Испытание силовых цепей высоким напряжением и импульсная прочность изоляции

August 2, 2013 by admin Комментировать »

Любая электрическая изоляция должна длительное время выдерживать приложенное к ней напряжение, а также броски напряжения. Более того, даже в наиболее тяжелых условиях эксплуатации не должны образовываться коронные разряды. Типовое испытание высоким напряжением включает в себя подачу между всеми испытываемыми проводниками в системе и землей испытательного напряжения частотой 50 или 60 Гц в течение одной минуты. При этом не только не должно возникнуть короткое замыкание, но недопустимы даже колебания тока утечки. Сам ток утечки в этом случае является током смещения из-за емкости между проводами и землей.

При отсутствии каких-либо специальных требований к методике проведения испытаний высоким напряжением можно в качестве правила «хорошего тона» применять при испытании оборудования с рабочим напряжением до 600 В синусоидальное напряжение частотой 60 Гц с эффективным напряжением в 2 раза больше рабочего плюс еще 1000 В. Для оборудования с рабочим напряжением 601 В и выше испытательное напряжение берут в 2.25 раза больше, чем рабочее, плюс еще 2000 В.

Способность изоляции выдерживать броски напряжения проверяется испытаниями с импульсами напряжения, имеющими передний фронт 1.2 мкс и время спада до уровня 50%, равное 50 мкс. Эти испытания позволяют определить основной уровень импульсной прочности изоляции (BIL). В процессе испытаний подаются одиночные импульсы этого напряжения, а успешность прохождения изоляцией этих испытаний определяется отсутствием ее пробоя.

Еще один вид испытаний связан с определением уровня напряжения, при котором начинается коронный разряд. Напряжение начала коронного разряда определяется с помощью осциллографа по появлению импульсов тока разряда при медленном увеличении испытательного напряжения. При снижении испытательного напряжения его значение, при котором ток разряда пропадает, фиксируется как напряжение прекращения коронного разряда. В стандартных тестерах для испытаний на коронный разряд используется интегрирование токов разряда, а результат отображается в микрокулонах.

Простейший тестер для обнаружения коронного разряда может быть сделан из установки для испытаний высоким напряжением, фильтра и согласующих цепей по схеме, приведенной на Рис. 2.6.

Помехоподавляющий фильтр может быть сделан из высоковольтных резистора и конденсатора, причем требования к ним по току могут быть

Рис. 2.6. Схема простейшего тестера дш обнаружения коронного разряда

значительно ниже возможностей блока питания установки для испытаний высоким напряжением. В качестве высокочастотного дросселя может быть использован маленький дроссель с индуктивностью 1…100мГн. Фильтр высоких частот служит для исключения попадания на вход осциллографа сетевого напряжения. Все эти компоненты могут быть спаяны на скорую руку. Возникновение коронного разряда регистрируется по появлению на экране осциллографа шумоподобных пичков при увеличении испытательного напряжения. Для подключения тестера к испытуемой системе используется пара скрученных проводов.

2.10. Расстояния между проводами

Даже в низковольтных системах следует обеспечивать те или иные зазоры между проводниками. Соответствующие стандарты разработаны Канадской ассоциацией стандартов (CSA), Институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE), Национальной ассоциацией производителей электрооборудования (NEMA) и в Лабораториях по технике безопасности (UL). Они покрывают всю электротехнику — от персональных компьютеров до высоковольтных коммутационных устройств.

Расстояния между проводами обычно делятся на два класса: зазоры, когда между проводниками находится воздух, и пути утечки, когда проводники разделяет поверхность какого-либо изолятора. Электрическая прочность зазоров между сферическими проводниками может быть намного выше, чем указано в стандартах. Однако в стандартах учтен «неправильный мир» проводников с острыми краями, возможность движения

проводников при аварии, броски напряжения, а еще введены некоторые запасы. Аналогично для путей утечек учитывается возможность загрязнения поверхности изолятора электропроводящей пылью или влагой.

Использование этих стандартов особенно важно применительно к трансформаторам среднего напряжения, которые непосредственно соединены с коммутационными устройствами потребителя. Коммутационная аппаратура является первой «линией обороны» и должна выдерживать броски напряжения, порожденные грозовыми разрядами и переходными процессами в сети, которые могут достичь оборудования потребителя. Если оборудование потребителя не защищено дополнительными разрядниками и (или) конденсаторами, то оно должно отвечать тем же требованиям, что и коммутационные устройства. Табл. 2.1 заимствована из Вестингаузовского документа «Расстояния между проводами для коммутационной аппаратуры», и, хотя сам документ довольно стар, его содержание не утратило актуальности.

Таблица 2.1. Расстояния между проводами для коммутационной аппаратуры

Расстояния между изолированными проводами

Зазоры для 5 кВ

Зазоры для 15 кВ

Пути утечекдля 5 кВ

Путиутечекдля 15 кВ

2дюйма (5.08 см)

3 дюйма (7.62 см)

З.5дюйма (8.89 см)

5.5дюйма (13.97 см)

Расстояния между неизолированными проводами

Зазоры для 5 кВ

Зазоры для 15 кВ

Пути утечекдля 5 кВ

Пути утечек для 15 кВ

3 дюйма (7.62 см)

бдюймов (15.24 см)

4дюйма(10.16см)

6.5дюйма(16.51 см)

Примечание. Под изолированными проводами здесь понимаются провода с любым типом изоляции, которая, однако, может деградировать под длительным воздействием высокого напряжения.

Источник: Сукер К. Силовая электроника. Руководство разработчика. — М.: Издательский дом «Додэка-ХХI, 2008. — 252 c.: ил. (Серия «Силовая электроника»).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты