Как проверить трансформатор мегаомметром

Несмотря на то, что мегаомметр считается профессиональным измерительным прибором, в некоторых случаях он может быть востребован и в быту. Например, когда необходимо проверить состояние электрической проводки. Использование мультиметра для этой цели не позволит получить необходимые данные, максимум, он способен – зафиксировать проблему, но не определить ее масштаб. Именно поэтому измерение сопротивления изоляции мегаомметром остается наиболее эффективным способ испытаний, подробно об этом рассказано в нашей статье.

Устройство и принцип работы мегаомметра

Старение изоляции электропроводки, как и любой электрической цепи, невозможно определить мультиметром. Собственно, даже при номинальном напряжении 0,4 кВ на силовом кабеле, ток утечки через микротрещины в изоляционном слое будет не настолько большой, чтобы его можно было зафиксировать штатными средствами. Не говоря уже про измерения сопротивления неповрежденной изоляции жил кабеля.

В таких случаях применяют специальные приборы – мегаомметры, измеряющие сопротивления изоляции между обмотками двигателя, жилами кабеля, и т.д. Принцип работы заключается в том, что на объект подается определенный уровень напряжения и измеряется номинальный ток. На основании этих двух величин производится расчет сопротивления согласно закону Ома ( I = U/R и R=U/I ).

Характерно, что в мегаомметрах для тестирования используется постоянный ток. Это связано с емкостным сопротивлением измеряемых объектов, которое будет пропускать переменный ток и тем самым вносить неточности в измерения.

Конструктивно модели мегаомметров принято разделять на два вида:

• Аналоговые (электромеханические) – мегаомметры старого образца. Аналоговый мегаомметр
• Цифровые (электронные) – современные измерительные устройства. Электронный мегаомметр

Рассмотрим их особенности.

Электромеханический мегаомметр

Рассмотрим упрощенную электрическую схему мегаомметра и его основные элементы

Упрощенная схема электромеханического мегаомметра

Обозначения:

1. Ручной генератор постоянного тока, в качестве такового используется динамо-машина. Как правило, для получения заданного напряжения скорость вращения рукояти ручного генератора должна бить около двух оборотов в течение секунды.
2. Аналоговый амперметр.
3. Шкала амперметра, отградуированная под показания сопротивления, измеряемого в килоомах (кОм) и мегаомах (МОм). В основу калибровки положен закон Ома.
4. Сопротивления.
5. Переключатель измерений кОм/Мом.
6. Зажимы (выходные клеммы) для подключения измерительных проводов. Где «З» – земля, «Л» – линия, «Э» – экран. Последний используется, когда необходимо проверить сопротивление относительно экрана кабеля.

Основное преимущество такой конструкции заключается в его автономности, благодаря использованию динамо-машины прибор не нуждается во внутреннем или внешнем источнике питания. К сожалению, у такого конструктивного исполнения имеется много слабых мест, а именно:

• Чтобы отобразить точные данные для аналоговых приборов важно минимизировать фактор механического воздействия, то есть мегаомметр должен оставаться неподвижным. А этого трудно добиться, вращая ручку генератора.
• На отображаемые данные влияет равномерность вращения динамо-машины.
• Часто в процессе измерения приходится задействовать усилия двух человек. Причем один из них выполняет сугубо физическую работу, – вращает ручку генератора.
• Основной недостаток аналоговой шкалы – ее нелинейность, что также негативно отражается на погрешности измерений.

Заметим, что в более поздних аналоговых мегаомметрах производители отказались от использования динамо-машины, заменив ее возможностью работы от встроенного или внешнего источника питания. Это позволило избавиться от характерных недостатков, помимо этого у таких устройств существенно увеличились функциональные возможности, в частности, расширился диапазон калибровки напряжения.

Современная аналоговая модель мегаомметра Ф4102

Что касается принципа работы, то он в аналоговых моделях остался неизменным и заключается в особой градации шкалы.

Электронный мегаомметр

Основное отличие цифровых мегаомметров заключается в применении современной микропроцессорной базы, что позволяет существенно расширить функциональность приборов. Для получения измерений достаточно задать исходные параметры, после чего выбрать режим диагностики. Результат будет выведен на информационное табло. Поскольку микропроцессор производит расчеты исходя из оперативных данных, то класс точности таких устройств существенно выше, чем у аналоговых мегаомметрах.

Отдельно следует упомянуть о компактности цифровых мегомметров и их многофункциональности, например, проверка устройств защитного отключения, замеры сопротивления заземления, петель фаза/ноль и т.д. Благодаря этому при помощи одного устройства можно провести комплексные испытания и все необходимые измерения.

Как правильно пользоваться мегаомметром?

Для проведения испытаний важно правильно выставить диапазоны измерений и уровень тестового напряжения. Проще всего это сделать, воспользовавшись специальными таблицами, где указываются параметры для различных тестируемых объектов. Пример такой таблицы приведен ниже.

Таблица 1. Соответствие уровня напряжения допустимому значению сопротивления изоляции.

Испытуемый объект	Уровень напряжения (В)	Минимальное сопротивление изоляции (МОм)
Проверка электропроводки	1000,0	0,5>
Бытовая электроплита	1000,0	1,0>
РУ, Электрические щиты, линии электропередач	1000,0-2500,0	1,0>
Электрооборудование с питанием до 50,0 вольт	100,0	0,5 или более в зависимости от параметров, указанных техническом паспорте
Электрооборудование с номинальным напряжением до 100,0 вольт	250,0	0,5 или более в зависимости от параметров, указанных техническом паспорте
Электрооборудование с питанием до 380,0 вольт	500,0-1000,0	0,5 или более в зависимости от параметров, указанных техническом паспорте
Оборудование до 1000,0 В	2500,0	0,5 или более в зависимости от параметров, указанных техническом паспорте

Перейдем к методике измерений.

Пошаговая инструкция измерения сопротивления изоляции мегаомметром

Несмотря на то, что пользоваться мегаомметром несложно, при испытаниях электроустановок необходимо придерживаться правил и определенного алгоритма действий. Для поиска дефектов изоляции генерируется высокий уровень напряжения, которое может представлять опасность для жизни человека. Требования ТБ при проведении испытаний будут рассмотрены отдельно, а пока речь пойдет о подготовительном этапе.

Подготовка к испытаниям

Перед началом тестирования электрической цепи, необходимо обесточить ее и снять подключенную нагрузку. Например, при проверке изоляции домашней проводки в квартирном щитке необходимо отключить все АВ, УЗО и диффавтоматы. Штепсельные соединения следует разомкнуть, то есть отключить электроприборы от розеток. Если проводится испытания линий освещения, то из всех осветительных приборов следует удалить источники света (лампы).

Следующее действие подготовительного этапа – установка переносного заземления. С его помощью убираются остаточные заряды в тестируемой цепи. Организовать переносное заземление несложно, для этого нам понадобиться многожильный проводник (обязательно медный), сечение которого не менее 2,0 мм 2 . Оба конца провода освобождаются от изоляции, потом один из них подключают на шину заземления электрощитка, а второй крепится к изоляционной штанге, за неимением последней можно использовать сухую деревянную палку.

Медный провод должен быть прикреплен к палке таким образом, что бы им можно было прикоснуться к токоведущим линиям измеряемой цепи.

Подключение прибора к испытуемой линии

Аналоговые и цифровые мегаомметры комплектуются 3-мя щупами, два обычные, подключаемые к гнездам «З» и «Л», и один с двумя наконечниками, для контакта «Э». Он применяется при испытании экранированных кабельных линий, которые в быту, практически, не используются.

Для тестирования однофазной бытовой проводки производим подключение одинарных щупов к соответствующим гнездам («земля» и «линия»). В зависимости от режима испытания зажимы-крокодилы присоединяем к тестируемым проводам:

• Каждый провод в кабеле тестируется относительно остальных жил, которые соединены вместе. Тестируемый провод подключается к гнезду «Л», остальные, соединенные вместе жилы к гнезду «З». Подобная схема подключения приведена на рисунке. Подключение мегаомметра

Если показатели отвечают норме, то на этом можно закончить испытания, в противном случае тестирование продолжается.

• Каждый из проводов проверяется относительно земли.
• Осуществляется проверка каждого провода относительно других жил.

Алгоритм испытаний

Рассмотрев все основные этапы можно перейти, непосредственно, к порядку действий:

1. Подготовительный этап (полностью описан выше).
2. Установка переносного заземления для снятия электрического заряда.
3. На мегаомметре задается уровень напряжения, для бытовой проводки – 1000,0 вольт.
4. В зависимости от ожидаемого результата выбирается диапазон измерения сопротивления.
5. Проверка обесточенности тестируемого объекта, сделать это можно при помощи индикатора напряжения или мультиметра.
6. Производится подключение специальных щупов-крокодилов измерительных проводов к линии.
7. Отключение переносного заземления с тестируемого объекта.
8. Осуществляется подача высокого напряжения. В электронных мегаомметрах для этого достаточно нажать кнопку «Тест», если используется аналоговый прибор, следует вращать ручку динамо-машинки с заданной скоростью.
9. Считываем показания прибора. При необходимости данные заносятся в протокол измерений.
10. Снимаем остаточное напряжение при помощи переносного заземления.
11. Производим отключение измерительных щупов.

Чтобы измерить состояние других токоведущих проводников, описанная выше процедура повторяется, пока не будут проверены все элементы объекта, то есть речь идет об окончании замеров при испытании электрооборудования.

По итогам испытаний принимается решение о возможности эксплуатации электроустановки.

Правила безопасности при работе с мегаомметром

При испытаниях электрооборудования к работе с мегаомметром должен допускаться электротехнический персонал, у которого группа электробезопасности не ниже третьей. Даже если измерения производятся в быту, тем, кто намерен использовать мегаомметр следует ознакомиться с основными требованиями ТБ:

• При тестировании следует использовать диэлектрические перчатки, к сожалению, данное требование часто игнорируется, что приводит к частым травмам.
• Перед проведением испытаний, необходимо убрать посторонних лиц с тестируемого объекта, а также вывесить соответствующие предупреждающие плакаты.
• При подключении щупов необходимо касаться их изолированных участков (рукоятей).
• После каждого из измерений, следует не забывать подключать переносное заземление, прежде чем отключать контрольные кабели.
• Измерения должны проводиться только при сухой изоляции, если ее влажность превышает допустимые пределы, испытания переносятся.

Сопротивление изоляции обмоток силовых трансформаторов , имеющих параллельные ветви, производится между ветвями, если при этом параллельные ветви могут быть выделены в электрически несвязанные цепи без распайки концов.

Измерение сопротивления изоляции силовых трансформаторов рекомендуется производить до измерения тангенса угла диэлектрических потерь и емкости обмоток.

Измерение сопротивления изоляции обмоток трансформаторов производится мегомметром между каждой обмоткой и корпусом (землей) и между обмотками при отсоединенных и заземленных на корпус остальных обмотках.

Состояние изоляции силовых трансформаторов характеризуется не только абсолютным значением сопротивления изоляции , которое зависит от габаритов трансформаторов и применяемых в нем материалов, но и коэффициентом абсорбции (отношением сопротивления изоляции, измеренного дважды — через 15 и 60 с после приложения напряжения на испытуемом объекте, R6o»и R15″). За начало отсчета допускается принимать начало вращения рукоятки мегаомметра.

Измерение сопротивления изоляции позволяет судить как о местных дефектах, так и о степени увлажнения изоляции обмоток трансформатора. Измерение сопротивления изоляции должно производиться мегаомметром, имеющим напряжение не ниже 2500 В с верхним пределом измерения не ниже 10000 МОм. На трансформаторах с высшим напряжением 10 кВ и ниже допускается измерение сопротивления изоляции производить мегаомметром на 1000 В с верхним пределом измерения не ниже 1000 МОм.

Перед началом каждого измерения по рис.1 испытуемая обмотка должна быть заземлена не менее 2 мин. Сопротивление изоляции R6o»- не нормируется, и показателем в данном случае является сравнение его с данными заводских или предыдущих испытаний. Коэффициент абсорбции также не нормируется, но учитывается при комплексном рассмотрении результатов измерения.

Обычно при температуре 10 — 30°С для неувлажненных трансформаторов он находится в следующих пределах: для трансформаторов менее 10000 кВА напряжением 35 кВ и ниже — 1,3, а для трансформаторов 110 кВ и выше — 1,5 — 2. Для трансформаторов, увлажненных или имеющих местные дефекты в изоляции, коэффициент абсорбции приближается к 1.

В связи с тем, что при приемосдаточных испытаниях приходится измерять трансформаторов при различных температурах изоляции, следует учитывать, что значение коэффициента изменяется с изменением температуры. Зависимость Ka б c = R6o» / R15″- показана на рис.2.

Для сравнения сопротивления изоляции необходимо измерять при одной и той же температуре и в протоколе испытания указывать температуру, при которой проводилось измерение. При сравнении результаты измерений сопротивления изоляции при разных температурах могут быть приведены к одной температуре с учетом того, что на каждые 10 °С понижения температуры R6o» увеличивается примерно в 1,5 раза.

В инструкции на этот счет даются следующие рекомендации: значение R6o» должно быть приведено к температуре измерения, указанной в заводском паспорте, оно должно быть: для трансформаторов 110 кВ — не менее 70 %, для трансформаторов 220 кВ — не менее 85 % значения, указанного в паспорте трансформатора.

Рис. 1. Схемы измерения сопротивления изоляции обмоток трансформатора: a – относительно корпуса; б – между обмотками трансформатора

Рис. 2 Зависимость Ka б c = R6o» / R15″

Измерение сопротивления изоляции вводов с бумажно-масляной изоляцией производится мегаомметром на напряжение 1000 — 2500 В. При этом измеряется сопротивление дополнительной изоляции вводов относительно соединительной втулки, которое должно быть не менее 1000 МОм при температуре 10 — 30 °С. Сопротивление основной изоляции ввода трансформатора должно быть не менее 10000 МОм.

Содержание:

Трансформатор нужен для повышения или уменьшения значений переменного тока. Основные его части – входная и выходные (бывает и по 1) катушки, расположенные на магнитном сердечнике. Работа устройства заключается в 2-стороннем изменении магнитного поля, индуцируемого переменным током. При использовании постоянного тока его необходимо вначале преобразовать. Переменное напряжение поступает извне на первичную обмотку. На идущих вслед за ней вторичных катушках вызывается переменное напряжение. Трансформаторы бывают разных типов, созданные из отличающихся материалов. Форма определяется легкостью расположения преобразователя в корпусе прибора. Расчетная мощность зависит от типа и материала сердечника. В зависимости от характеристик сердечника и отличий в численности витков коэффициент передачи бывает разным.

Возможные неисправности

Распространенные поломки трансформатора включают:

• перегорание кабеля в катушке;
• повреждение изоляции, вызывающее межвитковое замыкание или электрический контакт между катушкой и корпусом;
• дефект сердечника;
• естественный износ выводов обмоток или контактов.

Визуальная проверка трансформатора позволяет выявить повреждение или отсутствие изоляции, неисправность клемм и болтов, вздутие или протекание. Также при осмотре нужно обращать внимание на имеющуюся черноту, обугливание бумаги, запах гари. При отсутствии видимых повреждений работоспособность устройства проверятся с применением измерительных приборов.

Как проверить работу трансформатора мультиметром

Диагностировать исправность преобразователя можно мультиметром. Последовательность диагностики такова:
1. Определение обмоток. На преобразователе обычно присутствует маркировка с указанием номеров и типа выводов. По обозначениям можно получить дополнительные сведения по справочникам. Для преобразователей, установленных в электронные приборы, можно воспользоваться схемами приборов и подробными спецификациями.
2. Использование тестера. Он позволяет установить 2 типичные проблемы – обрыв обмотки и замыкание на расположенную рядом обмотку или корпус.
3. Если есть подозрение на обрыв обмотки – выполняется поочередный перезвон всех их омметром. Подтверждением обрыва выступает сопротивление, равное бесконечности. Для измерений лучше использовать аналоговый омметр, поскольку цифровой из-за существенных значений индукции может искажать показания. Это наиболее актуально для катушек с множеством витков.
4. Контроль замыкания на корпус – 1 щуп контактирует с выводом обмотки, а 2-м выполняется перезвон выводов остальных обмоток и корпуса. Контактная область на корпусе заранее зачищается от лакокрасочного покрытия.

Выявление межвиткового замыкания

Чтобы выявить такой дефект импульсного трансформатора, мультиметра недостаточно. Как минимум, понадобится еще хорошее зрение и внимательность. Для изоляции проволоки используется только ее лаковое покрытие. В случае пробоя изоляции остается сопротивление между расположенными рядом витками, и контактная область греется. Поэтому нужно убедиться в отсутствии подтеков, вспучивания, запаха гари, черноты, подгорания. После определения типа преобразователя можно увидеть в справочнике значение сопротивления его катушек. После этого следует тестером в функционале мегаомметра замерить сопротивление изоляции – между парами обмоток и отдельно между каждой из них и корпусом. Измерения осуществляются при напряжении, значащемся в техдокументации на преобразователь. Измеренные величины сравниваются со справочными, и в случае нестыковки на 50% или выше диагностируется неисправность обмотки.

Диагностика бытовых трансформаторов понижения

Такие элементы содержатся в блоках питания, понижающих напряжение на входе 220 В до значения 5–30 В на выходе. Перед тем, как проверять работоспособность трансформатора понижения, нужно вначале удостовериться в исправности его первичной обмотки. При выявлении запаха гари, возникновении дыма или треска измерения необходимо прекратить. Если же описанные дефекты не выявлены, выполняются измерения на вторичных катушках. В процессе измерений к ним допустимо прикасаться исключительно щупами тестера. Данные измерений сопоставляются с контрольными. Если нестыковка составляет 20% и более, подтверждается неисправность обмотки. Но протестировать такой блок удастся только при наличии 100% идентичного рабочего блока, который необходим для сборки контрольных данных. При работе с сопротивлением около 10 Ом возможно искажение результатов (характерно для некоторых тестеров).

