Коэффициент абсорбции что это
Измерение коэффициентов абсорбции (DAR), поляризации (PI), R60
Коэффициент абсорбции — отношение R60 к R15, где R60 представляет собой значение сопротивления изоляции, отсчитанное через 60 секунд после приложения напряжения, R15 — то же, только отсчитанное через 15 сек. Коэффициент абсорбции определяет увлажнение изоляции. Если изоляция сухая, то коэффициент абсорбции намного больше единицы, если влажная то коэффициент близок к единице. Значение коэффициента абсорбции нового оборудования должно отличаться от заводских данных (в сторону уменьшения) не более чем на 20%, а его значение должно быть не ниже 1.3 при температуре 10–30°С. При невыполнении этих условий оборудование подлежит сушке.
Физическая сущность коэффициента абсорбции: всякая электрическая изоляция обладает электрической емкостью. Приложенное к изоляции напряжение мегомметра обусловливает проникновение через точку изоляции токов, которые как бы «насыщают» изоляцию. Эти токи названы токами абсорбции. Времени для проникновения тока в изоляцию требуется тем больше, чем больше геометрические размеры и лучше качество изоляции, препятствующей этому. Из этого следует, что тем больше изоляция увлажнена, тем коэффициент абсорбции будет меньше.
Коэффициент поляризации определяет степень старения изоляции, показывает способность заряженных частиц перемещаться в диэлектрике под воздействием электрического поля. Измерения основаны на сравнении показаний мегомметра, снятых через 60 секунд и 600 секунд после начала испытаний.
В соответствии с ПТЭЭП прил.3 и прил.3.1, а также ПУЭ, изд.7, п.п 1.8.13, 1.8.14, 1.8.15, 1.8.16 коэффициент абсорбции проверяется в обмотках трансформаторов и на обмотках двигателей после текущего и капитального ремонтов в сроки установленные системой планово-предупредительного ремонта руководителем предприятия потребителя. Как правило, по нормативам коэффициент составляет не меньше 1,3. При сухой изоляции этот показатель превышает 1,4. У влажной изоляции коэффициент близок к 1, и изоляцию нужно сушить. На результат измерений влияет температура изоляции. При проведении испытаний температура должна быть не ниже +10°С и не выше +35°С.
Значение коэффициента показывает остаточный ресурс изоляции. Данное испытание занимает много времени и характеризует сильно замедленный поляризацией ток. Коэффициент поляризации характеризуется следующими показателями:
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.
Для измерения коэффициента абсорбции обмоток машин между собой и между обмотками и корпусом, проводят поочередно измерения сопротивлений R15 и R60 для каждой из независимых цепей, а остальные цепи при этом соединяют между собой и с корпусом машины. Предварительно измеряют температуру цепи, подвергаемой проверке, она должна желательно соответствовать температуре при номинальном режиме работы машины, и не должна быть ниже 10°С, в противном случае обмотку следует прогреть прежде чем проводить замеры.
Значение наименьшего сопротивления изоляции R60 при рабочей температуре оборудования вычисляют по формуле: R60 = Uн / (1000 + Pн / 100), где Uн – номинальное напряжение обмотки в вольтах; Pн – номинальная мощность в киловаттах для машин постоянного тока или в киловольт-амперах для машин переменного тока. Ка = R60 / R15. Вообще, существуют таблицы, в которых указаны допустимые значения коэффициентов абсорбции для различного оборудования.
Надеемся, что наша краткая статья была для вас полезной, и теперь вы знаете, как и с какой целью необходимо измерять коэффициент абсорбции трансформаторов, электродвигателей, генераторов, и другого электротехнического оборудования, имеющего обмотки.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Коэффициент абсорбции
Коэффициент абсорбции в электротехнике — это отношение измеренного мегаомметром значения сопротивления изоляции на 60-ти секундах к измеренному на 15-ти. Измеренные значения принято записывать в виде дроби R60/R15, а через запятую Kа=X, где Х — это вычисленное значение коэффициента абсорбции. Некоторые мегаомметры производят вычисление этого параметра автоматически.
