Ηλεκτρομονωτικές ιδιότητες και δοκιμές

Ιδιότητες και ισοδύναμο κύκλωμα ηλεκτρικής μόνωσης

Όπως γνωρίζετε, ο όρος «απομόνωση» χρησιμοποιείται στην πράξη για να αναφέρεται σε δύο έννοιες:

1) μέθοδος αποτροπής του σχηματισμού ηλεκτρικής επαφής μεταξύ τμημάτων ενός ηλεκτρικού προϊόντος,

2) υλικά και προϊόντα από αυτά που χρησιμοποιούνται για την εφαρμογή αυτής της μεθόδου.

Ηλεκτρομονωτικά υλικά υπό την επίδραση μιας τάσης που εφαρμόζεται σε αυτά, ανακαλύπτεται η ιδιότητα της αγωγής ηλεκτρικού ρεύματος. Αν και η τιμή της αγωγιμότητας των ηλεκτρικών μονωτικών υλικών είναι αρκετές τάξεις μεγέθους χαμηλότερη από αυτή των συρμάτων, εντούτοις παίζει σημαντικό ρόλο και καθορίζει σε μεγάλο βαθμό την αξιοπιστία της λειτουργίας ενός ηλεκτρικού προϊόντος.

Κάτω από τη δράση μιας τάσης που εφαρμόζεται στη μόνωση, διαρρέει ένα ρεύμα, που ονομάζεται ρεύμα διαρροής, το οποίο αλλάζει με το χρόνο.

Προκειμένου να μελετηθούν και να απεικονιστούν οι ιδιότητες της ηλεκτρικής μόνωσης, συνηθίζεται να την αναπαριστάνουμε με τη μορφή ενός συγκεκριμένου μοντέλου που ονομάζεται ισοδύναμο κύκλωμα (Εικ. 1), που περιέχει τέσσερα ηλεκτρικά κυκλώματα συνδεδεμένα παράλληλα.Το πρώτο από αυτά περιέχει μόνο τον πυκνωτή C1, που ονομάζεται γεωμετρική χωρητικότητα.

Ρύζι. 1. Ισοδύναμο κύκλωμα ηλεκτρικής απομόνωσης

Η παρουσία αυτής της χωρητικότητας προκαλεί την εμφάνιση ενός στιγμιαίου ρεύματος εισόδου που εμφανίζεται όταν εφαρμόζεται τάση συνεχούς ρεύματος στη μόνωση, η οποία διασπάται σε σχεδόν λίγα δευτερόλεπτα, και ένα χωρητικό ρεύμα που ρέει μέσω της μόνωσης όταν εφαρμόζεται τάση AC σε αυτήν. Αυτή η χωρητικότητα ονομάζεται γεωμετρική επειδή εξαρτάται από τη μόνωση: τις διαστάσεις της (πάχος, μήκος κ.λπ.) και τη θέση μεταξύ του τμήματος Α που φέρει ρεύμα και της θήκης (γείωση).

Το δεύτερο σχήμα χαρακτηρίζει την εσωτερική δομή και τις ιδιότητες της μόνωσης, συμπεριλαμβανομένης της δομής της, του αριθμού των ομάδων πυκνωτών και αντιστάσεων που συνδέονται παράλληλα. Το ρεύμα I2 που διαρρέει αυτό το κύκλωμα ονομάζεται ρεύμα απορρόφησης. Η αρχική τιμή αυτού του ρεύματος είναι ανάλογη με το εμβαδόν της μόνωσης και αντιστρόφως ανάλογη με το πάχος της.