Определение тока холостого тока

Если в ходе предыдущих проверочных работ неисправность не выявлена, рекомендуется выполнить диагностику на ток ХХ. Зачастую он составляет 0,1-0,15 от номинала. Для выполнения диагностики измерительный прибор используется в режиме амперметра. Мультиметр подсоединяется к диагностируемому устройству замкнутым накоротко. Это условие важно, поскольку при подаче тока на катушку его значение увеличивается в сотни раз по сравнению с номиналом. После размыкания выводов тестера на дисплее отображается значение тока без нагрузки, т.е. тока ХХ. Идентично измеряются его величины на вторичных катушках. Для определения напряжения обычно используется реостат. Альтернативой ему способна стать спираль из вольфрама или набор ламп. Для повышения нагрузки уменьшается число витков спирали или увеличивается число лампочек.

Контроль схемы под нагрузкой – прямой метод

Этот способ применяется для проверки рабочих параметров преобразователя. Его суть заключается в определении токов в обмотках под нагрузкой. К вторичной обмотке подключается такая нагрузка, чтобы протекающие в обмотках токи составляли минимум 20% от номинальных величин. Если вторичных обмоток несколько, неподключенные к нагрузке необходимо закоротить. Это нужно в целях безопасности, чтобы избежать возникновения высокого напряжения в разомкнутой вторичной катушке. Полученные значения делятся между собой, и определяется коэффициент трансформации. При его соответствии паспортной величине подтверждается исправность устройства, при несоответствии – нужно определить дефект.

Как проверить высоковольтный трансформатор мегаомметром

В вопросе, как проверить силовой трансформатор мегаомметром, важно соблюдать правила безопасности. Перед включением высоковольтного преобразователя следует проконтролировать, не требуется ли заземлить его сердечник. О такой необходимости свидетельствует наличие клеммы «З» или схожего знака. Для проверки состояния преобразователя используется прямой метод. Если же включить трансформатор с нагрузкой и выполнить замеры невозможно, его работоспособность проверяется косвенным методом. Он включает совокупность тестов, отображающих состояние устройства в определенном аспекте:

1. Проверка корректности маркировки выводов обмоток. Мультиметром в режиме омметра прозваниваются все пары выводов. Между выводами от различных катушек сопротивление бесконечно, а в рамках одной катушки – равно конкретному числу.
2. Сопоставление измеренного сопротивления со значениями в справочнике. Отличие на 50% или выше означает наличие межвиткового замыкания или повреждения провода.
3. Выяснение полярности выводов при помощи магнитоэлектрического амперметра или вольтметра с известной полярностью щупов. Он подключается к вторичной катушке. Если она не одна, остальные шунтируются. Через начальную катушку пропускается незначительный постоянный ток. Цепь замыкается и тут же размыкается. При совпадении полярности стрелка отклоняется вправо, при разной полярности – влево.
4. Получение характеристики намагничивания. Этот метод актуален, если есть исходная ВАХ проверяемого трансформатора. Цепь первичной катушки размыкается, а через вторичную пропускается переменный ток. Его сила меняется, и замеряется входное напряжение. Полученная ВАХ сравнивается с исходной. Уменьшение крутизны ВАХ отражает наличие межвиткового замыкания.

Для гарантированного получения достоверных результатов нужно использовать высокоточные приборы. Лучше всего получить эту задачу специалистам.

Правила пользования мегаомметром ф-2.

1 Установить мегаомметр горизонтально и открыть крышку.

2 Установить переключатель пределов измерения в положение «Уст.», включить питание и дать возможность лампам прогреть­ся в течение 15 минут. После прогрева установить стрелку ука­зателя на отметку ««. Установку «О» производить на первом пределе измерения (х1 — первая отметка) при закороченных зажимах «Л» и «3» и при нажатой кнопке «Выс. напряжение».

3 Убедившись в отсутствии напряжения на объекте измерения, подключить к нему мегаомметр. Измеряемый объект подключить к зажимам «Л» и «З», причем, плюсовой потенциал находится на зажиме «Л».

Для производства измерений необходимо:

а) установить переключатель пределов в первое положение х1;

б) нажать кнопку «Выс. напряжение», подав тем самым на объект высокое напряжение. На все время измерения кнопку держать нажатой;

в) когда стрелка указателя приблизится к отметке «» шкалы, переключатель пределов поставить в положение, соответствующее следующему пределу, до тех пор пока, стрелка не установится в рабочей части шкалы, после чего сделать отсчет величины изме­ренного сопротивления. На первом пределе измерений — переключа­тель пределов в положение х1 (красная отметка) — отсчет произ­водить по нижней, красной шкале. На остальных пределах изме­рения (х1; х10 и х100) — отсчет производить по нижней (черной) шкале, умножая полученный результат на множитель, соответству­ющий данному пределу.

Для измерения отношения R₆₀/R₁₅ отсчет показаний прибора сле­дует производить в моменты, когда зажигаются тиратроны с над­писью «15 сек» и «60 сек» . Если при нажатии кнопки «Выс. напря­жение» загорится и будет светится тиратрон с надписью «Перегр.», прекратить измерения, заземлить объект.

4 По окончании измерений отпустить кнопку «Выс. напряжение», переключатель пределов измерения поставить в положение «Уст» и разрядить объект, наложив на него заземление.

5 Повторное измерение отношения R

60 /R₁₅ можно производить лишь после окончания разряда емкости объекта и конденсаторов реле времени, т.е. не раньше, чем через 2-4 минуты после вы­ключения кнопки «Выc. напряжение».

2 Проверка состояния изоляции силового трансформатора

Проверка состояния силового трансформатора вклю­чает в себя следующие операции:

— измерение сопротивления изоляции и определение коэффициента абсорбции изоляции;

— измерение степени увлажнения изоляции емкостными методами;

— измерение тангенса угла диэлектрических потерь и емкости обмоток трансформатора.

2.1 Измерение сопротивления изоляции и определение коэффициента

абсорбции изоляции трансформатора

Измерение сопротивления изоляции обмоток трансформато­ра проводится по вышеприведенной методике. Измерение проводит­ся мегаомметрами типа Ф-2, Ф4100, M4IOO на напряжение 2500 В. Схемы измерения сопротивления изоляции одинаковы независимо от типа трансформатора: для двухобмоточных трансформаторов ВН-НН+ корпус + земля; НН-ВН + корпус + земля; ВН-НН (рисунок 6.3).

Рисунок 3.3 — Схемы измерения сопротивления изоляции обмоток

транс­форматора

Коэффициент абсорбции силового трансформатора должен быть не менее 1,3.

Таблица 3.5 — Наименьшие допустимые сопротивления изоляции

R₆₀ обмоток трансформатора в масле

Номинальное напряжение обмотки высшего напряжения, кВ	Значение R60, МОм, при температуре обмотки, 0С
	10	20	30	40	50	60	70
До 35	450	300	200	130	90	60	40
110	900	600	400	260	180	120	80
Свыше 110	Не нормируется

Перед повторными измерениями сопротивления изоляции по какой-либо схеме все обмотки силового трансформатора зазем­ляются на время не менее 5 минут для снятия остаточных ем­костных зарядов.

Результаты измерений следует занести в таблицу 3.6

Таблица 3.6 Результаты измерений сопротивлений изоляции

Объект измерения	Время, с	Сопротивление изоляции			Коэффициент абсорбции
		RВН-НН+К	RНН-ВН+К	RВН-НН	КВН	КНН	КВН-НН
Силовой трансфор­матор	15
	60

2.2 Определение степени увлажнения изоляции емкостными методами.

В процессе ревизии или сушки силового трансформато­ра производится оценка степени увлажнения изоляции емкостным методом «емкость-частота» или емкость-время».

При методе «емкость-частота» измеряется геометрическая ем­кость и емкость с учетом поляризации диэлектрика соответствен­но, при частоте 50 и 2Гц. При методе «емкость-время» измеря­ется приращение емкости за определенное время (t=4 с). Для оценки степени увлажнения берется отношение С₂/С₅₀ и ΔС/ С₅₀.

Для трансформаторов, не требующих сушки, отношение С₂/С₅₀ ≤ 1,3. При выполнении данного условия изоляция считается сухой.

Значение ΔС/ С₅₀ не нормируется, однако оно учитывается при ревизии и ремонте трансформатора и используется в качестве ис­ходных данных при эксплуатации трансформатора. Измеряются ем­кость С

50 и ее приращение ∆С до ревизии и ∆С₁ после реви­зии и сравниваются отношения и ΔС/ С₅₀ и ΔС₁/ С₅₀ . Изоляция тран­сформатора считается неувлажненной, если отношения ΔС/С₅₀ и ΔС₁/С₅₀ не превышают следующих значений (таблица 3.7). Измерение ∆С производится для трансформаторов без масла.

Таблица 3.7-Допустимые значения приращения емкости изоляции

Температура окружающей среды при измерении, tоС.	10	20	30	40	50
ΔС/ С50 %	8	12	18	29	44
ΔС1/ С50 %	3	4	5	8,5	13

Измерения производятся по стандартным схемам (рисунок 3.3) приборами типа ЕВ-3, ПКВ-7, ПКВ-8. Результаты измерения заносятся в таблицу 3.8.

