Трансформаторы: эксплуатация, диагностирование, ремонт и продление срока службы

Подождите немного. Документ загружается.

Fig. 19. Tan delta at 50 Hz for a distribution transformer as function of temperature

Bushings

An ASEA/ABB GOB bushing, expected to be in good condition, has been mea-

sured at different temperatures. Tan Delta and DFR measurements were performed

at three temperatures; Indoor at 22 °C, outdoor at –8 °C and in a heated chamber at

42 °C. Results are shown in Table 3.

Table 3

POWER FACTOR MEASURENTS ON ABB GOB BUSHING

Insulation Temperature, °C Measured Power Factor

200V 1–10 kV Comments

–8 0,86 1,04–1,14 Voltage dependent at low

temperatures

22 0,46 0,46

42 0,34 0,32

Calculated temperature corrections using DFR results are presented together

with the manufacturer’s average temperature correction data in Fig 20.

Fig. 20. Temperature correction curves for ABB/ASEA GOB bushing.

For the specific bushing, individual temperature correction (ITC) both at 22 and 42 °C

fits very well with manufacturer’s data, indicating a bushing in normal condition.

Summary and Conclusions

Dielectric Frequency Response (DFR/FDS) measurement is a technique/meth-

odology for general insulation testing and diagnostics. In comparison with standard

50/60 Hz dissipation factor measurements, DFR measurements provide the follow-

ing advantages:

– Capability of performing individual temperature correction of measured 50/

60 Hz dissipation/power factor;

– Capability of estimating the moisture content of oil-immersed cellulose insul-

ation in power transformers and bushings;

– Capability of estimating dissipation/power factor at operating temperature in

order to assess risk of thermal runaway catastrophic failure;

– Capability of investigating increased dissipation factor in power components

The insulation properties are very important for determining the condition of a

power system component. Knowing the condition helps to avoid potential catastro-

phic failure and identifying “good” units and decide upon correct maintenance can

save significant money due to postponed investment costs.

1. IEEE Guide for Diagnostic Field Testing of Electric Power Apparatus; Pt. 1: Oil Filled Power Transf-

ormers, Regulators, and Reactors”, IEEE 62-1995.

2. Werelius P. et al. Diagnosis of Medium Voltage XLPE Cables by High Voltage Dielectric Spectros-

copy, paper presented at ICSD 1998.

3. Gäfvert U. et al. Dielectric Spectroscopy in Time and Frequency Domain Applied to Diagnostics of

Power Transformers // 6th Intern. Conf. on Properties and Applications of Dielectric Materials, June

21–26, 2000. Xi’an, China, 2000.

4. Gubanski S.M. et al. “Dielectric Response Methods for Diagnostics of Power Transformers // Electra.

No. 202. June 2002. P. 23–34 (CIGRE Technical Brochure, No. 254. P., 2004).

5. Gubanski S. M. et al. Reliable Diagnostics of HV Transformer Insulation for Safety Assurance of Po-

wer Transmission System. REDIATOOL – a European Research Project, paper D1–207 CIGRE 2006.

6. Swedish Bushings Plant Sees Growth in RIP Designs, INMR Quarterly, Issue 68, 2005.

7. Braun J. M. et al. Accelerated Aging and Diagnostic Testing of 115 kV Type U Bushings, paper

presented at IEEE Anaheim 2000.

8. Kane C. Bushing, PD and Winding Distortion Monitoring, paper presented at ABB Seminar Power

Transformer Health Monitoring and Maintenance. Johannesburg, 2008.

9. Blodget R. B. “Influence of Absorbed Water and Temperature on Tan Delta and Dielectric Constant

of Oil-Impregnated Paper Insulation”, Trans. AIEE, 1961.

10. Brusetti R. Experience with On-line Diagnostics for Bushings and Current Transformers, NETA Fall

2002, paper A335.

11. Tyagi R. K., Victor S., Sodha N. S. Application of Temperature Correction Factors for dissipation fa-

ctor Measurements for Power Transformers – A case study, Doble Client Conf. Vadodara, India, 2006.

12. Werelius P., Ohlen M. Dielectric Frequency Response Measurements on Power Transformers,

EuroTechCon 2008, Liverpool, UK.

