ГОСТ Р 55191-2012 (МЭК 60270:2000) Методы испытаний высоким напряжением. Измерения частичных разрядов.
ГОСТ Р 55191-2012
(МЭК 60270:2000)*
___________________
* Поправка (ИУС 5-2015).
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ ВЫСОКИМ НАПРЯЖЕНИЕМ. ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ
High voltage test techniques
Partial discharge measurements
ОКС 29.020*
ОКП 341000
Дата введения 2014-01-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН ФГУП "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы" (ФГУП "ВНИИМС"), Филиалом открытого акционерного общества "Научно-технический центр Федеральной сетевой компании Единой знергетической системы" - Сибирским научно-исследовательским институтом энергетики (Филиал ОАО "НТЦ ФСК ЕЭС" - СибНИИЭ), Закрытым акционерным обществом "Группа компаний "Таврида Электрик" (ЗАО "ГК "Таврида Электрик")
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 ноября 2012 г. N 1183-ст
4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту IEC 60270* (2000) "Методы испытаний высоким напряжением. Измерения частичных разрядов (IЕС 60270:2000 "High-voltage test techniques partial discharge measurements").
При этом дополнительные положения, учитывающие потребности национальной стандартизации (на базе ГОСТ 20074-83 "Электрооборудование и электроустановки. Метод измерения характеристик частичных разрядов"), выделены курсивом*
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012** (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)
ВНЕСЕНА поправка*, опубликованная в ИУС N 5, 2015 год
________________
* См. ярлык "Примечания".
1 Общие положения
Настоящий стандарт распространяется на измерение характеристик частичных разрядов при испытании изоляции электрооборудования напряжением переменного тока промышленной частоты до 400 Гц действующим значением свыше 1000 В и напряжением постоянного тока свыше 1000 В.
Характеристики частичных разрядов измеряются для:
- определения отсутствия частичных разрядов в изоляции испытуемого объекта при нормированном напряжении, интенсивность которых равна или выше нормированного значения;
- определения характеристик частичных разрядов и их интенсивности при нормированном напряжении;
- определения напряжения возникновения и напряжения затухания частичных разрядов.
В настоящем стандарте нормируется электрический метод измерения характеристик частичных разрядов, принципиально основанный на измерении изменений зарядов элементов измерительной схемы, вызываемых частичными разрядами в изоляции испытуемого объекта.
Стандарт также рассматривает неэлектрические методы, используемые, главным образом, для определения места расположения частичного разряда (см. приложение Е).
Рекомендации настоящего стандарта следует использовать при установлении требований, относящихся к измерению частичных разрядов в электрооборудовании.
В стандарте также даны рекомендации по диагностике электрооборудования с использованием цифровой обработки результатов измерений характеристик частичных разрядов (см. приложение Д)
Количественные характеристики, которые должны нормироваться и использоваться для оценки качества изоляции, устанавливают в стандартах на оборудование конкретных типов.
В настоящем стандарте указаны:
- используемые термины;
- измеряемые величины;
- применяемые испытательные и измерительные схемы;
- аналоговые и цифровые методы измерения, необходимые для общего применения;
- методы калибровки и градуировки;
- методы испытания;
- рекомендации по отстройке сигналов частичных разрядов от сигналов внешних помех.
Настоящий стандарт относится в первую очередь к электрическим измерениям частичных разрядов, возникающих при испытаниях высоким напряжением переменного тока. В разделе 11 рассматриваются частные проблемы, возникающие в ходе испытаний высоким напряжением постоянного тока.
Термины, определения, базовые испытательные схемы и методики часто применяются при испытаниях на других частотах и потому могут потребоваться специальные методики испытаний и характеристики систем измерения, которые не рассматриваются в настоящем стандарте.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 55193-2012 "Электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжение 3 кВ и выше. Методы измерения при испытаниях высоким напряжением"
ГОСТ Р 51320-99 "Совместимость технических средств электромагнитная. Радиопомехи индустриальные. Методы испытаний технических средств - источников индустриальных радиопомех"
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте приняты следующие термины и определения.
3.1 частичный разряд (ЧР) (partial discharge (PD): Электрический разряд, который шунтирует лишь часть изоляции между электродами, находящимися под разными потенциалами.
Примечание 1 - Как правило, частичные разряды являются следствием локальной концентрации электрических напряжений в изоляции или на ее поверхности; такие разряды появляются в виде импульсов с длительностью меньше 1 мкс. Однако в газообразных диэлектриках могут возникать и более продолжительные разряды, так называемые безымпульсные разряды.
Примечание 2 - Коронный разряд является формой частичного разряда, происходящего в газообразных средах вокруг проводников, удаленных от любой жидкой или твердой изоляции. Термин "корона" нельзя использовать в качестве общего термина для всех видов ЧР.
Примечание 3 - Частичные разряды сопровождаются излучением звука, света, тепла и химическими реакциями. Дополнительную информацию см. в приложении Е.
3.2 импульс частичного разряда (импульс ЧР) (partial discharge pulse (PD pulse): Импульс тока или напряжения, возникающий под действием ЧР. Величина импульса измеряется с помощью специальных устройств (устройств присоединения), которые вводятся для этой цели в испытательную схему.
Примечание - Частичный разряд, возникающий в испытуемом объекте, создает импульс тока. Измерительный элемент (датчик), соответствующий требованиям настоящего стандарта, выдает на своем выходе сигнал тока или напряжения, пропорциональный величине заряда (токового импульса) на входе.
3.3 величины, относящиеся к импульсам частичных разрядов (характеристики ЧР) (quantities related to partial discharge pulses)
Примечание - Кажущийся заряд не равен количественно значению заряда, локализованного в цепи разряда, значение которого невозможно измерить непосредственно.
Примечание - На практике рассматриваются только те импульсы, которые превышают нормированные значения или находятся в установленном диапазоне значений.
Примечание 2 - На практике рассматриваются только те импульсы, которые превышают нормированные значения или находятся в установленном диапазоне значений.
Фазовый угол выражается в градусах (°).
Как правило, средний ток разряда выражается в кулонах в секунду (Кл/с) или в амперах (А).
Мощность разряда обычно выражается в ваттах (Вт).
Энергия единичного ЧР выражается в Джоулях (Дж).
3.3.8 измеритель радиопомех (radio disturbance meter): Измерительный прибор квазипиков для частотной полосы В, соответствующий рекомендациям ГОСТ Р 51320.
Примечание - Этот тип прибора ранее назывался измерителем наведенных (или влияющих) радиопомех.
3.4 максимальная амплитуда повторяющегося частичного разряда (largest repeatedly occurring PD magnitude): Наибольшая амплитуда, зарегистрированная измерительной системой, имеющей достаточную передаточную характеристику в соответствии с требованиями 4.3.3.
Понятие максимальная амплитуда повторяющегося частичного разряда не применяется для испытаний на напряжении постоянного тока.
3.5.1* нормированная интенсивность какой-либо характеристики ЧР (specified partial discharge magnitude): Максимально допустимое значение какой-либо характеристики ЧР в испытуемом объекте, устанавливаемое стандартом на электрооборудование конкретного типа при нормированной величине напряжения и при установленных условиях и методах испытания.
Примечание 1 - Амплитудное значение любой величины, относящейся к импульсу ЧР, может изменяться случайным образом (стохастически) в последовательных периодах испытательного напряжения, а также может нарастать или уменьшаться во время приложения напряжения. Поэтому нормированное значение амплитуды ЧР, методика испытания, испытательная схема и приборы должны быть корректно определены ГОСТ, ТУ на соответствующие виды оборудования.
Примечание 2 - Для испытаний на переменном напряжении нормированная амплитуда кажущегося заряда q есть максимальная амплитуда повторяющихся частичных разрядов qmax .
3.5.2 помехи: Электромагнитные процессы, воздействующие на измерительную схему, вносящие искажения в показания измерительного устройства.
3.5.2.1 внешние помехи: Фоновый шум, не зависящий от напряжения, приложенного к объекту испытаний.
3.5.2.2 внутренние помехи: Помехи, зависящие от приложенного к объекту испытаний напряжения; эти помехи обычно возрастают при увеличении напряжения и вызываются разрядами в элементах схемы. Эти разряды могут возникать, например, в испытательном трансформаторе, конденсаторе связи, на соединениях высокого напряжения, или при искрении в местах некачественного заземления близко расположенного постороннего оборудования.
3.6 фоновый шум (background noise): Сигналы, обнаруживаемые во время испытаний объекта на проверку уровня ЧР, исходящие не от испытуемого объекта.
Примечание - Фоновый шум может состоять либо из белого шума измерительной системы, либо шума радиовещания, либо от других непрерывных или импульсных сигналов. Подробную информацию см. в приложении Ж.
3.7 значения испытательных напряжений при определении интенсивности ЧР (applied test voltages related to partial discharge quantities): Выбираются в соответствии с МЭК 60060-1. Значения данных напряжений необходимо использовать при практических испытаниях.
Примечание 1 - Напряжение возникновения частичных зарядов Ui, является самым наименьшим напряжением, при котором амплитудное значение импульса ЧР становится равным или превышает нормированное минимальное значение.
Примечание 2 - Для испытаний под напряжением постоянного тока определение Ui требует применения методики раздела 11.
Примечание - Испытания напряжением постоянного тока для определения Ue требуют особого внимания. См. раздел 11.
3.7.3 испытательное (нормированное) напряжение ЧР (partial discharge test voltage): Нормированное напряжение, приложенное в соответствии с установленной методикой испытания на ЧР, при котором в испытуемом объекте не должно быть ЧР с характеристиками, превышающими нормированные значения.
3.8 система измерения частичных разрядов: (partial discharge measuring system): Измерительная система, включающая соединительное устройство, систему передачи и измерительный прибор.
3.9 характеристики измерительной системы (measuring system characteristics): Определения, относящиеся к измерительным системам, установлены в 4.3.
и полоса пропускания:
3.9.4 ошибка от наложения импульсов (superposition error): Ошибка измерения, возникающая, когда интервал времени между входными импульсами тока меньше, чем время реакции на одиночный импульс. Ошибка от наложения импульсов может добавляться или вычитаться в зависимости от частоты их повторения. На практике возможны оба случая из-за случайного характера частоты повторения импульсов. Однако, поскольку измерения проводятся на базе наиболее часто повторяющей амплитуды ЧР, обычно учитывают только положительные ошибки наложения.
Примечание - ошибки наложения могут доходить до 100% и более в зависимости от частоты повторения импульсов и характеристик измерительной системы.
Примечание - Рекомендуется измерять разрешающее время для всей измерительной системы в составе испытательной схемы, поскольку ошибки наложения могут вызываться и испытуемым объектом, например, отражениями от концевой заделки кабеля. Соответствующим техническим комитетам следует установить методику для обработки ошибок наложения и, особенно, поля допусков с их знаками.
3.9.6 ошибка интегрирования (integration error): Ошибка при измерении кажущегося заряда, происходящая, когда верхняя частота спектра импульса тока ЧР ниже чем верхняя частота среза широкополосной измерительной системы; или, чем серединная частота узкополосной измерительной системы.
См. рисунок 2.
Примечание - Цифровой прибор измерения ЧР может включать измерительный элемент (датчик) и цифровую систему сбора данных без входного блока аналоговой обработки сигнала. Настоящий стандарт не дает специальной информации о приборах такого типа.
3.11 калибровка (градуировка) измерительного прибора: Установление количественного соотношения (масштабного коэффициента) между показаниями отсчетного устройства измерительного прибора и соответствующими измеряемыми характеристиками частичных разрядов в полностью укомплектованной установке с включенным объектом
3.13 калибровочное (градуировочное) устройство: Устройство, состоящее из калибратора ЧР, генерирующего калиброванные характеристики частичных разрядов, и используемое при калибровке (градуировке) измерительного прибора (системы, устройства) ЧР.
4 Испытательные установки (схемы) и измерительные системы (приборы)
4.1 Общие требования
Схема для испытания изоляции электрооборудования с измерением характеристик частичных разрядов должна обеспечивать испытание и измерение тех характеристик, которые предусмотрены стандартами на электрооборудование конкретного типа.
В этом разделе описываются основные испытательные схемы, измерительные системы и приборы для измерения величин, относящихся к частичным разрядам, и дана информация о принципах их работы. Полностью собранная испытательная установка, измерительные системы и приборы должны калиброваться и градуироваться согласно разделу 5, в соответствии с требованиями раздела 7. Также технический комитет может рекомендовать для некоторых испытуемых объектов соответствующий стандарт, при этом техническому комитету рекомендуется использовать характеристики ЧР, представляющие наибольшую диагностическую информацию о процессах ЧР.
Испытания напряжением постоянного тока представлены в разделе 11.
4.2 Испытательные схемы на напряжении переменного тока
Большинство схем, применяемых для измерения частичных разрядов, можно получить на базе одной или нескольких основных схем, представленных в приложении Б на рисунках Б.1, а - Б.1, г. Некоторые варианты таких схем показаны там же на рисунках Б.2 и Б.3.
Испытательная схема состоит из следующих основных элементов:
- источника высокого напряжения, имеющего достаточно низкий уровень фонового шума (см. раздел 9 и 10) с тем, чтобы иметь возможность измерять нормированную амплитуду частичного разряда при нормированном испытательном напряжении;
- системы высоковольтных соединений (шин), имеющих достаточно низкий уровень фонового шума (см. раздел 9 и 10) с тем, чтобы иметь частичные разряды соответствующего значения кажущегося заряда при нормированном испытательном напряжении;
- измерительной системы, состоящей из измерительного элемента, соединительного кабеля и измерительного прибора;
- защитного устройства (разрядника), подключаемого параллельно измерительному элементу;
- защитного сопротивления или фильтра нижних частот, которые могут быть встроены со стороны высокого напряжения, чтобы уменьшить фоновый шум от источника питания.
При испытании изоляции трансформаторов индуктированным напряжением испытуемый трансформатор является источником высокого испытательного напряжения.
Конденсатор может специально включаться в установку. В качестве емкости конденсатора связи также могут быть использованы емкость ввода испытуемого трансформатора, емкость второго испытуемого объекта или паразитная емкость системы соединений высокого напряжения.
Источник высокого напряжения и конденсатор связи не должны быть дополнительными источниками разрядов, мешающих измерениям характеристик частичных разрядов в объекте испытаний.
Выводы и фланцы элементов установки и соединения высокого напряжения должны быть выполнены конструктивно таким способом, чтобы исключать возникновение короны в воздухе, мешающей измерениям характеристик частичных разрядов.
Фильтры нижних частот на стороне высокого напряжения применяются только при необходимости, когда требуется ограничить влияние внешних помех на процесс измерения.
Защитное устройство (разрядник) при пробое объекта должно обеспечивать ограничение напряжения на измерительном приборе до значения, безопасного для данного измерительного устройства, но не выше допустимого по правилам техники безопасности.
Дополнительная информация и особые характеристики разных испытательных схем рассматриваются в приложениях Б и Ж.
4.3 Измерительные системы
4.3.1 Общие положения
Измерительные системы характеристик частичного разряда можно разделить на несколько подсистем: измерительный элемент (датчик), систему передачи измерительного сигнала (например, соединительный кабель, оптический или радио канал основных линий связи) и измерительный прибор. В общем случае система передачи измерительного сигнала не требуется для определения характеристик схемы и поэтому не берется в расчет.
4.3.2 Измерительные компоненты
4.3.2.1 Измерительный элемент (датчик)
Измерительный элемент (датчик) имеет специальную конструкцию, обеспечивающую оптимальную чувствительность в испытательной схеме и устойчивость к электромагнитным помехам. С одним измерительным прибором могут работать различные измерительные элементы (датчики).
Обычно измерительный элемент (датчик) представляет собой активный или пассивный четырехполюсник, преобразующий входные токи в выходные сигналы напряжения. Эти сигналы передаются на измерительный прибор с помощью линии связи. Частотная характеристика измерительного элемента (датчика), определяемая отношением выходного напряжения к входному току, выбирается так, чтобы частота питающей сети и ее гармоники как можно меньше воздействовали на прибор.
Примечание 2 - Необходимо, чтобы кабели связи измерительного элемента (датчика) с испытуемым объектом были как можно короче для того чтобы снизить до минимума их воздействие на ширину спектра детектирования.
В качестве измерительного элемента в испытательных схемах можно использовать резистор, преимущественно малоиндуктивный, или импульсный трансформатор.
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 L и C контура (с учетом параметров измерительной схемы) должны выбираться таким образом, чтобы частота его настройки соответствовала частоте настройки измерительного прибора.
Индуктивность катушки L 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.
4.3.2.2 Измерительные приборы
Измерительный прибор должен измерять две основные характеристики частичных разрядов:
- кажущийся заряд q
и, при необходимости, производные - n, N, I, P и D.
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.
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.
Дополнительно для измерений могут применяться амплитудные дискриминаторы и регистрирующие приборы.
В случае применения дополнительных широкополосных усилителей, предназначенных для усиления импульсов напряжения в измерительной схеме, вызванных частичными разрядами, до значений, достаточных для регистрации их измерительными приборами, рекомендуется их применение со следующими характеристиками:
- нижняя частота полосы пропускания - не менее 30 кГц;
- верхняя частота полосы пропускания - не менее 1 МГц.
Примечание - узкополосный усилитель допускается применять 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.
Требуемое к усилителям 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.
Коэффициент затухания фильтра определяют условием надежного измерения требуемой минимальной интенсивности частичных разрядов при нормированном напряжении на испытуемом объекте.
4.3.3 Передаточная характеристика приборов для измерения кажущегося заряда
Визуализация отдельных импульсов выходного напряжения может облегчить распознавание происхождения частичных разрядов и отличить их от помех (раздел 10). Импульсы напряжения следует представлять визуально либо на линейной временной развертке по испытательному напряжению, либо на синусоидальной развертке синхронизированной по частоте испытательного напряжения, либо по эллипсоидальной развертке, вращающейся синхронно с частотой испытательного напряжения.
Кроме того, рекомендуется использовать индикатор или регистратор для определения амплитуды максимального повторяющегося частичного разряда. Показание таких приборов при испытаниях напряжением переменного тока следует выполнять с помощью аналоговой схемы детектирования (обнаружения, определения) пика или путем цифрового определения пика по программе с малой постоянной времени заряда. Постоянная времени регистрируемого импульса ЧР должна быть не более 0,44 с. Независимо от типа дисплея, используемого в таких приборах, должны выполняться следующие требования:
- калибровочное устройство, применяемое для создания импульсов, должно соответствовать требованиям раздела 5.
