ÎNCERCAREA IZOLAŢIEI LINILOR ELECTRICE...

download ÎNCERCAREA IZOLAŢIEI LINILOR ELECTRICE …iota.ee.tuiasi.ro/~tti/materiale/tti/lucrari/L14-Incercarea... · ÎNCERCAREA IZOLAŢIEI LINILOR ELECTRICE SUBTERANE 1. Introducere Izolaţia

If you can't read please download the document

Transcript of ÎNCERCAREA IZOLAŢIEI LINILOR ELECTRICE...

  • NCERCAREA IZOLAIEI LINILOR ELECTRICE SUBTERANE

    1. Introducere

    Izolaia linilor electrice subterane este supus n exploatare acelorai solicitri com-

    plexe - electrice, termice, mecanice, chimice - ca i izolaia altor echipamente electrice; totui,

    datorit amplasrii n subteran, influena umiditii este mult mai important i provoac

    majoritatea defectelor de izolaie.

    Din punct de vedere al izolaiei, liniile electrice subterane pot fi considerate ca formate

    din dou pri principale: cablurile propriu-zise i accesoriile (manoane i terminale) care fac

    legtura ntre tronsoanele de cabluri i ntre cabluri i alte componenente ale reelei (celulele

    din posturile de transformare, motoare etc.). Izolaia accesoriilor, executat n condiii de

    antier, este adesea de o calitate mai slab dect izolaia cablului realizat n fabric; ca urma-

    re a acestui fapt, defectele de izolaie au loc mai ales n aceste accesorii, n primul rnd n

    manoane.

    Verificarea strii izolaiei liniilor electrice subterane se realizeaz prin: metode nedis-

    tructive utiliznd tensiune continu sau alternativ, msurarea descrcrilor pariale, ncerca-

    rea cu tensiune mrit alternativ, continu i de impuls. Lista acestor ncercri difer funcie

    de scopul ncercrilor. Din acest punct de vedere se pot deosebi:

    ncercrile de tip, care se execut cu ocazia omologrii unor tipuri noi de cabluri i

    accesorii ;

    ncercrile individuale sau de lot, care se execut de ctre fabrica constructoare;

    ncercrile profilactice (sau preventive), care se execut n exploatare cu ocazia punerii n

    funciune, dup reparaii sau periodic.

    n cadrul lucrrii de laborator se vor studia i executa ncercrile preventive ale izolaiei

    liniilor electrice subterane.

    Asupra comportrii n exploatare a accesoriilor de cablu, o mare influen exercit cali-

    tatea jonciunilor adic a contactelor dintre conductoarele cablurilor prin mufe n cazul

    manoanelor ia contactelor conductoare-papuci n cazul terminalelor. Contactele defectuoase

    sunt surse ale degajrii de cldur n accesorii; ca urmare materialele izolante adiacente se

    topesc, se ard, formeaz incluziuni gazoase, ceea ce conduce la apariia rapid a strpungerii

    electrice. Din acest motiv, n cadrul lucrrii, se va realiza i o ncercare relativ la calitatea

    acestor jonciuni. Tehnica tensiunilor nalte Lucrri de laborator 2005 1

  • NCERCAREA IZOLAIEI LINIILOR ELECTRICE SUBTRERANE

    2. Metode de ncercare a izolaiei liniilor electrice subterane

    2.1.Msurarea rezistenei de izolaie

    Aceast ncercare se execut la nceputul seriei de ncercri, deoarece poate pune n

    eviden defecte locale avansate, care fac inutil continuarea verificrilor fr remedierea lor.

    Msurarea se realizeaz cu ajutorul unui aparat specializat, megohmmetrul, care cuprin-

    de, ca pri principale, o surs de tensiune nalt continu i un aparat de msur.