Таблица 3.8 – Данные измерений с использованием прибора ПКВ-7

Объект измерения

Обмотка ВН

Обмотка НН

С50

С2-С50

С50

С2-С50

—

пФ

—

пФ

—

пФ

—

пФ

Силовой трансформатор

Порядок работы с прибором ПКВ-7.(См. схему рисунок 3.7 и прибор).

1 Прибор располагается в непосредственной близости к измеря­емому объекту; корпус прибора заземляется.

2 Проверяется напряжение питания 220 В, шнур прибора подклю­чается к сети.

3 Включается тумблер «сеть» и прибор прогревается в течение 2-3 минут.

4 Переключатель предела ставится в положение «100 тыс. пФ».

5 Тумблер SA1 устанавливается в положение «Уст» и ручкой «0» производится установка стрелки измерителя на нуль. Переключе­ние тумблера SA1 в положение «Уст» и проверка нуля при отклю­чении объекта обязательны при каждом измерении.

6 Собирается схема измерения (рисунок 6.3), заземляется корпус трансформа­тора, все обмотки, кроме испытуемой, соединяются с корпусом, отдельные выводы каждой обмотки соединяются между собой нако­ротко. Испытуемая обмотка подсоединяется к зажиму «объект» при­бора. Заземленный провод объекта подключается к зажиму » » прибора.

7 Для измерения величины С₅₀ тумблер SA2 устанавливается в по­ложение

» C₅₀«, а тумблер SA3 в положение «ПКВ». Тумблер SA1 пе­реводится в положение «изм» и через 10-15 секунд берется пока­зание по шкале прибора. В том случае, если выбранный предел не соответствует величине измеряемой емкости ( показания состав­ляют менее одной пятой шкалы), переключатель пределов ставится в другое положение.

8. Измеряется величина С₂-С₅₀. Для этого тумблер SА2 устанавливается в положение «С₂ – C₅₀«, SА3- в положение «ПКВ». Отсчет берется не менее чем через 30 секунд после переключе­ния тумблера SA1 в положение «изм.». Определение отношения С₂/С₅₀ производится по формуле:

, (3.5)

Предел измерения подбирается также, как по пункту 7.

9 Для определения степени увлажнения изоляции по методу «емкость-время» тумблер SA2 устанавливается в положение «C₂-C₅₀ » а тумблер SA3 в положение «ЕВ». Отсчет показаний берется че­рез 60 секунд после переключения тумблера SA1 в положение «изм.». Отношение ΔС/С₅₀ соответствует величине относитель­ного прироста емкости ΔС/С₅₀ . Показания прибора следует пе­ревести в величину измеряемой емкости. Для этого следует вос­пользоваться следующей таблицей 3.9.

Таблица 3.9 – Переводные коэффициенты

Предел измерения, тыс. пФ.	1	2	10	20	100
«К»	10	20	100	200	1000

«К» — коэффициент, на который нужно умножить показания прибора, чтобы получить величину измеряемой емкости в пикофарадах.

2.3 Тангенс угла диэлектрических потерь является важной характеристикой изоляции трансформаторов и высоковольтных вво­дов и характеризует потери в изоляции. (Этот раздел изучается устно).

Тангенс угла диэлектрических потерь определяется как отно­шение активной составляющей тока утечки через изоляцию к его реактивной составляющей при приложении переменного напряже­ния. Обычно tg δ выражается в процентах:

tg δ % =100tg δ (3.6)

Значение tg δ нормируется для каждого вида оборудования в зависит от температуры и значения прикладываемого напряжения. Для электрических машин tg δ не нашло применения.

Измерение tg δ производится мостами переменного тока типов Р5026, Р595 и МД-16 на специальном высоковольтном стенде.

Оборудование и аппаратура, находящиеся под напряжением должны быть ограждены согласно ПУЭ.

Измерение емкости С_Х и tg δ высоковольтной изоляции начинается со сборки прямой схемы . Перед измерением необходимо убедится, что вся коммутационная аппаратура выключена и напряжение отсутствует. Отключить цепи питания объекта испытания (силового трансформатора). На испытываемом силовом трансформаторе соединить вместе высоковольтные выводы обмотки А, В, С с медной шиной накоротко и считать этот контакт высоковольтным электродом. Кабель с вывода моста Р5026 с обозначениями «С_Х «, «Э», «С₀ «соединяют согласно схем. После окончания сборки схемы необходимо проверить правильность и надежность заземления, ка­чество изоляции проводников, находящихся при испытании под вы­соким напряжением.

Рисунок 3.4- Схема расположения оборудования стенда

TV-10 — трансформатор напряжения;

РНО – регулятор напряжения;

С₀ – Образцовый конденсатор;

Р5026 – мост переменного тока.

Принципиальная схема высоковольтного стенда представлена на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5 – Принципиальная электрическая схема стенда

QS- рубильник;

QF- автоматический выключатель;

РНО – регулятор напряжения;

TV – трансформатор напряжения.

а) «прямая» схема

б) «перевернутая» схема

Рисунок 3.6 – Схемы измерения tg δ при работе на высоком напряжении

Порядок работы с прибором Р5026 на высоком напряжении.

1 Проверьте положение ручек и установите на приборе:

• ручку «чувствительность» в положение «ВЫКЛ.»;

• ручки ряда R3 в положение отчета 50 Ом;

• ручки С4 в положение 0,001 мкФ;

— ручку переключателя «А» в положение, соответствующее пред­полагаемому значению измеряемой емкости при работе на высо­ком напряжении.

Примечание. Если переключатель «А» находился в положении, соот­ветствующем работе на низком напряжении, при пере­воде его ручки в положение «10 кВ» соответствующее для работы на высоком напряжении, необходимо нажать кнопку «К» и отпустить ее после перехода указателя ручки указателя на обозначение красного цвета «10 кВ».

Если порядок величины емкости объекта неизвестен, переключа­тель «С4» необходимо установить в положение измерения наиболь­шей емкости и при последующем уравновешивании моста установить вначале испытательное напряжение 1 кВ, не снижая значения ря­да RЗ менее 15 Ом.

2 Убедитесь в выполнении всех требований предыдущих разделов, включите регулирующее устройство, затем кнопку «СЕТЬ» на Ф5122 (при работе с устройством защитного потенциала) и плавно под­нимите напряжение до требуемого значения. Тресков, разрядов или шипений в элементах схемы наблюдаться не должно.

При обнаружении пробоя изоляции немедленно отключите напря­жение, прекратите работу и пригласите преподавателя.

3 При исправной установке включите тумблер «СЕТЬ» прибора Р5026. При этом должна загореться лампочка освещения шкалы микроамперметра.

4 Установите ручку «ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ» в такое положение, при котором стрелка микроамперметра отклонится на 30-35мкА.

5 Выберите вращением ручки «R» переключателя пределов измере­ния положение, при котором отклонение стрелки микроамперметра будет минимальным. При этом не допускается нажимать кнопку «К».

6 Добейтесь положения, при котором стрелка микроамперметра наиболее близко подойдет к нулевой отметке шкалы, поочередно регулируя сопротивление ряда RЗ и емкости ряда С4, увели­чивая при этом чувствительность указателя равновесия.

7 Уравновешивание моста заканчивается при такой чувствитель­ности, при которой изменение R3 или С4 на величину, равную 1/2 допускаемой основной погрешности, вызывает отклонение стрелки микроамперметра не менее, чем на 0,5 мм.

Примечание. При наибольшей чувствительности уравновешивание

производится по минимальному отклонению стрелки микроамперметра.

8 Запишите значения отсчета «С4» и «RЗ», а также положение переключателя полярности «Б» на мосте и переключателя поляр­ности В2 на регулирующем устройстве.

9 Уменьшите чувствительность указателя равновесия и переведи­те переключатель полярности «В» в другое положение при «tg δ». Произведите дополнительную регулировку «С4″ и»С3» по п.6 и за­пишите полученные значения «С4» и «RЗ».

10 Установите переключатель «ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ» в положение «ВЫКЛ». Уменьшите напряжение на регулировочном устройстве и переведите переключатель полярности сети В2 (регулировочного устройства) во второе положение, а затем снова повышайте на­пряжение до требуемой величины.

11 Произведите регулирование (уравновешивание) моста соглас­но пунктам 6-9.

12 Переключатель «Чувствительность» установите в положение «ВЫКЛ.», на регулировочном устройстве снизьте испытательное напряжение до нуля, отключите выключатель B1 и поставьте пе­реключатель полярности В2 в среднее положение.

13 Вычисления С_Х и tg δ произведите по формулам 3.7 и 3.8.

Действительное значение емкости определите как среднее арифметическое по формуле:

, (3.7)

где: ,,,— значение емкости, подчитанные по результатам отдельных измерений.

14. Действительное значение тангенса угла диэлектрических по­терь определите как среднее арифметическое по формуле:

, (3.8)

где: ,, ,— значения тангенса уг­ла диэлектрических по­терь, подсчитанные по ре­зультатам отдельных опы­тов.

Внимание! При измерении высокое напряжение необходимо

поднимать плавно до 10 кВ, по окончании также плав­но уменьшить напряжение до нуля.

Результаты измерений следует занести в таблицу 3.10.

