Меню

Среднее арифметическое значение пробивного напряжения

2. Определение пробивного напряжения трансформаторного масла

2.1. Требования к показателям точности измерений

Пределы допускаемой относительной погрешности определения пробивного напряжения ± 8 %.

2.2. Требования к средствам измерений

Установка АИМ-80. Класс точности — 4.0. Пределы: О. 80 кВ. Источником питания установки служит испытательный трансформатор с регулятором напряжения, обеспечивающий получение при промышленной частоте на электродах испытательной ячейки напряжения практически синусоидальной формы кривой напряжения. Трансформатор установки обеспечивает: среднее пробивное напряжение трансформаторного масла не менее 15 % значения номинального напряжения трансформатора; мощность трансформатора обеспечивает при пробое на стороне высокого напряжения ток не менее 20 мА во всем диапазоне используемых при испытательных напряжениях, превышающих 15 кВ. Защита обмоток трансформатора от перегрузки, связанной с воздействием токов короткого замыкания при пробое масла, и уменьшение разложения масла в момент пробоя обеспечиваются минимально коротким временем горения дуги. Для выполнения этого условия установлено реле РМ, которое отключает трансформатор установки. Время срабатывания реле не превышает 0,02 с. Подъем испытательного напряжения на электродах испытательного сосуда производится регулятором напряжения, имеющим электропривод, который обеспечивает плавный подъем напряжения с постоянной скоростью, равной 2 кВ/с. Измерение испытательного напряжения производится киловольтметром, подключенным к обмотке низкого напряжения испытательного трансформатора. Класс точности киловольтметра — 1,5. 2.2.1. Шаблон-калибр. 2.2.2. Стеклянная палочка L = 200 мм. 2.2.3. Термометр со шкалой от 0 до 50°С

2.2.4. Измерительная ячейка

2.2.4.1. Сосуд для масла изготовлен из электроизоляционной пластмассы и имеет такую форму, чтобы его стенки во всех случаях находились не менее чем на 12 мм выше от поверхности электродов. Верхний край сосуда находится примерно на расстоянии 40 мм от горизонтальной плоскости, проходящей через центр электродов. Глубина погружения электродов в масло не менее 15 мм. 2.2.4.2. Электроды изготовлены из металлов, устойчивых против коррозии, вызываемой испытуемой жидкостью, и не оказывающих каталитического влияния на окисление испытуемой жидкости. Зазор между электродами должен составлять (2,5±0,05) мм. Проверка зазора производится шаблон-калибром.

2.3. Методы измерений

2.3.1.Измерение пробивного напряжения трансформаторного масла проводят в соответ-ствии с ГОСТ 6581-75, который соответствует публикации МЭК 156. 2.3.2.Значение пробивного напряжения трансформаторного масла является основным критерием надежности его работы по обеспечению требуемой изоляции в электрических аппаратах. 2.3.3.Метод определения пробивного напряжения трансформаторного масла заключается в определении пробивного напряжения Uпр трансформаторного масла при частоте 50 Гц.

2.4. Требования безопасности, охраны окружающей среды

2.4.1.Испытания трансформаторного масла на аппарате АИМ-80 должны производиться в полном соответствии с действующими правилами по технике безопасности. 2.4.2.Прежде чем приступить к работе на аппарате, необходимо убедиться в нормальном состоянии заземления аппарата, которое производится неизолированным медным проводом сечением не менее 4 мм 2 . В заземляющем проводе допускается соединение лишь при помощи винтов и болтов, пайка проводов заземления не допускается. Провод заземления должен быть доступен для осмотра. 2.4.3. Присоединительные провода, подходящие к клеммной панели аппарата, должны быть при монтаже заключены в стальные трубы, закладываемые в пол помещения. Работа без заземления запрещается.

2.4.4.Испытание необходимо производить в диэлектрических перчатках, стоя на диэлектрическом коврике. 2.4.5.Перед подачей напряжения на испытуемый объект убедиться в отсутствии людей на испытательном поле. 2.4.6.Установку и выемку испытательного сосуда производить только после отключения аппарата от сети сетевым выключателем, сетевой вилкой. Сборка схемы испытания должна производиться только при полном снятии напряжения с установки.