    Mrimea rezistenei de izolaie depinde de durata aplicrii tensiunii datorit proceselor

    de polarizare lente care au loc n izolaie. Pentru a se elimina erorile datorate acestui factor, se

    msoar rezistena de izolaie stabilizat, R60, la 60 s de la aplicarea tensiunii. Umiditatea

    materialului izolant are influen important att asupra mrimii rezistenei de izolaie ct i

    asupra variaiei sale n timp. Pentru aprecierea gradului de umiditate se folosete coeficientul

    de absorbie

    15

    60abs R

    Rk = , (1)

    definit ca inversul raportului valorilor rezistenei de izolaie msurate dup 15 i respectiv 60

    s de la aplicarea tensiunii. Cu ct umiditatea n dielectric este mai nsemnat, cu att procesele

    de polarizare se desfoar mai rapid i stabilizarea valorii rezistenei de izolaie are loc mai

    repede, iar kabs tinde la 1. Pentru izolaii uscate kabs >1.

    Coeficientul de absorbie, definit ca mai sus, are semnificaie corect numai pentru

    tronsoane scurte de cablu, a cror capacitate geometric se poate ncrca rapid de la o surs de

    putere mic cum este aceea din componena M-metrului. n cazul cablurilor lungi de zeci

    sau sute de metri, ncrcarea are loc lent, putnd depi cele 60 s ale duratei msurrii. n

    aceast situaie, se poate prelungi durata de aplicare a tensiunii de msur la mai multe minu-

    te, determinndu-se indicele de polarizare

    1

    10p R

    RI = , (2)

    respectiv raportul valorilor rezistenelor de izolaie msurate dup 10 minute i dup 1 minut

    de la aplicarea tensiunii. Semnificaia rezultatului este aceeai ca i pentru coeficientul de

    absorbie: izolaia este cu att mai uscat cu ct Ip este mai mare dect 1.

    Mrimea coeficientului de absorbie, respectiv a indicelui de polarizare se consider

    semnificativ pentru izolaia din hrtie impregnat cu ulei, care este mult mai sensibil la

    aciunea umezelii dect polimerii.

    Asupra msurrii rezistenei de izolaie are influen i starea de ncrcare electrostatic

    Tehnica tensiunilor nalte Lucrri de laborator 2005 2

  • NCERCAREA IZOLAIEI LINIILOR ELECTRICE SUBTRERANE

    a dielectricului. Pentru eliminarea acestei influene, conductoarele i ecranul cablului ncercat

    se vor lega la pmnt timp de cteva minute nainte de efectuarea msurrii.

    2.2. Msurarea factorului de pierderi dielectrice (tg)

    Realizarea acestei ncercri se lovete de dificulti datorate capacitii mari a cabluri-

    lor, care este proporional cu lungimea lor. Pe lng puterea sursei de alimentare a punii, in-

    tensitatea curentului capacitiv care strbate braul rezistiv, reglabil, al punii poate depi li-

    mita admisibil chiar pentru lungimi de cteva zeci de metri a cablului ncercat.

    Aceast ncercare se execut n cazul cnd cablurile de nalt tensiune se folosesc la o

    tensiune mai mare dect valoarea nominal (de exemplu cabluri de 6 kV folosite n reele de

    10 kV sau cabluri de 15 kV folosite n reele de 20 kV). Scopul ncercrii este de a stabili

    dac, n noua situaie, factorul de pierderi dielectrice nu crete n mod inadmisibil, n principal

    pe seama fenomenului de descrcri pariale. Intensificarea fenomenului de descrcri pariale

    pe msura creterii tensiunii de ncercare se pune n eviden prin creterea mai rapid a

    valorii tg, respectiv prin apariia unui cot n curba tg = f(U). Se consider c se poate utiliza

    cablul la noua tensiune propus dac cotul curbei de ionizare nu apare pn la tensiunea

    1,25Un, unde Un este noua tensiune de funcionare.

    De asemenea, msurarea tg se recomand pentru cablurile cu izolaie din hrtie im-

    pregnat cu ulei dac rezultatul msurrii rezistenei de izolaie este necorespunztor.

    2.3. ncercarea cu tensiune mrit

    n principiu, ncercarea cu tensiune mrit se execut cu tensiune alternativ de frecven-

    industrial. n cazul cablurilor de nalt tensiune, aceast ncercare se execut mai ales cu

    tensiune continu datorit faptului c puterea necesar a sursei de alimentare poate fi mic,

    chiar pentru ncercarea cablurilor de lungime mare.