Εάν τα μέρη που μεταφέρουν ρεύμα ενός ηλεκτρικού προϊόντος είναι μονωμένα με δύο ή περισσότερα στρώματα μόνωσης (για παράδειγμα, μόνωση σύρματος και μόνωση πηνίου), τότε στο ισοδύναμο κύκλωμα ο κλάδος απορρόφησης αντιπροσωπεύεται με τη μορφή δύο ή περισσότερων συνδεδεμένων σε σειρά ομάδες ενός πυκνωτή και μιας αντίστασης που χαρακτηρίζουν τις ιδιότητες σε ένα από τα στρώματα μόνωσης. Σε αυτό το σχήμα, εξετάζεται μια μόνωση δύο στρωμάτων, η στρώση της οποίας αντικαθίσταται από μια ομάδα στοιχείων του πυκνωτή C2 και της αντίστασης R1 και η δεύτερη από τις C3 και R2.

Το τρίτο κύκλωμα περιέχει μία μόνο αντίσταση R3 και χαρακτηρίζει την απώλεια απομόνωσης όταν εφαρμόζεται τάση DC σε αυτό.Η αντίσταση αυτής της αντίστασης, που ονομάζεται επίσης αντίσταση μόνωσης, εξαρτάται από πολλούς παράγοντες: μέγεθος, υλικό, κατασκευή, θερμοκρασία, κατάσταση μόνωσης, συμπεριλαμβανομένης της υγρασίας και της βρωμιάς στην επιφάνειά της και της εφαρμοζόμενης τάσης.

Με ορισμένα ελαττώματα μόνωσης (για παράδειγμα, λόγω βλάβης), η εξάρτηση της αντίστασης R3 από την τάση γίνεται μη γραμμική, ενώ για άλλα, για παράδειγμα, με ισχυρή υγρασία, πρακτικά δεν αλλάζει με την αύξηση της τάσης. Το ρεύμα I3 που διαρρέει αυτόν τον κλάδο ονομάζεται ρεύμα προς τα εμπρός.

Το τέταρτο κύκλωμα αναπαρίσταται στο ισοδύναμο κύκλωμα του διακένου σπινθήρα MF, το οποίο χαρακτηρίζει τη διηλεκτρική αντοχή της μόνωσης, αριθμητικά εκφρασμένη από την τιμή της τάσης στην οποία το μονωτικό υλικό χάνει τις μονωτικές του ιδιότητες και διασπάται υπό την επίδραση του ρεύματος Ι4 περνώντας από αυτό.

Αυτό το ισοδύναμο κύκλωμα απομόνωσης επιτρέπει όχι μόνο να περιγράψει τις διεργασίες που λαμβάνουν χώρα σε αυτό όταν εφαρμόζεται μια τάση, αλλά και να ορίσει παραμέτρους που μπορούν να παρατηρηθούν για την αξιολόγηση της κατάστασής της.

Μέθοδοι δοκιμής ηλεκτρικής μόνωσης

Ο απλούστερος και πιο συνηθισμένος τρόπος εκτίμησης της κατάστασης της μόνωσης και της ακεραιότητάς της είναι η μέτρηση της αντίστασής της με τη χρήση μεγοχόμετρου.

Ας προσέξουμε το γεγονός ότι η παρουσία πυκνωτών στο ισοδύναμο κύκλωμα εξηγεί και την ικανότητα της μόνωσης να συσσωρεύει ηλεκτρικά φορτία. Επομένως, οι περιελίξεις των ηλεκτρικών μηχανών και των μετασχηματιστών πριν και μετά τη μέτρηση της αντίστασης μόνωσης πρέπει να αποφορτίζονται με γείωση του ακροδέκτη στον οποίο συνδεδεμένο μεγαχόμετρο.

Κατά τη μέτρηση της αντίστασης μόνωσης ηλεκτρικών μηχανών και μετασχηματιστών, πρέπει να παρακολουθείται η θερμοκρασία των περιελίξεων, η οποία καταγράφεται στην έκθεση δοκιμής. Η γνώση της θερμοκρασίας στην οποία έγιναν οι μετρήσεις είναι απαραίτητη για τη σύγκριση των αποτελεσμάτων των μετρήσεων μεταξύ τους, επειδή η αντίσταση μόνωσης αλλάζει απότομα ανάλογα με τη θερμοκρασία: κατά μέσο όρο, η αντίσταση μόνωσης μειώνεται κατά 1,5 φορές με αύξηση της θερμοκρασίας κάθε 10 ° C και επίσης αυξάνεται με την αντίστοιχη μείωση της θερμοκρασίας.