Значение коэффициента абсорбции в электротехнике: любая электрическая изоляция обладает электрической емкостью. Если к изоляции приложить напряжение мегаомметра, то возникнет проникновение токов через точку изоляции, которые «насыщают» или поляризуют изоляцию. Такие токи называются токами абсорбции. Чем больше геометрические размеры и лучше качество изоляции, препятствующей этому, тем больше требуется времени для проникновения тока в изоляцию. Из этого следует, что большее увлажнение изоляции, приведёт к уменьшению коэффициента абсорбции при измерении. Также, необходимо учесть тот факт, что увеличение температуры изоляции приводит к уменьшению значения коэффициента абсорбции, и, наоборот, снижение температуры изоляции — к увеличению коэффициента абсорбции.
На практике измерение коэффициента абсорбции в изоляции напрямую указывает её увлажнение. Это справедливо для всех электротехнических изделий, будь то кабели, обмотки генераторов или трансформаторов. Например, после измерения коэффициента абсорбции генератора или трансформатора, принимают решение о возможности проведения испытаний повышенным напряжением промышленной частоты. Если коэффициент абсорбции меньше единицы, т.е. Изоляция влажная, то производить испытания электрооборудования нельзя, так как это может привести к пробою изоляции. Значения коэффициента абсорбции нормируется паспортными данными на электрооборудование, а так же нормативным документом «Объём и нормы испытаний электрооборудования». Например, при вводе в эксплуатацию новых генераторов, коэффициент абсорбции должен быть не меньше 1,3. При последующих измерениях данные должны быть не меньше указанных в паспорте.
Измерение коэффициентов абсорбции (DAR), поляризации (PI), R60
Одной из технических характеристик, довольно часто встречающейся в электротехнике, является коэффициент абсорбции трансформатора. Эта величина определяет диэлектрическое поглощение, показывающее степень увлажненности изоляции. Одновременно с этим показателем, применяется коэффициент поляризации, который учитывает степень износа и старения изоляционных материалов. В конечном итоге, с помощью этих двух коэффициентов определяется качество изоляции обмоток трансформаторов и электродвигателей, которое постепенно снижается в процессе эксплуатации.
Коэффициент абсорбции
Интенсивность старения изоляции, ее состояние, определяется сотрудниками, относящимися к электротехническому персоналу. Параметры коэффициентов абсорбции и поляризации, на практике определяются путем диагностических проверок, с помощью современных измерительных приборов. Диагностика дают возможность поддерживать необходимый технический уровень и состояние изоляции.
Коэффициент абсорбции определяет степень увлажненности, по результатам которой принимается решение о просушивании изоляции, изготовленной из гигроскопических материалов, применяемой в электрических машинах или трансформаторах.
За основу измерений берутся показания мегаомметра, полученные через 15 и 60 секунд с момента начала проведения измерений. Данный показатель проверяется на обмотках электрических машин и оборудования в определенные сроки после проведенных текущих и капитальных ремонтов.
Нормальным показателем является 1,3, а при сухой изоляции, коэффициент будет более 1,4. Если же изоляция влажная, то показатель будет около 1, что свидетельствует о необходимости ее сушки. В процессе испытаний, значение температуры должно быть в пределах от +10 до +35 градусов.
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.
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):
Для трансформаторов до 1600 кВА испытания не обязательны.
Регламент
Величину коэффициента абсорбции регламентируют правила «Объем и нормы испытаний электрооборудования» (РД 34.45-51.300-97).
Правила устанавливают определённые требования к величине коэффициента абсорбции для:
Кроме того, необходимость измерения коэффициента абсорбции может быть регламентирована отдельными инструктивными указаниями или указаниями завода изготовителя на определённый тип электрооборудования.