Таблица 3.10- Результаты измерения tg δ и С_Х

Объект	Схема измерения	Руч­ка, А	R3, Ом	tg δ tg δ		СX, мкФ		tg δ
				изм.	расчет	изм.	расчет
Транс­форма­тор.	Прямая	+ 1
	Прямая	+ 2
	Перевер­нутая	+ 1
		+ 2

Для определения емкости и tg δ следует воспользоваться расчетными формулами 3.7 и 3.8 и данными таблицы 3.11.

По результатам измерений необходимо сделать заключение о состоянии изоляции.

Предельные значения tg δ изоляции обмоток трансформаторов на напряжение до 35 кВ включительно, залитых маслом даны в таблице 3.12.

Таблица 3.11

Пределы измерения			Пределы рабочего напряжения, кВ	Положение переключателя		Формула подсчета		ICX MAX , А
СХ , пФ		tg δ		«А»	«N»	СХ, мкФ	tg δХ
10-1000		10-4-0,1	5-10	1	0,1	0,1С0R4/R3	0.1C4	3*10-3
100-10000		10-4-1,0	3-10	1	1	C0*R4/R3	C4	3*10-2
104-106	104-2*104			2		200C0*(150-S+R3)/R3	C4	3*10-1
			3-5
	2*104-105
105-106		5*10-4-1,0		3	1	2000C0*(150-S+R3)/R3	C4	3
650- 2*105		5*10-3-0,1	3-5	4	0,1	4*10-4R4/R3	0.1C4	4*10-4
6500-2*106		5*10-3-1,0	0,1	4	1	4*10-3R4/R3	C4	3*10-2
2*106-5*108				5	1	R4/R3		2*10-1

Таблица 3.12- Допустимые значения тангенса угла диэлектрических

потерь

Значения tg δ , % при температуре обмотки, оС
tg δ	10о	20о	30о	40о	50о	60о
	1.2	1,5	2,0	2,5	3,4	4,5

Измерение характеристик изоляции трансформаторов / Справка / Energoboard

Допустимые значения сопротивления изоляции R60 коэффициент абсорбции R60 /R15 тангенс угла диэлектрических потерь tgδ и отношения С2 /C50 и ΔС/С регламентируется указанной инструкцией «Трансформаторы силовые. Транспортировка, разгрузка, хранение, монтаж и ввод в эксплуатацию» (РТМ 1б.800.723-80).

Температурный режим при проведении измерений. Характеристики изоляции допускается измерять не ранее, чем через 12 часов после окончания заливки трансформатора маслом.

Характеристики изоляции измеряются при температуре изоляции не ниже 10°С у трансформаторов на напряжение до 150 кВ мощностью до 80 МВ А и при температуре не менее нижнего значения, указанного в паспорте, у трансформаторов на напряжение выше 150 кВ или мощностью более 80 МВ А. Для обеспечения указанной температуры трансформатор подвергается нагреву до температуры, превышающей требуемую на 10°С. Характеристики изоляции измеряются на спаде температуры при отклонении ее от требуемого значения не более, чем на 5°С. Температура изоляции определяется до измерения характеристик изоляции. В качестве температуры изоляции трансформатора, не подвергавшегося нагреву, принимается температура верхних слоев масла.

Таблица 2.2. Схемы измерения характеристик силовых трансформаторов

Последовательность измерений	Двухобмоточные трансформаторы		Трехобмоточные трансформаторы		Автотрансформаторы		Шунтирующие реакторы		Заземляющие реакторы
	Обмотки, на которых производят измерения	3аземляем части трансформатора	Обмотки, на которых производят измерения	Заземляемые части трансформатора	Обмотки, на которых производят измерения	Заземляемые части трансформатора	Обмотки, на которых производят измерения	Заземляемые части трансформатора	Обмотки, на которых производят измерения	Заземляемые части трансформатора
1	НН	Бак, ВН	НН	Бак, СН, ВН	НН	Бак, ВН, СН	ВН	Бак	ВН	Бак, НН
2	ВН	Бак, НН	СН	Бак ВН, НН	ВН+СН ВН+	Бак, НН	—	—	—	—
3	(ВН +НН)*	Бак	ВН	Бак, НН, СН	СН+ НН	Бак	—	—	—	—
4	—	—	(ВН + СН)*	Бак, НН	—	—	—	—	—	—
5	—	—	(ВН + СН+ НН)*	Бак	—	—	—	—	—	—

Для трансформаторов на напряжение выше 35 кВ, залитых маслом, в качестве температуры изоляции следует принимать температуру фазы «В» обмотки «ВН», определяемую по ее сопротивлению постоянному току.

При нагреве трансформатора указанное сопротивление измеряется не ранее чем через 60 мин. после отключения нагрева обмотки током или через 30 мин после отключения внешнего нагрева.

При определении температуры обмотки по сопротивлению постоянному току рекомендуется температуру обмотки вычислять по формуле

где: Rх измеренное сопротивление обмотки при температуре tх; R0 — сопротивление обмотки, измеренное на заводе при температуре t0 (паспортные данные трансформатора).

При определении соотношения ΔС /С трансформаторов на напряжение 110 кВ и выше в качестве температуры изоляции принимается среднесуточная температура, измеренная термометром (или термопарой) на верхнем ярме магнитопровода непосредственно после измерения ΔС и С.

Перед измерением характеристик изоляции необходимо протереть поверхность вводов трансформаторов. При измерениях во влажную погоду рекомендуется применять экраны. Перед измерением характеристик изоляции измеряют значения Rиз, ΔС и С проводов, соединяющих приборы с трансформатором. Длина проводов должна быть как можно меньше, поэтому приборы нужно располагать по возможности ближе к трансформатору. Характеристики изоляции измеряют по схемам и в последовательности, указанной в табл. 2.2.

При измерении характеристик обмоток трансформатора R60 tgδ и масла tgδ следует учитывать поправочные коэффициенты табл. 2.3.

При измерении все выводы обмотки одного напряжения соединяются вместе, остальные обмотки и бак трансформатора должны быть заземлены.

Измерение сопротивлений R60 и R15. Измерение сопротивлений R60 и R15 проводят перед измерением остальных характеристик трансформатора. Сопротивление изоляции измеряют по схемам табл. 2.2 мегаомметром на 2500 В с верхним пределом измерения не ниже 10000 МОм. Измеренное значение R проводов должно быть не меньше верхнего предела измерения мегаомметра. Перед началом измерения все обмотки должны быть заземлены не менее чем на 5 мин., а между отдельными измерениями — не менее, чем на 2 мин.

Значения R60 изоляции, измеренные при монтаже (при заводской температуре или приведенные к этой температуре) для трансформаторов на напряжение до 35 кВ включительно, залитых маслом, должны быть не менее значений, указанных в табл. 2.1; для трансформаторов на напряжение 110 кВ и выше — не менее 70% значения, указанного в паспорте трансформатора. Значения R60, измеренные при температуре t1, на монтаже, приводят к температуре измерения t2 на заводе с помощью коэффициента К2, значения которого приведены в табл. 2.3

где R60 — измеренное значение R601 приведенное к температуре заводских измерений.

Данные измерений R60 допускается пересчитывать по температуре для трансформаторов мощностью до 80 МВ А и на напряжение до 150 кВ при разности температур не более +10°С, а для трансформаторов большей мощности и на напряжение выше 150 кВ — при разности температур не более +5°С .

Для сухих трансформаторов R60 при температуре 20-30°С должно быть не ниже: при номинальном напряжении трансформатора до 1 кВ — 100 МОм; б кВ — 300 МОм; 10 кВ — 500 МОм.

Коэффициент абсорбции R60/R15 обмоток для трансформаторов мощностью менее 10000 кВ А, напряжением до 35 кВ включительно при температуре 10-30°С должен быть не ниже 1,3. Для остальных трансформаторов — соответствовать заводским данным.

Таблица 2.3. Значения коэффициентов для пересчета характеристик обмоток и масла

Разность температур t2-t1, °С	Значения			Разность температур	Значения
	К1	К2	К3		К1	К2	К3
1	1,03	1,04	1,04	20	1,75	2,25	2,25
2	1,06	1,08	1,08	25	2,0	2,75	2,75
3	1,09	1,13	1,13	30	2,3	3,4	3,4
4	1,12	1,17	1,17	35	—	—	4,15
5	1,15	1,22	1,22	40	—	—	5,1
10	1,31	1,5	1,5	45	—	—	6,2
15	1,51	1,84	1,84	50	—	—	7,5

Значение коэффициента для разности температур не указанной в таблице определяется умножением коэффициентов, сумма разности температур которых равна рассматриваемой разности (например: коэффициент, соответствующий разнице температур 8°С определяется умножением коэффициентов соответственно для разностей температур 3°С и 5°С.

Измерение тангенса угла диэлектрических потерь tgδ. Тангенс угла диэлектрических потерь tgδ обмоток измеряют мостом переменного тока P5026 по перевернутой схеме (см. рис. 2.1) в последовательности согласно табл. 2.2. Перевернутая (обратная) схема применяется для измерения диэлектрических потерь объектов, имеющих один заземленный электрод.

Измерение tgδ на трансформаторах, залитых маслом, можно проводить при напряжении, не превышающем 2/3 заводского испытательного напряжения испытываемой обмотки.