Λόγω του γεγονότος ότι η υγρασία, η οποία περιέχεται πάντα στα μονωτικά υλικά, επηρεάζει τα αποτελέσματα των μετρήσεων, ο προσδιορισμός των παραμέτρων που χαρακτηρίζουν την ποιότητα της μόνωσης δεν πραγματοποιείται σε θερμοκρασίες κάτω από + 10 ° C, καθώς τα αποτελέσματα που λαμβάνονται δεν θα δώσουν σωστή ιδέα για την πραγματική κατάσταση της απομόνωσης.

Κατά τη μέτρηση της αντίστασης μόνωσης ενός πρακτικά ψυχρού προϊόντος, η θερμοκρασία μόνωσης μπορεί να θεωρηθεί ίση με τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Σε όλες τις άλλες περιπτώσεις, η θερμοκρασία της μόνωσης θεωρείται υπό όρους ίση με τη θερμοκρασία των περιελίξεων, μετρούμενη από την ενεργό αντίστασή τους.

Για να μην διαφέρει σημαντικά η μετρούμενη αντίσταση μόνωσης από την πραγματική τιμή, η αντίσταση μόνωσης των στοιχείων του κυκλώματος μέτρησης — καλώδια, μονωτές κ.λπ. — θα πρέπει να εισάγει ένα ελάχιστο σφάλμα στο αποτέλεσμα της μέτρησης.Επομένως, κατά τη μέτρηση της αντίστασης μόνωσης των ηλεκτρικών συσκευών με τάση έως και 1000 V, η αντίσταση αυτών των στοιχείων πρέπει να είναι τουλάχιστον 100 megohms και κατά τη μέτρηση της αντίστασης μόνωσης των μετασχηματιστών ισχύος - όχι μικρότερη από το όριο μέτρησης του μεγομόμετρου .

Εάν δεν πληρούται αυτή η προϋπόθεση, τα αποτελέσματα της μέτρησης πρέπει να διορθωθούν για την αντίσταση μόνωσης των στοιχείων του κυκλώματος. Για να γίνει αυτό, η αντίσταση μόνωσης μετράται δύο φορές: μία φορά με ένα πλήρως συναρμολογημένο κύκλωμα και το προϊόν συνδεδεμένο και τη δεύτερη φορά με το προϊόν αποσυνδεδεμένο. Το αποτέλεσμα της πρώτης μέτρησης θα δώσει την ισοδύναμη αντίσταση μόνωσης του κυκλώματος και του προϊόντος Re, και το αποτέλεσμα της δεύτερης μέτρησης θα δώσει την αντίσταση των στοιχείων του κυκλώματος μέτρησης Rc. Στη συνέχεια η αντίσταση μόνωσης του προϊόντος

Εάν για ηλεκτρικές μηχανές ορισμένων άλλων προϊόντων δεν έχει καθοριστεί η σειρά μέτρησης της αντίστασης μόνωσης, τότε για τους μετασχηματιστές ισχύος αυτή η σειρά μέτρησης ρυθμίζεται από το πρότυπο σύμφωνα με το οποίο μετράται πρώτα η αντίσταση μόνωσης της περιέλιξης χαμηλής τάσης (LV). Οι υπόλοιπες περιελίξεις, καθώς και η δεξαμενή, πρέπει να γειωθούν. Σε περίπτωση απουσίας δεξαμενής, το περίβλημα του μετασχηματιστή ή ο σκελετός του πρέπει να είναι γειωμένο.

Με την παρουσία τριών περιελίξεων τάσης — χαμηλότερης τάσης, μέσης υψηλής τάσης και υψηλότερης τάσης — μετά την περιέλιξη χαμηλής τάσης, είναι απαραίτητο να μετρηθεί η αντίσταση μόνωσης της περιέλιξης μέσης τάσης και μόνο τότε η υψηλότερη τάση.Φυσικά, για όλες τις μετρήσεις, τα υπόλοιπα πηνία, καθώς και η δεξαμενή, πρέπει να είναι γειωμένα και το μη γειωμένο πηνίο πρέπει να αποφορτίζεται μετά από κάθε μέτρηση συνδέοντας στο κουτί για τουλάχιστον 2 λεπτά. Εάν τα αποτελέσματα των μετρήσεων δεν πληρούν τις καθορισμένες απαιτήσεις, τότε οι δοκιμές πρέπει να συμπληρωθούν με τον προσδιορισμό της αντίστασης μόνωσης των περιελίξεων που συνδέονται ηλεκτρικά μεταξύ τους.

Για μετασχηματιστές δύο περιελίξεων, η αντίσταση των περιελίξεων υψηλής και χαμηλής τάσης θα πρέπει να μετρηθεί σε σχέση με το περίβλημα και για τους μετασχηματιστές τριών περιελίξεων, πρέπει πρώτα να μετρηθούν οι περιελίξεις υψηλής και μέσης τάσης και μετά οι περιελίξεις υψηλής, μέσης και χαμηλής τάσης .

Κατά τη δοκιμή της μόνωσης ενός μετασχηματιστή, είναι απαραίτητο να γίνουν πολλές μετρήσεις για να προσδιοριστούν όχι μόνο οι τιμές της ισοδύναμης αντίστασης μόνωσης, αλλά και να συγκριθεί η αντίσταση μόνωσης των περιελίξεων με άλλες περιελίξεις και το σώμα του μηχανήματος.

Η αντίσταση μόνωσης των ηλεκτρικών μηχανών μετριέται συνήθως με διασυνδεδεμένες περιελίξεις φάσης και στο σημείο εγκατάστασης — μαζί με καλώδια (διαύλους). Εάν τα αποτελέσματα των μετρήσεων δεν πληρούν τις καθορισμένες απαιτήσεις, τότε μετράται η αντίσταση μόνωσης κάθε περιέλιξης φάσης και, εάν είναι απαραίτητο, κάθε κλάδου της περιέλιξης.

Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι είναι δύσκολο να κριθεί εύλογα η κατάσταση της μόνωσης μόνο από την απόλυτη τιμή της αντίστασης μόνωσης. Επομένως, προκειμένου να αξιολογηθεί η κατάσταση μόνωσης των ηλεκτρικών μηχανών κατά τη λειτουργία, τα αποτελέσματα αυτών των μετρήσεων συγκρίνονται με τα αποτελέσματα των προηγούμενων.

Σημαντικές, αρκετές φορές, αποκλίσεις μεταξύ των αντιστάσεων μόνωσης μεμονωμένων φάσεων συνήθως υποδηλώνουν κάποιο σημαντικό ελάττωμα. Μια ταυτόχρονη μείωση της αντίστασης μόνωσης για όλες τις περιελίξεις φάσεων, κατά κανόνα, υποδηλώνει μια αλλαγή στη γενική κατάσταση της επιφάνειάς του.

Κατά τη σύγκριση των αποτελεσμάτων της μέτρησης, πρέπει να θυμόμαστε την εξάρτηση της αντίστασης μόνωσης από τη θερμοκρασία. Επομένως, είναι δυνατό να συγκριθούν μεταξύ τους τα αποτελέσματα των μετρήσεων που πραγματοποιήθηκαν στην ίδια ή παρόμοια θερμοκρασία.

Όταν η τάση που εφαρμόζεται στη μόνωση είναι σταθερή, το συνολικό ρεύμα Ii (βλ. Εικ. 1) που διαρρέει από αυτήν μειώνεται όσο περισσότερο, τόσο καλύτερη είναι η κατάσταση της μόνωσης, και σύμφωνα με τη μείωση του ρεύματος Ii, οι ενδείξεις του αύξηση μεγωχόμετρου. Λόγω του γεγονότος ότι το συστατικό I2 αυτού του ρεύματος, που ονομάζεται επίσης ρεύμα απορρόφησης, σε αντίθεση με το στοιχείο I3, δεν εξαρτάται από την κατάσταση της μονωτικής επιφάνειας, καθώς και από τη μόλυνση και την περιεκτικότητα σε υγρασία, ο λόγος των τιμών αντίστασης μόνωσης σε δεδομένες χρονικές στιγμές λαμβάνεται ως χαρακτηριστικό της μονωτικής περιεκτικότητας σε υγρασία.

Τα πρότυπα συνιστούν τη μέτρηση της αντίστασης μόνωσης μετά από 15 s (R15) και μετά από 60 s (R60) μετά τη σύνδεση του μεγομόμετρου, και η αναλογία αυτών των αντιστάσεων ka = R60 / R15 ονομάζεται συντελεστής απορρόφησης.

Με μη υγρή μόνωση, ka> 2, και με υγρή μόνωση — ka ≈1.

Δεδομένου ότι η τιμή του συντελεστή απορρόφησης είναι πρακτικά ανεξάρτητη από το μέγεθος της ηλεκτρικής μηχανής και από διάφορους τυχαίους παράγοντες, μπορεί να κανονικοποιηθεί: ka ≥ 1,3 στους 20 ° C.

Το σφάλμα στη μέτρηση της αντίστασης μόνωσης δεν πρέπει να υπερβαίνει το ± 20%, εκτός εάν έχει καθοριστεί ειδικά για ένα συγκεκριμένο προϊόν.

Στα ηλεκτρικά προϊόντα, οι δοκιμές ηλεκτρικής αντοχής υποβάλλουν τη μόνωση των περιελίξεων στο σώμα και μεταξύ τους, καθώς και στην ενδιάμεση μόνωση των περιελίξεων.

Προκειμένου να ελεγχθεί η διηλεκτρική αντοχή της μόνωσης πηνίων ή εξαρτημάτων που μεταφέρουν ρεύμα στο περίβλημα, εφαρμόζεται αυξημένη ημιτονοειδής τάση με συχνότητα 50 Hz στους ακροδέκτες του δοκιμασμένου πηνίου ή των εξαρτημάτων που μεταφέρουν ρεύμα. Η τάση και η διάρκεια εφαρμογής της αναγράφονται στην τεχνική τεκμηρίωση για κάθε συγκεκριμένο προϊόν.

Κατά τη δοκιμή της διηλεκτρικής αντοχής της μόνωσης των περιελίξεων και των ενεργών μερών στο σώμα, όλες οι άλλες περιελίξεις και τα ηλεκτροφόρα μέρη που δεν συμμετέχουν στις δοκιμές πρέπει να συνδέονται ηλεκτρικά με το γειωμένο σώμα του προϊόντος. Μετά το τέλος της δοκιμής, τα πηνία πρέπει να γειωθούν για να αφαιρεθεί το υπολειπόμενο φορτίο.

Στο σχ. Το 2 δείχνει ένα διάγραμμα για τη δοκιμή της διηλεκτρικής αντοχής μιας περιέλιξης ενός τριφασικού ηλεκτροκινητήρα Η υπέρταση δημιουργείται από μια δοκιμαστική εγκατάσταση AG που περιέχει μια ρυθμιζόμενη πηγή τάσης E. Η τάση μετράται στην πλευρά της υψηλής τάσης με ένα φωτοβολταϊκό βολτόμετρο. Ένα αμπερόμετρο PA χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του ρεύματος διαρροής μέσω της μόνωσης.

Το προϊόν θεωρείται ότι έχει περάσει τη δοκιμή εάν δεν υπάρχει βλάβη της μόνωσης ή επικάλυψη της επιφάνειας, καθώς και εάν το ρεύμα διαρροής δεν υπερβαίνει την τιμή που καθορίζεται στην τεκμηρίωση για αυτό το προϊόν. Σημειώστε ότι η ύπαρξη ενός αμπερόμετρου που παρακολουθεί το ρεύμα διαρροής καθιστά δυνατή τη χρήση μετασχηματιστή στη ρύθμιση δοκιμής.

Ρύζι. 2. Σχέδιο δοκιμής της διηλεκτρικής αντοχής της μόνωσης ηλεκτρικών προϊόντων

Εκτός από τη δοκιμή τάσης συχνότητας της μόνωσης, η μόνωση δοκιμάζεται επίσης με ανορθωμένη τάση. Το πλεονέκτημα μιας τέτοιας δοκιμής είναι η δυνατότητα αξιολόγησης της κατάστασης της μόνωσης με βάση τα αποτελέσματα της μέτρησης των ρευμάτων διαρροής σε διαφορετικές τιμές της τάσης δοκιμής.

Για να αξιολογηθεί η κατάσταση της μόνωσης, χρησιμοποιείται ένας συντελεστής μη γραμμικότητας

όπου I1.0 και I0.5 είναι ρεύματα διαρροής 1 λεπτό μετά την εφαρμογή τάσεων δοκιμής ίσες με την κανονικοποιημένη τιμή του Unorm και το ήμισυ της ονομαστικής τάσης της ηλεκτρικής μηχανής Urated, kn <1,2.

Τα τρία εξεταζόμενα χαρακτηριστικά — αντίσταση μόνωσης, συντελεστής απορρόφησης και συντελεστής μη γραμμικότητας — χρησιμοποιούνται για την επίλυση του ζητήματος της δυνατότητας ενεργοποίησης μιας ηλεκτρικής μηχανής χωρίς να στεγνώσει η μόνωση.

Κατά τη δοκιμή της διηλεκτρικής αντοχής της μόνωσης σύμφωνα με το διάγραμμα στο σχ. 2 όλες οι στροφές της περιέλιξης είναι πρακτικά στην ίδια τάση σε σχέση με το σώμα (γείωση) και επομένως η μόνωση στροφής προς στροφή παραμένει ανεξέλεγκτη.

Ένας τρόπος δοκιμής της διηλεκτρικής αντοχής της μόνωσης είναι η αύξηση της τάσης κατά 30% σε σύγκριση με την ονομαστική. Αυτή η τάση εφαρμόζεται από μια πηγή ρυθμιζόμενης τάσης EK στο σημείο δοκιμής χωρίς φορτίο.

Μια άλλη μέθοδος εφαρμόζεται σε γεννήτριες που λειτουργούν στο ρελαντί και συνίσταται στην αύξηση του ρεύματος διέγερσης της γεννήτριας μέχρι να επιτευχθεί η τάση (1,3 ÷ 1,5) Unom στους ακροδέκτες του στάτορα ή του οπλισμού, ανάλογα με τον τύπο της μηχανής.Δεδομένου ότι ακόμη και σε κατάσταση αδράνειας, τα ρεύματα που καταναλώνονται από τις περιελίξεις των ηλεκτρικών μηχανών μπορεί να υπερβούν τις ονομαστικές τους τιμές, τα πρότυπα επιτρέπουν τη διεξαγωγή μιας τέτοιας δοκιμής με αυξημένη συχνότητα της τάσης που παρέχεται στις περιελίξεις του κινητήρα πάνω από την ονομαστική τιμή ή σε αυξημένη ταχύτητα γεννήτριας.

Για τη δοκιμή ασύγχρονων κινητήρων, είναι επίσης δυνατή η χρήση δοκιμαστικής τάσης με συχνότητα fi = 1,15 fn. Μέσα στα ίδια όρια, η ταχύτητα της γεννήτριας μπορεί να αυξηθεί.