Таблица 1 - Характеристика чувствительности приборов измерения ЧР при серии импульсов
|
|
|
|
|
|
|
(1/c): | 1 | 2 | 5 | 10 | 50 |  100 |
 (%): | 35 | 55 | 76 | 85 | 94 | 95 |
 (%): | 45 | 65 | 86 | 95 | 104 | 105 |
Примечание 2 - Измеренная величина может отображаться, например, стрелочными приборами, цифровыми дисплеями или осциллографами.
Примечание 3 - Нормированная характеристика может быть получена путем обработки сигнала, как аналогового, так и цифрового.
Примечание 4 - Характеристика чувствительности к последовательности импульсов, определенная в данном подразделе, не может быть применима при испытаниях под напряжением постоянного тока.
Примечание 5 - Соответствующий технический комитет может установить другие требования к характеристикам измерителей ЧР.
4.3.4 Широкополосные приборы измерения
00 кМГц*.
Примечание - Комбинация различных соединительных устройств с измерительным прибором может изменить частотную характеристику передачи. Необходимо, чтобы общая частотная характеристика всегда соответствовала рекомендуемым значениям.
4.3.5 Широкополосные приборы измерения с активным интегратором
Этот тип приборов состоит из широкополосного усилителя, включенного последовательно с электронным интегратором, и характеризуется постоянной времени своей интегрирующей ячейки, состоящей из конденсатора и сопротивления. Передаточная характеристика интегратора на импульс ЧР есть сигнал напряжения, возрастающий с нарастанием суммарного заряда. Окончательная амплитуда сигнала будет пропорциональна суммарному заряду, допуская, что постоянная времени интегратора значительно превышает продолжительность импульса ЧР. На практике постоянные времени обычно составляют значения порядка 1 мкс. Требуемое разрешающее время импульса для последовательных импульсов ЧР более 10 мкс.
Примечание - В таких приборах может быть получена соответствующая их верхнему пределу частота в несколько сотен килогерц, рассчитанная по постоянной времени комбинации из усилителя и активного интегратора.
4.3.6 Узкополосные приборы измерения
Примечание 1 - При измерениях кажущегося заряда применение серединных частот пропускания fm>1 МГц не рекомендуется, если те же результаты можно получить с рекомендованными значениями fm.
4.4 Требования к измерениям с помощью цифровых измерителей
Минимальное требование к цифровым измерителям ЧР следующее:
- воспроизводить значение амплитуды максимального повторяющегося частичного разряда. Прибор должен соответствовать требованиям 4.3.3.
Прибор должен оценивать и регистрировать основные характеристики ЧР:
Время между последовательными обновлениями цифрового дисплея не должно превышать 1 с.
Передаточная характеристика прибора обычно содержит некоторый уровень непрерывного или базового шума. Этот шум может быть вызван фоновым шумом или многочисленными частичными разрядами, амплитуда сигналов которых мала по сравнению с максимальным измеряемым уровнем. Поэтому во избежание регистрации таких сигналов может быть введен изменяющийся порог чувствительности. Если используется такой порог, то его уровень необходимо зафиксировать.
Руководящие указания по цифровому сбору измеренных аналоговых выходных сигналов приведены в приложении Д.
4.4.2 Требования к измерению амплитуды и фазы испытательного напряжения
Если цифровой прибор предназначен для регистрации значения испытательного напряжения на частоте сети, он должен соответствовать требованиям ГОСТ Р 55193.
Если прибор предназначен для измерения фазового угла испытательного напряжения, то необходимо убедиться, что смещение фазы находится в пределах 5° от истинного значения.
4.5 Измерительные системы для производных величин ЧР
4.5.1 Измерительный элемент (датчик)
Содержание 4.3.2 также действительно для измерительных систем для производных величин.
4.5.2 Измерение частоты следования и скорости повторения импульсов
4.5.2.1 Приборы для измерения частоты следования импульсов N
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. Прибор для измерения частоты следования частичных разрядов должен предусматривать измерение импульсов обеих полярностей.
Рекомендуется подключать вход счетчика импульсов к выходу системы измерения ЧР, как описано в 4.3. Если счетчик импульсов используется с системой измерения ЧР, имеющей колебательную или двунаправленную передаточную характеристику, то нужно создать соответствующую форму импульса, во избежание получения более одного счета на импульс.
4.5.3 Приборы для измерения среднего тока разряда I
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.
Ошибки, которые могут иметь место при таком измерении, возникают в результате:
- слабых частичных разрядов, ниже порога обнаружения их аппаратурой сбора цифровых данных.
Такие источники ошибок необходимо учитывать при оценке измерений.
Средний ток разряда может быть также рассчитан с использованием цифровой обработки данных.
4.5.4 Приборы для измерения мощности разряда P
Мощность разряда может быть также рассчитана с помощью цифровой обработки данных.
4.5.5 Измерение квадратического параметра D
Измерение квадратического параметра может быть получено при помощи цифровой обработки.
4.5.6 Измерители напряжения радиопомех
Измерители радиопомех - это вольтметры с частотной селекцией (селективные вольтметры). Эти приборы предназначены, главным образом, для измерения помех, создаваемых электромагнитными излучениями. Квазипиковая измерительная цепь прибора делает его показания чувствительными к скорости повторения импульсов и разрядов. Дополнительную информацию см. в приложении Г.
4.6 Приборы со сверхширокой полосой пропускания для обнаружения ЧР
Частичные разряды могут быть также обнаружены осциллографами с очень широкими полосами пропускания или приборами с частотной селекцией (например, спектральными анализаторами) вместе с соответствующими измерительными элементами (датчиками). Целью такого применения является измерение формы или частотного спектра импульсов тока ЧР или напряжения ЧР на оборудовании с распределенными параметрами, типа кабелей, вращающихся машин или элегазовой коммутационной аппаратуры, или предоставление информации о физическом процессе или происхождении явления разряда.
Настоящий стандарт не дает никаких рекомендаций относительно методов измерения или полосы пропускания таких приборов.
5 Калибровка или/и градуировка измерительной системы в полностью укомплектованной испытательной схеме
5.1 Общие положения
Задачей калибровки и градуировки является проверка способности измерительной системы измерять нормированные характеристики ЧР.
а - Измерительный элемент (датчик) CD включен в цепь заземления конденсатора связи
Компоненты
U~ - источник высокого напряжения; G - калибратор (генератор со ступенчатым выходным напряжением); С0 - градуировочный конденсатор; Zmi - входной импеданс измерительного элемента (датчика); СС - соединительный кабель; Са - испытуемый объект; Сk - конденсатор связи; CD - измерительный элемент (датчик); Cs - паразитная емкость; Ml - измерительный прибор; Z - фильтр*
b - Измерительный элемент (датчик) CD включен в цепь заземления испытуемого объекта
Компоненты
с - Испытательная схема для измерений в элегазовой коммутационной аппаратуре
Рисунок 1 - Соединения для градуировки полностью укомплектованной испытательной схемы
Обозначения
Рисунок 2 - Зависимость между амплитудой и частотой, минимизирующая ошибки интегрирования для широкополосной измерительной системы
5.2 Метод градуировки
6 Калибраторы ЧР
6.1 Общие положения
Точностные характеристики калибраторов ЧР (а также других средств измерений, в том числе, измерительных систем, встречающихся по тексту) характеризуются стандартной неопределенностью (далее - неопределенностью).
Примечание 2 - Калибраторы ЧР, соответствующие этому пункту, могут также применяться для калибровки приборов и измерительных систем кажущихся зарядов, а также приборов и систем измерения производных величин.
6.2 Калибраторы для градуировки измерительной системы в полностью укомплектованной испытательной схеме
Примечание 1 - Масштабный коэффициент обычно определяют по одному значению в диапазоне от 50 до 200% нормированной амплитуды ЧР.
Примечание 2 - Градуировку измерительной системы можно провести не в полной цепи, а подав калибровочный импульс в высоковольтную цепь непосредственно на измерительный элемент (датчик), отключив зажимы испытуемого объекта. Этот метод сам по себе не представляет градуировку, но если он до этого хотя бы один раз был подтвержден градуировкой измерительной системы в полностью укомплектованной схеме испытания (см. раздел 5), то его можно использовать далее как эталонный для упрощения процедуры градуировки. Используемый калибратор должен соответствовать рекомендациям настоящего стандарта.
6.3 Калибраторы для калибровки измерительных систем
Для проверки дополнительных возможностей испытательной схемы и характеристик измерительной системы следует использовать более сложное калибровочное устройство или даже методику калибровки. Рекомендуется, чтобы такой калибратор обеспечивал характеристики следующих параметров:
- два выхода, работающие в плавающем режиме, т.е. без фиксированного потенциала;
- для калибраторов, работающих от аккумуляторов, необходим индикатор состояния аккумуляторной батареи;
- биполярные импульсы для определения изменения амплитуды кажущегося заряда в зависимости от полярности импульсов тока ЧР;
7 Подтверждение характеристик калибраторов и измерительных систем
Эксплуатационные испытания и эксплуатационные проверки проводят для установления и подтверждения характеристик измерительных систем.
Также эксплуатационные испытания и эксплуатационные проверки проводят для установления и подтверждения характеристик калибраторов.
Изготовители калибраторов, предназначенных для калибровки величин частичных разрядов, предоставляют технические условия и руководство для проведения периодического технического обслуживания, а также рекомендации (методики) для проведения калибровки калибраторов.
Независимо от технических условий изготовителя приведенные процедуры должны быть выполнены. Результаты эксплуатационных испытаний и эксплуатационных проверок должны быть зарегистрированы в журнале характеристик.
