So bestimmen Sie den Feuchtigkeitsgehalt der Isolierung von Elektromotoren und Transformatoren
Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts in der Isolierung
Um zu entscheiden, ob eine Trocknung der hygroskopischen Isolierung elektrischer Maschinen und Transformatoren erforderlich ist, wird üblicherweise der Feuchtigkeitsgehalt der Isolierung bestimmt. Methoden zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgrades einer Isolierung basieren auf den physikalischen Vorgängen, die in der Isolierung beim Anlegen einer Spannung ablaufen.
Die Isolierkapazität kann dargestellt werden als geometrische Kapazität, die durch die geometrischen Abmessungen der Isolierung bestimmt wird, und als Absorptionskapazität, d. h. ein Behälter, der in der Dicke der Isolierung durch Inhomogenitäten des Isoliermaterials sowie durch verschiedene Einschlüsse in Form von Luftspalten gebildet wird. Feuchtigkeit, Verschmutzung usw.
Beim Anlegen einer Spannung fließt im ersten Moment ein Ladestrom mit einer geometrischen Kapazität durch die Isolierung, der aufgrund des Ladevorgangs dieser Kapazität schnell abbricht.
Die Absorptionsfähigkeit stellt sich nicht unmittelbar nach dem Anlegen der Spannung an die Isolierung ein, sondern einige Zeit nach der Belastung der geometrischen Kapazität durch die anschließende Umverteilung der Ladungen in der Dicke der Isolierung und deren Akkumulation an den Grenzen des Individuums Schichten, die aufgrund von Inhomogenitäten ohnehin einen Stromkreis aus in Reihe geschalteten Kapazitäten bilden. Die Aufladung der jeweiligen Einzelbehälter (Polarisierung) führt zu einem Absorptionsstrom in der Isolierung.
Nach Beendigung der Polarisation, d.h. Durch die Ladung der Absorptionskapazität wird der Absorptionsstrom zu Null, es fließt jedoch weiterhin ein Leckstrom durch die Isolierung (Leckstrom), dessen Wert durch den Stromwiderstand der Isolierung bestimmt wird.
Bestimmung der Feuchtigkeit durch Absorptionskoeffizient basierend auf einem Vergleich der Megaohmmeter-Messwerte, die in verschiedenen Zeitabständen nach dem Anlegen der Spannung gemessen wurden.
Kabine = R60 / R15
wobei R.60 und R15 der Isolationswiderstand sind, gemessen 60 bzw. 15 s nach dem Anlegen der Megaohmmeter-Spannung.
Für eine nicht befeuchtete Spule bei einer Temperatur von 10–30 °C beträgt Kab = 1,3–2,0, und für eine befeuchtete Spule liegt der Absorptionskoeffizient nahe bei Eins. Dieser Unterschied erklärt sich durch die unterschiedliche Ladezeit des Aufnahmevermögens von trockener und nasser Isolierung.
Der Wert des Absorptionskoeffizienten hängt stark von der Temperatur der Isolierung ab, daher sollten zum Vergleich gemessene oder auf die gleiche Temperatur reduzierte Werte herangezogen werden. Der Absorptionskoeffizient wird bei einer Temperatur von nicht weniger als + 10 ° C gemessen.
Die Bestimmung der Luftfeuchtigkeit anhand von Kapazität und Frequenz wird hauptsächlich bei der Prüfung von Leistungstransformatoren durchgeführt.Es basiert auf der Tatsache, dass sich die Kapazität einer nicht benetzten Isolierung bei einer Frequenzänderung weniger (oder gar nicht) ändert als die Kapazität einer benetzten Isolierung.
Die Isolationskapazität wird normalerweise bei zwei Frequenzen gemessen: 2 und 50 Hz. Bei der Messung der Isolationskapazität bei einer Frequenz von 50 Hz erscheint nur die geometrische Kapazität, die für trockene und nasse Isolierung gleich ist. Bei der Messung der Isolationskapazität bei einer Frequenz von 2 Hz zeigt sich das Absorptionsvermögen der nassen Isolierung erst nach einiger Zeit, während es bei der trockenen Isolierung geringer ist und sich langsam auflädt. Die Temperatur während der Messungen sollte nicht unter + 10 °C liegen.
Das Verhältnis der gemessenen Kapazität bei 2 Hz (C2) zur Kapazität bei 50 Hz (C60) beträgt etwa 2 für nasse Isolierung und etwa 1 für nicht nasse Isolierung.
Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts von Isolationstransformatoren anhand von Leistung und Temperatur
Die Isolierung kann als nicht befeuchtet betrachtet werden, wenn (C70 – C20) / C20 < 0,2
Die Kapazität der Spulen kann gleichzeitig mit der Messung entweder mit einer Brücke vom Typ P5026 gemessen werden dielektrischer Verlustfaktoroder mit einem Voltmeter – einem Amperemeter. Die Temperatur der Transformatorwicklungen wird mit einem in den oberen Ölschichten eingebauten Thermometer gemessen oder über den Widerstand der Kupferwicklung eingestellt.
Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts in der Isolierung von Leistungstransformatoren durch Erhöhung der Kapazität für 1 s.
Laden Sie die Isolierkapazität auf und entladen Sie sie anschließend. Messen Sie die Kapazität von Objekt C und den Anstieg der Kapazität dC in 1 s aufgrund der Absorptionskapazität, die bei nasser Isolierung in 1 s auftritt und bei trockener Isolierung keine Zeit hat.
Verhalten dC/C charakterisiert den Feuchtigkeitsgrad der Isolierung der Transformatorwicklungen. Verhalten dC/C hängt von der Temperatur der Isolierung ab und muss bei einer Temperatur von nicht weniger als + 10 ° C gemessen werden.