    Astfel, considernd c mrimea capacitii cablului ncercat este C0, iar tensiunea de

    ncercare este Unc, puterea sursei pentru ncercarea cu tensiune alternativ este

    . (2) 2inc0UCS =

    Dac ns ncercarea are loc la tensiune continu, izolaia ncercat absoarbe numai un

    curent de conducie, IC

    tgUCI inc0C = , (3)

    iar puterea sursei de ncercare este

    StgP = . (4)

    Tehnica tensiunilor nalte Lucrri de laborator 2005 3

  • NCERCAREA IZOLAIEI LINIILOR ELECTRICE SUBTRERANE

    Deoarece valorile tg sunt de ordinul 10-3, puterea sursei de ncercare cu tensiune con-

    tinu este n aceeai msur mai mic dect pentru ncercarea cu tensiune alternativ. Acest

    avantaj este decisiv pentru ncercrile executate pe teren (in situ). Mai mult, ncercarea cu

    tensiune continu mrit nu contribuie la intensificarea descrcrilor pariale i deci nu nru-

    tete starea izolaiei.

    Valoarea tensiunii de ncercare este stabilit prin norme specifice de produs, sau, n

    lipsa acestora, prin normativele de ncercri preventive. Ea depinde de momentul ncercrii

    (punerea n funciune sau n exploatare), de tipul izolaiei (hrtie sau polimeri), tipul construc-

    tiv (cu cmp electric radial sau neradial).

    Durata ncercrii este stabilit n funcie de aceiai factori ca i tensiunea de ncercare.

    Simultan cu ncercarea cu tensiune mrit se poate msura curentul de conducie prin

    izolaia cablului. Mrimea acestui curent este un indiciu suplimentar recomandat pentru cab-

    lurile cu izolaie din polimeri, dac msurarea rezistenei de izolaie nu d rezultate satisfc-

    toare.

    Variaia curentului de conducie, pe durata aplicrii tensiunii de ncercare trebuie s fie

    numai descresctoare, cel mult constant. Se urmrete att valoarea curentului n sine, ct i

    deosebirile ntre rezultatele msurtorilor pe cele trei faze ale liniei electrice subterane.

    Coeficientul de asimetrie :

    minc

    mincmaxc

    IIIa = ( 3 )

    trebuie s aib valori a < 2. n cazul n care valoarea curentului de conducie depete valoa-

    rea admisibil sau coeficientul de asimetrie este mai mare ca 2, se va determina experimental

    curba Ic =f (U), fr a depi valoarea tensiunii de ncercare. Tensiunea se va regla n trepte,

    iar valoarea curentului se va citi dup un minut de la stabilirea tensiunii pe o anumit treapt.

    Curba obinut trebuie s fie ct mai liniar, fr coturi.

    2.5. Caracteristica de autodescrcare

    ncercarea const n msurarea variaiei n timp a tensiunii pe capacitatea unui cablu,

    care a fost ncrcat pn la tensiunea de ncercare prevzut i care se descarc pe propria

    rezisten de izolaie. Viteza de scdere a tensiunii ofer indicaii cu privire la starea izolaiei

    cablului; cu ct autodescrcarea este mai lent, cu att starea izolaiei este mai bun.

    Aceast ncercare necesit folosirea unui kV-metru electrostatic pentru msurarea tensi-

    unii, acesta fiind singurul aparat de msur de nalt tensiune care are consumul propriu

    neglijabil, practic nul. Din acest motiv aceast ncercare se poate executa mai ales n condiii

    Tehnica tensiunilor nalte Lucrri de laborator 2005 4

  • NCERCAREA IZOLAIEI LINIILOR ELECTRICE SUBTRERANE

    de laborator.