Κατά τη δοκιμή της διηλεκτρικής αντοχής της μόνωσης με τέτοιο τρόπο, μια τάση αριθμητικά ίση με την αναλογία της εφαρμοζόμενης τάσης διαιρεμένη με τον αριθμό των στροφών του πηνίου θα εφαρμοστεί μεταξύ γειτονικών στροφών πηνίου. Διαφέρει ελαφρώς (κατά 30-50%) από αυτό που υπάρχει όταν το προϊόν λειτουργεί σε ονομαστική τάση.

Όπως γνωρίζετε, το όριο αύξησης της τάσης που εφαρμόζεται στους ακροδέκτες του πηνίου που βρίσκονται στον πυρήνα οφείλεται στη μη γραμμική εξάρτηση του ρεύματος σε αυτό το πηνίο από την τάση στους ακροδέκτες του. Σε τάσεις κοντά στην ονομαστική τιμή Unom, ο πυρήνας δεν είναι κορεσμένος και το ρεύμα εξαρτάται γραμμικά από την τάση (Εικ. 3, ενότητα ΟΑ).

Καθώς η τάση αυξάνεται, το U πάνω από το ονομαστικό ρεύμα στο πηνίο αυξάνεται απότομα και σε U = 2 Unom το ρεύμα μπορεί να υπερβεί την ονομαστική τιμή κατά δεκάδες φορές. Προκειμένου να αυξηθεί σημαντικά η τάση ανά στροφή της περιέλιξης, η αντοχή της μόνωσης μεταξύ των στροφών ελέγχεται σε συχνότητα που είναι πολλές φορές (δεκαπλάσια και άνω) μεγαλύτερη από την ονομαστική.

Ρύζι. 3. Γράφημα της εξάρτησης του ρεύματος στο πηνίο με έναν πυρήνα από την εφαρμοζόμενη τάση

Ρύζι. 4.Σχέδιο δοκιμής μόνωσης περιελίξεων σε αυξημένη συχνότητα ρεύματος

Ας εξετάσουμε την αρχή της δοκιμής της ενδιάμεσης μόνωσης των πηνίων επαφής (Εικ. 4). Το πηνίο δοκιμής L2 τοποθετείται στη ράβδο του διαχωρισμένου μαγνητικού κυκλώματος. Εφαρμόζεται τάση U1 στους ακροδέκτες του πηνίου L1 με αυξημένη συχνότητα, έτσι ώστε για κάθε περιστροφή του πηνίου L2 να υπάρχει μια τάση απαραίτητη για τη δοκιμή της διηλεκτρικής αντοχής της μόνωσης από στροφή σε στροφή. Εάν η μόνωση των περιελίξεων του πηνίου L2 είναι σε καλή κατάσταση, τότε το ρεύμα που καταναλώνεται από το πηνίο L1 και μετράται με το αμπερόμετρο PA μετά την τοποθέτηση του πηνίου θα είναι το ίδιο με πριν. Διαφορετικά, το ρεύμα στο πηνίο L1 αυξάνεται.

Ρύζι. 5. Σχέδιο μέτρησης της εφαπτομένης της γωνίας των διηλεκτρικών απωλειών

Το τελευταίο από τα εξεταζόμενα χαρακτηριστικά μόνωσης είναι η εφαπτομένη της διηλεκτρικής απώλειας.

Είναι γνωστό ότι η μόνωση έχει ενεργή και αντιδραστική αντίσταση και όταν εφαρμόζεται περιοδική τάση σε αυτήν, ενεργά και αντιδραστικά ρεύματα ρέουν μέσα από τη μόνωση, δηλαδή υπάρχουν ενεργές ισχύς P και άεργες Q. Ο λόγος P προς Q ονομάζεται εφαπτομένη της γωνίας διηλεκτρικής απώλειας και συμβολίζεται tgδ.

Αν θυμηθούμε ότι P = IUcosφ και Q = IUsinφ, τότε μπορούμε να γράψουμε:

tgδ είναι ο λόγος του ενεργού ρεύματος που διαρρέει τη μόνωση προς άεργο ρεύμα.

