Методы обнаружения частичных разрядов

1. Метод измерения электромагнитных волн, излучаемых частичными разрядами Устройства, регистрирующие данные волны, называют дефектоскопами.

Этот метод основан на радиоприеме электромагнитных излучений при ЧР в изоляции. Он чаще всего применяется для выявления дефектных изоляторов на линиях электропередачи.

Недостатками этого метода являются: плохая помехоустойчивость (помехи создаются короной проводов и др.), отсутствие количественной оценки.

2. Метод измерений диэлектрических потерь основан на определении точки перегиба на кривой зависимости тангенса диэлектрических потерь от напряжения на диэлектрике (см. рис. 9.16), которая называется кривой ионизации. Излом на этой кривой совпадает с возникновением частичных разрядов в объеме изоляции.

Рис. 9.16 – Кривая ионизации

К недостаткам этого метода можно отнести неспособность зарегистрировать сосредоточенные дефекты и место их нахождения. В настоящее время метод регистрации точки перегиба на кривой ионизации вытесняется методами регистрации высокочастотных составляющих тока или напряжения частичных разрядов.

Желательным является создание такой техники для определения частичных разрядов, которая позволяла бы регистрировать самые слабые частичные разряды и обеспечивала количественные измерения энергии, рассеиваемой одиночными разрядами. Это требование сейчас воплощают в индикаторах частичных разрядов, которые непосредственно включаются в цепь разряда. Они состоят из приемного контура, усилителя и измерительного прибора. В основу положено измерение кажущегося заряда:

(9.6)

где С₀ - емкость изоляции.

Измеряются пульсации напряжения ΔU, которые через усилитель подаются на пластины электронного осциллографа – ЭО. По моменту возникновения пульсаций на экране осциллографа определяют напряжение возникновения ионизации, а по амплитуде импульсов и их частоте - интенсивность частичных разрядов. Существует несколько вариантов схемы.

а) Схема с активным сопротивлением (см. рис. 9.17).

Сопротивление R₁ включается последовательно с измеряемым объектом, и падение напряжения на нем регистрируется индикатором частичных разрядов. По осциллографу судят о наличии частичных разрядов. Недостатком этого метода является малая помехоустойчивость.

Рис. 9.17. Схема для обнаружения частичных разрядов с помощью активного сопротивления: R_защ — защитное сопротивление; С_х — испытуемый объект; R₁ — активное сопротивление

На осциллографе можно наблюдать картину, приведенную на рис. 9.18.

Рис. 9.18 – Вид осциллограмм при разной интенсивности частичных разрядов

б) Схема с индуктивностью и емкостью (см. рис. 9.19).

Как было показано выше, при возникновении ЧР появляются высо­кочастотные колебания с амплитудой ΔU Индикатор частичных разрядов (ИЧР) подключен к объекту через разделительную емкость С_разд, которая служит заграждающим фильтром для токов рабочей частоты. При возникновении ЧР в объекте (С_x) хаотические колебания напряжения на объекте возбуждают в ИЧР незатухающие периодические колебания с частотой, соответствующей периоду колебаний контура:

(9.7)

Рис. 9.19 – Схема измерения частичных разрядов с применением колебательного контура и гальванометра: R_защ - защитное сопротивление; С_х - испытуемый объект; С_разд - разделительная емкость; Г – гальванометр; элементы L и C образуют колебательный контур.

Частота настройки ИЧР обычно принимается порядка нескольких десятков килогерц. Амплитуда высокочастотных колебаний AU измеряется гальванометром Г. По значению ΔU из формулы (9.6) определяется кажущаяся интенсивность ионизации.

В заключение следует отметить, что использование метода ЧР для профилактических испытаний является весьма перспективным и сейчас широко внедряется в промышленности, т. к. он позволяет вести непрерывный контроль под рабочим напряжением.

Но следует отметить и недостатки:

1. наличие большого количества помех, затрудняющих расшифровку полученных результатов (источник помех - корона на проводах, искрение коллекторов электрических машин и т. д.);

2. метод фиксирует не наличие дефекта, а наличие ЧР, в то время как может существовать дефект и без ЧР (трещина, заполненная водой или другой проводящей жидкостью, обуглероженная пора, где прекратились ЧР, хотя это серьезные дефекты).

Но в комбинации с другими методами профилактики индикация частичных разрядов дает эффективные результаты.