    2.6.Verificarea jonciunilor

    Calitatea contactelor electrice dintre conductorul cablului i mufele din manoane sau

    papucii de la terminale influeneaz hotrtor, prin cldura degajat datorit rezistenei de

    contact, asupra strii izolaiei acestor accesorii. Rezistena de contact se verific prin msura-

    rea cderii de tensiune ntre conductorul cablului i muf sau papuc la trecerea unui curent

    continuu de ncercare. Se recomand ca aceast cdere de tensiune s satisfac relaia :

    n

    m

    II10U ( mV ) ( 4 )

    unde : Im0,1In este curentul de ncercare, iar In este curentul maxim admisibil al cablului a

    crui mrime depinde de seciunea cablului i de tipul izolaiei.

    3.Indicaii metodice

    Metodele de ncercare prezentate anterior se vor aplica unui tronson de cablu avnd

    tensiunea nominal de 6 kV, cu izolaie din PVC, conductoare din aluminiu cu seciunea de

    150 mm2 i ecran metalic din band de cupru, comun pentru cele trei faze. De asemenea, se va

    folosi o mostr de cablu monofazat cu tensiunea nominal de 20 kV i izolaie din polietilen

    pentru msurarea factorului de pierderi dielectrice (tg).

    3.1. Msurarea rezistenei de izolaie

    Msurarea se execut pe fiecare faz a cablului ca i ntre faze, conectnd M-metrul la

    fazele cablului ca n fig.1. Modul de folosire a M-metrului este dat n anexa 1.

    Fig.1- Msurarea rezistenei de izolaie a unui cablu trifazat

    M M

    nainte de fiecare msurare, toate fazele cablului se vor scurtcircuita la pmnt timp de

    1-2 minute. Tensiunea de msurare se va aplica timp de 1 min., fr ntrerupere. Se vor citi i

    se vor nota indicaiile aparatului la 15 s i la 60 s, de la aplicarea tensiunii. Pe durata msur-

    rii, conductoarele de legtur cu M-ohmetrul nu vor veni n contact cu alte corpuri izolate

    sau legate la pmnt pentru a nu denatura rezultatul.

    Tehnica tensiunilor nalte Lucrri de laborator 2005 5

  • NCERCAREA IZOLAIEI LINIILOR ELECTRICE SUBTRERANE

    Se va utiliza tensiunea de ncercare de 2500 V. Cellalt terminal al cablului va fi izolat

    fa de orice alt echipament din laborator.

    ntruct rezistena de izolaie este invers proporional cu lungimea cablului, rezultatul

    msurrii se va raporta la 1 km, conform relaiei

    ,l

    RR miz = (5)

    unde Rm este valoarea msurat, iar l este lungimea tronsonului ncercat, n km.

    Valorile admisibile ale rezistenei de izolaie depind de tensiunea nominal a cablului,

    de tipul izolaiei i de seciunea conductorului. De exemplu pentru cablul supus ncercrii,

    este recomandat o valoare de 100 M/km.

    3.2. Msurarea factorului de pierderi dielectrice (tg)

    Dei nu este o ncercare preventiv obligatorie pentru cablurile cu izolaie din polimeri,

    aceast ncercare se va executa, pentru nsuirea tehnicii de msurare, asupra unei mostre de

    cablu monofazic, cu izolaie din polietilen, avnd tensiunea nominal de 20 kV. ntruct

    peste ecranul din folie de cupru al cablului este aplicat un nveli de protecie din PVC, se va

    putea folosi montajul punii Schering n schem normal (pentru obiecte care au ambele borne

    izolate fa de pmnt).

    Se va folosi puntea PSBI-A72, conform instruciunilor din Anexa 2. Montajul de

    ncercare este dat n fig. 2

    Tr.1 Ce

    N

    Cx

    Ce

    PSBI A72 Cx

    Fig.2-Montaj pentru msurarea factorului de pierderi dielectrice i ridicarea curbei de ionizare

    Condensatorul etalon Ce are capacitatea de 50 pF i tensiunea nominal de 10 kV.

    Avnd n vedere c tensiunea nominal a cablului, pe faz, este Un = 20/3 = 11,55 kV, se va

    limita tensiunea de ncercare la 10 kV, dei pentru ridicarea curbei de ionizare se poate crete

    tensiunea pn la 1,25 Un.