13. Niemanis R. et al. Determination of Moisture Content in Mass Impregnated Cable Insulation Usi-

ng Low Frequency Dielectric Spectroscopy, IEEE Power Engineering Society Summer Meeting 2000,

Seattle, Washington, USA.

×ÀÑÒÎÒÍÀß ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊÀ ÄÈÝËÅÊÒÐÈÊÀ

È ÇÀÂÈÑÈÌÎÑÒÜ ÒÀÍÃÅÍÑÀ ÄÅËÜÒÀ

ÎÒ ÒÅÌÏÅÐÀÒÓÐÛ

M. Karlstrom, M. Ohlen, P. Werelius,

Company MEGGER Ltd

Ââåäåíèå

Ïðè ñòàðåíèè ïàðêà ýíåðãåòè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ ñîâðåìåííûå ýíåðãî-

ïðåäïðèÿòèÿ ñòàëêèâàþòñÿ ñ ñåðüåçíûìè ïðîáëåìàìè, òàê êàê îòêàçû â ðà-

áîòå, ñëåäóþùèå çà íèìè ðåìîíò è ïîòåðÿ ïðèáûëè ìîãóò ïðèâåñòè ê çíà÷è-

òåëüíûì èçäåðæêàì. Òðàíñôîðìàòîðû – îäíà èç âàæíåéøèõ ñîñòàâëÿþùèõ

ýíåðãîñèñòåìû. Ïîòðåáíîñòü â íàäåæíûõ äèàãíîñòè÷åñêèõ ìåòîäàõ ñòàâèò

âåäóùèõ ýêñïåðòîâ âñåãî ìèðà ïåðåä íåîáõîäèìîñòüþ îöåíèâàòü íîâûå òåõ-

íîëîãèè, êîòîðûå óâåëè÷èâàþò íàäåæíîñòü è îïòèìèçèðóþò èñïîëüçîâàíèå

ýíåðãîñåòè.

Ñîñòîÿíèå èçîëÿöèè – îñíîâíîé ïîêàçàòåëü íàäåæíîñòè ôóíêöèîíèðîâàíèÿ

ñèëîâûõ òðàíñôîðìàòîðîâ, ãåíåðàòîðîâ, êàáåëåé è äðóãîãî îáîðóäîâàíèÿ âû-

ñîêîãî íàïðÿæåíèÿ. Òðàíñôîðìàòîðû ñ âûñîêèì âëàãîñîäåðæàíèåì íå ìîãóò

âûäåðæèâàòü âûñîêèå íàãðóçêè, íå ïîäâåðãàÿñü ðèñêó. Âûñîêîâîëüòíûå ââîäû

è êàáåëè ñ âûñîêèì çíà÷åíèåì òàíãåíñà óãëà äèýëåêòðè÷åñêèõ ïîòåðü èçîëÿöèè

ïðè âûñîêîé òåìïåðàòóðå ìîãóò ïîëó÷èòü ïîâðåæäåíèÿ èç-çà «òåïëîâîãî ïðî-

áîÿ».

Ñ äðóãîé ñòîðîíû, òàêæå î÷åíü âàæíî âûÿâëÿòü «õîðîøèå» åäèíèöû â ñòà-

ðåþùåì ïàðêå îáîðóäîâàíèÿ. Äîáàâëåíèå òîëüêî íåñêîëüêèõ ëåò ýêñïëóàòàöèè

ê îæèäàåìîìó ñðîêó ñëóæáû òðàíñôîðìàòîðà èëè êàáåëÿ – çíà÷èòåëüíàÿ ýêî-

íîìèÿ çàòðàò äëÿ ýíåðãåòè÷åñêîé êîìïàíèè.

Òðàäèöèîííûå ñïîñîáû èçìåðåíèÿ òàíãåíñà óãëà

äèýëåêòðè÷åñêèõ ïîòåðü

Ñàìûé ðàñïðîñòðàíåííûé ñïîñîá äèàãíîñòèêè èçîëÿöèè – ýòî èçìåðåíèå

åìêîñòè è òàíãåíñà äåëüòà ïðè 50/60 Ãö. Ýòî ñòàíäàðòíîå èñïûòàíèå, ïðîèçâî-

äèìîå âñÿêèé ðàç, êîãäà âîçíèêàåò íåîáõîäèìîñòü èçó÷åíèÿ ñâîéñòâ èçîëÿöèè.