Измерение tgδ при сушке трансформатора без масла допускается производить при напряжении не выше 220 В.

Измерения при монтаже значения tgδ изоляции обмоток при температуре заводских испытаний или приведенное к этой температуре, если температура при измерении отличается от заводской, должно быть для трансформаторов на напряжение до 35 кВ включительно залитых маслом, не выше значений, указанных в табл. 2.1., для трансформаторов на напряжение 110 кВ и выше — не более 130% паспортного значения.

Значения tgδ, приведенные к заводской температуре, не превышающие 1%, следует считать удовлетворительными без сравнения с паспортными значениями. Значения tgδ1, измеренного при температуре t, на монтаже, приводят к температуре измерения tz на заводе с помощью коэффициента К1, значения которого приведены в табл. 2.3

где tgδ — измеренное значение tgδ1, приведенное к температуре заводских измерений.

Данные измерений tgδ допускается пересчитывать по температуре для трансформаторов мощностью до 80 МВ А и на напряжение до 150 кВ при разности температур не более +10°С, а для трансформаторов большей мощности и на напряжение выше 150 кВ — при разности температур не более ±5°С.

При измерении характеристик изоляции необходимо учитывать влияние tgδ масла, заливаемого в трансформатор. Если tgδ масла, залитого при монтаже в трансформатор (tgδм2) находится в допустимых ГОСТом пределах, но отличается от заводского значения, фактические значения tgδф и R60 изоляции с учетом влияния tgδ масла определяются по формулам

 

где tgδиз и R60из — измеренные значения tgδ и R60 изоляции;
К — коэффициент приведения, имеющий приближенное значение 0,45;
tgδм2 — значение tgδ масла, залитого при монтаже, приведенное к температуре измерения характеристик изоляции на монтаже с помощью коэффициента Кз;
tgδм1- значение tgδ масла, залитого на заводе, приведенное к температуре измерения характеристик изоляции на заводе о помощью коэффициента Кз (табл. 2.3)

 

если температура при измерении tgδ масла ниже температуры при измерении характеристик изоляции;
tgδм1′ и tgδм2′ – измеренные значения tgδ масла, залитого соответственно на заводе и при монтаже.

Измерение емкости. Значения С2/С50, измеренные на монтаже для трансформаторов на напряжение до 35 кВ включительно, залитых маслом, не должны превышать значений, указанных в табл. 2.1. Для трансформаторов на напряжение 110 кВ и выше, транспортируемых без масла, значения ΔС/С, измеренные по прибытии трансформаторов на место монтажа, не нормируются, но должны использоваться в качестве исходных данных в эксплуатации.

При измерении ΔС и С изоляции трансформаторов на напряжение 110 кВ и выше в конце монтажа до заливки маслом необходимо учитывать ЬС и С маслонаполненных вводов трансформаторов введением поправок (вычитанием значения, измеренного на не установленном вводе, из значения измеренного на трансформаторе с установленными вводами).

Отношение С2/С50 и ΔС/С измеряются приборами ЕВ-3 или ПКВ-8 по схемам табл. 2.2. Перед измерением все обмотки должны быть заземлены не менее чем на 5 мин.

Измерение емкости трансформаторов производится главным образом для определения влажности обмоток. Оно основано на том, что емкость неувлажненной изоляции при изменении частоты изменяется меньше (или совсем не изменяется), чем емкость увлажненной изоляции.

Емкость изоляции принято измерять при двух частотах: 2 и 50 Гц (ΔС и С).

При измерении емкости изоляции на частоте 50 Гц успевает проявиться только геометрическая емкость, одинаковая у сухой и у влажной изоляции. При измерении емкости изоляции на частоте 2 Гц успевает проявиться абсорбционная емкость влажной изоляции, в то время как у сухой изоляции она меньше и заряжается медленно. Температура при измерениях должна быть не ниже +10°С. Отношение С2/С50 для увлажненной изоляции составляет около 2, а для неувлажненной — около 1.

Определение влажности изоляции силовых трансформаторов осуществляется также по приросту емкости за 1 с. При этом методе производится заряд емкости изоляции, а затем разряды: быстрый (закорачиванием сразу после окончания заряда) и медленный (закорачиванием через 1 с после окончания заряда). В первом случае определяется емкость С, во втором случае — прирост емкости за счет абсорбционной емкости, которая успевает проявиться за 1 с у влажного трансформатора, но не успевает проявиться у сухого. У сухого трансформатора ΔС незначительна: и составляет (0,02-:0,08) С при температуре +10°С, у влажного ΔС>>0,1°С.

Обычно эти измерения производят в начале ревизии трансформатора, после подъема выемкой части и в конце ревизии, до погружения керна трансформатора в масло, а также в процессе сушки.

Отношение ΔС/С измеряют для каждой обмотки при соединении с заземленным корпусом свободных обмоток. Перед измерением испытуемую обмотку заземляют на 2-3 мин. Провода, соединяющие прибор с испытуемой обмоткой, должны быть возможно короче. Если значения ΔС и С проводов можно измерить по прибору, вносится поправка вычитанием ΔС и С проводов из результатов измерения полностью собранной схемы с испытываемым трансформатором. Величина отношения ΔС/С, измеренная в конце ревизии, и разность в % между величиной ΔС/С в конце и начале ревизии должны быть в пределах величины приведенных в табл. 2.4.

Таблица 2.4. Значения ΔС / С, % при различных температурах

Мощность и напряжение обмотки ВН	Измерения	Температура, °С
		10	20	30	40	50
До 35 кВ включительно	В конце ревизии	13	20	30	45	75
Мощностью менее 10 МВ·А	В конце и начале ревизии	4	6	9	13,5	22

Величина ΔС/С увеличивается с повышением температуры. Поэтому, если за время ревизии трансформатора изменилась температура выемкой части и измерение ΔС/С в конце и начале ревизии производились при различных температурах, их необходимо перед сопоставлением привести к одной температуре путем умножения на коэффициент температурного пересчета К, значения которого представлены в табл. 2.5.

Таблица 2.5. Значения коэффициента температурного пересчета К

	Разность температур, 12 — 11, °С
	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50
К	1,25	1,55	1,95	2,4	3	3,7	4,6	5,7	7	8,8

Определение влажности по коэффициенту абсорбции. Коэффициент абсорбции (R60 /R15) для неувлажненной обмотки при температуре 10 — 30 °С лежит в пределах 1,3 — 2,0; для увлажненной — близок к единице. Это различие объясняется разной длительностью заряда абсорбционной емкости у сухой и влажной изоляции.

 

Методика испытания и измерения силовых трансформаторов

I. Общая часть.

1. Цель работы.

Целью проведения пуско-наладочных работ на силовых трансформаторах является проверка возможности включения трансформаторов в работу без предварительной ревизии и сушки, а также соответствия их характеристик данным заводов-изготовителей.

2. Техника безопасности.

Испытания и измерения силовых трансформаторов может производить бригада в составе не менее 2 человек из лиц ЭТЛ. Производитель работ при высоковольтных испытаниях должен иметь группу по электробезопасности не ниже IV, а остальные не ниже III группы. Работы проводятся по наряду с применением защитных средств.

Все выводы трансформатора на время производства работ должны быть закорочены и заземлены. Снимать закоротки и заземление допускается только на время испытаний.

3. Техническая оснащенность.

3.1. Средства защиты:

— переносное заземление;

— предупредительные плакаты;

— диэлектрические боты или коврик;

— диэлектрические перчатки.

3.2. Приборы:

— мегаомметр электронный Ф 4102/2-М;

— амперметр Э 526;

— мост постоянного тока Р 333;

— испытательная установка АИД-70;

— вольтметр Э 545.

II. Испытания и измерения.

1. Замеры изоляционных характеристик.

Перед началом испытаний необходимо провести внешний осмотр трансформатора, проверить исправность бака и радиаторов, состояние изоляторов, уровень масла, целостность маслоуказательного стекла, заземление трансформатора.

Замеры изоляционных характеристик допускается измерять не ранее чем через 12 ч. после окончания заливки трансформатора маслом. Характеристики изоляции измеряются при температуре изоляции не ниже 10 °С у трансформаторов напряжением до 150 кВ, мощностью до 80 МВА.

1.1. Сопротивление изоляции.

Характеристики изоляции измеряются по схемам и в последовательности, указанным ниже:

1. НН –ВН + Бак
2. ВН –НН + Бак
3. ВН + НН –Бак

При измерении все выводы обмоток одного напряжения соединяют вместе, остальные обмотки и бак трансформатора должны быть заземлены.

В начале измеряют R 60 и R 15 , а затем остальные характеристики трансформатора. Сопротивление изоляции трансформатора измеряют по приведенным ниже схемам мегаомметром на 2500 В с верхним пределом измерения не ниже 10000 МОм.

Перед началом измерения все обмотки должны быть заземлены не менее чем на 5 минут, а между отдельными измерениями не менее чем на 2 минуты.