    Drept surs de tensiune nalt de frecven industrial (Tr.1), se va folosi instalaia de

    tip WPT-4,4/35, a crui transformator are nfurarea de nalt tensiune format din dou sec-

    Tehnica tensiunilor nalte Lucrri de laborator 2005 6

  • NCERCAREA IZOLAIEI LINIILOR ELECTRICE SUBTRERANE

    iuni, care dac sunt conectate n paralel, furnizeaz numai 17,5 kV; astfel reglajul tensiunii de

    ncercare poate fi fcut mai precis. Instruciunile de utilizare a acestei surse sunt date n anexa

    3.

    ncercarea se va executa folosind mai multe valori ale tensiunii de ncercare ntre 0,2 Un

    i 10 kV, astfel nct s se poat trasa grafic funcia tg=f(U) (curba de ionizare).

    Rezultatele ncercrii se compar cu valorile normate sau precizate de constructor. n

    Normativul de ncercri ale izolaiei se recomand valorile tg 8.10-3 pentru cabluri noi, tg

    15.10-3 pentru cabluri aflate n exploatare de 30-40 ani. n privina variaiei tg n funcie de

    tensiune, se admite cel mult o cretere de 1.10-3 pentru o cretere a tensiunii de ncercare ntre

    0,5 i 1,25 Un. Alt criteriu de interpretare a rezultatelor se refer la modul de variaie a tg n

    funcie de tensiune: nu trebuie s se manifeste prezena unui cot (creterea evident a pantei

    curbei) pe toat gama tensiunilor de ncercare.

    3.3. ncercarea cu tensiune mrit

    Dei aceast ncercare se refer numai la verificarea capabilitii de suportare a tensiunii

    de ncercare, montajul de ncercare (fig.3) va fi folosit i pentru alte dou ncercri: msurarea

    curentului de conducie i ridicarea caracteristicii de autodescrcare.

    Fig. 3- Montajul pentru ncercare cu tensiune nalt continu

    ~

    A

    kV

    S

    Sursa de nalt tensiune redresat folosit n acest montaj poate furniza tensiune regla-

    bil n gama 0-50 kV. Schema de principiu i instruciunile de utilizare sunt date n Anexa 4.

    Mrimea tensiunii de ncercare folosit pentru verificarea rigiditii dielectrice a izola-

    iei cablului este de 6U0 (dac nu se specific altfel de ctre productor) pentru cabluri cu

    tensiunea nominal de 6 35 kV. U0 este valoarea de vrf a tensiunii nominale faz-pmnt a

    cablului ncercat.

    Durata aplicrii tensiunii de ncercare depinde de momentul ncercrii: la punerea n

    funciune, durata (10-15 min) este mai mare dect la ncercrile periodice sau dup reparaii (5

    min).

    n cazul cablurilor trifazate, se execut succesiv ncercarea izolaiei celor trei faze apli-

    Tehnica tensiunilor nalte Lucrri de laborator 2005 7

  • NCERCAREA IZOLAIEI LINIILOR ELECTRICE SUBTRERANE

    cnd tensiunea de ncercare ntre o faz i celelalte dou legate la pmnt mpreun cu ecranul

    cablului.

    Tensiunea de ncercare stabilit se va atinge n cteva trepte la care se va msura

    curentul de conducie. Valoarea msurat se recalculeaz pentru unitatea de lungime (1 km)

    cu o realie asemntoare cu (5).

    Mrimea admisibil a curentului de conducie pentru cablurile cu tensiunea nominal

    de 635 kV este:

    600 A/km dac lungimea cablului depete 100 m;

    150 A/km dac lungimea cablului nu depete 100 m.

    Curentul de conducie msurat poate conine i componente parazite precum curentul de

    scurgere pe supafaa izolaiei terminalelor care se datoresc unor depuneri poluante sau unei

    lungimi insuficiente a traseului de la conductorul cablului pn la ecran. Aceast eroare poate

    fi corectat dac se msoar aceti cureni parazii ca n fig. 4.