Áîëüøèíñòâî òåñòîâ âûïîëíÿþòñÿ ïðè 10 êÂ è ðàáî÷åé òåìïåðàòóðå, íî ïðî-

âîäÿòñÿ èñïûòàíèÿ è ñ ïåðåìåííûì íàïðÿæåíèåì, à òàêæå èñïûòàíèÿ, ãäå òàí-

ãåíñ äåëüòà èçìåðÿåòñÿ â çàâèñèìîñòè îò òåìïåðàòóðû. Àíàëèç îñíîâûâàåòñÿ

íà ñòàòèñòè÷åñêèõ äàííûõ (ïîëó÷åííûõ ðàíåå) è ñîïîñòàâëåíèè çíà÷åíèé, ïî-

ëó÷åííûõ íà çàâîäå. Òàê êàê ñâîéñòâà èçîëÿöèè çàâèñÿò îò òåìïåðàòóðû, êîì-

ïåíñàöèÿ òåìïåðàòóðíûõ âîçäåéñòâèé äîëæíà èñïîëüçîâàòüñÿ äëÿ èçìåðåíèé

ïðè òåìïåðàòóðå, íå ðàâíîé 20 °C, ÷òî îáû÷íî äîñòèãàåòñÿ ïðè èñïîëüçîâà-

íèè òàáëè÷íûõ çíà÷åíèé ïîïðàâêè íà òåìïåðàòóðó äëÿ îïðåäåëåííûõ êëàññîâ

óñòðîéñòâ [1].

Â IEEE 62-1995 ïðèâîäÿòñÿ òèïè÷íûå çíà÷åíèÿ èçìåðåíèé òàíãåíñà äåëüòà

äëÿ òðàíñôîðìàòîðîâ è âûñîêîâîëüòíûõ ââîäîâ (òàáë. 1).

Òàáëèöà 1

Òèïè÷íûå çíà÷åíèÿ òàíãåíñà äåëüòà (IEEE)

Íàèìåíîâàíèå

ïîêàçàòåëÿ

Òèïè÷íûå çíà÷åíèÿ òàíãåíñà äåëüòà ïðè 20 °C

«Íîâûå», % «Ñòàðûå», % Ïðåäåë «ïðåäóïðåæäåíèå/

òðåâîãà», %

Ñèëîâûå

òðàíñôîðìàòîðû ñ

ìàñëÿíîé èçîëÿöèåé

0,2–0,4 0,3–0,5 > 0,5

Âûñîêîâîëüòíûå ââîäû 0,2–0,3 0,3–0,5 > 0,5

Òèïè÷íûå ïîïðàâêè íà òåìïåðàòóðó ïîêàçàíû íà ðèñ. 1. Î÷åâèäíî, ÷òî ïðè-

âåäåííûå çíà÷åíèÿ – òîëüêî ïðèáëèçèòåëüíîå ðóêîâîäñòâî.