Как измерить
Коэффициент абсорбции трансформатора определяется в следующих ситуациях:
Учитывая, что ремонты производятся с частотой, установленной нормативными документами, периодичность измерения данного показателя определяется графиком проведения ремонтных работ.
Измерение уровня абсорбции состоит в обычном определении сопротивления изоляции. Для этого к силовой цепи агрегата на определённый период подключается электрический ток, с одновременным инструментальным измерением показателя сопротивления изоляции.
Для любого изоляционного материала характерно определённое значение электрической ёмкости. При работе оборудования покрытие насыщается токами, которые называют абсорбционными. Интенсивность такого насыщения и его продолжительность определяются качественными свойствами материала, толщиной покрытия и характеристиками тока.
Испытание проводят с использованием следующего подключения:
Для чистоты опыта, работы выполняют при температуре окружающей среды в диапазоне от 10 до 35 градусов выше нуля.
На рисунках ниже представлены схемы подключения и зависимость коэффициента абсорбции от температуры:
Для проведения измерений используют специальный прибор – мегаомметр. Измерения проводятся отдельно по каждой из обмоток, проверяется величина сопротивления между катушками и корпусом.
Если температура воздуха ниже плюс 10 градусов, требуется предварительное прогревание обмоток.
В зависимости от типа трансформатора, измерения проводятся для видов обмоток, указанных в таблице:
При проведении испытаний необходимо соблюдать следующие требования:
Проведение указанных испытаний не регламентируется для трансформаторов с мощностью, не превышающей 1600 кВА.
Вычисление
Коэффициент абсорбции – это отношение значений изоляции, измеренных через 15 секунд после приложения напряжения мегомметра и после 60-ти.
kа = R60/R15 (1),
где ka – коэффициент абсорбции, R60 – значение изоляции, измеренное мегомметром через 60 секунд после начала измерения, R15 – значение изоляции, измеренное мегомметром через 15 секунд после начала измерений.
Измерения производят таким образом:
Подключают измерительные щупы мегомметра к испытываемому электрооборудованию (токоведущие части → корпус), начинают процесс измерения. Через 15 секунд записывают показания мегомметра. Продолжают измерение. Через 60 секунд записывают показания мегометра, прекращают измерение. Подставляя измеренные значения в формулу (1) высчитывают коэффициент абсорбции, записывают вычисленное значение в протокол вместе с измеренными значениями изоляции.
В современных микропроцессорных мегомметрах и тераомметрах вычисление коэффициента абсорбции происходит автоматически, и показывается на дисплее испытательного устройства после завершения измерений.
Испытание повышенным напряжением
Испытание проводится после окончания капитального ремонта двигателя, а для аппаратов до 1000 В может не проводиться вовсе. Решение принимает технический руководитель, что закрепляется соответствующим приказом.
Испытание заключается в подаче повышенного напряжения промышленной частоты от постороннего источника. Для этого применяются переносные или передвижные испытательные установки. Одно из важных требований – они должны быть рассчитаны на повышенные токи утечки. Поэтому не все из них, пригодные к испытаниям изоляции распределительных устройств, годятся для электродвигателей. Испытательные напряжения указаны в таблице.
Напряжение выше номинального для изоляции является стрессом. Подъем его производится медленно и без рывков. Критерием исправности служит отсутствие разрядов внутри двигателя, наличие которых контролируется по показаниям миллиамперметра, включенного последовательно с испытуемым объектом. Сами же показания прибора не нормируются. Также не должно произойти срабатывания защиты установки.
При испытаниях схема соединения обмоток не разбирается, они испытываются относительно корпуса совместно. Но при пробое для поиска поврежденного участка придется не только разобрать схему звезды или треугольника, но и рассоединить все секции обмотки в поврежденной фазе. Неисправная секция меняется на новую.