    Fig.4- Msurarea exact a curentului de conducie

    Pe izolaia fazei ncercate, la ambele capete ale cablului ncercat, ct mai aproape de

    ecran, dar fr a-l atinge, se aeaz cteva spire de conductor neizolat la care se racordeaz

    cte un A-metru avnd cealalt born legat la pmnt. Din indicaia aparatului de msur a

    curentului aflat n componena sursei se scade suma indicaiilor celor dou A-metre conec-

    tate la terminalele cablului. Eliminarea erorii datorat curentului de scurgere pe suprafa se

    impune a fi fcut dac valoarea curentului de conducie msurat simplu depete limitele

    admise.

    Caracteristica de autodescrcare se va ridica dup expirarea duratei de ncercare cu

    tensiune nalt. Dup deschiderea separatorului S din montaj, sarcinile electrice din izolaia

    cablului se pot disipa numai pe rezistena de izolaie a cablului. Aceasta se petrece cu att mai

    repede cu ct izolaia este mai mbtrnit. Msurarea tensiunii remanente pe cablu se poate

    realiza numai cu un kV-metru electrostatic a crui consum propriu este neglijabil.

    Aceast ncercare nu este cuprins n seria ncercrilor preventive din exploatare. Se va

    msura tensiunea rezidual timp de 5 minute dup deschiderea separatorului S.

    ~

    A

    kV

    S

    A A

    Tehnica tensiunilor nalte Lucrri de laborator 2005 8

  • NCERCAREA IZOLAIEI LINIILOR ELECTRICE SUBTRERANE

    3.4. Verificarea jonciunilor

    Se vor utiliza pentru ncercare dou mostre de cablu de 20 kV, cu seciunea conductoru-

    lui de 120 mm2, care conin att papuci ct i mufe executate prin dou procedee: prin presare

    i prin turnare. Se realizeaz montajul din fig. 5.

    Fig.5-Montajul pentru verificarea jonciunilor

    TC este un transformator de curent care poate produce intensiti de pn la 2 kA. Cu

    ajutorul unui mV-metru de curent continuu se msoar diferenele de potenial ntre conductor

    i papuci, respectiv muf, conform marcajelor din schem. Cele dou puncte de conectare a

    aparatului de msur trebuie s fie ct mai apropiate de marginile mufei, respectiv ale papuci-

    lor pentru a msura numai cderea de potenial de contact.

    Intensitatea curentului de ncercare, Im , trebuie s respecte condiia Im0,1In , iar cali-

    tatea jonciunii este bun dac inegalitatea (4) este respectat. In este curentul maxim admisi-

    bil al cablului la funcionarea permanent. Pentru cablurile cu conductor din Al i izolaie din

    polimeri, valorile In sunt date n tabelul 1.

    Tabelul 1 ncrcarea maxim admisibil a cablurilor Un (kV) Seciunea

    (mm2) 1 6 10 20 95 250 240 230 195

    120 290 275 260 225 120 325 305 290 250 185 365 350 330 280

    Se va ntocmi o fi cu rezultatele ncercrilor efectuate, care va conine pentru fiecare

    mostr de cablu:

    caracteristicile tehnice ale mostrei;

    ncercrile efectuate n ordinea desfurrii lor cu precizarea pentru fiecare ncercare a

    parametrilor ncercrii, rezultatelor obinute i concluzii asupra strii izolaiei.

    ~ mV mV

    P1 TC AT

    M

    P2 Sh

    Tehnica tensiunilor nalte Lucrri de laborator 2005 9

  • NCERCAREA IZOLAIEI LINIILOR ELECTRICE SUBTRERANE

    Anexa 1 - M - metrul

    Anexa 2

    PUNTEA SCHERING PSBI A72

    Puntea Schering cu brae cuplate inductiv (PSBI), un produs a Institutului Naional de

    Metrologie Bucureti, este o punte de laborator cu precizie mare de msurare.

