(СТ СЭВ 3689-82)
Группа Е09
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ И ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ
Метод измерения характеристик частичных разрядов
Electrical equipment and installations.
Method measurements of partial discharge characteristics
ОКП 34 1000
Дата введения 1984-07-01
РАЗРАБОТАН Министерством электротехнической промышленности
ИСПОЛНИТЕЛИ
И.М.Бортник, В.П.Белотелов, К.А.Зайцев, С.П.Илюхина
ВНЕСЕН Министерством электротехнической промышленности
Член Коллегии Ю.А.Никитин
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 15 апреля 1983 г. N 1961
ВЗАМЕН ГОСТ 20074-74
Настоящий стандарт устанавливает метод измерения характеристик частичных разрядов при испытании изоляции электрооборудования напряжением переменного тока свыше 1000 В частотой до 1200 Гц и напряжением постоянного тока свыше 1000 В.
Стандарт не устанавливает методы измерения характеристик частичных разрядов в изоляции электрооборудования, находящегося в эксплуатации.
Пояснения терминов, встречающихся в стандарте, приведены в справочном приложении 1.
В рекомендуемом приложении 2 приведен метод измерения характеристик частичных разрядов при испытании изоляции электрооборудования коммутационными импульсами напряжения.
Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3689-82 и Публикации МЭК 270 (1981).
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Цели измерения характеристик частичных разрядов
Характеристики частичных разрядов измеряются для:
определения отсутствия частичных разрядов в изоляции испытуемого объекта при нормированном напряжении, интенсивность которых выше нормированного значения;
определения интенсивности частичных разрядов при нормированном напряжении;
определения напряжения возникновения и напряжения погасания частичных разрядов.
1.2. Сущность метода измерения
Нормируется электрический метод измерения характеристик частичных разрядов, принципиально основанный на измерении изменений зарядов элементов измерительной схемы, вызываемых частичными разрядами в испытуемой изоляции (объекте испытаний).
1.3. Характеристики частичных разрядов
1.3.1. Интенсивность частичных разрядов количественно характеризуется:
кажущимся зарядом единичного частичного разряда;
частотой следования частичных разрядов;
средним током частичных разрядов.
1.3.2. Для оценки интенсивности частичных разрядов дополнительно могут использоваться:
квадратичный параметр частичных разрядов;
мощность частичных разрядов;
суммарный заряд за интервал времени .
1.3.3. Количественные характеристики, которые должны нормироваться и использоваться для оценки качества изоляции данного типа электрооборудования, устанавливаются в стандартах на оборудование конкретных типов.
2. ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ, ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СХЕМЫ И ПРИБОРЫ
2.1. Требования к испытательным установкам
2.1.1. Установка для испытания изоляции электрооборудования с измерением характеристик частичных разрядов должна обеспечивать измерение тех характеристик, которые предусмотрены стандартами на электрооборудование конкретного типа.
2.1.2. Испытательная установка состоит из следующих основных элементов:
источника высокого напряжения;
испытуемого объекта;
соединительного конденсатора;
системы соединений (шин) высокого напряжения;
измерительного устройства, состоящего из измерительного элемента, соединительного кабеля и измерительного прибора;
защитного устройства (разрядника), подключаемого параллельно измерительному элементу;
защитного сопротивления или фильтра нижних частот.
2.1.3. При испытании изоляции трансформаторов индуктированным напряжением испытуемый трансформатор является источником высокого испытательного напряжения.
2.1.4. Соединительным конденсатором, предназначенным для создания пути замыкания импульсов токов частичных разрядов, может быть специально включаемый в установку конденсатор. В качестве емкости соединительного конденсатора могут использоваться емкость ввода испытуемого трансформатора, емкость второго испытуемого объекта или паразитная емкость системы соединений высокого напряжения.
2.1.5. Источник высокого напряжения и соединительный конденсатор не должны быть источниками разрядов, мешающих измерениям характеристик частичных разрядов в объекте испытаний.
2.1.6. Выводы и фланцы элементов установки и соединения высокого напряжения должны быть выполнены способом, исключающим возникновение короны в воздухе, мешающей измерениям характеристик частичных разрядов, вплоть до нормированного напряжения на объекте испытаний.