Испытания электродвигателей переменного тока: перечень работ, периодичность
Помимо проверки состояния механических элементов и смазки, при капитальных и текущих ремонтах электромоторов переменного тока производятся их электрические испытания, измеряются электрические характеристики.
Объем этих испытаний, условия их проведения, а также нормируемые предельные значения измеренных величин зависят от:
Рассмотрим по порядку, какие испытания проводятся, и ознакомимся с критериями исправности электродвигателей.
Натуральный показатель поглощения
При использовании в определении показателя поглощения числа е получают показатель поглощения a′, называемый натуральным. Расчет при этом производится в соответствии с формулой:
Натуральный и десятичный показатели поглощения связаны друг с другом соотношением a′=ln(10)a или приближённо a′≈2.303a. С участием натурального показателя поглощения закон Бугера — Ламберта — Бера принимает вид:
Его вид в дифференциальной форме таков:
Всю энергию пучка, теряемую за счёт поглощения, получает среда. Поэтому для получаемой средой мощности P справедливо:
откуда для a′ получается:
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.
Что характеризует
В первую очередь — наличие влаги в изоляционном материале. При подаче напряжения и во время заряда токоведущей части, начинают происходить процессы поляризации в изоляционном материале. В упрощённом виде это можно представить так: диэлектрик характеризуется наличием в нём так называемого тока смещения, который уменьшается с течением времени после поляризации материала диэлектрика. При наличии влаги в изоляции, она создаёт пути для токов проводимости, который с течением времени не изменяется, и пропорционален изменению приложенного напряжения. Соответственно не изменяется значения сопротивления, измеренного в разные моменты времени (или даже может уменьшаться, за счёт явления электролиза во влаге). Соответственно, коэффициент абсорбции будет примерно равен 1.
Во вторую очередь, коэффициент абсорбции характеризует ёмкость. Чем больше коэффициент — тем больше ёмкость изолированной токоведущей части.
Измерение сопротивления изоляции электродвигателей
Такие измерения производятся не только при ремонте. Например, если в процессе эксплуатации требуется провести диагностику электродвигателя и питающего кабеля в случае отключения от защит. Также требуется измерять этот параметр перед пуском аппарата после его длительного простоя, особенно в неблагоприятных рабочих условиях.
Для измерения используется мегаомметр, напряжение которого зависит от номинального для испытуемого электродвигателя. Для аппаратов до 500 В используется мегаомметр на 500 В. Для номинала 500 — 1000 В — соответственно на 1000 В. Для высоковольтных электродвигателей используется мегаомметр, вырабатывающий напряжение 2500 В.
Для статоров низковольтных двигателей норма составляет 1 МОм, при этом температура испытуемого объекта находится в пределах 10-30˚С. При температуре 60˚С допустимая величина снижается до 0,5 МОм.
Аппараты напряжением выше 1000 В разделяются на две категории. Для мощностей обмотки статора 1 — 5 МВт предельные значения указаны в таблице.
Для более мощных, свыше 5 МВт, моторов, подход к процессу более ответственный. Измерения производятся в строгом соответствии с инструкциями изготовителя.
У асинхронных машин с фазным ротором, в том числе синхронных, имеющих обмотку возбуждения, тестируется и изоляция обмотки ротора. Но только у высоковольтных движков, имеющих мощность свыше 1 МВт. Используется мегаомметр на 1000 В. Предельное значение — 0,2 МОм.
Мощные электродвигатели для предотвращения появления паразитных токов в валах, замыкающихся на установочной раме, имеют изоляцию опор с подшипниками. Также подшипники изолируются от маслопроводов, осуществляющих их смазку при работе. Состояние этого вида изоляции проверяется мегаомметром на 1000 В.
Этот параметр контролируется после капитальных ремонтов, связанных с выемкой ротора. Сопротивление должно иметь значение, отличное от нуля, и не снизиться резко относительно ранее полученных результатов. Более точного значения правилами не предусмотрено.