2.5. Требования к квалификации операторов

2.5.1.Испытания должны производиться лицом из обученного персонала электротехни-ческой лаборатории, имеющим группу по электробезопасности не ниже Ш. 2.5.2.Оператор, допущенный к проведению испытаний на аппарате АИМ-80, должен хорошо знать схемы испытаний, устройство аппарата, иметь отметку о допуске к высоковольтным испытаниям в удостоверении о проверке знаний по электробезопасности.

2.6. Требования к условиям измерений

2.6.1 Пробивное напряжение трансформаторного масла определяется при t = 15. 35°С.

Перед испытанием плотно закрытый сосуд с пробой масла должен быть выдержан в помещении, в котором будут проводиться испытания, до приобретения маслом температуры помещения, но не менее 30 мин. При этом сосуд с маслом должен быть защищен от воздействия солнечных лучей.

После заливки масла в ячейку масло должно отстояться не менее 10 минут перед первым пробоем.

Влажность окружающего воздуха имеет значение при проведении высоковольтных испытаний, т.к. конденсат на обмотках может привести к недостоверным результатам.

2.7. Подготовка к выполнению измерений 2.7.1. Отбор проб

2.7.1.1.0тбор проб осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 6433.5-84 или Публикации МЭК 475. 2.7.1.2. За пробу принимают объем жидкого трансформаторного масла, одновременно отобранный в один сосуд из емкости для хранения, аппарата и т.д. Минимальный объем пробы трансформаторного масла для определения пробивного напряжения составляет 300 мл. 2.7.1.3. Пробоотборная посуда и измерительная ячейка перед отбором пробы и проведением испытаний должны быть специально подготовлены. Правила подготовки измерительной ячейки приведены в п. 4.2.1. ГОСТ 6581-75. Для подготовки новой пробоотборной посуды или после длительного ее хранения используют тот же растворитель, что и при подготовке измерительной ячейки. 2.7.1.4. К месту отбора пробы трансформаторного масла подготовленная пробоотборная посуда транспортируется герметично закрытой для предотвращения ее загрязнения. 2.7.1.5. Перед испытанием герметично закрытый сосуд с пробой трансформаторного масла выдерживают в лаборатории до приобретения жидкостью температуры помещения, но не менее 30 мин.

Читайте также:  Номинальное рабочее напряжение электродвигателя

2.7.2. Подготовка измерительной ячейки

2.7.2.1. При применении новой измерительной ячейки или после длительного ее хранения ячейку следует обработать растворителем. Если визуально обнаружено потемнение электродов, эти электроды следует демонтировать, отполировать замшей, промыть растворителем (п. 4.2.1. ГОСТ 6581-75) и вновь смонтировать. Проверить зазор между электродами шаблоном в соответствии с требованиями п. 4.1.2.2. ГОСТ 6581-75. 2.7.2.2.При ежедневном проведении контрольных испытаний зазор между электродами проверяют не реже одного раза в месяц. Незначительные загрязнения в ячейке удаляют мягкой замшей без демонтажа электродов. Применение других протирочных материалов, оставляющих в ячейке волокна, не допускается.

2.7.2.3.После обработки, указанной выше, ячейку ополаскивают испытываемой жидкостью и затем заполняют порцией жидкости, предназначенной для испытания. Заполняют ячейку, медленно заливая трансформаторное масло по ее стенке, следя за тем, чтобы не образовывались пузырьки воздуха. При попадании в жидкость пузырьков воздуха их удаляют осторожным перемешиванием жидкости чистой стеклянной палочкой. В тех случаях, когда ежедневно проводят испытания трансформаторного масла, а значения пробивного напряжения масла не ниже установленных норм, обработка испытательной ячейки сводится к ее ополаскиванию испытываемой жидкостью. В нерабочем состоянии измерительную ячейку необходимо хранить заполненной трансформаторным маслом. При этом пробивное напряжение масла должно быть в пределах норм. 2.7.2.4. Перед определением пробивного напряжения определяют температуру испытываемого трансформаторного масла в ячейке, которая не должна отличаться от температуры помещения и должна находиться в пределах 15 . 3 5°С. Значение измеренной температуры фиксируют в протоколе испытания.