Для трансформаторов на напряжение до 35 кВ включительно, мощностью до 10 МВА сопротивление изоляции обмоток должно быть не ниже следующих значений:

Температура обмотки, °С 10 20 30 40 50 60 70

R 60 // , МОм 450 300 200 130 90 60 40

Сопротивление изоляции сухих трансформаторов при температуре обмоток 20-30 °С должно быть для трансформаторов с номинальным напряжением:

До 1 кВ включительно – не менее 100 МОм;

Более 1 кВ до 6 кВ включительно – не менее 300 МОм;

Более 6 кВ – не менее 500 МОм.

Измерения производятся по схеме, представленной на рис. 1, при соблюдении всех требований техники безопасности, причем рабочая зона должна быть ограждена и вывешены плакаты «СТОЙ, НАПРЯЖЕНИЕ».

Измерение сопротивления изоляции доступных стяжных шпилек, бандажей и прессующих колей относительно активной стали и ярмовых балок, а также ярмовых балок относительно обмоток и магнитопровода.

Производится в случае осмотра активной части трансформатора. Используются мегаомметры на напряжение 1000-2500 В.

Измеренные значения должны быть не менее 0,5 МОм.

1.2. Измерение тангенса угла диэлектрических потерь (см. методику).

Тангенс угла диэлектрических потерь (tg d) в изоляции и емкости обмоток производят при помощи мостов переменного тока (Р-5026) по перевернутой схеме при напряжении 10 кВ. Испытательное напряжение не должно превышать 60 % номинального напряжения испытуемой обмотки (см. методику замера tg d). Схемы и условия измерения диэлектрических потерь в изоляции силового трансформатора те же, что и при измерении сопротивления изоляции. При сравнении измеренных значений с заводскими учитываются температуры, при которых производились измерения. Зависимость поправочного коэффициента от разности температур приведена ниже. Приведенное к заводской температуре значение tg d, измеренное при монтаже, не должно превышать заводских данных более чем на 30 %. Значения tg d изоляции, равные или меньше 1 % (после приведения к заводской температуре), с паспортными данными не сравниваются и считаются удовлетворительными.

2. Испытание обмоток трансформатора.

Повышенным напряжением переменного тока от постороннего источника производится вместе с вводами (рис. 2). Испытательное напряжение зависит от класса изоляции обмотки:

Номинальное напряжение

обмотки, кВ до 3 3 6 10 15 20 24 27 35

Испытательное напряжение,

кВ, обмоток трансформатора

с изоляцией: нормальной 4,5 16 23 32 41 50 59 63 77

облегченной, в том числе

сухие трансформаторы 2,7 9 15 22 28 — — — —

Время испытания составляет 1 мин. При отсутствии испытательной установки необходимой мощности испытание обмоток трансформаторов, автотрансформаторов, масляных и дугогасящих реакторов с нормальной изоляцией не проводится. В эксплуатации для обмоток 35 кВ и ниже испытание напряжением переменного тока может быть заменено испытанием выпрямленным напряжением с измерением тока утечки. Выпрямленное испытательное напряжение принимается равным амплитудному значению испытательного напряжения промышленной частоты.

3. Измерение сопротивления обмоток постоянному току.

Измерение производится на всех ответвлениях обмоток, если в паспорте трансформатора нет других указаний.

Измеряются, как правило, линейные сопротивления, при наличии нулевого вывода измеряют также одно из фазных сопротивлений.

Сопротивления обмоток трехфазных трансформаторов, измеренные на одинаковых ответвлениях разных фаз при одинаковой температуре, не должны отличаться более чем на 2%. Кроме того, должна соблюдаться одинаковая для всех фаз и соответствующая положениям переключателя закономерность изменения сопротивления постоянному току в различных положениях переключателя. Если из-за конструктивных особенностей трансформатора это расхождение может быть большим, и об этом указано в заводской технической документации, следует руководствоваться нормой на допустимое расхождение, приведенное в паспорте трансформатора.

Перед измерением сопротивления обмоток трансформаторов, снабженных устройствами регулирования напряжения, следует произвести не менее трех полных циклов переключения.

4. Коэффициент трансформации.

Коэффициент трансформации силовых трансформаторов определяют для проверки соответствия паспортным данным и правильности подсоединения ответвлений обмоток к переключателям.

Определение коэффициента производится методом «двух вольтметров». По этому методу к одной из обмоток трансформатора подводится напряжение, и двумя вольтметрами одновременно измеряется подводимое напряжение и напряжение на другой обмотке трансформатора. Подводимое напряжение не должно превышать номинальное и в тоже время должно составлять не менее 1% номинального напряжения.

Испытания трехфазных трансформаторов допустимо производить

Измерение сопротивления изоляции обмоток силовых трансформаторов

Сопротивление изоляции обмоток силовых трансформаторов, имеющих параллельные ветки, делается меж ветвями, если при всем этом параллельные ветки могут быть выделены в электрически несвязанные цепи без распайки концов.

Измерение сопротивления изоляции силовых трансформаторов рекомендуется создавать до измерения тангенса угла диэлектрических утрат и емкости обмоток.

Измерение сопротивления изоляции обмоток трансформаторов делается мегомметром меж каждой обмоткой и корпусом (землей) и меж обмотками при отсоединенных и заземленных на корпус других обмотках.

Состояние изоляции силовых трансформаторов характеризуется не только лишь абсолютным значением сопротивления изоляции, которое находится в зависимости от габаритов трансформаторов и используемых в нем материалов, да и коэффициентом абсорбции (отношением сопротивления изоляции, измеренного два раза — через 15 и 60 с после приложения напряжения на испытуемом объекте, R6o»и R15″). За начало отсчета допускается принимать начало вращения ручки мегаомметра.

Измерение сопротивления изоляции позволяет судить как о местных недостатках, так и о степени увлажнения изоляции обмоток трансформатора. Измерение сопротивления изоляции должно выполняться мегаомметром, имеющим напряжение не ниже 2500 В с верхним пределом измерения не ниже 10000 МОм. На трансформаторах с высшим напряжением 10 кВ и ниже допускается измерение сопротивления изоляции создавать мегаомметром на 1000 В с верхним пределом измерения не ниже 1000 МОм.

До каждого измерения по рис.1 испытуемая обмотка должна быть заземлена более 2 мин. Сопротивление изоляции R6o»- не нормируется, и показателем в этом случае является сопоставление его с данными промышленных либо прошлых испытаний. Коэффициент абсорбции также не нормируется, но учитывается при всеохватывающем рассмотрении результатов измерения.

Обычно при температуре 10 — 30°С для неувлажненных трансформаторов он находится в последующих границах: для трансформаторов наименее 10000 кВА напряжением 35 кВ и ниже — 1,3, а для трансформаторов 110 кВ и выше — 1,5 — 2. Для трансформаторов, увлажненных либо имеющих местные недостатки в изоляции, коэффициент абсорбции приближается к 1.

В связи с тем, что при приемосдаточных испытаниях приходится определять трансформаторов при разных температурах изоляции, следует учесть, что значение коэффициента меняется с конфигурацией температуры. Зависимость Kaбc = R6o» / R15″— показана на рис.2.

Для сопоставления сопротивления изоляции нужно определять при одной и той же температуре и в протоколе тесты указывать температуру, при которой проводилось измерение. При сопоставлении результаты измерений сопротивления изоляции при различных температурах могут быть приведены к одной температуре с учетом того, что на каждые 10 °С снижения температуры R6o» возрастает приблизительно в 1,5 раза.

В аннотации на этот счет даются последующие советы: значение R6o» должно быть приведено к температуре измерения, обозначенной в заводском паспорте, оно должно быть: для трансформаторов 110 кВ — более 70 %, для трансформаторов 220 кВ — более 85 % значения, обозначенного в паспорте трансформатора.

Рис. 1. Схемы измерения сопротивления изоляции обмоток трансформатора: a – относительно корпуса; б – меж обмотками трансформатора

Рис. 2 Зависимость Kaбc = R6o» / R15″

Измерение сопротивления изоляции вводов с бумажно-масляной изоляцией делается мегаомметром на напряжение 1000 — 2500 В. При всем этом измеряется сопротивление дополнительной изоляции вводов относительно соединительной втулки, которое должно быть более 1000 МОм при температуре 10 — 30 °С. Сопротивление основной изоляции ввода трансформатора должно быть более 10000 МОм.

Школа для электрика

Программа и методика испытаний силовых трансформаторов и автотрансформаторов напряжением до 220 кВ включительно, страница 4

2) проверяют работоспособность мегаомметра:при замкнутых накоротко проводах и вращении рукоятки с частотой 120 об/мин стрелка находится  на нулевой отметке шкалы, при разомкнутых проводах — на отметке »    «;

3) отсоединяют обмотки трансформатора от схемы электроустановки собирают схему измерения сопротивления изоляции в соответствии с табл. 5.1;

4) подсоединяют провод от зажима «Л» мегаомметра к вводу испытываемой обмотки ,провод от зажима «З» — к болту заземления бака трансформатора ;

5) вращая рукоятку с частотой 120 об/мин, через 15 и 30 фиксируют значения сопротивления изоляции R15 и R60. Отсчет времени начинают с момента достижения указанной частоты вращения /при этом стрелка прибора занимает установившееся положение/;

6) по окончании измерений дают возможность стечь остаточному заряду /стрелка должна вернуться на нулевую отметку шкалы/ и отсоединяют мегаомметр от трансформатора ;

7) при отличии температуры от температуры, указанной в протоколе заводских испытаний, не более чем на +10 %,измеренные значения сопротивления изоляции R60 приводят к температуре заводских испытаний, используя коэффициент значения  К1 из табл. 5.2.

