Как замерить коэффициент абсорбции двигателя

Коэффициент абсорбции

В этой статье речь пойдет о коэффициенте абсорбции, который свидетельствует о текущем состоянии гигроскопической изоляции электротехнического оборудования. Из статьи вы узнаете, что такое коэффициент абсорбции, для чего его измеряют, и какой физический принцип лежит в основе процесса измерения. Также скажем несколько слов о приборах, при помощи которых эти измерения производят. «Правила устройства электроустановок» в пунктах с 1.8.13 по 1.8.16 и «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей» в приложении 3, сообщают нам, что обмотки двигателей, равно как и обмотки трансформаторов, после капитального или текущего ремонта, подвергаются обязательной проверке на значение коэффициента абсорбции. Эта проверка осуществляется в сроки планово-предупредительных работ по инициативе руководителя предприятия. Коэффициент абсорбции связан с увлажненностью изоляции, и соответственно свидетельствует о ее качестве в текущий момент.

В нормальном состоянии изоляции коэффициент абсорбции должен быть больше или равен 1,3. В случае, если изоляция сухая, коэффициент абсорбции окажется выше 1,4. Влажная изоляция имеет коэффициент абсорбции близкий к 1, это является сигналом к тому, что изоляцию следует высушить. Необходимо также помнить, что температура окружающей среды оказывает влияние на коэффициент абсорбции, и в момент испытаний ее температура должна быть в пределах от +10°С до +35°С. С ростом температуры коэффициент абсорбции уменьшится, а с понижением — увеличится.

Коэффициентом абсорбции называется коэффициент диэлектрического поглощения, определяющий увлажнённость изоляции, и позволяющий решить вопрос о том, нуждается ли гигроскопическая изоляция того или иного оборудования в сушке. Испытание заключается в измерении посредством мегомметра сопротивления изоляции через 15 секунд и через 60 секунд с момента начала проверки.

Сопротивление изоляции через 60 секунд — R60, сопротивление через 15 секунд — R15. Первое значение делится на второе, и получается значение коэффициента абсорбции.

Суть измерения в том, что электрическая изоляция характеризуется электроемкостью, и напряжение мегомметра, приложенное к изоляции, заряжает постепенно эту емкость, насыщая изоляцию, то есть возникает ток абсорбции между щупами мегомметра. Для проникновения тока в изоляцию требуется время, и это время тем больше, чем больше размер изоляции и чем выше ее качество. Чем выше качество, тем сильнее препятствует изоляция прохождению тока абсорбции при проведении измерений. Так, чем более увлажнена изоляция, тем коэффициент абсорбции меньше.

У сухой изоляции коэффициент абсорбции будет сильно больше единицы, поскольку ток абсорбции сначала резко устанавливается, затем постепенно снижается, и сопротивление изоляции через 60 секунд, которое покажет мегомметр, окажется больше примерно на 30%, чем оно было через 15 секунд с момента начала замера. Влажная же изоляция покажет коэффициент абсорбции близкий к 1, поскольку ток абсорбции, установившись, не сильно изменит свое значение спустя еще 45 секунд.

Новое оборудование не должно отличаться коэффициентом абсорбции от заводских данных более чем на 20% в сторону уменьшения, и его значение в диапазоне температур от +10°С до +35°С не должно быть меньше 1,3. Если условие не выполняется, оборудование необходимо сушить.

При необходимости измерить коэффициент абсорбции у силового трансформатора или мощного двигателя, применяют мегомметр на напряжение 250, 500, 1000 или 2500 В. Вспомогательные цепи измеряют мегомметром на напряжение 250 вольт. Оборудование с рабочим напряжением до 500 вольт — мегомметром на 500 вольт. Для оборудования с номинальным напряжением от 500 вольт до 1000 вольт применяют мегомметр на 1000 вольт. Если номинальное рабочее напряжение оборудования выше 1000 вольт, применяют мегомметр на 2500 вольт.

С момента подачи высокого напряжения от щупов измерительного прибора производят отсчет времени 15 и 60 секунд, и фиксируют значения сопротивления R15 и R60. Во время подключения измерительного прибора, оборудование, которое подвергается проверке, должно быть обязательно заземлено, а напряжение с его обмоток должно быть снято.

По окончании измерений следует подготовленным проводником разделить заряд с обмотки на корпус. Время разряда для обмоток с рабочим напряжением 3000 В и выше должно быть не менее 15 секунд для машин до 1000 кВт и не менее 60 секунд для машин мощностью больше 1000 кВт.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Измерение диэлектрических параметров изоляции следует проводить при температуре изоляции не ниже 10 °С.

В протоколе измерений указывают температуру изоляции, при которой проводили измерения.

1.2. Температуру изоляции сухих и масляных трансформаторов определяют методами, установленными ГОСТ 3481.1-88* для измерения температуры обмоток трансформаторов.________________ * Вероятно ошибка оригинала. Следует читать ГОСТ 3484.1-88 – Примечание «КОДЕКС».

1.3. Допускается температуру изоляции трансформаторов принимать равной температуре обмоток, если интервал между окончанием измерений температуры обмоток и началом измерений диэлектрических параметров изоляции не более 3 ч для трансформаторов мощностью 10 МВ·А и выше, не более 2 ч – для трансформаторов мощностью от 1 до 10 МВ·А и не более 1 ч – для трансформаторов мощностью до 1 MB·A включительно.

1.4. При нагреве трансформатора диэлектрические параметры изоляции измеряют не ранее чем через 1 ч после прекращения нагрева током короткого замыкания, потерями холостого хода или постоянным током и не ранее чем через 0,5 ч после прекращения нагрева индукционным методом (внешний нагрев).

1.5. Измерение сопротивления изоляции рекомендуется проводить до измерений тангенса угла диэлектрических потерь и емкости обмоток.

1.6. Схемы соединений обмоток выбирают так, чтобы измерение тангенса угла диэлектрических потерь проводилось на тех же участках изоляции, что и измерение сопротивления изоляции.

1.7. Диэлектрические параметры изоляции определяют с учетом характеристик пробы масла из трансформаторов напряжения 110 кВ и выше по влагосодержанию и тангенсу угла диэлектрических потерь.

1.8. Выбор трансформаторов для испытаний – по ГОСТ 11677-85.

Причины неполадок

Причиной обращения может быть любое отклонение в работе электросети, наблюдаемое на объекте (отличающееся от нормы). К сожалению, параметры изоляции не являются стабильными и постепенно, под воздействием различных факторов (окружающая среда, нагрузка) они начинают ухудшаться.

Это могут быть механические воздействия, погодные условия, неправильный режим эксплуатации, естественное старение и так далее. Чаще всего нарушается изоляция кабелей и проводов, при этом для новой проводки характерны термические и механические повреждения. Это может быть терморазрушение вблизи источника тепла, перетирание на перегибе, местный перегрев и так далее.

У старой проводки другие проблемы, обычно она приходит в негодность под воздействием естественного старения, но итог будет тот же, короткое замыкание или перегрев, и пожар.

Требования безопасности при проведении испытаний

Для обеспечения безопасности, требуется соблюдение следующих требований в ходе проведения данных испытаний:

• работы не допускается проводить в одиночку,
• чтобы предупредить опасность поражения током, следует пользоваться установленными средствами защиты,
• при подсоединении контактов оборудование должно быть обесточено,
• зона выполнения работ предварительно ограждается, с установкой знаков безопасности и предупредительных плакатов,
• не разрешается прикасаться к элементам, находящимся под напряжением, без использования специальных изолирующих штанг,
• применение диэлектрических перчаток обязательно, если значение напряжения превышает 1 кВ.

Измерения должны проводиться специалистами аккредитованной лаборатории с использованием оборудования, прошедшего своевременную поверку.

Коэффициент абсорбции позволяет установить соответствие состояния изоляционного покрытия провода обмоток требованиям нормативных документов и обеспечить контроль работоспособности трансформаторов.