2.8. Порядок выполнения измерений

2.8.1. При выполнении измерений пробивного напряжения трансформаторного масла в аппарате АИМ-80 в соответствии с требованиями п. 4.2. ГОСТ 6581-75 необходимо провести следующие операции: проверить надежность заземления аппарата; подсоединить аппарат к сети 220 В с помощью гибкого кабеля; открыть верхнюю дверцу аппарата, установить испытательный сосуд с трансформаторным маслом и закрыть дверцу; установить выключатель (0) в положение (0); выключатель (→ О) можно установить в любом положении. Ключом включить сеть (

); при этом должна загореться зеленая лампа. После подачи питающего напряжения на аппарат необходимо, чтобы стрелка измерительного прибора установилась на нуль, и горел желтый сигнал. Возможные варианты установки стрелки измерительного прибора в нулевое положение: а) стрелка прибора стоит на нуле и горит желтый сигнал; б) стрелка прибора находится в движении к нулю, если выключатель (0) установлен в положение (→ О); в) стрелка прибора стоит не на нуле, если выключатель (→ О) находится в положении (О). В этом случае необходимо нажать кнопку ( → О). По истечении 10 мин после заполнения испытательного сосуда маслом нажать кнопку включения испытательного напряжения, при этом загорается красный сигнал и гаснет желтый. Показание киловольтметра в момент, предшествующий пробою, указывает величину пробивного напряжения диэлектрика. • После пробоя дождаться установки стрелки измерительного прибора на нуль загорится желтый сигнал, отключить сетевой выключатель, открыть дверцу и из зазора между электродами и на самих электродах с помощью сухого чистого диэлектрика осторожно удалить частицы сажи. При этом следует избегать возникновения пузырьков воздуха в масле. Последующие испытания проводят не ранее чем через 1 мин после исчезновения образовавшихся пузырьков воздуха. Для одной пробы масла должно быть проведено не менее шести пробоев.

2.9. Обработка результатов измерений

2.9.1. Обработку результатов измерения пробивного напряжения Uпр выполняют в соответствии с требованиями п. 4.3. ГОСТ 6581-75. 2.9.1.1. Среднее арифметическое значение пробивного напряжения Uпр кВ вычисляют по формуле:

(2.1.)

где Uпрi — величина, полученная при последовательных пробоях, кВ; n — число пробоев. 2.9.1.2. Среднюю квадратичную ошибку δ среднего арифметического значения пробивного напряжения определяют по формуле:

Читайте также:  Звуковой оповещатель напряжение питания 220в

(2.2)

2.10. Оформление результатов измерений

Результаты измерений выносятся в протокол испытаний, по каждому виду раздела методик испытаний производится расчет и оформляются выводы о соответствии полученных измерений требованиям ГОСТ, ТУ и заводским инструкциям.

В протоколе должны быть отображены: адресная часть, основ­ные паспортные данные объекта измерений, результаты измере­ний, перечень приборов, заключение о пригодности устройства к экс­плуатации.

Протокол должен быть подписан лицами, проведшими испыта­ния, и утверждается руководителем подразделения.

В качестве формы рекомендуются приведённый ниже образец формы протокола испытаний. Данные формы могут допол­няться, изменяться в зависимости от объекта, а также от других местных условий.

Лица, допустившие нарушения ПОТРМ, ПТЭЭП, а также допустившие искажение достоверности и точности измерений, несут ответственность в соответствии с законодательством и руководством по качеству испытательной лаборатории.

2.11. Контроль точности результатов измерений

Значение пробивного напряжения должно отвечать нормированному значению коэффициента вариации V, вычисленного по формуле:

(2.3)

Если значение коэффициента вариации превышает 20 %, то в этом случае дополнительно производят еще одно заполнение испытательной ячейки порцией масла из того же сосуда с пробой масла, проводят еще 6 определений пробивного напряжения и для расчета по формулам (2.2) и (2.3) число пробоев (n) берут равным 12. Если коэффициент вариации превышает 20 %, качество диэлектрика следует считать неудовлетворительным. 2.11.1. В случае получения неудовлетворительных результатов испытания в протоколе испытаний указывается необходимость замены или очистки трансформаторного масла

Источник

Лабораторная работа № 4. Определение электрической прочности трансформаторного масла

Лабораторные работы Электротехника Лабораторные работы Лабораторное оборудование
Полный текст Вакансии Курсы Консультации

Лабораторная работа № 4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРНОГО МАСЛА

Цель работы – знакомство с методами испытаний трансформаторного масла, изучение стандартного метода определения пробивного напряжения масла и зависимости напряжения пробоя масляного промежутка от расстояния между электродами.