2.1.7. Для ограничения внешних помех, при необходимости, применяются фильтры нижних частот на стороне высокого напряжения.
2.1.8. Защитное устройство (разрядник) при пробое объекта должно обеспечивать ограничение напряжения на измерительном элементе до значения, безопасного для измерительного устройства, но не выше допустимого по правилам техники безопасности.
2.1.9. Измерительный элемент можно рассматривать как четырехполюсник, который совместно с соединительным конденсатором (или испытуемым объектом) должен выполнять функцию фильтра верхних частот.
2.2. Измерительные схемы
2.2.1. Для измерения характеристик частичных разрядов применяются следующие принципиальные схемы:
схема с включением измерительного элемента в ветвь заземления соединительного конденсатора (черт.1);
Схема с включением измерительного элемента в ветвь заземления соединительного конденсатора
1 - защитное устройство; 2 - измерительный прибор ;
- емкость соединительного конденсатора; - емкость объекта испытаний;
- сопротивление измерительного элемента; - входная емкость
измерительного устройства; - фильтр нижних частот или защитное
сопротивление
Черт.1
схема с включением измерительного элемента в ветвь заземления объекта испытаний (черт.2);
Схема с включением измерительного элемента в ветвь заземления объекта испытаний
1 - защитное устройство; 2 - измерительный прибор ;
- емкость соединительного конденсатора; - емкость объекта испытаний;
- сопротивление измерительного элемента; - входная емкость
измерительного устройства; - фильтр нижних частот или защитное
сопротивление
Черт.2
балансная схема (черт.3).
Балансная схема
1 - защитное устройство; , - измерительные элементы;
2 - измерительный прибор ; - емкость соединительного конденсатора;
- емкость объекта испытаний; , - входные емкости
измерительного устройства; - фильтр нижних частот или защитное
сопротивление; 3 - согласующий трансформатор или усилитель
с симметричным входом
Черт.3
Допускается применение совмещенных схем для измерения характеристик частичных разрядов и высокого напряжения.
2.2.2. Схема, приведенная на черт.1, применяется в случае, когда невозможно разземление одного из выводов испытуемого объекта. Целесообразно ее применение и при больших емкостях объектов (большое отношение ).
2.2.3. Схема, приведенная на черт.2, применима при возможности разземления обоих выводов испытуемого объекта и целесообразна при малых емкостях объектов (малое отношение ).
2.2.4. Балансная схема (см. черт.3) применяется для уменьшения влияния помех. В качестве соединительного конденсатора в балансной схеме могут использоваться специальный конденсатор или второй экземпляр объекта испытаний с известным уровнем интенсивности частичных разрядов. В первом случае емкость соединительного конденсатора следует выбирать близкой по значению емкости объекта испытаний.
2.2.5. Значения емкостей и следует выбирать таким образом, чтобы была обеспечена возможность измерения нормированной для данного объекта испытаний интенсивности частичных разрядов.
2.2.6. В качестве измерительного элемента в схемах, приведенных на черт.1 и 2, применяют резистор или настроенный контур.
Допускается применение катушки индуктивности или фильтра с более сложной схемой.
Значение сопротивления резистора выбирается от нескольких единиц до нескольких тысяч Ом. Большое значение сопротивления позволяет получить большую чувствительность измерительной схемы.
Параметры и контура (с учетом параметров измерительной схемы) должны выбираться таким образом, чтобы частота его настройки соответствовала частоте настройки измерительного прибора.
Индуктивность катушки должна быть неизменной во всем диапазоне амплитуд напряжения, которые ожидаются на ней при измерениях характеристик частичных разрядов.
Между измерительным элементом и входом измерительного прибора допускается включение согласующего трансформатора, частотная характеристика которого должна лежать в пределах частотной характеристики измерительного прибора.
В балансной схеме применяются два регулируемых малоиндуктивных резистора и согласующий (симметрирующий) трансформатор или усилитель с симметричным входом.
2.3. Измерительные приборы
2.3.1. Измерительный прибор должен измерять следующие характеристики частичных разрядов (или одну из них):
кажущийся заряд ;
частоту следования ;
средний ток .
