Способ оценки эффективности системы защиты от помех высоковольтной установки, использующей для испытания изоляции электрооборудования метод измерения характеристик частичных разрядов

 

Использование: изобретение относится к технике высоких напряжений, в частности к испытаниям элегазового оборудования методом измерения характеристик частичных разрядов (ЧР), и может быть использовано для оценки эффективности системы защиты от внешних помех, используемой при таких испытаниях в измерительных установках. Сущность изобретения: с помощью регулируемого источника помех (ИП) создают внешнее электромагнитное поле помех, регулируют его интенсивность и измеряют характеристики ЧР - Q₁ при включенной системе защиты от помех и при условии, что значение регистрируемых характеристик, измеренных при отсутствии внешнего поля помех, создаваемого ИП, затем отключают систему защиты от помех и при том же уровне помех, создаваемым ИП, измеряют характеристики ЧП - Q₂, а эффективность системы защиты определяют из соотношения: К=20хl_y(Q₂/Q₁), при этом в качестве регулируемого ИП используют коронирующий провод, подключенный к источнику высокого напряжения. 3 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике высоких напряжений, в частности к испытаниям элегазового оборудования методом измерения характеристик частичных разрядов (ЧР), и может быть использовано для оценки эффективности системы защиты от внешних помех, используемой при таких испытаниях в измерительных установках.

Известны способы оценки эффективности системы защиты от внешних помех высоковольтной установки, использующей для испытания изоляции электрооборудования метод измерения характеристик ЧР, при которых в условиях наличия внешнего электромагнитного поля помех измеряют определенные характеристики при наличии (Q1) и при отсутствии системы защиты (Q2) и определяют эффективность системы защиты по коэффициенту, полученному из соотношения К=20 lg (Q2/Q1) [1] Однако приводимые даже в эквивалентных зарядах ЧР данные не могут служить в качестве достоверной количественной оценки уровней помех на местах проведения измерений и не подлежат сравнению между собой, т.к. получены с помощью различных и неопределенных по своим помехозащитным свойствам установок.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание способа, позволяющего количественно оценить эффективность системы защиты от электромагнитных помех высоковольтных установок для испытания КРУЭ, использующих метод измерения характеристик ЧР.

Сущность изобретения состоит в том, что с помощью регулируемого источника помех (ИП) создают внешнее электромагнитное поле помех, регулируют его интенсивность и измеряют характеристики ЧР Q1 при включенной системе защиты от помех, и при условии, что значение регистрируемых характеристик ЧР не менее, чем в 2 раза превышает значение этих характеристик, измеренных при отсутствии внешнего электромагнитного поля помех, создаваемого ИП, затем отключают систему защиты от помех и при том же уровне помех, создаваемом ИП, измеряют характеристики ЧР Q2, а эффективность системы защиты определяют из соотношения К=20 lg (Q2/Q1).

При этом в качестве регулируемого источника помех используют коронирующий провод, подключенный к постороннему по отношению к испытуемой испытательной установке источнику регулируемого высокого напряжения, а в качестве характеристик ЧР измеряют максимальное значение единичных кажущихся зарядов ЧР и/или суммарный заряд единичных кажущихся зарядов ЧР, зарегистрированных за выбранный промежуток времени в течение периода переменного испытательного напряжения.

Техническим результатом, который достигается при реализации изобретения, является повышение достоверности оценки эффективности системы защиты.

На чертеже изображена испытательная установка и необходимые для реализации способа средства.

В качестве испытательной установки использована установка типа ГИУ ЧР - 110, в состав которой входят соединительный модуль 1, к которому подсоединены испытательный трансформатор 2, градуировочный разъединитель 3 с ключом 4, служащим для разземления и заземления градуировочного разъединителя 3, и соединительный конденсатор 5, а также измерительный конденсатор 6, образующий вместе с соединительным конденсатором 5 делитель для измерения высокого напряжения, резистивный измерительный элемент 7, подключенный к конденсатору 6. Также в состав установки входят не показанные на чертеже пульт управления, с которого осуществляется управление подачей измерительного напряжения, измерительная аппаратура для измерения и регистрации характеристик ЧР и измерения испытательного напряжения. Также на чертеже изображены соединительный фланец 8 объекта испытания, источник помех в виде провода 9, подключенного к дополнительному источнику высокого напряжения (на чертеже не показан) и приемник 10 электромагнитных помех (антенна), выполненный в виде провода, подключенного одним из концов к разъединителю 3.

Установка выполнена по герметизированной схеме, когда все высоковольтные элементы размещены в металлических корпусах, заполненных элегазом под давлением.

В качестве измерительного элемента 7 использовано полное измерительное сопротивление типа Н253-1, сигнал с которого поступает на измерительный прибор типа МТЕ-3 фирмы TUR, предназначенный для измерения максимальных значений единичных кажущихся зарядов и суммарного значения кажущихся зарядов ЧР за заданный период времени измерения. Возникающие в ИУЧР создают на измерительном элементе 7 импульсы напряжения, пропорциональные интенсивности ЧР. С помощью прибора МТЕ-3 эти импульсы выделяются из напряжения рабочей частоты установки, усиливаются и регистрируются стрелочным прибором, показания которого пропорциональны максимальному кажущемуся заряду ЧР. Усиленные импульсы ЧР подаются также на вход осциллографа для визуального наблюдения.