Ðèñ. 1. Òèïè÷íûå ïîïðàâêè íà òåìïåðàòóðó äëÿ òàíãåíñà äåëüòà

Â IEEE 62-1995 óêàçàíî: «Çíà÷åíèÿ òàíãåíñà äåëüòà, çàôèêñèðîâàííûå ïðè

êîíòðîëüíûõ èñïûòàíèÿõ îáùåãî ñîñòîÿíèÿ ñòàðûõ àãðåãàòîâ, äàþò èíôîðìà-

öèþ îá îáùåì ñîñòîÿíèè êîðïóñíîé è ìåæâèòêîâîé èçîëÿöèè òðàíñôîðìàòî-

ðîâ è ðåàêòîðîâ. Îíè òàêæå äàþò öåííûå ñâåäåíèÿ î ñóõîñòè è ïîìîãàþò ïðè

îáíàðóæåíèè íåæåëàòåëüíûõ ðàáî÷èõ óñëîâèé è âîçìîæíîñòè îòêàçà, âûçâàí-

íîãî âëàæíîñòüþ, ïåðåãðåâîì èçîëÿöèè, ïîâðåæäåíèåì âûñîêîâîëüòíûõ ââî-

äîâ, çàãðÿçíåíèåì ìàñëà ðàñòâîðåííûìè ìàòåðèàëàìè èëè ïðîâîäÿùèìè ÷àñòè-

öàìè, çàçåìëåííûìè èëè íåçàçåìëåííûìè ñåðäå÷íèêàìè è ò. ä. Â òî âðåìÿ êàê

òàíãåíñû äåëüòà äëÿ ñòàðûõ òðàíñôîðìàòîðîâ áóäóò òàêæå ñîñòàâëÿòü <0,5 %

(20 °C), òàíãåíñû äåëüòà ìåæäó 0,5 è 1,0 % (20 °C) ìîãóò áûòü ïðèåìëåìûìè;

îäíàêî òàíãåíñû äåëüòà >1,0 % (20 °C) íóæíî èññëåäîâàòü».

Èçìåðåíèå ÷àñòîòíîé õàðàêòåðèñòèêè

äèýëåêòðèêà

Ïåðâûé èíñòðóìåíò äëÿ èçìåðåíèÿ ×ÕÄ è Ñ×Î â óñëîâèÿõ ýêñïëóàòàöèè

äëÿ òðàíñôîðìàòîðîâ, âûñîêîâîëüòíûõ ââîäîâ è êàáåëåé áûë èñïîëüçîâàí â

1995 ã. [2]. Ñ òåõ ïîð ìíîãîêðàòíî âûïîëíÿëàñü îöåíêà äàííûõ ìåòîäîâ; íà-

ïðèìåð, ïî äàííûì íåñêîëüêèõ ìåæäóíàðîäíûõ äîêëàäîâ/ïðîåêòîâ, èçìåðåíèÿ

õàðàêòåðèñòèêè äèýëåêòðèêà âìåñòå ñ ìîäåëèðîâàíèåì èçîëÿöèè – íàèáîëåå

ïðåäïî÷òèòåëüíûé ìåòîä èçìåðåíèÿ âëàãîñîäåðæàíèÿ áóìàæíîé èçîëÿöèè â

ñèëîâûõ òðàíñôîðìàòîðàõ [3–5].

Â èñïûòàíèÿõ ×ÕÄ èçìåðÿþòñÿ åìêîñòü è òàíãåíñ äåëüòà/êîýôôèöèåíò ðàñ-

ñåÿíèÿ. Ïðèíöèï èçìåðåíèÿ è íàñòðîéêà î÷åíü ïîõîæè íà òðàäèöèîííûå èñïû-

òàíèÿ ïðè 50/60 Ãö ñ òîé ðàçíèöåé, ÷òî èñïîëüçóåòñÿ áîëåå íèçêîå íàïðÿæåíèå

èçìåðåíèÿ (200 Â) è ÷òî ñâîéñòâà èçîëÿöèè èçìåðÿþòñÿ â øèðîêîì äèàïàçîíå ÷à-

ñòîòû (îáû÷íî îò 1 êÃö äî 1 ÌÃö) âìåñòî èçìåðåíèÿ ïðè ÷àñòîòå ñåòè 50/60 Ãö.

Ðåçóëüòàòû îáû÷íî ïðåäñòàâëÿþò êàê åìêîñòü è/èëè òàíãåíñ äåëüòà â çà-

âèñèìîñòè îò ÷àñòîòû. Ñõåìà èçìåðåíèé ïîêàçàíà íà ðèñ. 2. Òèïè÷íûå ðåçóëü-

òàòû èçìåðåíèÿ ×ÕÄ â òðàíñôîðìàòîðàõ ïðè ðàçëè÷íûõ óñëîâèÿõ ïîêàçàíû íà

ðèñ. 3.

Ðèñ. 2. Ñõåìà èçìåðåíèé ×ÕÄ/Ñ×Î

Ðèñ. 3. Ðåçóëüòàòû èçìåðåíèÿ ×ÕÄ ó ÷åòûðåõ ðàçëè÷íûõ òðàíñôîðìàòîðîâ ñ âëàãîñîäåðæàíèåì

îò 0,3 äî 3,4 %

Îöåíêà âëàæíîñòè

Âîçìîæíîñòè àíàëèçà ×ÕÄ äëÿ èçìåðåíèÿ òàíãåíñà äåëüòà êàê ôóíêöèè

÷àñòîòû äàþò ïîëüçîâàòåëþ ìîùíûé èíñòðóìåíò äèàãíîñòèêè. Îäíèì èç ïðè-

ìåðîâ ÿâëÿåòñÿ îöåíêà âëàæíîñòè.

Âûñîêèé óðîâåíü âëàæíîñòè – ñåðüåçíàÿ ïðîáëåìà, òàê êàê îí îãðàíè÷èâàåò

ìàêñèìàëüíóþ íàãðóçî÷íóþ ñïîñîáíîñòü (IEEE Std C57.91-1995) è óñêîðÿåò

ïðîöåññ ñòàðåíèÿ èçîëÿöèè. Òî÷íàÿ èíôîðìàöèÿ î äåéñòâèòåëüíîì âëàãîñî-

äåðæàíèè â òðàíñôîðìàòîðå íåîáõîäèìà, ÷òîáû ïðèíèìàòü ðåøåíèÿ î êîððåê-

òèðóþùèõ äåéñòâèÿõ, çàìåíå/îòáðàêîâêå èëè ïåðåìåùåíèè íà äðóãîå ìåñòî â

ñåòè ñ óìåíüøåíèåì íàãðóçêè.

Ìåòîä èñïîëüçîâàíèÿ ×ÕÄ äëÿ îïðåäåëåíèÿ âëàãîñîäåðæàíèÿ â ìàñëîáó-

ìàæíîé èçîëÿöèè ñèëîâîãî òðàíñôîðìàòîðà ïîäðîáíî îïèñûâàëñÿ â ðÿäå äðó-

ãèõ ñòàòåé [3–5] è â äàííîé ñòàòüå ïðåäñòàâëåí êðàòêî.

Çàâèñèìîñòü òàíãåíñà äåëüòà îò ÷àñòîòû èìååò òèïè÷íóþ êðèâóþ S-îáðàç-

íîé ôîðìû. Ïðè óâåëè÷åíèè òåìïåðàòóðû êðèâàÿ ñäâèãàåòñÿ ïî íàïðàâëåíèþ ê

áîëåå âûñîêîé ÷àñòîòå. Âëàæíîñòü âëèÿåò ãëàâíûì îáðàçîì íà îáëàñòè íèçêîé

è âûñîêîé ÷àñòîòû. Ñðåäíÿÿ ÷àñòü êðèâîé ñ êðóòûì óêëîíîì îòðàæàåò ïðî-

âîäèìîñòü ìàñëà. Íà ðèñ. 4 ïðåäñòàâëåíî âëèÿíèå ïàðàìåòðîâ íà ýòàëîííóþ

êðèâóþ.

Èñïîëüçîâàíèå ×ÕÄ äëÿ îïðåäåëåíèÿ âëàæíîñòè îñíîâûâàåòñÿ íà ñîïî-

ñòàâëåíèè èçìåðåííîé õàðàêòåðèñòèêè äèýëåêòðèêà òðàíñôîðìàòîðà ñî ñìîäå-

ëèðîâàííîé õàðàêòåðèñòèêîé äèýëåêòðèêà (ýòàëîííàÿ êðèâàÿ).

Ðèñ. 4. Ïàðàìåòðû, êîòîðûå âëèÿþò íà çíà÷åíèå òàíãåíñà äåëüòà ïðè ðàçëè÷íîé ÷àñòîòå

Àëãîðèòì ñîãëàñîâàíèÿ ïðåîáðàçóåò ñìîäåëèðîâàííóþ õàðàêòåðèñòèêó äè-

ýëåêòðèêà è ïåðåäàåò íîâóþ ýòàëîííóþ êðèâóþ, êîòîðàÿ îòðàæàåò ñîñòîÿíèå

èçìåðåííîãî òðàíñôîðìàòîðà. Çäåñü ïðåäñòàâëåíî âëàãîñîäåðæàíèå âìåñòå ñ

ïðîâîäèìîñòüþ äëÿ ýòàëîííîé êðèâîé. Â êà÷åñòâå ôèêñèðîâàííîãî ïàðàìåòðà

íóæíî ââîäèòü òîëüêî òåìïåðàòóðó èçîëÿöèè (ìàêñèìàëüíàÿ òåìïåðàòóðà ìàñ-

ëà è/èëè òåìïåðàòóðà îáìîòêè).