    Parametrii tehnici ai acestui aparat sunt: frecvena de lucru: 50 Hz; gama de msurare a capacitii:

    cu condensator etalon de 100 pF: 10-3 pF 0,1 F, cu condensator etalon de 1000 pF: 10-2 pF 1,1 F;

    eroarea de msur a capacitii: 0,01% din valoarea msurat; gama de msurare a tg: eroarea msurrii tg : 1% din valoarea msurat;

    Puntea Schering cu brae inductive (fig.1) difer de puntea Schering clasic cu brae

    rezistive prin faptul c braele ei de raport snt formate din dou nfurri ale unui transfor-

    mator special, TS, prevzut i cu o nfurare de detecie la care este conectat instrumentul de

    nul IN. Echilibrarea punii const n modificarea numrului de spire a nfurrilor de raport

    Ne i Nx pn la anularea (minimizarea) fluxului magnetic n miezul transformatorului TS,

    astfel nct indicaia instrumentului de nul devine de asemenea minim. Pentru a se putea

    echilibra puntea i n cazul msurrii condensatoarelor cu pierderi, schema punii este

    completat cu o nfurare suplimentar avnd Nc spire, prin care circul un curent defazat cu

    aproximativ /2 fa de curentul prin Cx , datorit rezistenei R i capacitii C.

    Fig.1. Schema electric de principiu a punii PSBI

    TS

    NX

    C

    N Ne

    IN

    NC R

    Tr.1 Ce CX

    Condiiile de echilibru ale acestei puni sunt:

    x

    e

    e

    xNN

    CC

    = ; CRNNtg

    x

    cx = .

    Tehnica tensiunilor nalte Lucrri de laborator 2005 10

  • NCERCAREA IZOLAIEI LINIILOR ELECTRICE SUBTRERANE

    Echilibrarea punii pentru determinarea Cx se face prin modificarea numerelor de spire

    Nc i Nx . Echilibrarea in funcie de tgx, se realizeaz prin modificarea numrului de spire Nc .

    Numrul de spire Ne este afiat la comutatoarele decadice pentru msurarea capacitii

    sub forma Ne/1000, putnd lua valori de la 0 la 0,99999. Numrul de spire Nx se alege prin

    intermediul factorului M = 1000/Nx afiat de comutatorul pentru alegerea valorii M. Astfel

    relaia de calcul a capacitii devine:

    1000NMCC eex = .

    Determinarea tg x de face cu relaia:

    1000NcMNtg x = ,

    n care M este acelai ca mai sus, iar N este un factor care depinde rezistena R i poate lua

    valorile 10-1 , 10-2 , 10-3 , 10-4 , 10-5 . Nc/ 1000 reprezint afiajul de la butoanele de reglare a

    numrului de spire Nc (n patru decade).

    Valoarea capacitii pe fiecare din decade este astfel aleas nct s se poat citi direct

    valoarea tgx la frecvena de 50 Hz.

    La butoanele de alegere a factorilor M i N este afiat i valoarea curentului admisibil

    prin braele punii. n funcie de acesta i de valoarea capacitii Cx se poate alege valoarea

    tensiunii de ncercare :

    x

    adinc C

    IU

    = ,

    care trebuie s fie inferioar nivelului de inere la 59 Hz a izolaiei obiectului ncercat.

    Corespunztor acestei tensiuni se alege transformatorul Tr.1 din fig.1.

    Panoul frontal al punii este redat n fig. 2.

    Fig. 2. Panoul frontal al punii PSBI-A72. 1

    2 3 4

    5 6 7 8

    9

    10

    11 12 13 14 15

    1 comutatorul sensibilitii indicatorului de nul; 2 claviatur pentru indi-catorul de nul : conectare, verificare a tensiunii de alimentare, msurare; 3 instrumentul de nul ; 4- borna de intrare a indicatorului de nul; 5- comuta-torul factorului M; 6 - comutatorul factorului N; 7- inversor de polaritate. 8 borna de ieire a punii pentru conectarea indicatorului de nul; 9 comu-tatoare decadice pentru reglarea valorii raportului Ne / 1000; 10 comuta-toare decadice pentru reglarea valorii raportului Nc / 1000; 11 borna de legare la pmnt; 12 borna legat de ecranul punii; 13 borna punctului median al punii; 14 - borna de conectare a capacitii Cx ;15 borna de conectare a capacitii Ce ;.

    Tehnica tensiunilor nalte Lucrri de laborator 2005 11

  • NCERCAREA IZOLAIEI LINIILOR ELECTRICE SUBTRERANE

    Indicatorul de nul al punii este electronic i necesit alimentare de la baterii cu o

    tensiune de 9 V.