7.1 График испытаний и периодичность калибровки
Испытания характеристик и первичная калибровка измерительных систем и калибраторов выполняются при приемо-сдаточном испытании. График квалификационных испытаний выполняется, как минимум, один раз в пять лет, а также после каждой существенной модернизации прибора.
Периодическая калибровка по контролю характеристик выполняется, как минимум, один раз в год.
Контрольные испытания могут включать как типовые (квалификационные), так и приемо-сдаточные испытания. Их график должен соответствовать рекомендациям ГОСТ Р 55193.
7.2 Подтверждение характеристик калибраторов
7.2.1 Типовые испытания калибраторов
Типовые испытания калибраторов должны проводиться на одном калибраторе из каждой серии. Такие типовые испытания должны проводиться изготовителем калибратора. Если изготовитель не предоставил результаты типовых испытаний, то пользователь должен сам провести эти испытания для проверки своего оборудования.
В типовое испытание должны входить все необходимые для определения характеристик испытания.
7.2.2 Приемо-сдаточные испытания калибраторов
Приемо-сдаточные испытания калибраторов должны проводиться на каждом конкретном калибраторе серии. Эти испытания выполняются изготовителем калибратора. Если изготовитель не предоставил результаты таких испытаний, то пользователь должен сам провести эти испытания для проверки своего оборудования.
В плановые проверки должны входить все необходимые для определения характеристик испытания.
7.2.3 Эксплуатационные испытания калибратора
Точность измерений ЧР зависит от точности калибратора. Поэтому рекомендуется, чтобы первичное приемо-сдаточное испытание характеристик калибратора было зарегистрировано национальной организацией по стандартизации, как первичная калибровка.
При этом необходимо провести определение следующих характеристик:
Результаты всех испытаний должны храниться в паспорте на калибратор, который ведется пользователем.
7.2.4 Эксплуатационная проверка калибраторов
При периодических эксплуатационных проверках калибраторов необходимо проводить следующие процедуры (в соответствии с таблицей 2):
Результаты всех испытаний следует регистрировать в паспорте данных, который ведет пользователь.
Таблица 2 - Испытания для калибраторов
|
|
|
|
|
|
Тип испытания | Ссылка на метод испытания | Классификация испытаний | |||
|
| Типовые испытания | Приемо- сдаточные испытания | Испытания по определению характеристик | Контрольные проверки характеристик |
Измерение | 7.2.3 | х | х | х | х |
Измерение | 7.2.3 | х | х | х |
|
Измерение | 7.2.3 | х | х | х |
|
7.2.5 Паспортные данные
Паспортные данные калибратора должны содержать следующую информацию:
a) Номинальные характеристики:
1) обозначение (серийный номер, тип, и т.п.);
2) диапазон режимов работы;
3) диапазон условий применения;
4) время выхода на рабочий режим;
5) диапазон выходного заряда;
6) напряжение питания;
b) Результаты типового испытания;
c) Результаты периодической калибровки;
d) Результаты по определения характеристик:
1) дата и время проверки каждого испытания;
е) Результаты контрольных испытаний характеристик:
1) дата и время каждой контрольной калибровки;
2) результаты - приемка/отказ (в случае отказа, регистрация проделанных действий по корректировке).
7.3 Подтверждение характеристик измерительных систем
Как правило, изготовители измерительных систем или аналогичных приборов калибруют их на измерение соответствующих величин, связанных с частичными разрядами, как установлено в 3.3, а также предоставляют технические условия для проведения периодического технического обслуживания и рекомендации (методики) для проведения периодической калибровки, предназначенных для проверки измерительных характеристик измерительной системы или прибора.
Обычно калибровке подвергаются измерительные системы или аналогичные приборы, имеющие отградуированное в единицах измеряемой характеристики отсчетное устройство.
При калибровке измерительных систем или приборов, не имеющих отградуированного в единицах измеряемой характеристики отсчетного устройства, должны определяться зависимость показаний на выходе от значения измеряемой характеристики на входе.
При изменении электрического сопротивления (активного, индуктивного или полного) измерительного элемента (датчика) или кабеля (или того и другого одновременно) калибровка измерительного устройства должна быть выполнена вновь.
Калибровка осуществляется импульсами, которые подаются на вход измерительной системы, прибора или устройства от калибратора ЧР.
Устройство для измерения среднего тока должно калиброваться как при изменении заряда калибровочных импульсов при фиксированной частоте их следования, так и при изменении частоты следования при фиксированном значении заряда.
Длительности переднего и заднего фронта импульсов калибратора ЧР при этом должны быть одинаковыми или близкими по значению.
Независимо от технических условий изготовителя, нижеприведенные процедуры должны быть выполнены. При этом результаты испытаний и калибровок должны быть зарегистрированы в паспорте данных.
7.3.1 Типовые испытания измерительных систем
Типовые испытания системы измерения ЧР должны выполняться на одной измерительной системе из каждой серии. Такие типовые испытания должны проводиться изготовителем измерительной системы. Если изготовитель не представил результаты типового испытания, то пользователь должен провести испытания для проверки этого оборудования.
Типовые испытания систем измерения ЧР должны, как минимум, включать следующее:
7.3.2 Приемо-сдаточные испытания измерительных систем
Плановые проверки измерительных систем следует проводить на каждой измерительной системе серии. Такие плановые проверки должен проводить изготовитель измерительной системы. Если изготовитель не представил результаты испытания, пользователь должен сам проверить свое оборудование.
Плановые проверки должны включать все испытания, необходимые для определения характеристик.
7.3.3 Испытания по определению характеристик измерительных систем (первичная калибровка)
При испытаниях необходимо проводить проверку следующих характеристик измерительных систем (в соответствии с таблицей 3):
Результаты всех испытаний следует регистрировать в паспортных данных, которые ведет пользователь.
7.3.4 Периодическая калибровка измерительных систем
Результаты всех испытаний должны храниться в паспортных данных, которые ведутся пользователем.
Таблица 3 - Испытания для измерительных систем (приборов)
|
|
|
|
|
|
Тип испытания | Ссылка на метод испытания | Классификация испытаний | |||
|
| Типовые испытания | Приемо- сдаточные испытания | Испытания по определению характеристик | Контрольные проверки характеристик |
Определение
| 7.3.1 | х | х | х |
|
Определение при единой частоте | 7.3.4 |
|
|
| х |
Определение | 7.3.1 | х | х | х |
|
Определение | 7.3.1 | х |
|
|
|
Отклик последовательности импульсов | 7.3.3 | х |
|
|
|
Линейность | 7.3.1 | х |
|
|
|
Линейность | 7.3.2 |
| х | х |
|
7.3.5 Проверка дополнительных возможностей цифровых измерительных систем
Положения, действующие для аналоговых измерительных систем (приборов), следует применять и к цифровым измерительным системам (приборам), но поскольку последние имеют дополнительные возможности для регистрации нескольких значений, относящихся к частичным разрядам, они должны быть проверены при дополнительных испытаниях.
Поскольку полная процедура калибровки цифровых измерительных систем измерения ЧР зависит от их специальных свойств, которые могут сильно отличаться, то, как минимум, должны быть установлены процедуры калибровки, касающиеся только измерения величин ЧР.
Для проверки диапазона измерений, в котором цифровая система сбора данных способна охватить все события, связанные с ЧР, калибратор должен работать с постоянной, хорошо известной частотой повторения импульса (например, 100 Гц); и число зарегистрированных событий необходимо сравнить с числом калибровочных импульсов, выданных калибратором за максимальное время регистрации, на которое рассчитан цифровой прибор. Допустимый максимальный разброс между этими двумя значениями составляет ±2%.
Дополнительную информацию см. в приложении Е.
7.3.6 Паспортные данные
Паспортные данные измерительной системы (прибора) должны включать следующую информацию:
a) Номинальные характеристики:
1) обозначение (серийный номер, тип и т.п.);
2) диапазон режимов работы;
3) диапазон условий применения;
4) время выхода на рабочий режим;
5) диапазон измерений выходного заряда;
6) напряжение питания;
b) Результаты типового испытания;
c) Результаты периодической калибровки;
d) Результаты испытаний по определению характеристик:
1) дата и время проведения каждого испытания по определению характеристик;
e) Результаты контрольных испытаний характеристик
1) дата и время каждого контрольного испытания характеристик;
2) результаты - приемка/отказ (в случае отказа, регистрация выполненных действий по корректировке).
8 Испытания объектов
В данном разделе перечислены требования к испытуемому объекту и к испытательному напряжению. Дополнительные требования в случае специальных условий проведения и методов испытаний устанавливаются соответствующим техническим комитетом. Этот комитет должен также установить требования к минимальному измеряемому уровню ЧР. Информация о практических пределах минимального измеряемого уровня ЧР приведена в приложении Ж. Для испытаний напряжением постоянного тока см. раздел 11. Технический комитет может рекомендовать для измерения другую величину, связанную с ЧР, вместо кажущегося заряда.
Примечание - Некоторые рекомендации для измерения частичных разрядов в кабелях, элегазовой коммутационной аппаратуре, силовых конденсаторах и объектах с обмотками даны в приложении С.
8.1 Общие требования
Для получения воспроизводимых результатов испытаний частичных разрядов необходимо тщательно контролировать все, относящиеся к ним влияющие факторы. Перед любым испытанием проводят градуировку системы измерения частичных разрядов в соответствии с положениями раздела 5.
8.2 Подготовка испытуемого объекта
Перед испытанием необходимо провести процедуру подготовки испытуемого объекта к условиям испытаний, установленным соответствующим техническим комитетом.