Ðèñ. 5. Àíàëèç âëàæíîñòè MODS®

Íà ðèñ. 6 ïîêàçàíû äâà ðàçëè÷íûõ òðàíñôîðìàòîðà. Äâå åäèíèöû èìåþò

îäèíàêîâûé êîýôôèöèåíò ðàññåÿíèÿ 0,7 %, 50/60 Ãö, êîòîðûé õàðàêòåðèçóåòñÿ

â IEEE 62-1995 êàê ñòàòóñ «ïðåäóïðåæäåíèå/òðåâîãà», êîòîðûé òðåáóåò èññëå-

äîâàíèÿ. Èññëåäîâàíèå ïðîâîäèòñÿ â âèäå àíàëèçà âëàæíîñòè ñ èñïîëüçîâàíè-

åì MODS.

Äâà òðàíñôîðìàòîðà çíà÷èòåëüíî îòëè÷àþòñÿ, è ìåðû ïî èõ òåõîáñëóæèâà-

íèþ òàêæå áóäóò ðàçíûìè. Òðàíñôîðìàòîð 1 èìååò õîðîøåå ìàñëî, íî íóæäà-

åòñÿ â ïðîñóøêå. Òðàíñôîðìàòîð 2 èìååò íèçêóþ âëàæíîñòü, îäíàêî òðåáóåò

çàìåíû ìàñëà èëè ðåãåíåðàöèè.

Ðèñ. 6. Àíàëèç MODS äëÿ äâóõ òðàíñôîðìàòîðîâ ñ ðàçíûì êà÷åñòâîì ìàñëà è âëàãîñîäåðæàíèåì

Äèàãíîñòèêà âûñîêîâîëüòíîãî ââîäà

Âñå áîëåå àêòóàëüíîé ïðîáëåìîé ñòàíîâèòñÿ ñòàðåíèå/óõóäøåíèå ñîñòîÿ-

íèÿ âûñîêîâîëüòíûõ ââîäîâ âûñîêîãî íàïðÿæåíèÿ. Ïðîèçâîäèòåëè ýíåðãîñè-

ñòåìû è ïîñòàâùèêè èñïûòàòåëüíûõ ñèñòåì ïðåäëàãàþò è èñïûòûâàþò ðàçëè÷-

íûå ìåòîäû äëÿ îáíàðóæåíèÿ ïðîáëåì â âûñîêîâîëüòíûõ ââîäàõ, ÷òîáû ýòè

ïðîáëåìû íå ïðèâåëè ê íåîáðàòèìûì îòêàçàì. Òàêèå ìåòîäû âêëþ÷àþò ìîíè-

òîðèíã â îïåðàòèâíîì ðåæèìå è ìåðû àâòîíîìíîé äèàãíîñòèêè [6–7].

Òðàäèöèîííàÿ ïðîâåðêà òàíãåíñà äåëüòà ïðè 50/60 Ãö ìîæåò âûÿâèòü ñòà-

ðåíèå/âûñîêîå âëàãîñîäåðæàíèå, îñîáåííî åñëè åå âûïîëíÿòü ïðè ðàçëè÷íûõ

òåìïåðàòóðàõ, êàê ïîêàçàíî íà ðèñ. 7 [8] è 8 [10].

Ðèñ. 7. Çàâèñèìîñòü òàíãåíñà äåëüòà (%) îò òåìïåðàòóðû äëÿ âûñîêîâîëüòíûõ ââîäîâ

ñ ðàçëè÷íûì âëàãîñîäåðæàíèåì [6]

Êàê âèäíî èç ðèñ. 7, çíà÷åíèÿ òàíãåíñà äåëüòà ïðè áîëåå íèçêèõ òåìïåðàòó-

ðàõ äîâîëüíî ïîõîæè ïðè óðîâíå âëàãîñîäåðæàíèÿ îò íèçêîãî äî óìåðåííîãî.

Çíà÷èòåëüíûõ èçìåíåíèé íå íàáëþäàåòñÿ äî òåõ ïîð, ïîêà èçìåðåíèå íå ïðîèç-

âîäèòñÿ ïðè òåìïåðàòóðå, ïðèáëèçèòåëüíî ðàâíîé 50 °C.

«Ïëîõîé» âûñîêîâîëüòíûé ââîä íà ðèñ. 8 ìîæíî ñîïîñòàâèòü ñ ïîêàçàòå-

ëÿìè âûñîêîâîëüòíîãî ââîäà íà ðèñ. 7. Âû÷èñëåíî, ÷òî âëàãîñîäåðæàíèå ñî-

ñòàâëÿåò îêîëî 4 %.

Ðèñ. 8. Çàâèñèìîñòü òàíãåíñà äåëüòà (%) îò òåìïåðàòóðû (°C) äëÿ «õîðîøèõ» è «ïëîõèõ»

âûñîêîâîëüòíûõ ââîäîâ [10]

Óâåëè÷åíèå òàíãåíñà äåëüòà ïðè áîëåå âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ – ÿâíûé ïðè-

çíàê ïðîáëåì â âûñîêîâîëüòíîì ââîäå. Ïðè÷èíîé íåîáðàòèìûõ îòêàçîâ â ðàáî-

òå âûñîêîâîëüòíûõ ââîäîâ (âçðûâîâ) ÷àñòî ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî íàçûâàþò òåïëîâûì

ïðîáîåì. Âûñîêèé òàíãåíñ äåëüòà ïðè áîëåå âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ ïðèâîäèò ê

áîëüøåìó íàãðåâàíèþ âûñîêîâîëüòíîãî ââîäà, êîòîðîå, â ñâîþ î÷åðåäü, âåäåò

ê ïîòåðÿì, âûçûâàþùèì äîïîëíèòåëüíûé íàãðåâ, ïðèâîäÿùèé ê åùå áîëüøå-

ìó óâåëè÷åíèþ ïîòåðü, â ðåçóëüòàòå ÷åãî ïðîèñõîäèò âçðûâ âûñîêîâîëüòíîãî

ââîäà.

Èíäèâèäóàëüíàÿ ïîïðàâêà íà òåìïåðàòóðó

Èçìåðåíèÿ è àíàëèç ×ÕÄ âìåñòå ñ ìîäåëèðîâàíèåì ñèñòåìû èçîëÿöèè òàê-

æå ó÷èòûâàþò çàâèñèìîñòü îò òåìïåðàòóðû. Íîâàÿ ìåòîäîëîãèÿ (ïàòåíò çàÿâ-

ëåí) ñîñòîèò â òîì, ÷òîáû âûïîëíÿòü èçìåðåíèÿ ×ÕÄ è ïðåîáðàçîâûâàòü ðå-

çóëüòàòû îöåíêè òàíãåíñà äåëüòà ïðè 50/60 Ãö êàê ôóíêöèþ òåìïåðàòóðû. Ýòîò

ìåòîä èìååò áîëüøèå ïðåèìóùåñòâà â ïðîñòîòå èçìåðåíèé.

Ðèñ. 9. Òàíãåíñ äåëüòà ïðè 60 Ãö äëÿ ìàñëîáóìàæíîé èçîëÿöèè

ñ ðàçëè÷íûì âëàãîñîäåðæàíèåì

êàê ôóíêöèÿ òåìïåðàòóðû (ºC)

Âìåñòî òðóäîåìêîãî íàãðåâàíèÿ/îõëàæäåíèÿ âûñîêîâîëüòíîãî ââîäà è âû-

ïîëíåíèÿ íåñêîëüêèõ èçìåðåíèé ïðè ðàçëè÷íûõ òåìïåðàòóðàõ âûïîëíÿåòñÿ îäíî

èçìåðåíèå, è åãî ðåçóëüòàòû ïðåîáðàçóþòñÿ â çíà÷åíèÿ òàíãåíñà äåëüòà 50/60 Ãö

êàê ôóíêöèÿ òåìïåðàòóðû. Íà ðèñ. 9 ïîêàçàíû ðåçóëüòàòû ýòîãî ìåòîäà, ãäå îíè

ñîïîñòàâëåíû ñ êëàññè÷åñêèìè ðåçóëüòàòàìè, ïðåäñòàâëåííûìè â [9].