Για τον προσδιορισμό του tgδ, είναι απαραίτητο να μετρηθεί ταυτόχρονα η ενεργός και η άεργος ισχύς ή η ενεργός και άεργος (χωρητική) αντίσταση μόνωσης. Η αρχή της μέτρησης του tgδ με τη δεύτερη μέθοδο φαίνεται στο σχ. 5, όπου το κύκλωμα μέτρησης είναι μια μονή γέφυρα.

Οι βραχίονες της γέφυρας αποτελούνται από ένα παράδειγμα πυκνωτή C0, μεταβλητό πυκνωτή C1, μεταβλητές αντιστάσεις R1 και σταθερές R2, καθώς και από τη χωρητικότητα και την αντίσταση μόνωσης της περιέλιξης L στο σώμα του προϊόντος ή της μάζας, που συμβατικά απεικονίζεται ως πυκνωτής Cx και αντίσταση Rx. Σε περίπτωση που είναι απαραίτητο να μετρήσετε το tgδ όχι στο πηνίο, αλλά στον πυκνωτή, οι πλάκες του συνδέονται απευθείας στους ακροδέκτες 1 και 2 του κυκλώματος γέφυρας.

Η διαγώνιος της γέφυρας περιλαμβάνει ένα γαλβανόμετρο P και μια πηγή ισχύος, που στην περίπτωσή μας είναι ένας μετασχηματιστής Τ.

Όπως και σε άλλους κυκλώματα γέφυρας η διαδικασία μέτρησης συνίσταται στη λήψη των ελάχιστων ενδείξεων της συσκευής P με διαδοχική αλλαγή της αντίστασης της αντίστασης R1 και της χωρητικότητας του πυκνωτή C1. Συνήθως, οι παράμετροι της γέφυρας επιλέγονται έτσι ώστε η τιμή του tgδ σε μηδενικές ή ελάχιστες ενδείξεις της συσκευής P να διαβάζεται απευθείας στην κλίμακα του πυκνωτή C1.

Ο ορισμός του tgδ είναι υποχρεωτικός για πυκνωτές ισχύος και μετασχηματιστές, μονωτές υψηλής τάσης και άλλα ηλεκτρικά προϊόντα.

Λόγω του γεγονότος ότι οι δοκιμές διηλεκτρικής αντοχής και οι μετρήσεις tgδ γίνονται, κατά κανόνα, σε τάσεις άνω των 1000 V, πρέπει να τηρούνται όλα τα γενικά και ειδικά μέτρα ασφαλείας.

Διαδικασία δοκιμής ηλεκτρικής μόνωσης

Οι παράμετροι και τα χαρακτηριστικά της μόνωσης που συζητήθηκαν παραπάνω πρέπει να καθορίζονται με τη σειρά που καθορίζεται από τα πρότυπα για συγκεκριμένους τύπους προϊόντων.

Για παράδειγμα, στους μετασχηματιστές ισχύος, προσδιορίζεται πρώτα η αντίσταση μόνωσης και στη συνέχεια μετράται η εφαπτομένη της διηλεκτρικής απώλειας.

Για περιστρεφόμενες ηλεκτρικές μηχανές, μετά τη μέτρηση της αντίστασης μόνωσης πριν από τη δοκιμή της διηλεκτρικής τους αντοχής, είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθούν οι ακόλουθες δοκιμές: σε αυξημένη συχνότητα περιστροφής, με βραχυπρόθεσμο ρεύμα ή υπερφόρτωση ροπής, με ξαφνικό βραχυκύκλωμα (εάν είναι που προορίζεται για αυτό το σύγχρονο μηχάνημα), δοκιμή μόνωσης της ανορθωμένης τάσης των περιελίξεων (εάν προσδιορίζεται στην τεκμηρίωση για αυτό το μηχάνημα).

Τα πρότυπα ή οι προδιαγραφές για συγκεκριμένους τύπους μηχανών μπορεί να συμπληρώσουν αυτόν τον κατάλογο με άλλες δοκιμές που μπορεί να επηρεάσουν τη διηλεκτρική αντοχή της μόνωσης.