В частности, если не установлено иначе, то:
a) поверхность внешней изоляции испытуемых объектов должна быть чистой и сухой, так как влажность и загрязнение изолирующих поверхностей могут стать источником частичных разрядов;
b) испытуемый объект должен находиться при допустимой температуре окружающей среды во время испытания.
Механические, термические и электрические напряжения, приложенные непосредственно перед испытанием, могут повлиять на результат испытания частичных разрядов. Для гарантии воспроизводимости результатов измерений между приложением вышеуказанных напряжений и испытанием на проверку уровня частичных разрядов может быть предусмотрен "отдых" в течение необходимого интервала времени.
8.3 Выбор метода испытания
Соответствующие технические комитеты несут ответственность за разработку требований к методу испытаний конкретных типов испытуемых объектов. Они должны определить предварительную процедуру, обеспечивающую выполнение соответствующих технических условий, уровни и частоту испытательного напряжения, скорость подъема и спада подаваемого напряжения, последовательность и продолжительность подачи напряжения, а также взаимосвязь между испытаниями по измерению частичных разрядов с другими испытаниями электрической прочности изоляции.
В помощь для подготовки таких требований к испытанию в 8.3.1 и 8.3.2 приведены примеры методов испытания напряжением переменного тока.
8.3.1 Определение напряжений возникновения и погасания частичных разрядов
Ни при каких обстоятельствах прикладываемое к объекту напряжение не должно превышать номинальное значение испытательного напряжения, применяемого для кратковременного испытания прочности изоляции.
Примечание 2 - Для высоковольтной аппаратуры существует риск выхода ее из строя от повторного приложения напряжений, близких к кратковременным номинальным испытательным напряжениям.
8.3.2 Измерение уровня частичных разрядов при нормированном значении испытательного напряжения
8.3.2.1 Измерение без подачи предварительного напряжения
Уровень частичных разрядов, выраженный нормированной величиной, измеряют при значении нормированного напряжения, которое может превышать предполагаемое напряжение возникновения частичных разрядов. Напряжение постепенно поднимается от низкого до нормированного значения и выдерживается при нем в течение установленного времени. Поскольку уровень ЧР может изменяться во время испытания, то его нормированная величина должна измеряться в конце этого временного интервала.
Уровни частичных разрядов могут также измеряться и регистрироваться во время подъема или падения напряжения, или в течение всей продолжительности испытания.
8.3.2.2 Измерения с подачей предварительного напряжения
Испытание проводится путем подъема испытательного напряжения от значения ниже значения нормированного испытательного напряжения возникновения частичного разряда до определенного нормированного значения, превышающего это напряжение. Затем напряжение выдерживают в течение заданного времени, после чего постепенно снижают до нормированного испытательного напряжения возникновения частичных разрядов.
На этом уровне напряжение поддерживают в течение установленного времени, и по окончании этого времени определяют нормированный уровень ЧР за определенный временной интервал или за всю продолжительность испытания.
9 Требования к точности и чувствительности измерений
На амплитуду, продолжительность и скорость повторения импульсов ЧР может значительно влиять продолжительность приложения напряжения. Измерение различных величин, относящихся к импульсам ЧР, обычно сопряжено с большими неточностями, чем при других измерениях при высоковольтных испытаниях. В этой связи, трудно подтвердить данные измерений ЧР путем повторения испытаний. Это необходимо учитывать при проведении приемо-сдаточных испытаний при проверке уровня частичных разрядов.
На измерения также воздействуют помехи (раздел 10) или фоновый шум, которые должны быть достаточно низкими для того, чтобы была обеспечена возможность проведения достаточно чувствительных и точных измерений нормированной амплитуды частичных разрядов.
Минимальная амплитуда величин, относящихся к ЧР, которая может быть измерена при данном испытании, обычно ограничена помехами. Хотя эти помехи могут быть в значительной степени исключены с помощью методов, описанных в приложении Ж, их оставшиеся пределы определяются уровнем собственных шумов измерительных приборов и систем, физическими размерами и конфигурацией испытательной схемы.
10 Помехи
Измерения при наличии помех предполагают, что они должны быть довольно слабыми, чтобы достаточно точно измерить величину ЧР. Поскольку помехи часто совпадают с импульсами ЧР и накладываются на измеряемые величины, то необходимо, чтобы уровень шума составлял менее 50% от нормированного значения амплитуды частичных разрядов, если только он не установлен иначе соответствующим техническим комитетом. При приемо-сдаточных и типовых испытаниях высоковольтного оборудования уровень шума необходимо регистрировать.
Высокие показания измерений, возникающие вследствие внешних помех, можно не учитывать.
Блокирование сигналов временными окнами, поляризационная селекция и подобные методы могут привести к потере истинных сигналов частичных разрядов, если они возникают одновременно с помехами или во время блокированной части периода. Поэтому сигнал не должен блокироваться окном с временем более 2% от каждого периода испытательного напряжения в измерительных системах напряжения переменного тока и не более 2% от суммарного времени в измерительных системах напряжения постоянного тока. Однако если в периоде присутствуют несколько источников помех, синхронных с сетевым питанием, то предельное время блокирования может быть увеличено до 10% от периода испытательного напряжения. Поэтому блокирование сигналов должно быть установлено перед подачей полного испытательного напряжения и эти установки не должны изменяться во время проведения испытания. Соответствующий технический комитет может выбирать другие временные пределы блокировки сигналов.
Примечание - Близость работы больших выпрямителей или инверторов может дать особый тип повторяемых помех, связанных с преобразованием тока в выпрямителях или инверторах.
Дополнительная информация о помехах и их подавлении приведена в приложении Ж.
11 Измерения характеристик частичных разрядов при испытаниях высоким напряжением постоянного тока
11.1 Общие положения
Объекты с твердой или жидкой изоляцией при испытаниях высоким напряжением постоянного тока показывают очень отличающиеся характеристики частичных разрядов в сравнении с характеристиками, полученными при испытаниях напряжением переменного тока. Эти различия могут быть минимальными только для газовой изоляции.
Ниже систематизированы некоторые из этих различий:
- скорость повторений импульсов разрядов может быть очень низкой при подаче напряжения постоянного тока на твердую изоляцию, так как интервал времени между разрядами для каждого места разряда определяется постоянными времени релаксации изоляции;
- многочисленные разряды могут возникнуть, когда прикладываемое напряжение изменяется. В частности, изменение полярности во время испытания может привести к возникновению многочисленных разрядов даже при относительно низком напряжении, но затем частота повторения уменьшается до условий установившегося режима;
- в жидкой изоляции движение жидкости ведет к уменьшению времени релаксации так, что разряды становятся более частыми;
- на характеристики ЧР испытуемых объектов может влиять пульсация испытательного напряжения.
Примечание 1 - При испытаниях на напряжении постоянного тока можно заметить эффект от влияния изменений напряжения (пульсаций), в отличие от того, если бы это испытание проводилось на стабилизированном напряжении, поскольку механическое напряжение является непродолжительным и распределяется по объемному или поверхностному сопротивлению.
Примечание 2 - Соответствующий технический комитет должен установить нормированные уровни ЧР, предельные значения импульсов, а также продолжительность прикладывания напряжения.
11.2 Величины, относящиеся к частичным разрядам
Обычно при испытаниях напряжением постоянного тока можно использовать все величины, относящиеся к импульсам частичных разрядов, установленные в 3.3. Приборы, применяемые для измерения кажущегося заряда, должны иметь соответствующую передаточную характеристику к серии импульсов, не зависящую от скорости повторения импульсов частичных разрядов.
11.3 Напряжения, относящиеся к частичным разрядам
11.3.1 Напряжение возникновения и погасания разрядов
Напряжения возникновения и погасания частичных разрядов трудно определить при испытаниях напряжениями постоянного тока, поскольку они зависят от факторов, обусловленных распределениями механического напряжения при меняющихся параметрах напряжения, температуры и давления. Наиболее вероятно возникновение частичных разрядов в момент первичной подачи напряжения или при его изменении, а затем они становятся более редкими, по мере того как распределение напряжения становится чисто резистивным.
При некоторых условиях частичные разряды могут продолжаться даже после отключения испытательного напряжения. Такое явление наблюдается главным образом в комбинациях твердой, жидкой и газовой изоляции.
Примечание - В некоторых случаях применение напряжения постоянного тока к испытуемым объектам с твердой изоляцией может служить условием уменьшения частичных разрядов. Это проявляется цикличным возрастанием и падением ЧР при приложении стабилизированного напряжения до тех пор пока после продолжительного периода времени не будет достигнуто стабильное состояние.
11.3.2 Испытательное напряжение частичных разрядов
Во время подачи испытательного напряжения частичных разрядов испытуемый объект не должен показывать величин, относящихся к импульсу ЧР, превышающих нормированный уровень. При испытаниях напряжениями переменного тока в основном учитывается только интенсивность кажущегося заряда, а при испытаниях напряжением постоянного тока необходимо, чтобы число импульсов ЧР, превышающих нормированный уровень, не было бы больше нормированной суммы, определенной в течение нормированного интервала времени при испытательном напряжении. Во время испытания могут возникать единичные импульсы ЧР большой амплитуды.
11.4 Испытательные схемы и системы измерения
Обычно испытательные схемы и измерительные приборы, используемые при испытаниях напряжениями переменного тока, применяют также и для испытаний напряжениями постоянного тока.
В случае появления прерывистых импульсов частичных разрядов, используют системы счета импульсов или цифровые приборы частичных разрядов.