Натуральный показатель поглощения

При использовании в определении показателя поглощения числа е получают показатель поглощения a′{displaystyle a’}, называемый натуральным. Расчет при этом производится в соответствии с формулой:

a′=1lln⁡(ΦΦ(l)).{displaystyle a’={frac {1}{l}}ln left({frac {Phi _{0}}{Phi (l)}}right).}

Натуральный и десятичный показатели поглощения связаны друг с другом соотношением a′=ln⁡(10)a{displaystyle a’=ln(10)a} или приближённо a′≈2.303a{displaystyle a’approx 2.303a}.С участием натурального показателя поглощения закон Бугера — Ламберта — Бера принимает вид:

Φ(l)=Φoe−a′l.{displaystyle Phi (l)=Phi _{o}e^{-a’l}.}

Его вид в дифференциальной форме таков:

dΦ=−a′Φ(l)dl.{displaystyle dPhi =-a’Phi (l)dl.}

Всю энергию пучка, теряемую за счёт поглощения, получает среда. Поэтому для получаемой средой мощности P{displaystyle P} справедливо:

dP=a′Φ(l)dl,{displaystyle dP=a’Phi (l)dl,}

откуда для a′{displaystyle a’} получается:

a′=dPΦdl.{displaystyle a’={frac {dP}{{Phi }dl}}.}

Из последнего равенства следует важное свойство натурального показателя поглощения, которое можно воспринимать и как его альтернативное определение: натуральный показатель поглощения равен относительному значению мощности, поглощаемой слоем вещества малой единичной толщины при падении на него излучения. Уравнения с участием натурального показателя поглощения имеют более компактный вид, чем в случае использования десятичного показателя поглощения, и не содержат имеющего искусственное происхождение множителя ln(10)

Поэтому в научных исследованиях фундаментального характера, в особенности, касающихся взаимодействия излучения с веществом, преимущественно используется натуральный показатель поглощения

Уравнения с участием натурального показателя поглощения имеют более компактный вид, чем в случае использования десятичного показателя поглощения, и не содержат имеющего искусственное происхождение множителя ln(10). Поэтому в научных исследованиях фундаментального характера, в особенности, касающихся взаимодействия излучения с веществом, преимущественно используется натуральный показатель поглощения.

Норматив для изоляции

Значение коэффициента является показателем ресурса изоляционного материала. Это испытание занимает сравнительно много времени, позволяет определить характеристики тока, замедленного поляризацией. Различие показателей для сухой и влажной изоляции обусловлено различной продолжительностью заряда емкости материала.

Нормальная изоляция

Среднее нормативное значение абсорбционного коэффициента 1,3.

На практике:

• К <1,25 – изоляция несоответствующая;
• К = 1,25-1,6 – изоляция хорошая;
• К>1,6 – изоляция очень хорошая

Если трансформатор новый, рассчитанный или измеренный показатель не должен быть ниже определенного производителем более чем на 20%. Если это условие не выполнено, оборудование требует сушки.

Сухая

Норма для неувлажненной обмотки K = 1,3-2,0. Ток в начале испытания резко повышается, потом снижается. Значение через 60 секунд отличается от показателя через 15 секунд примерно на 30% в сторону повышения.

Влажная

Если изоляция влажная, коэффициент имеет показатель, близкий к единице. Ток быстро устанавливается, в течение 45-и секунд меняется мало.

Значения электросопротивления для всех видов трансформаторов определены в ПУЭ (правилах устройства электроустановок):

1. Для трансформаторов с мощностью до 35 кВ – 450-40 МОм (в зависимости от температуры).
2. Для сухих преобразователей от:

• 100Мом при напряжении обмоток 1 кВ;
• 300 Мом при напряжении обмоток 1-6 кВ;
• от 500 МОм – от 6 кВ.

Причины неполадок

Причиной обращения может быть любое отклонение в работе электросети, наблюдаемое на объекте (отличающееся от нормы). К сожалению, параметры изоляции не являются стабильными и постепенно, под воздействием различных факторов (окружающая среда, нагрузка) они начинают ухудшаться.

Это могут быть механические воздействия, погодные условия, неправильный режим эксплуатации, естественное старение и так далее. Чаще всего нарушается изоляция кабелей и проводов, при этом для новой проводки характерны термические и механические повреждения. Это может быть терморазрушение вблизи источника тепла, перетирание на перегибе, местный перегрев и так далее.

У старой проводки другие проблемы, обычно она приходит в негодность под воздействием естественного старения, но итог будет тот же, короткое замыкание или перегрев, и пожар.

Значение — коэффициент — абсорбция

Возможность включения электрических машин без сушки решается на основании данных табл. 13 — 46, 13 — 47: измерения сопротивления изоляции; значения коэффициентов абсорбции; характеристики зависимости токов утечки через изоляцию обмотки от величины испытательного напряжения выпрямленного тока.  

