УДК 621.313.048.004.58
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧР ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СИСТЕМ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
Флорковска, Лечовски, Влодек (Польша)1
Введение. Исключить образование газовых полостей, которые в условиях эксплуатации могут стать источниками ЧР, в системах изоляции электрических машин высокого напряжения весьма затруднительно. Характер воздействия ЧР на современные системы изоляции, выполненные на основе термореактивных смол, зависит от всех материалов, входящих в эти системы. Представляется целесообразным исследовать стойкость различных изоляционных материалов к воздействию ЧР. Характер реакции материалов на воздействие ЧР проявляется в изменении интенсивности последних. Таким образом, исследование интенсивности ЧР дает определенную информацию о стойкости системы изоляции к воздействию ЧР. В данной работе приведены некоторые результаты исследований воздействия ЧР на три различные композиции, используемые для изготовления систем изоляции электрических машин высокого напряжения. В число этих композиций входят: слюдяная бумага - стеклоткань; слюдяная бумага — полиэфирная пленка; полиэфирная пленка — стеклоткань.
В качестве связующего применялась эпоксидная смола. Композиции резко отличаются друг от друга по характеру реакции на воздействие ЧР.
1 В. Florkowska, Z. Lechowski, R. Wlodek. Application of partial discharge detection to, the quality control of the insulating systems for high voltage rotating machines. Доклад 15-08 на сессии СИГРЭ 1982 г. Пер. с англ. Э. М. Попова.
Объект и программа испытаний.
Исследование, цель которого заключалась в обнаружении возникновения ЧР, проводилось на образцах материалов, названных выше. Образцы представляли собой пластины 100χ100χ1 мм, состоящие из листов изоляционных материалов, пропитанных эпоксидной смолой. Отверждение образцов проводилось под давлением по технологии изготовления изоляции машин. Было изготовлено два типа образцов. Образцы первой группы изготовлены по нормальной технологии, в образцах второй группы были выполнены искусственные внутренние расслоения толщиной около 20 мкм. Таким образом, образцы второй группы имели искусственные газовые полости, которые должны были имитировать дефекты, возникающие в процессе изготовления или эксплуатации изоляционных систем.
На образец наносился металлизированный слой диаметром 50 мм, к которому прилагали металлический электрод. На краю электродов за счет формы последних обеспечивалось почти равномерное электрическое поле. Весь образец в заключение покрывали искусственным воском. Исследован процесс старения образцов в электрическом поле при частоте синусоидального напряжения 500 Гц и напряженности 3—12 кВ/мм. Было установлено, что повышение частоты воздействующего напряжения в процессе старения ведет только к увеличению частоты ЧР и не оказывает никаких других воздействий на изоляционные материалы. Это положение отмечалось и другими авторами. Контроль процесса старения велся по интенсивности ЧР. Характеристики ЧР определялись на частоте 50 Гц. Измерительная система обеспечивала обнаружение электрических импульсов, которые возникают во внешней цепи при внутренних разрядах. Отдельные импульсы отличались друг от друга по максимальному значению, причем распределение максимальных значений импульсов находится в зависимости от характера и количества источников ЧР. В измерительной системе использовался анализатор максимальных значений импульсов, который позволял определить спектр распределения кажущихся зарядов. Пример распределения ЧР для образца нормальной системы слюдяная бумага - стеклоткань и такой же системы, но с внутренними расслоениями дан на рис. 1. Во втором образце явно прослеживаются разряды с большим зарядом, но с более низкой частотой. За напряжение начала ЧР брали первое значение, при котором наблюдалось возникновение стабильных разрядов с частотой 50 Гц. Внешняя энергия разрядов рассчитывалась по произведению значения кажущегося заряда конкретного разряда и мгновенного значения испытательного напряжения, при котором произошел данный разряд. Измерительная система обеспечивала чувствительность 5 пК. Для изучения результатов воздействия ЧР на исследуемые образцы использован 200-кратный оптический микроскоп.
Рис. 1. Зависимость частоты разрядов в изоляции на основе слюдяной бумаги и стеклоткани от интенсивности:
1 - изоляция без дефектов; 2 - изоляция с искусственными расслоениями; n — частота отдельных разрядов; N - общая частота ЧР
Рис. 2. Изменение общей частоты разрядов во времени в изоляции на основе слюдяной бумаги и стеклоткани (изоляция без дефектов в исходном состоянии; время испытания пересчитано на частоту 50 Гн)
