo điện trở cách điện:


Hình 2-1: Đo điện trở cách điện khi không dùng mạch bảo vệ


Hình 2-2: Đo điện trở cách điện có dùng mạch bảo vệ để loại trừ dòng rò bề mặt.

Ở hình 2- 1, ta thấy Ampemet “A” đo cả dòng điện I1 và I2 trong khi chúng ta chỉ muốn đo dòng I1.

Ở hình 2-2: bằng cách dùng một số dây đồng mềm quấn chặt vài vòng quanh sứ đỡ và nối nó vào đầu bảo vệ (Guard), dòng rò I2 được cấp thông qua đầu bảo vệ chứ không phải đầu nguồn đo (Line) nghĩa là bây giờ chúng ta chỉ đo điện trở cách điện của cuộn dây chứ không phải đo sự kết hợp song song điện trở rò bề mặt với điện trở cuộn dây.

2.2.5Ảnh hưởng của nhiễu tĩnh điện:


 Khi tiến hành các thử nghiệm trong các trạm mang điện, các giá trị đo có thể bị ảnh hưởng bởi các dòng nhiễu tĩnh điện do mối ghép điện dung giữa các đường dây và các thanh góp mang điện với đối tượng thử gây ra.

 Để ngăn chặn các ảnh hưởng của nhiễu tĩnh điện quá mạnh lên phép đo, cần phải tách đối tượng thử nghiệm ra khỏi các dao cách ly và các thanh cái. Kinh nghiệm trong khi đo sẽ xác định được các vị trí của thiết bị điện riêng biệt mà ta cần cắt đi các đấu nối. Các dao cách ly, dây dẫn, thanh cái liên quan, nếu không mang điện, phải được nối đất chắc chắn để giảm thiểu mối ghép về tĩnh điện với hợp bộ thử nghiệm.


2.2.6Ảnh hưởng của thời gian vận hành của cách điện:


 Cách điện có chứa một bán thể cứng, chẳng hạn như asphalt-mica, trải qua một tiến trình “tự sấy” theo thời gian. Tiến trình “tự sấy” này làm tăng dòng điện hấp thụ điện môi trong cách điện và do vậy các giá trị đo của thử nghiệm cao áp một chiều hoặc trên mêgôm cho thấy một sự suy giảm về điện trở cách điện theo sự tăng của thời gian vận hành. Aính hưởng đáng chú ý nhất của thời gian vận hành lên dòng điện rò chính yếu là do sự hình thành của các vết nứt và sự nhiễm ẩm.

 Các cách điện rắn, như là sứ gốm, không trải qua một tiến trình “tự sấy” và vì vậy thời gian vận hành, về bản thân nó, không thay đổi sự hấp thụ điện môi hoặc các thành phần của dòng điện rò.


1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   29


База данных защищена авторским правом ©shkola.of.by 2016
звярнуцца да адміністрацыі

    Галоўная старонка