коэффициент абсорбции трансформатора что это

Коэффициент абсорбции трансформатора

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.

Коэффициент поляризации

Данный показатель не попадает под обязательные проверки. Его определение производится в процессе комплексных испытаний электроустановок.

Полученное значение показывает, каким остаточным ресурсом обладает изоляция:

Таким образом, правильно установленный коэффициент позволяют поддерживать работоспособность оборудования на должном уровне. Обеспечивается надежная и безотказная работа, позволяющая избежать дополнительных материальных затрат.

Работа с мегаомметром

Источник

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:

Источник

Что такое коэффициент абсорбции трансформатора

Один из показателей, указывающих на состояние трансформаторов и его готовность к эксплуатации – коэффициент абсорбции. Рассмотрим понятие данной величины, порядок её определения и подсчёта, установленные нормы.

Для чего нужен коэффициент абсорбции

Абсорбция – процесс, при котором одно вещество поглощается другим, с изменением общей массы, объёма и прочих физических характеристик. Для трансформатора под абсорбцией понимают внутреннее увлажнение изолирующих материалов обмоток с проникновением в их состав влаги и посторонних примесей, содержащихся в воздухе.

В результате такого процесса изоляционные материалы теряют заданные свойства, вызывая опасность выхода из строя агрегата.

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.

Как подсчитать

В ходе проведения испытаний определяются показатели сопротивления, используемые для расчёта значения коэффициента абсорбции. Расчёт выполняется по следующей формуле:

В результате расчёта с использованием замеренных данных, получают значение коэффициента абсорбции, который следует сравнить с нормируемой величиной.

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:

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.

Требования безопасности при проведении испытаний

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

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.

Источник

ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ АБСОРБЦИИ ( DAR ) И ПОЛЯРИЗАЦИИ( PI ). ДЛЯ ЧЕГО ЭТО НУЖНО?

Коэффициент абсорбции (электротехника) — электротехнический термин, применимый при характеристике качества изоляционного материала (диэлектрика). В первую очередь коэффициент абсорбции указывает на наличие влаги в изоляции. Например, при коэффициенте абсорбции ниже 1,3 запрещено включать генератор без предварительной сушки изоляции статора. Коэффициент абсорбции представляет собой отношение измеренного сопротивления изоляции в конце измерения к сопротивлению изоляции, измеренному вначале.

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.

Коэффициент абсорбции

Для залитого маслом трансформатора значение коэффициента абсорбции зависит от значений сопротивления изоляции, температуры, проводимости масла, а также от конструкции участка (степени заполнения твердой изоляцией). Традиционно считается, что хорошая изоляция характеризуется значением ка > 1,3. Однако, при высоком сопротивлении масла постоянная времени поляризационных процессов может быть соизмерима со временем измерения сопротивления изоляции, и коэффициент абсорбции может быть близок к единице. Зависимость емкости от времени использована в приборе ЕВ. Показателем состояния (увлажненности) изоляции является отношение АС/С. Метод хорошо зарекомендовал себя при контроле степени увлажнения изоляции трансформаторов без масла в процессе ревизии (ремонта) активной части, а также в процессе сушки. Метод восстанавливающегося напряжения RVM (прибор Tettex RVM 5461) Метод предусматривает анализ спектра поляризации при измерении напряжения, восстанавливающегося после кратковременного замыкания предварительно заряженного объекта. Основная (доминирующая) постоянная времени, приближенно соответствующая максимуму восстанавливающегося напряжения, зависит от изменения состояния изоляции, например, из-за увлажнения или образования продуктов старения. Для сухой несостаренной изоляции основная постоянная времени RVM составляет более 1000 с. Значительное ухудшение изоляции характеризуется ее снижением до значения менее 10 с. В трансформаторах, залитых маслом, на результат измерения влияют параметры масла и относительное заполнение промежутка твердой изоляцией. Поскольку влияние указанных факторов метод не учитывает, СИГРЭ не рекомендует использовать его для прямой интерпретации степени увлажнения. Опыт показывает, что RVM, так же как и другие абсорбционные методы, может более успешно применяться для оценки состояния сравнительно однородной изоляции (бумажно-масляная изоляция трансформаторов, вводов и др.). Метод измерения тока поляризации и деполяризации (РDC Analyzer 3205) Метод разработан с учетом влияния особенностей конструкции трансформаторов на протекание абсорбционных процессов. В качестве основного объекта контроля выбран участок между обмотками. Метод предполагает выявление следующих дефектов: • повышенной влажности целлюлозной изоляции; • повышенной проводимости масла за счет продуктов старения или пиролиза; • химического загрязнения целлюлозной изоляции; • обуглероженных следов разрядов. Частотная зависимость тангенса угла потерь Метод представляет собой дальнейшее развитие абсорбционных методов с использованием измерения тангенса угла диэлектрических потерь в широком частотном спектре. Метод также рассчитан на контроль маслобарьерной изоляции, с учетом реальных соотношений жидкого и твердого компонентов. Основными задачами метода являются измерение влажности целлюлозы и проводимости масла.

