Курсовая работа: Техническое диагностирование электрооборудования. Диагностирование изоляции

Задание

Вариант №48

1. По теоретической части: Техническое диагностирование электрооборудования.Диагностирование изоляции.

2. По расчетной части: Блок теплиц 6 га.

1. Теоретическая часть

1.1 Техническое диагностирование электрооборудования. Диагностирование изоляции

Под действием электрического поля в изоляции происходят сложные процессы. Во-первых, из-за присутствия в диэлектриках свободных зарядов, обусловленных примесями и дефектами строения, в изоляции всегда возникает ток сквозной проходимости i_a , во-вторых, происходит замедленная поляризация, т.е. смещение и поворот связанных дипольных молекул, создающих ток абсорбции i_a . В-третьих, происходит мгновенная поляризация, представляющая собой упругое смещение и деформацию электронных оболочек атомов и ионов и создающая ток смещения i_c .

а)

Рис. 1 - Схема замещения изоляции (а) и диаграмма токов, протекающих в ней (б)

Для изучения перечисленных процессов используют схему замещения изоляции, показанную на рисунке 1, а. Резистор R_u характеризует сопротивление сквозному току; конденсатор С а - емкость, обусловленную дипольной поляризацией; конденсатор С_с - емкость электронной поляризации (геометрическая емкость); резистор эквивалентные потери при дипольной поляризации. На рисунке 1,6 показаны зависимости токов, проходящих через изоляцию, от времени нахождения под постоянным напряжением. Как видно, ток абсорбции затухает по мере завершения процессов замедленной поляризации, а ток сквозной проводимости сохраняется неизменным. Токи смещения столь кратковременны, что их не учитывают. Суммарный ток I имеет затухающий характер.

Истинное сопротивление изоляции зависит от сквозного тока можно определить по формуле

R_u = U /( i - i_a )

где U - приложенное напряжение, В.

Поскольку измерение i_a связано с определенными трудностями, сопротивление изоляции рассчитывают как частное от деления напряжения на значение тока, установившегося через минуту после включения напряжения. К этому моменту ток i_a затухает и не вносит погрешность. Если же измерение проводить при небольшой выдержке времени, то может создаться неправильное представление о сопротивлении изоляции.

Для исправной изоляции в ПУЭ и ПТЭ установлены нормативы, характеризующие параметры схемы замещения. Например, наименьшее допустимое сопротивление (МОм) изоляции электродвигателя мощностью Р_н (кВт) при рабочей температуре определяют по выражению

R_u ≥ U _н /(1000+0,01Р_н )

где U _н - номинальное линейное напряжение, В.

При эксплуатации электрооборудования его изоляция подвергается влиянию рабочего напряжения, кратковременным перенапряжениям от грозовых разрядов и коммутационных операций, механическим и тепловым нагрузкам, загрязнению, увлажнению и другим неблагоприятным воздействиям. В результате этого свойства изоляции непрерывно ухудшаются.

Из схемы замещения видно, что от качества изоляции зависят значения токов утечки, абсорбции, смещения и мощности потерь в цепи R_a C_a . Поэтому их принимают за диагностические параметры изоляции. Дополнительно используют характеристики электрической прочности. Задача диагностирования состоит в том, чтобы определить фактические значения параметров и сравнить их с соответствующими нормами.

К основным способам диагностирования изоляции относятся: измерение сопротивления изоляции; измерение емкости изоляции; измерение диэлектрических потерь; испытание повышенным напряжением переменного или постоянного тока.

Полное заключение о состоянии изоляции делают по совокупности результатов измерений. Но в ряде случаев выделяют отдельные определяющие параметры, которые в некоторых условиях достаточно полно оценивают качество изоляции. Такой подход оправдан для выявления конкретных неисправностей изоляции (увлажнение, старение и т. п.).

Рис. 2 - Графики изменения полного тока и сопротивления сухой и влажной изоляций

Определение увлажненности изоляции по коэффициенту абсорбции. Пусть изоляция некоторого электрооборудования, например электродвигателя, моделируется схемой замещения (см. рис. 1,а). Из предыдущего рассмотрения процессов электропроводности и поляризации следует, что для заведомо сухой изоляции в процессе измерения суммарный ток i_cyx будет резко затухать (рис. 2). У влажной изоляции такого же двигателя суммарный ток i _вл больше и будет затухать медленнее, потому что из-за увлажнения прирост тока сквозной проводимости больше, чем прирост тока абсорбции. Описанный характер изменения суммарного тока определяет динамику сопротивления изоляции. При постоянном напряжении мегомметра сопротивление сухой изоляции R _сух при измерении будет резко увеличиваться, а сопротивление влажной R _вл будет возрастать незначительно. Следовательно, по состоянию сопротивления изоляции в зависимости от продолжительности измерения можно определить, увлажнена изоляция или нет.

Рис. 3 - Графики изменения емкости сухой и влажной изоляций

Диагностирование увлажнения изоляции состоит в измерении мегомметром ее сопротивления в моменты t₁ , и t₂ ( t ₂ > t ₁ ) после подачи напряжения и определения отношения R t₂ l < R t₁ , называемого коэффициентом абсорбции. Обычно принимают t₁ = 15 с, t₂ = 60 с и рассчитывают R ₆₀ / R _15. Если R ₆₀ / R ₁₅ > 1,3, то изоляцию считают сухой; если ( R ₆₀ / R ₁₅ ) < 1,3, то изоляцию признают влажной.

Определение увлажненности изоляции способом «емкость - частота». Соотношение величин емкостей абсорбции и смещения изоляции зависит от степени ее увлажнения. В сухой изоляции преобладает электронная поляризация, характеризуемая емкостью смещения, а во влажной - дипольная поляризация (за счет дипольных молекул воды усиливается емкость абсорбции). Абсолютные значения величин этих емкостей имеют различную зависимость от частоты тока (рис. 4).

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--