    Puntea nu are un condensator etalon propriu, urmnd a se folosi un condensator adecvat

    tensiunii de ncercare i avnd drept dielectric aer sau gaz comprimat (respectiv, valoare tg

    ct mai mic posibil).

    Puntea poate fi folosit pentru msurtori att asupra obiectelor avnd ambele borne

    izolate fa de pmnt ct i cu o born legat la pmnt. Schemele de montaj corespunztoare

    snt prezentate n fig. 3. n ambele cazuri braele inductive ale punii de afl la potenial relativ

    redus, asemntor cu cazul folosirii punuu MD-16 n montaj direct.

    Montajul din fig.3,a) este cel mai obinuit mod de msurare cu puntea PSBI-A72. Borna

    N a punii este legat prin intermediul bornei 12 din fig. 2. Astfel nfurarea secundar a

    transformatorului de alimentare are o born legat la pmnt. Obiectul de msurat Cx nu are

    nici o born legat la pmnt; totui borna acestuia legat la punte are un potenial cobort n

    raport cu tensiunea de ncercare, apropiat de potenialul pmntului.

    n schema din fig.3,b), borna Cx a punii este legat la pmnt ca i una din bornele

    obiectului ncercat. Borna N a punii este izolat fa de pmnt. Transformatorul de ncercare

    Tr.1 are ambele nfurri de nalt tensiune izolate fa de pmnt; totui potenialul fa de

    pmnt al bornei N a punii este suficient de cobort pentru a necesita mijloace de electrose-

    curitate pentru operator.

    a) b)

    Fig.3- Schemele de montaj ale punii Schering PSBI-A72 a) pentru obiecte avnd ambele borne izolate fa de pmnt; b) pentru obiecte avnd o born legat la pmnt.

    n raport cu puntea MD-16 la care msurarea n schema invers (destinat obiectelor de

    ncercat avnd o born legat la pmnt) care se putea face numai pn la o tensiune de ncer-

    care egal cu tensiunea nominal a punii, la puntea PSBI-A72, aceast restricie lipsete.

    Pentru punerea n funciune, dup realizarea montajului, se conecteaz indicatorul de

    nul i se controleaz tensiunea de alimentare a acestuia. Se ridic tensiunea n circuitul de

    Tr.1 Ce Cx Cx

    N Cx Ce

    PSBI A72

    Tr.1 Ce

    PSBI A72

    N Cx Ce

    Tehnica tensiunilor nalte Lucrri de laborator 2005 12

  • NCERCAREA IZOLAIEI LINIILOR ELECTRICE SUBTRERANE

    nalt tensiune pn la valoarea dorit. Se face un calcul orientativ al curentului prin Cx (Ix =

    UCx ) i are n vedere ca aceast valoare s nu depeasc curentul admisibil indicat la

    comutatoarele 5 i 6.

    Se ncepe echilibrarea punii cu treptele inferioare ale sensibilitii indicatorului de nul.

    Se aduc la zero indicaiile decadelor 9 i se ncearc echilibrarea punii dnd factorului M o

    asemenea valoare nct cifra indicat de prima decad din irul 9 s fie nenul. Dup atingerea

    minimului posibil din decadele 9 se continu echilibrarea cu ajutorul decadelor 10, urmrind,

    de asemenea, ca cifra indicat de prima decad din irul 10 s fie nenul. n acest scop se

    alege o valoare potrivit pentru factorul N.

    Se continu echilibrarea, lucrnd alternativ cu cele dou iruri de butoane pn cnd se

    obine indicaia minim la instrumentul 15, pe poziia de maxim sensibilitate a comutatorului

    1.

    Anexa 3 Sursa de tensiune nalt alternativ WPT 4,4/35

    Anexa 4 Sursa de tensiune nalt redresat de 50 kV/10 mA.

    Tehnica tensiunilor nalte Lucrri de laborator 2005 13

    NCERCAREA IZOLAIEI LINILOR ELECTRICE SUBTERANE