Примечание 2 - Передаточная характеристика прибора для разных частот повторения импульсов, приведенная в 4.3.3. неприменима для испытания напряжением постоянного тока.
11.5 Испытания
11.5.1 Выбор метода испытания
Метод определения напряжения возникновения и погасания ЧР для переменного тока обычно не применяют для испытаний постоянным током, поскольку механическое напряжение в диэлектрике в период подъема и снижения напряжения отличается от механического напряжения в течение периода, когда напряжение постоянно.
Не существует общепризнанного универсального метода измерения величин, относящихся к частичным разрядам при испытаниях напряжением постоянного тока. Независимо от применяемого метода амплитуды, относящиеся к частичным разрядам, в начале приложения напряжения могут быть отличны от амплитуд, измеренных после прохождения значительного времени, при таком же значении испытательного напряжения.
11.5.2 Помехи
Информация, приведенная в разделе 10, применима также и к испытаниям напряжением постоянного тока. Однако в этом случае могут иметь место регулярно повторяющиеся помехи особого типа, обусловленные коммутацией тока в выпрямителях источника напряжения постоянного тока.
Приложение А
(обязательное)
Калибровка калибратора характеристик ЧР
А.1 Общие положения
А.2 Метод сравнения с эталонным калибратором
Заряд, выдаваемый испытуемым калибратором, должен сравниваться с зарядом эталонного калибратора. В обоих случаях заряд должен измеряться одной и той же измерительной системой.
Эталонный калибратор должен прослеживаться по национальным стандартам.
Примечание - Используемая измерительная система может быть системой измерения ЧР, соответствующей настоящему стандарту, или цифровым осциллографом, имеющим возможность интегрирования (см. рисунок А.1а), или электронным устройством интегрирования.
Результат этого метода определяется как среднее значение 10 измерений.
А.3 Альтернативный метод с использованием эталонного резистора и цифрового осциллографа
Метод численного интегрирования
Результат метода определяется но среднему значению не менее чем 10 измерений.
Цифровой осциллограф должен быть калиброван во всех используемых диапазонах по общепринятым методикам, например, по методике, описанной в А.2, и гарантировать отсутствие слишком большого смещения отклика на ступенчатый импульс. Наличие смещенного отклика может привести к большой неточности определения заряда, рассчитываемого с помощью цифрового интегрирования.
а - Измерительная цепь
Рисунок А.1 - Калибрование импульсов калибраторов
Приложение Б
(справочное)
Испытательные схемы
Основным назначением испытательной схемы для измерения частичных разрядов, кроме питания испытуемого объекта напряжением, является обеспечение соответствующих условий для обнаружения частичных разрядов в испытуемом объекте при нормированном напряжении. Эти условия могут считаться оптимальными, когда различные компоненты испытательной схемы скоординированы так, что импульсы тока в результате частичных разрядов имеют амплитуды и формы, наиболее удобные для обнаружения.
Существуют четыре основные схемы, на основе которых создаются все другие испытательные схемы для обнаружения и измерения частичных разрядов. Эти схемы показаны на рисунках Б.1,а - Б.1,г и кратко описаны ниже.
Измерительный элемент (датчик) в цепи на рисунке Б.1,а расположен со стороны заземления конденсатора связи (см. примечание к 4.2). Преимущество этой схемы заключаются в том, что она применима для испытания объектов, имеющих один заземленный вывод, и когда испытуемый объект включается непосредственно между источником высокого напряжения и землей. Фильтр или импеданс (сопротивление), установленный между испытуемым объектом и источником высокого напряжения служит для ослабления помех от источника высокого напряжения. Он также повышает чувствительность при измерениях, препятствуя импульсам тока ЧР от испытуемого объекта частично проходить через импеданс источника высокого напряжения.
Измерительный элемент (датчик) в цепи на рисунке Б.1,б расположен со стороны заземления испытуемого объекта. В этом случае низковольтная сторона испытуемого объекта должна иметь возможность быть изолированной от земли (см. примечание к 4.2).
При этом в измерительном элементе должна быть предусмотрена цепь защиты от пробоя, который может иметь место в испытуемом объекте в результате его повреждения.
Схема на рисунке Б.1,б для испытаний с низкоемкостными компонентами обеспечивает лучшую чувствительность, чем схема на рисунке Б.1,а.
Примечание - Иногда применяется схема без отдельно стоящего конденсатора связи. Она построена по аналогии со схемой на рисунке Б.1, б, но роль Ск выполняют паразитные емкости. Такую схему применяют, если емкость испытуемого объекта мала по сравнению с паразитной емкостью относительно земли. Такое решение также возможно в случае, когда входная емкость испытуемого трансформатора имеет тот же порядок, что и Са*, при условии, что фильтром можно пренебречь.
Схема, показанная на рисунке Б.1,в, является балансной схемой, в которой измерительный прибор включается между двумя измерительными элементами (датчиками). Выводы низкого напряжения испытуемого объекта и конденсатора связи должны предусматривать возможность быть изолированными от земли (см. примечание 4.2). Нет необходимости в том, чтобы их емкости были равны, но желательно, чтобы они были одного порядка. Для получения лучших результатов их коэффициенты диэлектрических потерь, особенно частотной зависимости, должны быть близкими. Преимущество схемы, работающей на ослабление синфазных токов, проходящих через Са и Са1, но усиливающей токи частичных разрядов, исходящих от испытуемого объекта, состоит в том, что она частично устраняет внешние помехи. Для настройки такого ослабления между высоковольтным выводом и землей может быть включен искусственный источник разрядов. После чего переменные входные импедансы балансных измерительных элементов регулируются до тех пор, пока не будет получено минимальное показание измерительного прибора. Таким образом можно получить коэффициент ослабления от 3 (для испытуемых объектов с очень разными значениями) до 1000 и даже более (для испытуемых объектов с одинаковыми значениями и хорошо экранированными).
Схема на рисунке Б.1,г представляет собой комбинацию из двух основных схем, представленных на рисунках Б.1,а и Б.1,б. Она состоит из двух емкостей, одна либо обе из которых могут быть испытуемыми объектами. Эти емкости подсоединены к двум измерительным элементам (датчикам). В соединении, показанном на рисунке, стороны низкого напряжения обоих компонентов должны предусматривать возможность быть изолированными от земли (см. примечание к 4.2). Нет необходимости в том, чтобы эти емкости были равны, но желательно, чтобы они были одного порядка. Принцип измерения не базируется на балансной схеме, а делается сравнение направлений потоков импульсных сигналов в двух измерительных элементах. (Сигналы общего типа будут детектированы как сигналы, имеющие одинаковую полярность; сигналы частичных разрядов от любого компонента будут детектированы как сигналы, имеющие противоположную полярность). Селективная система сигналов может быть использована для отделения импульсов частичных разрядов, идущих от испытуемого объекта, от помех, исходящих от других частей испытательной схемы.
На рисунке Б.3 показана испытательная схема, в которой испытательное напряжение наводится в испытуемом объекте, например, от силового или измерительного трансформатора.
Рисунок Б.1,а - Измерительный элемент включен в цепь заземления конденсатора связи
б - Измерительный элемент CD включен в цепь заземления испытуемого объекта
в - Балансная схема
г - Схема дискриминатора полярности
Компоненты: U~ - источник высокого напряжения; Zmi - входной импеданс измерительной системы; СС - соединительный кабель; Са - испытуемый объект; Сk - конденсатор связи; CD - измерительный элемент; Ml - измерительный прибор; Z - фильтр
Рисунок Б.1 - Основные испытательные схемы измерения частичных разрядов
Компоненты: U~ - источник низкого или высокого напряжения; Zmi - входной импеданс измерительной системы; СС - соединительный кабель; Сk - конденсатор связи; Сm - емкость параллельная Zmi; CD - измерительный элемент; Са - испытуемый объект; Ml - измерительный прибор; Z - фильтр
Рисунок Б.2 - Испытательная схема для измерений ЧР в проходном изоляторе
Компоненты: U~ - источник низкого или высокого напряжения; Zmi - входной импеданс измерительной системы; СС - соединительный кабель; Сk - конденсатор связи; CD - Измерительный элемент; Са - испытуемый объект; Ml - измерительный прибор; Z - фильтр
Рисунок Б.3 - Испытательная схема для объектов с внутренним возбуждением
Приложение В
(справочное)
Измерения характеристик ЧР в кабелях, элегазовой коммутационной аппаратуре, силовых конденсаторах и испытуемых объектах с обмотками
В.1 Общие положения
Любую, из описанных в приложении Б испытательных схем, можно применять при испытании объектов с распределенными емкостными и индуктивными элементами. Для некоторых из таких испытуемых объектов можно индуцировать испытательное напряжение; например, высоковольтную обмотку трансформатора можно возбудить от низковольтной обмотки (см. рисунок Б.3).
Подробное рассмотрение измерений характеристик частичных разрядов в объектах с распределенными параметрами, в которых наблюдаются бегущие и отраженные волны или сложные явления при емкостных и индуктивных включениях, выходит за рамки настоящего стандарта. Данные испытания имеют важное значение и к сказанному ниже, им должно быть уделено внимание соответствующих технических комитетов.
В.2 Явления затухания и искажения
Вследствие затухания и искажения бегущих волн, происходящих внутри обмоток или вдоль элегазовой коммутационной аппаратуры и кабелей амплитуда кажущегося заряда, зарегистрированная на выходе испытуемого объекта, может отличаться от амплитуды в истинной точке разряда. Это различие в основном обусловлено характеристикой полосы пропускания измерительной системы. Его можно оценить, сравнивая амплитуду (и если возможно и форму волны) характеристики с калибровочным импульсом, когда он подан с другого конца испытуемого объекта и когда он подан к точке подсоединения испытуемого объекта измерительным элементом.