Коэффициент абсорбции Reo / Ris служит хорошим показателем степени увлажнения изоляции при температурах не выше 35 — 40 С, так как с повышением температуры значения коэффициентов абсорбции вне зависимости от их начальных значений приближаются к единице.  

Коэффициент абсорбции изоляции Кл, представляющий отношение сопротивлений, измеренных через 60 и 15 с после приложения испытательного напряжения / Са бо / 15, применяют для определения влажности изоляции. При значении коэффициента абсорбции Ка1 2 изоляцию следует считать сухой, при значении 7Cal 2 — влажной.  

Другим предельным случаем является весьма быстрое протекание химических реакций ( например, взаимодействие аммиака с сильными кислотами), когда растворенные молекулы до протекания реакции успевают продиффундировать лишь на очень небольшое расстояние. Положение реакционной зоны ( и значение коэффициента абсорбции) зависит в основном от скорости диффузии реагирующих веществ и продуктов реакции в реакционную зону и из нее, от концентрации абсорбируемого компонента на поверхности раздела фаз и от концентрации реагирующих веществ в основном ядре жидкости. Поскольку, однако, расстояние, которое должен пройти абсорбируемый компонент при диффузии его в жидкость, исключительно мало по сравнению с тем путем, который он мог бы пройти при простой физической абсорбции, коэффициент абсорбции, отнесенный к жидкостной пленке, оказывается довольно высоким, и во многих случаях определяющим фактором становится сопротивление газовой пленки.  

Советуем изучить — Принцип работы и назначение ВЧ-каналов связи высоковольтных линий электропередач

Все приведенные выше данные относятся к непропитанным конденсаторам. Как указано выше, пропитка резко увеличивает значения коэффициента абсорбции.  

Конденсаторы из неполярных пленок обладают весьма малым коэффициентом диэлектрической абсорбции. Эти данные соответствуют непропитанным конденсаторам; пропитка может заметно повышать значения коэффициента абсорбции.  

Как видно из рис. 17 и табл. 4, с увеличением точечного расхода жидкости эффективность насадки возрастает. При постоянном расходе разбрызгивание жидкости ( кривые / и 2) приводит к увеличению значений коэффициентов абсорбции, причем в случае более интенсивного разбрызгивания ( розетками) значения К.  

Как видно из рис. 12 и табл. 3, с увеличением точечного расхода жидкости эффективность насадки аппарата возрастает. При постоянном расходе Q разбрызгивание жидкости ( кривые / и 2) приводит к увеличению значений коэффициентов абсорбции, причем в случае более интенсивного разбрызгивания ( розетками) значения Кг несколько выше.  

Условием включения без сушки для этих генераторов является значение сопротивления изоляции всех трех фаз не ниже допустимого либо значение коэффициента абсорбции не ниже 1 3 при сопротивлении изоляции всех трех фаз не ниже половины допустимого.  

Увлажнение изоляции обмоток существенно влияет на зависимость токов утечки через изоляцию от величины испытательного выпрямленного напряжения. Таким образом, чтобы узнать увлажнение обмотки, необходимо знать: 1) абсолютную величину сопротивления изоляции Ябг; 2) значение коэффициента абсорбции и 3) зависимость токов утечки от приложенного напряжения.  

Коэффициент — абсорбция

Коэффициенты абсорбции определяли на опытном абсорбере диаметром 100 мм ; хотя влияние всех параметров не было полностью изучено, удалось выявить некоторые закономерности. Концентрация раствора и газа, температура и отношение жидкость: газ в этих опытах поддерживались в обычных для промышленных абсорберов пределах и полученные данные представляют практическую ценность.  

Коэффициент абсорбции характеризует объем газа, растворяющегося при стандартных условиях в единице объема раствора, его значения приводятся в справочной литературе.  

Коэффициент абсорбции измеряется при температуре не ниже 10 С.  

Коэффициенты абсорбции, полученные на системе воздух — раствор сульфита, по-видимому, применимы и для других систем кислород — вода при условии, если сопротивление массопередаче сосредоточено в жидкой фазе.  

Коэффициенты абсорбции могут быть определены или непосредственно из опыта или вычислены путем применения обобщенных уравнений, установленных на основе применения теории подобия.  

Советуем изучить — Техническое обслуживание воздушных линий электропередачи

Коэффициент абсорбции дает возможность судить о состоянии изоляции обмоток. Увлажненные обмотки имеют коэффициент абсорбции, близкий к единице.  

Коэффициенты абсорбции определены раздельно для процессов хемосорбции брома, абсорбции бромистого аммония ( продукта реакции) и для суммарного процесса абсорбции.  

Коэффициент абсорбции характеризует скорость растворения газового компонента в жидкости и определяется общим сопротивлением диффузии этого компонента через газовую и жидкостную пленки.  

Коэффициент абсорбции учитывает количество вещества, диффундирующее через пленки при движущей силе абсорбции 1 мм рт. ст. Естественно, что чем эта величина больше, тем интенсивнее идет процесс абсорбции. Для абсорбции бензола маслом, как и для всех систем, в которых жидкость поглощает хорошо растворяющийся газ, основным сопротивлением является сопротивление газовой пленки. Уменьшение сопротивления газовой пленки достигается увеличением турбулентности газового потока.  

Коэффициент абсорбции в меньшей степени, чем сопротивление изоляции, зависит от размеров изоляции и ее температуры, что повышает надежность измерений.  

Коэффициент абсорбции практически не зависит от размеров и мощности объекта, что дает возможность его нормировать.  

Коэффициент абсорбции зависит от физических свойств перекачиваемой жидкости.  

Коррекция коэффициента мощности

Он уменьшается посредством работы трансформаторов, систем освещения и двигателей асинхронного типа. Увеличить показать, то есть корректировать его к высокому углу, получается при помощи конденсаторов, двигателей асинхронного типа и генераторов. Поэтому они устанавливаются как дополнения в стандартную цепочку. Популярные методики коррекции:

• установка конденсатора — параметры реактивной уменьшаются, то по формуле приводит к увеличению значения;
• установка малой нагрузки — получить результат возможно при работе двигателей асинхронного типа;
• выбор безопасных условий работы — не допуск к работе, если показатели номинального напряжения повышены;
• своевременное проведение плановых отслуживающих работ — нагрузка определяет время работы, внимательно относиться стоит к оборудованию, которое постоянно работает при высоких показателях номинального напряжения.

Корректировка обязательна на производственных ресурсах, а также для оборудования, которое применяется в хозяйственных, индивидуальных целях. Методика позволяет эономить средства, особенно если речь идет о крупных производствах.

МЕТОД ГРАДИЕНТОВ ПОТЕНЦИАЛА

2.1.
Сущность метода

2.1.1. Сущность метода заключается в
измерении градиента потенциала поперечной установки вдоль уложенного и
засыпанного трубопровода при подключении к трубопроводу генератора постоянного
или переменного тока и оценке характера их изменения. Место повреждения
изоляции определяют по резкому увеличению значений градиента потенциала.

2.2.
Монтажная схема

2.2.1. Для проведения измерений
используют приборы и оборудование, которые должны быть подключены по схеме
(рис. 5а) — источник тока (I), временное
анодное заземление (4), участок трубопровода (2), на котором определяется место
повреждения изоляции, электрический вывод от трубопровода или неизолированный
участок трубопровода, механические контакты, милливольтметр (3) с входным
сопротивлением не менее 1 МОм, позволяющий измерять градиенты потенциала от 10
мВ до 2 В, измерительные электроды.

2.2.2. При использовании генератора
переменного тока применяют милливольтметр переменного тока и металлические
измерительные электроды. Милливольтметр и генератор переменного тока должны
иметь одинаковую частоту. Рекомендуется применять при этих измерений комплект
аппаратуры измерителя кажущихся сопротивлений ИКС-50.

2.2.3. При использовании генератора
постоянного тока применяют милливольтмерт постоянного тока и медно-сулъфатные
измерительные электроды. В качестве генератора могут быть использованы станция
катодной защиты, аккумулятор, сварочный агрегат и др.

В качестве милливольтметра применяют
электронно-стрелочный компенсатор ЭСК-I,
автокомпенсатор АЭ-72; комбинированные приборы 43312; Щ-4313 и др.

Рис. 5, Монтажная схема (а) и пример обработки результатов
измерения (б);

2.2.4. Собственная разность потенциалов
между двумя медно-сульфатными электродами должна быть не более 2 мВ.

2.3.
Проведение измерений

2.3.1. Предварительно намечают
на местности ось трассы контролируемого участка трубопровода с помощью
трассоискателя подземных коммуникаций. Допускается определять ось трассы непосредственно
в процессе измерений градиента потенциала при использовании генератора
переменного тока.

2.3.2. Включают генератор
переменного тока или постоянного тока и производят измерения градиентов потенциала
соответственно милливольтметром переменного или постоянного тока.

2.3.3. При измерениях один
электрод (М) поперечной установки устанавливают над осью трубопровода, второй (N) на расстоянии 5-10 м от него, по перпендикуляру к
оси трассы. После определения, величины градиента потенциала (ΔU_MN) переходят
на следующую точку замера и т.д. Рекомендуемый шаг измерений — 5 м. При
повышении в 2÷4 и более раз значений гардиента потенциала сеть
измерении» сгущают до нахождения точки с его максимальным значением.

2.3.4. На всех гидрантах,
вантузах и др. доступных для измерений местах выполняют замер потенциалов
«труба-земля» U_ТЭ.

2.4.
Обработка измерений

Как измерить абсорбцию

Для определения сопротивления требуются определенные условия. Температура среды должна быть от +10 до +35°С. Если показатель ниже, цифровое значение увеличивается, при повышении снижается. Любой изоляционный материал имеет электрическую емкость. При подключении к напряжению в изоляционном материале образуются токи, насыщающие ее. Эти токи называются абсорбционными токами, время проникновения в материал зависит от качества и размеров.

Формула для расчета коэффициента абсорбции

Коэффициентом абсорбции называется показатель, определяющий уровень влажности изоляционного материала.

Формула для расчета простая:

где R60 – электросопротивление через 60 с после начала испытания;

R15 – электросопротивление через 15 с после начала испытания.

Допустимые значения при рабочей температуре можно узнать из специальных таблиц.

Измерение мегомметром

Для измерений используются мегомметры, на экране которых отображается коэффициент абсорбции через определенные интервалы времени. По умолчанию в этих приборах 3 интервала – через 15, 60 и 600 секунд. В большинстве современных мегомметров встроена функция установки других временных диапазонов.

Торговая сеть предлагает различные мегомметры (на 250, 500, 1000, 2500 В). Через их щупы проходит напряжение, фиксируются значения коэффициента через определенные интервалы времени. В стандартной ситуации сопротивление измеряется через 15 и 60 секунд после начала тестирования. Перед началом испытания преобразователь заземляется, с обмоток снимается напряжение.

Если необходимо измерить сопротивление между обмотками и корпусом или обмотками нескольких трансформаторов между собой, значение определяется для каждой независимой цепи (остальные соединяются между собой и с корпусом).

Нормированные показатели

Определив значение данного показателя, можно установить ресурс изоляционной обмотки. Чем выше коэффициент, тем дольше прослужит изоляционное покрытие. Нормой считается величина в районе 1,3.

Фактические приведённые ниже значения указывают на следующее состояние изоляции:

• 1,25 и менее – изоляция не соответствует требованиям;
• от 1,25 до 1,6 – в пределах нормы;
• 1,6 – покрытие с большим ресурсом.

Также для трансформаторов нормируются показатели сопротивления R60, в зависимости от мощности оборудования и температуры обмоток. Нормы проверяются по следующей таблице:

Для нового оборудования отклонение от значения, указанного производителем в паспортной документации, не должно превышать 20 процентов.

Если показатель агрегата ниже нормы, необходима дополнительная просушка оборудования, после чего процедуру измерения повторяют. При получении аналогичных данных после просушки, ресурс изоляционного покрытия исчерпан, а агрегат нуждается в ремонте.

Также читайте: Оказание первой помощи при поражении электрическим током

Похожие записи:

Как выставить зажигание с помощью стробоскопа? Сигнализация действия защиты и автоматики Подключение потолочного светильника со светодиодами Маркировка smd компонентов: кодовые обозначения Как сделать веб-приложение для вашего собственного bluetooth low energy девайса? Как подключить усилитель в машине