1. Основные понятия и количественные характеристики

Трансформаторное масло получают из нефти путем ее ступенчатой перегонки с выделением и последующей переработкой первой масляной фракции. Это слабовязкая, практически нейтральная жидкость желтого цвета, по химическому составу представляющая собой смесь различных углеводородов, преимущественно предельных.

Трансформаторное масло используют для заливки трансформаторов, выключателей, высоковольтных вводов, где оно обеспечивает более высокую электрическую прочность промежутков между токоведущими частями по сравнению с воздушной изоляцией, а также служит теплоносителем для охлаждения нагревающихся частей. Наиболее важной электрической характеристикой масла является поэтому электрическая прочность , где Uпр – пробивное напряжение, h – расстояние между электродами. В технически чистых диэлектриках решающее влияние на электрическую прочность масла оказывают примеси: пузырьки газа, коллоидные частицы, капельки воды, твердые примеси. Газовые пузырьки имеют меньшую электрическую прочность, поэтому ионизация в них начинается при сравнительно небольших напряжениях, происходит рост пузырьков и пробой по ним. Жидкие и твердые примеси под действием сил электрического поля скапливаются в местах с наиболее высокой напряженностью поля, искажают поле и снижают пробивное напряжение. Поскольку при этом пробой определяется в основном тепловыми процессами, на переменном напряжении пробивным напряжением считают действующее значение напряжения.

Электрическая прочность трансформаторного масла с увеличением расстояния между электродами снижается, как и у воздуха. Также понижается электрическая прочность и с увеличением степени неоднородности электрического поля.

Более подробное описание приведено в книгах [1], с. 66-75, 110-116, [5], [6], с. 70-89.

2. Описание экспериментальной установки

Каждая партия трансформаторного масла, поступившего на ремонтный завод или энергохозяйство железной дороги, перед заливкой в оборудование подвергается испытаниям по показателям, приведенным в табл. 1, кроме пункта 3. После монтажа оборудования перед его включением под напряжение из него отбирается проба масла и подвергается сокращенному анализу в объеме, предусмотренном в пунктами 1-6 табл. 1, а для оборудования 110 кВ и выше, кроме того, – по пункту 10 табл. 1.

В процессе эксплуатации электрооборудования в сроки, предусмотренные правилами технической эксплуатации, производится испытание пробы масла в объеме, предусмотренном пунктами 1-6 и 10 табл. 1. Значения показателей, полученные при испытаниях, должны быть не ниже приведенных в табл. 1.

Предельно допустимые величины показателей качества

трансформаторного (нефтяного) масла

Показатели качества

Свежее сухое масло перед заливкой

Масло после заливки в оборудование

Масло в процессе эксплуатации

1. Среднее значение пробивного напряжения масла в стандартном сосуде, кВ, не менее:

Источник



Проверка трансформаторного масла на пробой

Трансформаторное масло широко распространено в энергосистемах наших стран. Чем больше трансформаторов на энергообъекте, тем больше шансов, что химлаборатория не дремлет.

Читайте также:  Импульсные стабилизаторы постоянного напряжения реферат

Ведь количество и периодичность испытаний масла обширно: после транспортировки, после переливки в емкости, после одного года хранения, после восстановления или очищения, подготовленное к доливке, а также испытывается масло, находящееся внутри оборудования (испытание в процессе эксплуатации).

Другое дело, что не весь перечень испытаний трансформаторного масла необходимо делать при каждом из вышеописанных изменений. А узнать что да как делать можно из местных норм испытаний электрооборудования вашей энергосистемы.

