157571. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés nagyfeszültségű eszközök szigetelési kapacitásának és tg delta-jának üzemközbeni mérésére
157571 3 4 ahol Cxe és ítgáxe >a C' x és C x kondenzátorok eredő kapacitása és veszteségi tényezője. Cx körét a 7 jelű helyen megszakítva külön mérhető C'x és itgá'x- Ezen adatok birtokában C x , és tg^x a következőképpen számítható: Cx == C X e—C x __ Cxe tgÓ xe -C' x tgő'x tgOx p^ ^x A 3. ábra az áramkompenzátorrál történő mérést mutatja. A 8 nagy kezdő permeabilitású gyűrűs vasmagra cséyélt No, Ni és változtatható 'menetszámú N2 tekercsek a szükséges árnyékolásokkal együttesen alkotják az ámmkomparátort. A kiegyenlítés az R2 és N 2 változtatásával történik. Kiegyenlített állapotban \ B es igdxe = vR2 (C 2 + CN ) Mivel a táptaanszformátor C'x és tgó' x jellemzői ez esetben is éppúgy torzítják a mérést, mint a Schering-híd esetében, Cx és tgcix értékei az A összefüggések felhasználásával számíthatók ki. A felvázalt mérési módszereknek hátrányai a következők: A tgdx és Cx vizsgálatának elvégzéséhez az objektumot üzemen kívül kell helyezni. Emiatt a szigetelőben a mérést követő időpontban bekövetkező, kezdődő meghibásodás már csak a következő vizsgálatnál deríthető fel, ha addig az átütés be nem következik. A szigetelőanyagnak a vizsgálat alatti és a tényleges üzemben fellépő feszültségigénybevétele, különböző. A vizsgálat alatt az 1. és 2. elektróda (la ábra) közötti feszültség a vezető mentén végig ugyanakkora, míg pl. egy földelt csillagpontú generátorban üzem közben ennek értéke zérustól a névleges feszültségig nő, ha a tekercselésben a csillagponttól a kimenő kapcsok felé haladunk. A tekercsszigetelésnek a csillagponthoz ; Ifcözelabbálló pontja tehát kisebb feszültséggel van igénybevéve, mint a távolabbi, ezért valamilyen szigetelési hiba jelentősége, súlya, ennek megfelelően más és más. E vizsgálattal nyert eredmények — pl. a i>gőx romlásának észlelése, — helyes értékelése tehát problematikus, mivel nem tudjuk azt, hogy a romlás a tekercselés milyen feszültségigénybevételű helyén következett be. Ahhoz hogy Cx és tgőx helyes értékét megkapjuk két mérést kell végezni és a helyes eredményt a két mérés eredményéből számítás útján kapjuk meg. A mérés elvégzéséhez nagy előkészület és szakképzett személyzet szükséges. Találmány szerinti eljárás fenti bárányokat kívánja megszüntetni. Alkalmazása lehetővé teszi fentemlítétt objektumok szigetelési állapotának ibgőx és Cx mérése útján történő üzemközbani folyamatos ellenőrzését és az így kapott eredmények jobban jellemzőik a szigetelés állapotára, mint az eddig alkalmazott módszerrel nyert eredmények, mivel a szigetelési hiba a mért tgőx -ben a feszültséggel súlyozottan mutatkozik. A találmány alapgondolatát egy generátor példáján mutatjuk be (4. ábra). A háromfázisú tekercselés .0 jelű csillagpontja gyakorlatilag földpotenciálon van. Vizsgáljuk a generátor T fázistekercsét: a tekercs és a 2 jelű földelt vasmag közötti kapacitás és vesztesrgi ellenállás kimenő kapocsra redukált értéke Cx és Rx, ezeken átfolyó íkapacitív és veszteségi áram összege Ix . Megjegyzendő, hogy a valóságban Cx —Rx a tekercselés mentén e'osztattan jelentkezik és Ix az elosztott paramétereken átfolyó áramok összege. A 4. ábrából látható, hogy Ix a fázistekercsbe befolyó l'i és abból kifolyó I2 áram különbsége: Ix — h—12 Az Ix -nek U; c irányú összetevője, I X R, az Rx ^en átfolyó veszteségi összetevő, az erre merőleges Ixc pedig a C x -en átfolyó kapaeiíív áramfcomponens, mint ezt az 5. ábra szemlélteti. Találmány lényege az, hogy az Ix különbségi áram nagypontosságú előállításával lehetővé teszi az Ufc-val fázisban levő IX R veszteségi komponens, a bgdx = I X Rflxc veszteségi tényező ill. a szigetélés Cx kapacitásának mérését a berendezés normális üzeme alatt. A különbségi áram - előállításakor támasztandó pontossági követelményeiket illusztrálja az, hogy egy turbogenerator áramának nagyságrendje 103A, I x nagyságrendje pedig 10 _1 A. A .nagyáramú vezetőik koncentrikus vezetésével, nagyfokú geometriai szimmetriával és a szórási aszimmetria megfelelő árnyékolásával, — ezek a módszereik a precíziós kompenzált áramváltók és áraimkomparátorok kialakításával kapcsolatosan ismertek •—• lehetséges Ix megfelelő pontosságú előállítása. A szigetelő anyag tgőx és Cx jellemzőinek mérésére az alábbi lehetőséget mutatjuk be: A 6. ábrán bemutatott kapcsolásban a 8 nagy kezdőpermeabilitású gyűrűs vasmag áramkomparátor szerepét tölti be. A generátor T fázistekercsének bemenő és , kimenő vezetékét 'szimmetrikus elrendezésben átvezetjük a vasmag ablakán. A vasmagon foglal helyet az No érzékelő tekercs, amely a hozzá1 csaitlaikozó szelektív null műszer útján jelzi a vasmag fluxusmentes állapotát. Az N2 menet-10 15 20 25 £0 S5 40 4S 50 5S 60 2