Â îñíîâå ýòîãî ìåòîäà – ôàêò, ÷òî èçìåðåíèå îïðåäåëåííîãî òàíãåíñà äåëü-

òà ïðè îïðåäåëåííîé ÷àñòîòå è òåìïåðàòóðå ñîîòâåòñòâóåò èçìåðåíèþ, ñäåëàí-

íîìó ïðè äðóãîé òåìïåðàòóðå è äðóãîé ÷àñòîòå. Ðàñ÷åòû ïî ïðåîáðàçîâàíèþ

îñíîâûâàþòñÿ íà çàêîíå/óðàâíåíèè Àððåíèóñà, êîòîðûé îïèñûâàåò, êàê ñâîé-

ñòâà èçîëÿöèè èçìåíÿþòñÿ â çàâèñèìîñòè îò òåìïåðàòóðû:

κ = κ

·exp(–W

/kT),

ãäå W

– ýíåðãèÿ àêòèâàöèè; k – ïîñòîÿííàÿ Áîëüöìàíà.

Îòíîøåíèå äëÿ òðåõ ðàçëè÷íûõ ýíåðãèé àêòèâàöèè ïîêàçàíî íà ðèñ. 10.

Ðèñ. 10. Îòíîøåíèå ìåæäó çíà÷åíèÿìè òàíãåíñà äåëüòà ïðè ðàçíîé ÷àñòîòå

(èçìåðåíèÿ ïðîâîäèëèñü ïðè ðàçíîé òåìïåðàòóðå)

Ðèñ. 11. Òàíãåíñ äåëüòà âûñîêîâîëüòíîãî ââîäà êàê ôóíêöèÿ òåìïåðàòóðû.

Èçìåðåííûå è ïðåîáðàçîâàííûå âåëè÷èíû ñîïîñòàâëåíû

ñ îïóáëèêîâàííûìè äàííûìè [6]

Ïðèìåíåíèå ýòîãî ìåòîäà ïðè ðåàëüíîì èçìåðåíèè ×ÕÄ äëÿ âûñîêîâîëüò-

íûõ ââîäîâ äàåò ðåçóëüòàòû, êîòîðûå ïîêàçàíû íà ðèñ. 11. Äâà âûñîêîâîëüòíûõ

ââîäà, «õîðîøèé» è «ïëîõîé», ñîïîñòàâëÿþòñÿ ñ ïàñïîðòíûìè çàâîäñêèìè çíà-

÷åíèÿìè (ðèñ. 7). Âû÷èñëåíî, ÷òî «ïëîõîé» âûñîêîâîëüòíûé ââîä èìååò âëàæ-

íîñòü 4 %, è òàêîé ââîä ñëåäóåò ðàññìàòðèâàòü êàê ïîäâåðæåííûé ðèñêó.

Òàáëèöû ïîïðàâîê íà òåìïåðàòóðó, òàêèå êàê IEEE/C57.12.90, óêàçûâàþò

ñðåäíèå çíà÷åíèÿ äëÿ «ñðåäíèõ» ñîñòîÿíèé è íå ÿâëÿþòñÿ âåðíûìè äëÿ îòäåëü-

íîãî òðàíñôîðìàòîðà èëè âûñîêîâîëüòíîãî ââîäà. Ýíåðãîïðåäïðèÿòèÿ çàìåòè-

ëè ýòî è ñòàðàþòñÿ íå ïðèìåíÿòü ïîïðàâêè íà òåìïåðàòóðó, ðåêîìåíäóÿ âûïîë-

íÿòü èçìåðåíèÿ â óçêîì äèàïàçîíå òåìïåðàòóð [11].