Если работаешь на объекте, то в принципе год от года масла одни и те же, лишь изредка закупят по программе модернизации новое оборудование и тогда может измениться устоявшийся уклад из-за смены марки масла.

А если работаешь в специализированной лаборатории куда эти масла свозят со всего “мира”, то тут уже начнется: разные классы напряжений, разные марки масел, разное электрооборудование, вплоть до того, что разные страны — разные нормы. Тут уже запутаться сложнее, хотя и опыта больше наработаешь.

Непривычно, конечно, что масло относится к электрооборудованию — но всё же это громадная часть и трансформаторов, и кабелей, и не стоит сбрасывать его со счетов.

Теперь непосредственно к проверке трансформаторного масла на пробой. Физически логика в следующем: при определенной величине подаваемого напряжения пробьется самое идеальное масло. Но, если масло пробилось — это не значит, что оно идеальное или не годное.

Для каждой марки масла нормировано число, ниже которого значение пробивного напряжения опускаться не должно. А если значение ниже, значит в масле содержатся примеси, посторонние частицы, которые нарушают электрическую прочность данного диэлектрического материала.

Кроме того важны условия при которых проба масла отбирается и испытывается. Для того, чтобы не возникало дополнительных вопросов и придумали стандарты. Но, они были не правы и вопросов возникло еще больше. *ирония*

Одним из документов, с которым стоит ознакомиться для более глубокого погружения в тему данного вопроса является ГОСТ Р МЭК 60156-2013 Жидкости изоляционные. Определение напряжения пробоя на промышленной частоте.

Вот отдельные выдержки из этого стандарта:

  • подавать пробивное напряжение необходимо плавно, с помощью автоматического регулятора. Шаг ступенчатого изменения подаваемого напряжения не должен быть больше 2% от ожидаемого напряжения пробоя.
  • напряжение стоит подавать плавно через повышающий трансформатор (в составе установки)
  • во время реального пробоя может произойти разложение масла с выпадением продуктов разложения в само масло. Для того, чтобы этого избежать используются активные сопротивления (токоограничивающие), которые уменьшают силу тока при пробое. Ток КЗ должен быть не более 25мА.
  • Размыкание цепи подачи напряжения должно осуществляться автоматически при возникновении устойчивой дуги с возможностью ручного отключения при наличии слышимых или видимых искровых разрядов.
  • электроды должны быть отполированными и сферическими из латуни, бронзы или нержавеющей стали.
  • в емкости с пробиваемой жидкостью может использоваться перемешивание (ручное (магнитной мешалкой) или автоматическое (крыльчатка со скоростью вращения до 300 об/мин). Также указывается, что разница замеров с перемешиванием и без не особо и отличается.
  • испытательная камера в межиспытательный период должна быть заполнена жидкостью, аналогичной пробиваемой, а перед испытанием остатки жидкости должны быть удалены.
  • для отбора проб стоит использовать стеклянные бутылки из коричневого стекла. Пластиковые контейнеры допускается использовать только один раз. Бутылки должны быть с завинчивающимися крышками для герметизации.
  • для очистки бутылок от прошлой пробы используют подходящий растворитель, затем ополаскивают ацетоном, продувают теплым воздухом и хранят плотно закрытыми.

Кроме того, необходимо следить за отсутствием в пробе пузырьков. А само испытание состоит из последовательно осуществляемых пяти-шести пробоев одного образца. В протокол заносится среднее значение. На фото ниже проба масла перед испытанием на пробой.

Существующие установки сводят весь вышеописанный процесс почти до полного автоматизма. Так что остается только заливать масло и испытывать, а протокол прибор выдаст сам. Так например реализовано в установке АИМ-90.

В СТО 34.01-23.1-001-2017 есть таблицы со значениями пробивного напряжения по ГОСТ 6581:

  • для масла свежего, подготовленного к заливке в новое электрооборудование
  • масла регенерированного и очищенного к заливке в ЭО после ремонта
  • масла эксплуатационного

Однако, есть одно но: важнее за нормы будет технические требования изготовителя масла. Особенно это касается импортных марок масел.

Испытание на пробой — это только верхушка айсберга под названием “испытания трансформаторного масла”.

Источник