В.3 Резонансные явления, отражения
Амплитуда ЧР, зарегистрированная на вводах конденсатора большой мощности, обмотки, элегазовой коммутационной аппаратуры или кабеля, которые подвергаются испытаниям, может быть искажена резонансными явлениями или отражениями волны на их вводах. Это особенно важно иметь в виду, если применяется измерительный прибор с узкополосной частотной характеристикой. Явления отражения (например, в кабелях) можно учесть, применяя специальные методы градуировки, например, с помощью генераторов двойных импульсов, или избежать их вредных действий, используя специальные способы.
Примечание - При измерениях ЧР больших силовых конденсаторов могут возникнуть проблемы, связанные с получением заданной чувствительности измерения.
В.4 Место локализации разрядов
Для определения места локализации частичных разрядов в испытуемых объектах с распределенными элементами могут использоваться различные методы. Некоторые из этих методов основаны на одновременных измерениях на двух или нескольких вводах испытуемого объекта. Возможно также применение неэлектрических методов, рассмотренных в приложении Е.
Приложение Г
(справочное)
Применение измерителей радиопомех для обнаружения частичных разрядов
В настоящее время применяются приборы, соответствующие требованиям Международного специального комитета по радиопомехам IEC (CISPR) или других аналогичных организаций. Такие приборы часто измеряют напряжения, токи и поля радиопомех (см. ГОСТ Р 51320) в широком диапазоне частот, используя разные виды обработки входных величин. В настоящем стандарте термин "измеритель радиопомех" применяется только к специальным измерителям радиопомех (возмущений), работающим в полосе частот от 150 Гц до 30 МГц (полоса В) и отвечающим требованиям квазипикового измерительного приемника.
Примечание - Когда применяются приборы для измерения радиопомех в качестве квазипиковых вольтметров, то нет способа применения масштабных коэффициентов, в отличие от приборов, используемых для измерения кажущихся зарядов.
В случае, если измерения выполняют с помощью измерителя радиопомех, то протокол испытания должен включать полученные значения, выраженные в микровольтах и должны быть определены эквивалентные значения кажущегося заряда в пикокулонах совместно с информацией, касательно определенного масштабного коэффициента.
Приложение Д
(справочное)
Рекомендации по цифровому сбору данных величин, относящихся к характеристикам частичных разрядов
Цели применения цифровой техники можно разбить на две составляющие:
- регистрация, хранение и оценка, по крайней мере, одной или нескольких величин, относящихся к импульсам ЧР;
- окончательная обработка зарегистрированных данных для оценки и представления дополнительных параметров и других величин (например, статистических данных в пределах временного окна или в течение времени; применение цифровой техники для снижения уровня помех; представление результатов в графической форме; оценка параметров для углубленного анализа качества изоляции испытуемого объекта, и т.п.).
Примечание - Цифровые измерительные системы часто оснащены компьютерами для хранения и оценки величин, относящихся к импульсам ЧР.
Особенность применения цифровой техники не рассматривается в настоящем стандарте. Однако эта возможность заслуживает внимания технических комитетов.
Так при анализе поведения величин ЧР во времени может применяться сжатие зарегистрированных данных. Для этого могут использоваться различные методы преобразования (редукции). При этом принципы уплотнения данных должны указываться изготовителем цифровых систем.
Д.2 Инструкции по обработке аналоговых сигналов кажущегося заряда
Для иллюстрации проблемы, связанной с применением различных методик обработки сигнала, на рисунке Д.1 показаны варианты трех входных сигналов напряжения, вызванных двумя последовательными частичными разрядами.
На рисунках Д.1, а и Д.1, в показаны выходные сигналы измерительной системы широкополосного типа, частотные характеристики которой указаны под рисунком.
На рисунках Д.1,а и Д.1,в показаны некоторые трудности, которые возникают с широкополосными измерительными системами: форма и длительность входного импульса тока ЧР, на которые влияет механизм разряда и конструкция испытуемого объекта, могут быть такими, что второй пик переданного сигнала будет по амплитуде больше, чем первый. В таких случаях корректно можно определить полярность и амплитуду только первого пика, т.е. можно сказать, что передаточная характеристика цифрового прибора измерения ЧР будет зависеть от конкретного изготовителя и от его конструкции.
В этой связи изготовители цифровых приборов ЧР должны указывать принцип, используемый для сбора, оценки и регистрации для корректной оценки значений амплитуд и полярностей. Изготовитель должен продемонстрировать правильную работу прибора посредством специальных методов испытаний.
Если отклонение мгновенного значения испытательного напряжения, считанное цифровым прибором измерения частичных разрядов, относительно значения, считанного эталонной измерительной системой, отличается менее, чем на 5% от пикового значения напряжения, то цифровой прибор считается способным регистрировать также и фазу испытательного напряжения. Для обеих измерительных систем напряжения должны быть применены соответствующие масштабные коэффициенты. Эталонная измерительная система должна включать соответствующий прибор, подключенный к низковольтному плечу делителя напряжения, соответствующего ГОСТ Р 55193 для напряжения переменного тока. Также требуется независимым методом показать, что ошибка по фазе измерительной системы составляет менее 5°.
Приложение Е
(справочное)
Неэлектрические методы обнаружения ЧР
Е.1 Общие положения
Неэлектрические методы обнаружения частичных разрядов включают акустические, оптические и химические методы, а также наблюдения за воздействиями частичных разрядов на испытуемый объект, если это возможно.
Эти методы не пригодны для измерения количественных характеристик частичных разрядов, таких, какие определены в настоящем стандарте, и в основном используются для обнаружения и/или определения местоположения разрядов.
Е.2 Акустическое обнаружение
Определение разрядов "на слух", проводимое в помещении с низким уровнем шума, может применяться как средство обнаружения частичных разрядов. Могут также быть полезны, особенно для определения места разрядов, инструментальные акустические измерения, проводимые обычно с помощью микрофонов или других звуковых преобразователей в комбинации с соответствующими усилителями и дисплеями. С помощью селективных микрофонов, имеющих высокую чувствительность в диапазоне ультразвуковых частот, можно определять места коронного разряда в воздухе. Акустические преобразователи также используются для определения местоположения разрядов в газовой коммутационной аппаратуре или в погруженном в масло оборудовании типа трансформаторов; они располагаются в баке с маслом или снаружи.
Е.3 Визуальное или оптическое обнаружение
Визуальные наблюдения могут проводиться в темном помещении, после адаптации к темноте и при необходимости с помощью биноклей с большой апертурой. Можно применять фотографирование, но для этого требуется обычно очень большое время выдержки. Для специальных случаев иногда применяются фотоэлектронные умножители или усилители изображения.
Е.4 Химическое обнаружение
Наличие частичных разрядов в оборудовании с масляной или газовой изоляцией в некоторых случаях можно обнаружить по анализу продуктов распада, растворенных в масле или в газе. Такие продукты аккумулируются в течение длительной работы. Поэтому химический анализ может также использоваться для оценки явления разложения, вызванного частичными разрядами.
Е.5 Ссылочные документы
Дополнительную информацию см. также в:
IEC 60567:1992 Оборудование электротехническое маслонаполненное. Руководство по отбору образцов газов и масел и по анализу свободных и растворенных газов
IEC 60599:2007 Электрооборудование с пропиткой минеральным маслом при эксплуатации. Руководство по интерпретации результатов анализа растворенных и свободных газов
IEC 61181:1993 Материалы изоляционные пропитанные. Применение анализа растворенных газов (DGA) для заводских испытаний электрооборудования
Приложение Ж
(справочное)
Помехи
Ж.1 Источники помех
Помехи, влияющие на показания приборов для измерения частичных зарядов, можно разделить на две категории:
- помехи, возникающие в отключенной от питания испытательной схеме. Они могут быть вызваны коммутационными процессами в других цепях, коллекторными машинами, близкими испытаниями при высоком напряжении, радиосвязью и т.п., включая собственный шум измерительного прибора. Они также могут возникать, когда источник питания подключен к испытательной цепи, а напряжение равно нулю;
- помехи, возникающие только во включенной схеме, но которые происходят не в испытуемом объекте. Интенсивность этих помех обычно возрастает при увеличении напряжения. К ним относятся, например, частичные разряды в силовом трансформаторе, на проводниках высокого напряжения или во вводах (когда они не являются частью испытуемого объекта). Помехи могут быть вызваны искрением плохо заземленных, находящихся поблизости объектов, или плохими контактами в зоне высокого напряжения (искровыми разрядами между распределительными щитами и другими проводниками высокого напряжения, подсоединенными к ним только для испытания). Помехи могут также возникать из-за высших гармоник испытательного напряжения, частоты которых лежат рядом или в полосе пропускания измерительной системы. Такие высшие гармоники часто встречаются в источниках низкого напряжения вследствие наличия коммутационных устройств на полупроводниках (тиристорах и т.п.) и передаются с шумом искрящих контактов через силовой трансформатор и другие соединения в испытательную схему измерения.
О помехах при испытаниях напряжения постоянного тока см. 11.5.2.
Ж.2 Обнаружение помех
Независящие от напряжения источники помех могут быть обнаружены по показаниям измерительного прибора, когда испытательная схема отключена от питания и/или когда источник высокого напряжения включен в испытательную схему, а напряжение равно нулю. Показание прибора является мерой этих помех.
Зависящие от напряжения источники помех могут быть обнаружены следующим образом: испытуемый объект удаляется или заменяется эквивалентным конденсатором, не дающим значительных частичных разрядов при нормированном испытательном напряжении. Схема должна быть вновь откалибрована в соответствии с методикой, указанной в разделе 5. После этого на схему подается полное значение испытательного напряжения.
Если уровень помех превышает 50% амплитуды максимального нормированного для испытуемого объекта разряда, необходимо принять меры для снижения помех. Для этого можно воспользоваться одним или несколькими методами, описанными выше. Вычитание уровня помех из значения амплитуды измеренных частичных разрядов считается неправильным действием. Применение осциллографа в качестве отсчетного устройства или оценка данных ЧР, собранных цифровым методом, помогают оператору различать частичные разряды в испытуемом объекте от внешних помех (например, от фонового шума); иногда это позволяет определить тип помех или идентифицировать тип частичных разрядов. Другие электрические и неэлектрические методы (приложение Е), часто используемые для определения места коронного эффекта на проводниках высокого напряжения или разрядов где-либо в зоне испытания, могут дать независимое подтверждение наличия помех или частичных разрядов в испытуемом объекте.
Ж.3 Снижение уровня помех
Ж.3.1 Экранирование и фильтрация
Снижения уровня помех можно достигнуть путем соответствующего заземления всех проводящих конструкций, расположенных поблизости от зоны испытания, в которых, кроме того, не должно быть резких выбросов, и путем фильтрации напряжения сети питания испытательной и измерительной схем. Значительное снижение уровня помех может быть получено путем проведения испытания в экранированном помещении, где все входные электрические соединения осуществляются через фильтры, подавляющие эти помехи.
Ж.3.2 Балансные схемы
Балансная схема, представленная на рисунке Б.1,в, может ослабить упомянутые выше помехи и часто позволяет визуально различать разряды в испытуемом объекте на фоне разрядов, существующих в других частях испытательной схемы.
Ж.3.3 Электронная обработка и восстановление сигналов
Чувствительность измерения ограничивается наличием помех особенно в условиях промышленной эксплуатации. Существуют различные электронные методы, которые могут использоваться отдельно или в комбинации для разделения действительного сигнала частичного разряда от помех. Их следует применять с соблюдением предосторожности, чтобы ни в коем случае не подавить или замаскировать значительные ЧР. Некоторые из этих методов описаны ниже.
Ж.3.3.1 Метод временного окна
Измерительный прибор может быть оснащен стробирующим входом, который может отпираться или запираться в заранее выбранной последовательности, пропуская или блокируя входной сигнал. Если помехи возникают с определенными интервалами, то стробирующий вход может запираться на время этих интервалов. При испытаниях напряжением переменного тока действительные сигналы разряда часто возникают только через регулярно повторяющиеся интервалы, четко определенные относительно периода приложения испытательного напряжения. Временное окно может быть привязано к фазе, чтобы стробирующий вход открывался только в определенные интервалы.
Ж.3.3.2 Методы дискриминации по полярности
Сигналы частичных разрядов, возникающие в испытуемом объекте, можно отличить от помех, происходящих вне испытательной схемы, путем сравнения полярностей выходных импульсов от двух соединительных устройств, как показано на рисунке Б.1,г. Логическая схема выполняет сравнение и управляет стробирующим входом измерительного прибора, как описано выше, пропуская импульсы заданной полярности. Поэтому регистрируют только импульсы, идущие от испытуемого объекта.
Ж.3.3.3 Импульсное усреднение
Многочисленные помехи промышленных установок имеют случайный характер, в то время как частичные разряды возникают приблизительно в одной и той же фазе каждого цикла прикладываемого напряжения. Потому можно значительно снизить относительный уровень случайных помех, используя сигнальные процессоры.
Ж.3.3.4 Частотная селекция
Помехи, вызванные радиовещательными передачами, ограничены дискретными полосами, но все же влияют на широкополосные детекторы частичных разрядов, если частота радиопередачи находится в полосе пропускания измерительного прибора. Для снижения помех этого типа можно уменьшить коэффициент усиления усилителя измерительного прибора с помощью полосно-заграждающих фильтров, настроенных на частоты источников помех. Альтернативно можно использовать узкополосные приборы, настроенные на полосу, где уровнем помех можно пренебречь.
Ж.4 Уровни помех
Невозможно предопределить значения амплитуд помех, но в качестве общего руководящего указания можно считать, что помехи, эквивалентные амплитуде кажущегося заряда в несколько сотен пикокулон (пКл), могут встречаться в неэкранированных промышленных зонах проведения испытаний, особенно в случае испытательных схем больших размеров. Используя методы, описанные в данном приложении, такие помехи могут быть значительно снижены.
Приложение З
(рекомендуемое)
Метод измерения характеристик частичных разрядов при испытании изоляции электрооборудования коммутационными импульсами напряжения
З.1. Метод измерения характеристик частичных разрядов при испытании изоляции электрооборудования коммутационными импульсами напряжения основан на общих принципах измерения частичных разрядов, изложенных в настоящем стандарте.
З.2. Требования к объекту испытаний должны соответствовать разделу 8 настоящего стандарта и стандартам на электрооборудование конкретных типов.
З.4. Требования к испытательным установкам и перечень их элементов должны соответствовать 4.2 настоящего стандарта с поправкой на испытания коммутационными импульсами.
З.5. Для измерения частичных разрядов должна применяться одна из принципиальных схем, перечисленных в приложении Б, в соответствии с данными в нем указаниями.
В качестве измерительного элемента (датчика) следует выбирать резистор, обладающий активным электрическим сопротивлением от единиц до сотен Ом.
Параметры элементов измерительной схемы выбираются из условий:
З.6. Измерительный прибор должен состоять из фильтра верхних частот, широкополосного усилителя и отсчетного устройства - осциллографа.
При испытаниях коммутационными импульсами напряжения должны выполняться дополнительные требования:
- нижняя частота полосы пропускания фильтра верхних частот выбирается из следующих условий:
- предпочтительной является область более высоких частот этого диапазона;
- верхняя частота полосы пропускания усилителя должна соответствовать условию
- осциллограф для регистрации частичных разрядов должен быть импульсного типа, в этом случае следует использовать осциллограф с памятью.
З.7. Калибровка измерительного прибора (устройства) и градуировка схемы должны проводиться в соответствии с настоящим стандартом подачей импульсов от калибратора. При градуировке определяется градуировочный коэффициент.
Чувствительность схемы при измерениях (реальный минимальный регистрируемый заряд) определяется аналогично при установленном усилении из того же условия (З.5) с помощью осциллограммы, полученной при воздействии испытательного коммутационного импульса заданного напряжения.
З.10. Результаты измерений должны оформляться документацией, содержащей данные по значениям напряжений и форме коммутационных импульсов, по измерительной схеме и градуировке, полученным значениям кажущихся зарядов, напряжению возникновения частичных разрядов, использованной аппаратуре и ее чувствительности.
Библиография
IEC 60060-1:2010. Методы испытаний высоким напряжением. Часть 1. Общие определения и требования к испытаниям (IEC 60060-1:2010, High-voltage test techniques - Part 1: General definitions and test requirements).
IEC 60052:2002 Измерение напряжения посредством стандартных шаровых разрядников (IEC 60052:2002 Voltage measurement by means of standard air gaps).
IEС 60270:2000 Методы испытаний высоким напряжением. Измерения частичных разрядов. (IEC 60270:2000 High-voltage test techniques. Partial discharge measurements).
ГОСТ P 51070-97 Измерители напряженности электрического и магнитного полей. Общие технические требования и методы испытаний.
IEC 61083-1:2001 Аппаратура и программное обеспечение, применяемые при испытаниях импульсами высокого напряжения. Часть 1. Требования к аппаратуре (IEC 61083:2001 Instruments and software used for measurements in high-voltage impulse tests. Part 1. Requirements for instruments).
IEC 61083-2:2013 Регистраторы цифровые для измерений в процессе импульсных испытаний высоким напряжением. Часть 2. Требования к программному обеспечению используемого для определения напряжения и токов импульса (IEC 61083-2:2013 Instruments and software used for measurement in high-voltage and high-current tests - Part 2: Requirements for software for tests with impulse voltages and currents)
IEC 61180-1:1992 Техника испытаний высоким напряжением низковольтного оборудования. Часть 1. Определения, требования к испытанию и процедуре (IEC 61180-1:1992 High-voltage test techniques for low-voltage equipment; part 1: definitions, test and procedure requirements)
IEC 61180-2:1994 Техника испытаний высоким напряжением низковольтного оборудования. Часть 2. Испытательное оборудование (IЕС 61180-2:1994 High-voltage test techniques for low-voltage equipment - Part 2: Test equipment)
IEC/TR2 61321-1:1994 Методы испытаний при перенапряжении с крутым фронтом импульсов. Часть 1: Измерительные системы для перенапряжений с крутым фронтом импульса в подстанциях с металлическим корпусом и газовой изоляцией (IEC/TR2 61321-1:1994 High-voltage testing techniques with very fast impulses - Part 1: Measuring systems for very fast front overvoltages generated in gas-insulated substations)
___________________________________________________________
УДК 621.3.002.5.001.4:006.354 ОКС 29.020 ОКП 341000
Ключевые слова: электрооборудование и электроустановки постоянного и переменного тока, метод измерения характеристик частичных разрядов
___________________________________________________________