Измерение при температуре заводских испытаний или приведение к этой температуре значения сопротивления R60 должны соответствовать требованиям заводской инструкции на испытываемый трансформатор. При отсутствии заводских данных значения указанного сопротивления должны быть не менее указанных в таблице 5.3;

8) по результатам измерений определяют коэффициенты абсорбции отношения  R60/ R15, значения которых при температуре 10-30  С должны быть не менее 1,3.

5.2.8  Измерение сопротивления изоляции ярмовых балок, прессующих колец и доступных для выявления замыкания стяжных шпилек  выполняют мегаомметром М 4100/5 на 2500 В или М 4100/4 на 1000 в указанной в п.5.2.7.последовательности. Значения сопротивления изоляции не нормируются.

ТАБЛИЦА 5.1

Схемы измерения сопротивления изоляции трансформаторов

Последо-вательность измерений	Двухобмоточные трансформаторы		Трехобмоточные трансформаторы
	Обмотки, на которых проводят измерения	Заземляемые части трансформатора	Обмотки, на которых проводят измерения	Заземляемые части трансформатора
1	НН	Бак, ВН	НН	Бак,СН,ВН
2	ВН	Бак, НН	СН	Бак,НН.ВН
3	(ВН+НН)	Бак	ВН	Бак,НН,СН
4	—	—	(ВН+СН)	Бак,НН
5	—	—	(ВН+СН+НН)	Бак

* Измерения обязательны только для трансформаторов мощностью 1600 кВА и более.

ТАБЛИЦА 5.2

Значение коэффициента К1 для перерасчета значений R60

Разность температур, С	Значения  К1	Разность температур, С	Значения  К1
1	1,04	10	1,5
2	1,08	15	1,84
3	1,13	20	2,25
4	1,17	25	2,75
5	1,22	30	3,4

Примечание :

1. Значения К1  для  разности  температур, не указанных в табл. 5.2 , определяют  умножением  коэффициентов таблицы. Например :К1, соответствующий разности температур 8 С определяют как произведение значений К1 при температурах 3 и 5 С : К = 1,13  1,22 = 1,386;

2. Q2 -наибольшая температура,Q1 — наименьшая температура;

3. Перерасчет измеренного значения R60 проводится делением К1.

ТАБЛИЦА 5.3

Наименьшие допустимые сопротивления изоляции  обмоток трансформаторов в масле.

Мощность трансформатора, кВА	Значения R60 МОм, при температуре обм.С
	10	20	30	40	50	60	70
До 6300 включительно	450	300	200	130	90	60	40
1000	900	600	400	260	180	170	80

Примечание — Значения R60 относятся ко всем обмоткам данного трансформатора.

5.3 Измерение тангенса угла диэлектрических потерь изоляции обмоток.

5.3.1  Измерения емкости и  tg изоляции обмоток трансформаторов производят мостом переменного тока типа Р5026 согласно «Мост переменного тока Р5026. Техническое описание и инструкция по эксплуатации» работающим как по прямой так и по перевернутой схеме измерения.   Так  как обмотка трансформатора представляет собой емкость,  у которой один электрод заземлен, то измерение производят по перевернутой схеме. Все выводы испытуемой обмотки замыкаются накоротко во избежании влияния ее индуктивности и потерь в стали на результаты измерения.

5.3.2 Перед измерением надежно   заземлить   испытуемый   трансформатор,  закоротить  и   заземлить  высоковольтный  вывод       испытательного трансформатора, заземлить испытательный трансформатор, регулятор напряжения и измерительный мост медным проводом сечения 4 мм. кв.

С низкой стороны питание должно подводиться через 2-х полюсный видимый разрыв. Рабочее место должно быть ограждено и вывешены плакаты «Испытания. Опасно для жизни». Работу производить в диэлектрических перчатках, стоя на диэлектрическом коврике. Вывод  Сх моста подсоединяют к испытуемой обмотке трансформатора .

5.3.3 Перед подачей    напряжения  убедиться в отсутствии людей на трансформаторе и в зоне высокого напряжения, дать команду голосом  «Подано напряжение», снять заземление высоковольтного вывода, поднять напряжение и измерить диэлектрические потери Измерения на  трансформаторах,  залитых маслом, допускается производить при напряжении, равном номинальному напряжению испытуемой обмотки, но не выше 10 кВ. Измерение tg при сушке трансформатора без масла допускается производить при напряжении не выше 220 В.

5.3.4 После измерения снять   напряжение  регулятором,  заземлить высоковольтный вывод испытательного трансформатора ,сделать видимый разрыв с низкой стороны, заземлить высоковольтный вывод испытательного трансформатора, дать команду голосом «Напряжение снято». После этого можно пересоединять на следующую обмотку.

5.3.5 Значение tg , измеренное у трансформаторов 110-330 кВ, за время ремонта не должно повыситься более, чем на 30 %.

5.4 ИЗМЕРЕНИЕ С2/С50   И   DС/С

Измерение сопротивления изоляции мегаомметром

Как пользоваться мегаомметром, измерение сопротивления изоляции мегаомметром

 

Все мегаомметры в каталоге. Мегаомметр прибор для измерения сопротивления изоляции кабеля, изоляцию обмотки двигателя, диэлектрических материалов приборов. Современные мегаомметры позволяют вычеслять сразу коэффициент абсорбции и поляризации. Коэффициент абсорбции показывает степень увлажнения изоляции кабелей, трансформаторов, электродвигателей. Коэффициент поляризации показывает степень старения изоляции. Работа мегаомметра основана на измерении протекающего тока, при подаче стабильного высокого напряжения. У цифровых мегаомметров переключение диапазонов и определение единиц измерения производятся автоматически. Мегаомметры с испытательным напряжение которое создает ШИМ преобразователь не могут измерять сопротивления изоляции обмоток двигателя, цепи с высокой индуктивностью, например промышленный магнит.

 

 

При коэффициенте поляризации менее 1 изоляция проводника изношенная необходимо заменить, при значении от 1 до 2 проводник изношенный, но эксплуатация возможна. При значении более 2 эксплуатация проводника разрешена. Коэффициент абсорбции вычисляется измерением скорости заряда абсорбционной емкости изоляции при приложении испытательного напряжения. Если коэффициент абсорбции меньше 1,3 изоляция считается неудовлетворительной, необходимо сушить изоляцию.

 

Для работы с мегаомметром необходимо:

1. выбрать испытательное напряжение в настройках прибора, чем больше испытательное напряжение чем больше максимальное значение сопротивления;
2. выбрать время измерения. Из-за нестабильности сопротивления требуется проводить измерения не менее 1 минуты.

 

Клемму «минус», «GUARD», «0 V» необходимо подключать к тому проводнику, который заземлен. Измерения рекомендуется проводить дважды со сменной полярности испытательного напряжения для получения среднего результата. Полярность испытательного напряжения указана на гнёздах мегаомметра. Результаты измерений может выглядеть как на картинке ниже. Минимальное сопротивления изоляции проводки для бытовой сети 0,5 МОм, а для промышленной сети и производственного оборудования 1 МОм. 

 

Для измерения сопротивления изоляции двухжильного кабеля необходимо клеммы плюс и минус мегаомметра подсоединить к проводникам. Если кабель одножильный тогда клеммы плюс и минус мегаомметра подключают к проводнику и экрану соответственно. При измерении сопротивления более 10 ГОм необходимо использовать экранированный измерительный кабель, экран измерительного кабеля подключается в соответствующее гнездо. 

 

Если изоляция кабеля загрязненная и при больших значения сопротивления изоляции более 10 ГОм, для исключения влияния поверхностных токов утечки необходимо использовать схему подключения с тремя измерительными кабелями. Или экраннированным кабелем как у мегаомметра Е6-32, в комплекте не поставляется. К изоляции одного из проводников необходимо намотать колечко из фольги, обжать крокодилом и подключить крокодил к клемме заземления мегаомметра. При измерении сопротивления изоляции обмотки трансформатора, для исключения влияния поверхностных токов утечки так же необходимо использовать схему подключения с тремя измерительными кабелями. Клемма заземления в данном случае подключается к сердечнику трансформатора.

 

Нормы сопротивления изоляции. Измерения необходимо производить при нормальных климатических условиях при температуре 25±10 °С и влажности воздуха не более 80%. Если в кабеле провода без экрана, то сопротивление изоляции измереяется между жилами проводов. Если провода с экраном в виде оплетки или фольги, то тогда сопротивление изоляции измеряется между жилой и экраном. Испытания проводят при отключеных электроустановках. 

Электроустановки	Значение сопротивления, не менее	Испытательное напряжение	Указания
до 500 В	более 0,5 Мом	500 В	Сопротивление изоляции должно быть стабильным 1 минуту
500 … 1000 В	более 1 Мом	1000 В	Сопротивление изоляции должно быть стабильным 1 минуту

 

Все мегаомметры в каталоге.