Градуировочное устройство 3, входящее в состав ИУ, предназначено для подачи эталонных импульсов от генератора типа РЭТ-2 (на чертеже не показан) при градуировке ИУ.

Систему защиты ИУ от помех образуют электрически соединенные между собой и заземленные металлические корпуса входящих в ее состав элементов. Градуировочное устройство 3, электрически изолированное от соединительного модуля 1, заземляется (замыкается на корпус модуля 1) с помощью ключа 4. В режиме градуировки ключ 4 разомкнут.

Отключение системы защиты осуществляется путем размыкания ключа 4, при этом для создания условий, эквивалентных отсутствию экранирующего от электромагнитных помех корпуса ИУ, к градуировочному устройству 3 подсоединяется провод 10, выполняющий функцию приемника электромагнитных помех. Таким образом, удается не разгерметизируя ИУ и не разземляя ее корпус, обеспечить полное отключение системы защиты от электромагнитных помех.

В качестве регулируемого источника помех, создающего внешнее электромагнитное поле помех, использовался коронирующий провод 9 длиной 3,0+0,2 м и диаметром 2,0 мм, размещенный на расстоянии 2,0-0,2 м от установки параллельно оси "соединительный конденсатор-объект испытания" и подключенный к постороннему по отношению к испытуемой ИУ регулируемому источнику высокого напряжения. Приемник 10 электромагнитных помех провод длиной 3,0+0,2 м и диаметром 1,0 мм устанавливается параллельно проводу 9.

Способ осуществляется следующим образом.

Предварительно проводят тренировку коронирующего провода 9, выдерживая его в течение 15-30 мин под напряжением, обеспечивающим устойчивую "корону". Такая тренировка в дальнейшем обеспечивает воспроизводимость уровня помех при заданных напряжениях.

Поскольку измерения характеристик ЧР, как и любые измерения для получения достоверных результатов, необходимо проводить на уровне не менее, чем в 2 раза превышающем уровень собственных помех, возникающих в ИУ, то перед измерениями производят оценку уровня этих помех путем измерения характеристик ЧР Qо при включенной системе защиты от помех и выключенном источнике помех. Поскольку допустимо считать, что измеренные характеристики Qo за время последующих измерений не изменяются, то все дальнейшие измерения производят при таком уровне внешних помех, при которых значения характеристик ЧР превышает значение Qo не менее чем в 2 раза. В описываемом примере измерения проводились на уровне, превышающем 5 пКл.

В дальнейшем способ осуществляют согласно формуле изобретения. Включают систему защиты от помех и включают источник электромагнитных помех, устанавливая путем регулировки подаваемого на провод 9 высокого напряжения U интенсивность помех такую, при которой измеряемые характеристики ЧР - Q1(U)>2*Qo. Затем отключают систему защиты от помех, размыкая ключ 4, и при том же уровне помех, который устанавливают подъемом напряжения на проводе 9 до значения U, измеряют характеристики ЧР Q2(U). Эффективность системы защиты определяют из соотношения К=20 lg (Q2/Q1). Заявляемый способ был успешно осуществлен при проведении аттестационных испытаний установки ГИУ-ЧР-110. Было получено, что в данной установке в диапазоне до 10 МГц обеспечивается ослабление помех не менее 27 дБ.

Формула изобретения

1. Способ оценки эффективности системы защиты от помех высоковольтной установки, использующей для испытания изоляции электрооборудования метод измерения характеристик частичных разрядов, при котором в условиях наличия внешнего электромагнитного поля помех измеряют определенные характеристики при наличии Q₁ и при отсутствии системы защиты Q₂ и определяют эффективность системы защиты по коэффициенту, полученному из соотношения К 20 lg(Q₂/Q₁), отличающийся тем, что внешнее электромагнитное поле помех создают с помощью регулируемого источника помех, а в качестве вышеуказанных характеристик измеряют характеристики частичных разрядов, при этом предварительно производят оценку уровня собственных помех высоковольтной установки путем измерения характеристик частичных разрядов при включенной системе защиты от помех и выключенном источнике помех, после чего включают систему защиты от помех и источник помех и путем его регулировки создают такую интенсивность внешнего электромагнитного поля помех, при которой значения регистрируемых характеристик частичных разрядов Q₁ не менее, чем в 2 раза превышает уровень собственных помех, затем при той же интенсивности внешнего электромагнитного поля помех, измеряют характеристики частичных разрядов при отключенной системе защиты от помех, после чего оценивают эффективность системы защиты по приведенному выше соотношению.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве регулируемого источника помех используют коронирующий провод, подключенный к источнику высокого напряжения.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве характеристики частичных разрядов измеряют максимальное значение единичных кажущихся зарядов частичных разрядов.

4. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве характеристики частичных разрядов измеряют суммарный заряд единичных кажущихся зарядов частичных разрядов, зарегистрированных за период переменного испытательного напряжения.

РИСУНКИ

Рисунок 1