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.

Сопротивление изоляции

Наиболее частой причиной изменения Rlu является загрязнение поверхности покрышек вводов, поэтому требуется тщательная предварительная очистка доступных поверхностей, а также применение экранных колец для отвода поверхностных токов из измерительной системы. Сопротивление маслобарьерной изоляции зависит от проводимости барьеров, а также от электропроводности масла и поверхностной проводимости. При данной влажности барьеров сопротивление изоляции варьируется между максимальным значением (трансформатор без масла) и минимальным (масло полностью проводящее). Предельные значения сопротивления изоляции обычно не нормируются. Измеренные данные сравнивают с исходными и учитывают при рассмотрении общего состояния изоляции. Предполагается, что ухудшение состояния изоляции по сравнению с состоянием на заводе должно вызывать снижение сопротивления; в некоторых случаях снижение сопротивления более чем в 2 раза считается неудовлетворительным. Из-за определяющего влияния проводимости масла оценка результатов измерения часто вызывает затруднение, поскольку во многих случаях наблюдается значительное увеличение Rиз в эксплуатации.

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.

Что такое абсорбция трансформатора, зачем этот показатель нужен

Абсорбцией называется поглощение одного вещества другим. В результате объем, вес, другие физические характеристики меняются. В трансформаторе абсорбция – это наполнение твердого изолятора влагой и другими примесями, снижающими эксплуатационные характеристики и сокращающими срок службы.

Уровень абсорбции силового преобразователя обязательно проверяется перед включением под напряжение после текущего и капитального ремонта. Полученные показатели позволяют определить не только уровень влажности, но и загрязнения, повреждения. Новое оборудование может проверяться с целью определить, можно ли его включать без предварительной сушки.

По сути это измерение сопротивления изоляции всех обмоток при пропускании через них напряжения. Каждое значение соответствует определенному состоянию изоляционного материала. Чем выше влажность и больше грязи, тем ниже сопротивление.

Характеристики изоляции

Возможность обнаружения дефектов по характеристикам изоляции

Возможности выявления дефектов в различных изоляционных промежутках существенно отличаются. Выявить изменения состояния продольной изоляции с помощью характеристик изоляции практически не представляется возможным. Чувствительность характеристик изоляции к изменению состояния твердых компонентов зависит от удельной доли изоляции и удельной емкости дефектного участка. При оценке характеристик маслобарьерной изоляции учитываются следующие исходные характеристики основных компонентов. Электрокартон (сухой, чистый, пропитанный маслом): Содержание йоды, %…………………………………………….

Источник

Коэффициент абсорбции. коэффициент поляризации

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).

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

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.

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.

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.

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:

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:

Его вид в дифференциальной форме таков:

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

откуда для a′ <\displaystyle 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.

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):

Источник