Примечание. Способы измерения характеристик , и частичных разрядов указаны в рекомендуемом приложении 3.
2.3.2. Кажущийся заряд должен измеряться прибором (измерителем кажущегося заряда), показания которого пропорциональны значениям зарядов.
Основными элементами измерителя кажущегося заряда являются: усилитель, измерительный преобразователь (типа амплитудного импульсного вольтметра) и отсчетное устройство.
При измерениях частичных разрядов при напряжении постоянного тока обязательна осциллографическая регистрация; при этом рекомендуется применять счетчики импульсов.
Дополнительно для измерений могут применяться амплитудные дискриминаторы и регистрирующие приборы.
Для регистрации кажущегося заряда допускается использование измерителя радиопомех (см. рекомендуемое приложение 4).
2.3.3. Частота следования измеряется измерительным прибором, позволяющим определять среднее количество частичных разрядов за 1 с, кажущийся заряд которых превышает заданный уровень или находится в интервале заданных уровней. Конструкция прибора для измерения частоты следования частичных разрядов должна предусматривать измерение импульсов обеих полярностей.
Основными элементами прибора для измерения частоты следования частичных разрядов являются: усилитель, амплитудный дискриминатор, преобразовательный элемент (типа счетчика количества импульсов или измерителя среднего их числа) и отсчетное устройство.
2.3.4. Для измерения среднего тока частичных разрядов должны применяться измерительные приборы, показания которых пропорциональны значению среднего тока разрядов, то есть сумме абсолютных значений амплитуд импульсов напряжения, поступающих на вход прибора за 1 с.
Основными элементами прибора для измерения среднего тока частичных разрядов являются: усилитель, измерительный преобразователь (выпрямительное устройство и измеритель средних значений) и отсчетное устройство.
2.3.5. Для измерения одной из характеристик частичных разрядов в нескольких заданных интервалах ее значений допускается применение многоканального измерительного прибора, содержащего несколько параллельных каналов. Отдельные элементы различных каналов могут быть раздельными или общими.
2.3.6. Для одновременного измерения нескольких характеристик частичных разрядов допускается применение измерительного прибора, в котором отдельные элементы являются общими для нескольких измерительных каналов, каждый из которых измеряет одну из требуемых характеристик частичных разрядов.
2.3.7. Усилители измерительных приборов (см. пп.2.3.2-2.3.4) предназначаются для усиления импульсов напряжения в измерительной схеме, вызванных частичными разрядами, до значений, достаточных для регистрации их измерительными преобразователями. Рекомендуется применение широкополосного усилителя со следующими характеристиками:
нижняя частота полосы пропускания - не более 30 кГц;
верхняя частота полосы пропускания - не более 2 МГц;
максимальный коэффициент усиления - 10 со ступенчатым регулированием в пределах не менее 60 дБ ступенями не более чем через 20 дБ.
Применение узкополосного усилителя допускается при больших значениях емкости объекта испытаний, а также при наличии внешних помех определенной частоты.
Рекомендуется применять узкополосный усилитель со следующими характеристиками:
ширина полосы пропускания - 8-10 кГц;
частота настройки - 20 кГц -2 МГц;
максимальный коэффициент усиления - 10 со ступенчатым регулированием в пределах не менее 60 дБ ступенями не более чем через 20 дБ.
Разрешающее время должно быть менее 100 мкс.
Для подавления помех в низкочастотном диапазоне полосы пропускания, если это не обеспечивается характеристикой усилителя, применяется фильтр верхних частот.
Нижнюю частоту полосы пропускания фильтра следует выбирать в диапазоне 5-30 кГц. Коэффициент затухания определяют условием надежного измерения требуемой минимальной интенсивности частичных разрядов при нормированном напряжении на испытуемом объекте.
2.3.8. Измеритель кажущегося заряда типа амплитудного импульсного вольтметра со стрелочным отсчетным устройством должен измерять кажущийся заряд импульсов частичных разрядов, начиная с частоты их следования не более 100 импульсов в секунду. Он должен измерять как положительные, так и отрицательные импульсы.
