Испытательные трансформаторы

Испытательные трансформаторы предназначены для испытания изоляции высоким напряжением промышленной частоты. Испытательный трансформатор – это облегченный вариант силового трансформатора, так как он нагружается только емкостным током испытуемого объекта:

 

, . (4.16)

 

Испытательные трансформаторы обычно изготавливают однофазными, они имеют низкий уровень изоляции, так как не подвергается действию атмосферных перенапряжений.

Сопротивление R предохраняет трансформатор от перегрузки при пробое объекта, оно выбирается из расчета 0, 5–1 Ом на 1 В. Напряжение вдоль обмотки трансформатора растет линейно (рис. 4.10), поэтому толщину изоляции постепенно увеличивают ближе к высоковольтному выходу, это позволяет сэкономить на материале изоляции и уменьшить габариты трансформатора. Между обмотками НН и ВН имеется медный экран, присоединенный к земле. Он служит для защиты обмотки НН от электростатического наведения высоких потенциалов со стороны ВН.

а б

 

Рис. 4.10. Схема испытательного трансформатора: а – с одним выводом обмотки высокого напряжения; б – с двумя выводами обмотки высокого напряжения: НН – обмотка низкого напряжения; ВН – обмотка высокого напряжения

 

Пример обозначения испытательного трансформатора ИОМ-100/25: И – испытательный, О – однофазный, М – масляный, на 100 кВ, мощность – 25 кВА. Испытательные трансформаторы, выполненные по схеме, изображенной на рис. 4.10, а, предназначены для испытания фазной изоляции, так как один конец высоковольтной обмотки заземлен. Испытательные трансформаторы, выполненные по схеме, изображенной на рис. 4.10, б, выдают вдвое большее напряжение при той же толщине изоляции, однако они могут быть использованы только для испытания межфазной изоляции, так как центральная точка обмотки заземлена. При напряжении более 500 кВ габариты и стоимость трансформаторов резко возрастают. Для получения больших напряжений экономически целесообразно применять каскадное включение трансформаторов (рис. 4.11).

Обмотка высокого напряжения ВН₁ трансформатора Тр₁ включена последовательно с обмоткой высокого напряжения ВН₂ трансформатора Тр₂. Сопротивление R предохраняет трансформатор от перегрузки при пробое объекта. Отличительной особенностью каскада трансформаторов является то, что Тр₁ имеет дополнительную обмотку (ОД), напряжение с которой подается на первичную обмотку НН₂ трансформатора Тр₂.

Рис. 4.11. Схема каскадного включения трансформаторов

Корпус трансформатора Тр₂ находится под напряжением трансформатора Тр₁, поэтому на НН₂ нельзя подавать напряжение как на НН₁, т.е. непосредственно из сети. Два трансформатора, включенные каскадом, имеют меньшие габариты, чем один на то же напряжение.

 

 

Измерение высоких напряжений

 

Шаровые разрядники

 

Величина пробивного напряжения воздушного промежутка является функцией расстояния между электродами U_пр = f(L). Это свойство позволяет использовать воздушный промежуток для измерения высоких напряжений. Для получения относительно равномерного электрического поля используют шаровые электроды (рис. 4.12).

Рис. 4.12. Шаровой разрядник: D – диаметр шара; S – расстояние между шарами; L – расстояние до заземленных объектов; R – защитное сопротивление

 

При расстоянии S между шарами не более 0, 75D, где D – диаметр шара, поле между шарами можно считать однородным. При больших расстояниях возможно образование короны, которая исказит результаты замеров. Кроме того, на пробивное напряжение начинают оказывать влияние окружающие предметы, которые искажают электрическое поле.

Шаровые разрядники позволяют измерять напряжение с точностью ±3 %. Для уменьшения погрешности измерения необходимо, чтобы поверхность шаров была сферической (±2 %), гладкой, полированной, чистой и сухой. Несоблюдение этих условий приводит к искажению результатов измерения. Расстояние от измерительных шаров до заземленных предметов L должно быть больше 5D. В цепь разрядника, с целью предотвращения возникновения дуги и обгорания поверхности, включается защитное сопротивление R, оно выполняется в виде диэлектрической трубы, заполненной водой.

Для измерения постоянного и переменного напряжения шары разводят на значительное расстояние, подают напряжение и медленно начинают сводить. В некоторый момент происходит пробой, по величине расстояния между шарами по таблице находят напряжение. Все данные в справочных таблицах приведены для воздуха при температуре 20 °С и атмосферном давлении P₀ = = 760 мм рт. ст. Для других условий необходимо ввести поправку на относительную плотность воздуха d:

 

, (4.17)

 

где U_пр – фактическое пробивное напряжение, кВ; U_табл – напряжение, взятое из таблицы для нормальных условий.

Относительная плотность воздуха

 

(4.18)

 

где P – атмосферное давление в момент измерения, мм рт. ст; Т – температура окружающего воздуха, К; Т₀ = (273 + 20) К.

Измерение импульсных напряжений производят в следующей последовательности. Шары разводят на ожидаемое расстояние и подают серию импульсов, например 6. Пусть при этом расстоянии произошел один пробой (табл. 4.1).

Незначительно уменьшается расстояние, и опять подаются 6 импульсов. Пусть два импульса произвели пробой, а 4 – нет. Указанная операция повторяется до заполнения всей таблицы. Напряжение, при котором половина всех посланных импульсов произвела пробой, называется 50 %-ным пробивным напряжением.

 

Таблица 4.1

Результаты измерения импульсного напряжения

 

Положение шаров	Пробой	Нет пробоя

 

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: