RU2010251C1 - Process of quality inspection of insulation of gas-filled apparatuses - Google Patents
Process of quality inspection of insulation of gas-filled apparatuses Download PDFInfo
- Publication number
- RU2010251C1 RU2010251C1 SU5008891/21A SU5008891A RU2010251C1 RU 2010251 C1 RU2010251 C1 RU 2010251C1 SU 5008891/21 A SU5008891/21 A SU 5008891/21A SU 5008891 A SU5008891 A SU 5008891A RU 2010251 C1 RU2010251 C1 RU 2010251C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- gas
- filled
- insulation
- pressure
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Relating To Insulation (AREA)
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам контроля качества изоляции электрических аппаратов с газовой изоляцией. The invention relates to electrical engineering, and in particular to methods of controlling the quality of insulation of gas-insulated electrical apparatus.
Общепризнанным способом обеспечения качества и надежности изоляции при производстве электрических аппаратов с газовой изоляцией, например элегазовых комплектных распределительных устройств высокого напряжения (КРУЭ), являются высоковольтные испытания, включающие в себя измерения характеристик частичных разрядов (ЧР) электрическим методом. Широкие потенциальные возможности этого метода могут быть реализованы только при применении специализированных испытательных установок высокого напряжения и эффективных способов проведения измерений. A generally accepted way to ensure the quality and reliability of insulation in the manufacture of gas-insulated electrical apparatus, such as gas-insulated switchgear high voltage (GIS), are high-voltage tests, including the measurement of the characteristics of partial discharges (PD) by the electric method. The broad potentialities of this method can be realized only by using specialized high-voltage test facilities and effective methods of measurement.
Создание эффективной методики высоковольтных испытаний КРУЭ с измерением ЧР предполагает последовательное разрешение четырех задач: обнаружение дефектов в изоляции КРУЭ, идентификация дефектов по типам, локализация дефектов в блоках и отсеках КРУЭ, оценка опасности дефектов. The creation of an effective methodology for high-voltage switchgear tests with PD measurement involves the sequential resolution of four tasks: detection of defects in switchgear insulation, identification of defects by type, localization of defects in the switchgear blocks and compartments, and assessment of the danger of defects.
Подавляющее большинство (более 90% ) дефектов изоляционных систем КРУЭ составляют дефекты газовой изоляции в виде фиксированных на электродах проводящих выступов и свободных проводящих частиц внутри отсеков КРУЭ. Поэтому рабочие методики высоковольтных испытаний изоляции должны быть ориентированы в первую очередь на обнаружение этих типов дефектов. Оставшуюся часть составляют дефекты твердой изоляции. Таким образом, обнаружение дефектов в газовой и твердой изоляции является главной задачей измерений ЧР и определяет возможность решения последующих задач методики. The vast majority (more than 90%) of defects in insulating switchgear systems are gas insulation defects in the form of conductive protrusions fixed on the electrodes and free conductive particles inside the switchgear compartments. Therefore, the working methods of high-voltage insulation tests should be focused primarily on the detection of these types of defects. The remainder is made up of defects in solid insulation. Thus, the detection of defects in gas and solid insulation is the main task of measuring PD and determines the possibility of solving subsequent problems of the technique.
Известный способ контроля качества изоляции газонаполненных высоковольтных аппаратов заключается в том, что аппарат последовательно вакуумируют, заполняют рабочим газом до номинального рабочего давления, напряжение на нем поднимают от нуля до нормированного испытательного, выдерживают в течение нормированного времени, снижают его до нуля, причем при значении напряжения, равном 110% наибольшего рабочего напряжения, деленного на 
Однако измерения ЧР по известному способу, проводимые при номинальном давлении рабочей газовой среды, например элегаза, ориентированы на выявление дефектов в твердой изоляции и не позволяют эффективно обнаруживать дефекты газовой изоляции в виде проводящих выступов, так как уровни ЧР с этих дефектов в высокоотрицательной рабочей газовой среде весьма малы даже с крупных дефектов этого вида. Тем самым снижается надежность аппаратов в эксплуатации. Кроме того, при приложении к испытуемому аппарату нормированных испытательных напряжений велика вероятность полного пробоя изоляции с необнаруженных при измерениях характеристик ЧР проводящих выступов. However, measurements of PD by the known method, carried out at a nominal pressure of the working gas medium, such as SF6 gas, are aimed at identifying defects in solid insulation and do not allow effective detection of defects in gas insulation in the form of conductive protrusions, since the levels of PD from these defects in a highly negative working gas environment very small even with large defects of this kind. This reduces the reliability of the apparatus in operation. In addition, when normalized test voltages are applied to the test apparatus, there is a high probability of complete breakdown of insulation from conductive protrusions not detected during measurements of the characteristics of the PD.
С другой стороны, измерения ЧР по этому способу не позволяют эффективно обнаруживать наличие в аппарате другого вида дефектов газовой изоляции - свободных проводящих частиц, так как измерения производятся только при наибольшем рабочем фазном напряжении аппарата и не выявляют ту часть дефектов этого вида, которые могут вызвать пробой изоляции при приложении нормированных испытательных напряжений. On the other hand, PD measurements by this method do not allow to effectively detect the presence of another type of gas insulation defects in the apparatus - free conductive particles, since measurements are made only at the highest working phase voltage of the apparatus and do not reveal that part of defects of this kind that can cause breakdown insulation when applying standardized test voltages.
К существенным недостаткам известного способа контроля качества можно отнести также и то, что высокая стохастичность импульсов ЧР в среде элегаза затрудняет определение вида вызывающих эти импульсы дефектов, а отсутствие в среде элегаза четко выраженных закономерностей в поведении характеристик ЧР на положительной и отрицательной полуволнах высокого напряжения при его увеличении не позволяет установить место расположения дефекта (на токоведущем электроде, поверхности изолятора или оболочке КРУЭ). В среде элегаза также отсутствуют достаточно четко выраженные закономерности, связывающие параметры дефектов со значениями характеристик ЧР, что исключает возможность определения потенциальной опасности обнаруженных дефектов по измеренным значениям характеристик ЧР и ведет к увеличению вероятности полных разрядов с дефектов при приложении к аппаратам нормированных испытательных напряжений. Поэтому результаты измерений характеристик ЧР в аппаратах высокого напряжения при заполнении их высокоотрицательными рабочими газовыми средами при номинальных давлениях не позволяют с достаточной эффективностью обнаруживать возможные в аппаратах дефекты, а также решать следующие за обнаружением дефектов задачи, что снижает надежность испытуемых аппаратов в эксплуатации и повышает вероятность пробоя изоляции аппаратов при приложении к ним нормированных испытательных напряжений. Significant disadvantages of the known method of quality control can also be attributed to the fact that the high stochasticity of PD pulses in the SF6 gas makes it difficult to determine the type of defects that cause these pulses, and the absence of clearly defined patterns in the SF6 medium in the behavior of PD characteristics on positive and negative high voltage half-waves the increase does not allow to establish the location of the defect (on the current-carrying electrode, the surface of the insulator or the shell of the switchgear). The SF6 medium also lacks clearly defined regularities connecting the defect parameters with the values of the characteristics of the PD, which excludes the possibility of determining the potential danger of the detected defects from the measured values of the characteristics of the PD and leads to an increase in the probability of complete discharges from defects when normalized test voltages are applied to the apparatus. Therefore, the results of measurements of the characteristics of PD in high-voltage apparatuses when they are filled with highly negative working gas media at nominal pressures do not allow us to detect possible defects in the apparatuses with sufficient efficiency and also to solve problems following the detection of defects, which reduces the reliability of the tested apparatuses in operation and increases the likelihood of breakdown isolation of apparatuses when normalized test voltages are applied to them.
Целью изобретения является повышение надежности газонаполненных аппаратов в эксплуатации и снижение вероятности пробоя их изоляции при испытаниях путем повышения эффективности контроля качества изоляции. The aim of the invention is to increase the reliability of gas-filled devices in operation and reduce the likelihood of breakdown of their insulation during testing by increasing the effectiveness of insulation quality control.
Цель достигается тем, что по способу контроля качества изоляции газонаполненных аппаратов согласно изобретению после вакуумирования аппарат заполняют газом, менее электроотрицательным по сравнению с рабочим, напряжение поднимают от нуля до значения
Uв = Uни·K · 
К - отношение электрических прочностей введенного и рабочего газов;
Рв - давление введенного газа;
Рр ном - номинальное давление рабочего газа, и в процессе подъема производят непрерывное измерение характеристик ЧР, затем давление введенного газа снижают при одновременном и пропорциональном уменьшении напряжения и непрерывном измерении характеристик ЧР до значения, при котором в изоляции аппарата возникают разряды в безимпульсной форме, напряжение снижают до нуля, аппарат повторно вакуумируют и после заполнения рабочим газом при подъеме, выдержке и снижении напряжения производят непрерывное измерение характеристик ЧР, причем скорость подъема напряжения изменяют так, чтобы уровень ЧР с подвижных проводящих частиц не превышал нормированного значения.The goal is achieved by the fact that according to the method of controlling the insulation quality of gas-filled apparatuses according to the invention, after evacuation, the apparatus is filled with gas, less electronegative than the operating one, the voltage is raised from zero to a value
U in = U neither · K ·
K is the ratio of the electric strengths of the introduced and working gases;
P in - pressure of the introduced gas;
P p nom - nominal working gas pressure, and in the process lifting produce a continuous measurement of the CR characteristics, then pressure injected gas is reduced simultaneously and proportionally voltage decreasing and continuous measurement of the characteristics of the CR to a value at which the isolation device discharges occur in bezimpulsnoy form voltage reduced to zero, the apparatus is re-evacuated and after filling with working gas when raising, holding and reducing voltage, they continuously measure the characteristics of the PD, and awn voltage rise change so that the PD level with the movable conductive particles does not exceed the regulation value.
На чертеже представлены зависимости давлений газовых сред и прикладываемого напряжения от времени. The drawing shows the dependence of the pressure of the gas environment and the applied voltage from time to time.
Предлагаемый способ контроля качества изоляции реализуется следующим образом. The proposed method for controlling the quality of insulation is implemented as follows.
При проведении высоковольтных испытаний газонаполненный аппарат вакуумируют, заполняют газом, менее электроотрицательным, например азотом, по сравнению с рабочим, например элегазом. Напряжение поднимают от нуля до значения
Uв.макс = Uни· К· 
U vmax = U neither
Заполнение испытуемого аппарата газом, менее электроотрицательным по сравнению с рабочим, ведет к увеличению уровней ЧР с фиксированных проводящих выступов по сравнению с уровнями ЧР с тех же дефектов в среде рабочего газа при этом же давлении, что обеспечивает при той же чувствительности измерений характеристик ЧР существенное уменьшение размеров обнаруживаемых по уровню ЧР проводящих выступов. Так, например, введение в испытуемое КРУЭ азота ведет к увеличению уровней ЧР с фиксированных проводящих выступов примерно на три порядка по сравнению с уровнями ЧР с тех же дефектов в среде элегаза при том же давлении. Filling the test apparatus with a gas that is less electronegative than the working one leads to an increase in PD levels from fixed conductive protrusions compared to PD levels from the same defects in the working gas medium at the same pressure, which provides a significant decrease in the PD characteristics measurements sizes of conductive protrusions detected by the level of PD. For example, the introduction of nitrogen into the test switchgear of nitrogen leads to an increase in PD levels from fixed conductive protrusions by about three orders of magnitude compared to PD levels from the same defects in the SF6 medium at the same pressure.
Затем давление введенного газа снижают при одновременном и пропорциональном в соответствии с приведенной формулой уменьшении напряжения, производя непрерывное измерение характеристик ЧР. Давление снижают до такого значения Рв.мин, при котором в изоляции аппарата возникают разряды в безимпульсной форме, что делает возможным обнаружение проводящих выступов с еще меньшими размерами. При этом снижение давления вплоть до исчезновения ЧР в импульсной форме обеспечивает максимальную разрешающую способность в отношении дефектов газовой изоляции в виде проводящих выступов. После этого напряжение снижают до нуля, аппарат снова вакуумируют, заполняют рабочим газом до номинального рабочего давления, поднимают напряжение от нуля до нормированного испытательного напряжения, производя непрерывное измерение характеристик ЧР. Скорость подъема напряжения изменяют так, чтобы уровень ЧР с подвижных проводящих частиц не превышал нормированного значения, чем обеспечивается последовательное по мере увеличения размеров обнаружение и перемещение подвижных проводящих частиц в области с пониженными напряженностями электрического поля, например в специально предусмотренные в конструкции КРУЭ ловушки, и тем самым понижается вероятность пробоя изоляции, инициируемая этим видом дефектов.Then, the pressure of the introduced gas is reduced while the voltage reduction is proportional in accordance with the above formula, while continuously measuring the characteristics of the PD. The pressure is reduced to a value of R v.min , at which discharges in pulseless form occur in the insulation of the apparatus, which makes it possible to detect conductive protrusions with even smaller sizes. In this case, a decrease in pressure up to the disappearance of the PD in pulsed form provides the maximum resolution with respect to defects in gas insulation in the form of conductive protrusions. After that, the voltage is reduced to zero, the apparatus is again evacuated, filled with working gas to the rated working pressure, the voltage is raised from zero to the normalized test voltage, making continuous measurement of the PD characteristics. The voltage rise rate is changed so that the PD level from the moving conductive particles does not exceed the normalized value, which ensures the consistent detection and movement of moving conductive particles in the region with reduced electric field strengths as the size increases, for example, into traps specially provided in the switchgear design, and thereby reducing the probability of breakdown of insulation initiated by this type of defect.
Нормированное испытательное напряжение выдерживают в течение нормированного времени ΔТ, снижают напряжение до нуля, производя при этом непрерывное измерение характеристик ЧР. The normalized test voltage is maintained for a normalized time ΔT, the voltage is reduced to zero, while continuously measuring the characteristics of the PD.
Уменьшение размеров дефектов газовой изоляции в виде проводящих выступов и увеличение размеров дефектов газовой изоляции в виде подвижных проводящих частиц, обнаруживаемых при измерениях характеристик ЧР, повышение достоверности идентификации типов обнаруженных дефектов и их локализации в аппарате, обеспечение возможности определения дефектов по измеренным значениям характеристик ЧР позволяют повысить эффективность контроля качества изоляции газонаполненных аппаратов, что, в свою очередь, приводит к повышению их надежности и снижению вероятности пробоя изоляции при испытаниях. (56) ИУС N 12, 1988, с. 165, 170 (изменение к ГОСТ 1516.1). Reducing the size of gas insulation defects in the form of conductive protrusions and increasing the size of gas insulation defects in the form of moving conductive particles detected during measurements of PD characteristics, increasing the reliability of identifying the types of detected defects and their localization in the apparatus, making it possible to identify defects from the measured values of PD characteristics the effectiveness of the quality control of insulation of gas-filled devices, which, in turn, leads to an increase in their reliability and lower eniyu probability of insulation breakdown during the test. (56) ICS N 12, 1988, p. 165, 170 (change to GOST 1516.1).
Claims (1)
Uв = UНИ· K ·
где Uни - нормированное испытательное напряжение аппарата;
K - отношение электрических прочностей введенного и рабочего газов;
pв - давление введенного газа;
Pр.ном - наминальное давление рабочего газа,
и в пpоцессе подъема пpоизводят непpеpывное измеpение хаpактеpистик ЧР, затем давление введенного газа снижают пpи одновpеменном и пpопоpциональном уменьшении напpяжения и непpеpывном измеpении хаpактеpистик ЧР до значения, пpи котоpом в изоляции аппаpата возникают pазpяды в безимпульсной фоpме, напpяжение снижают до нуля, аппаpат повтоpно вакуумиpуют и, после заполнения pабочим газом, пpи подъеме, выдеpжке и снижении напpяжения, пpоизводят непpеpывное измеpение хаpактеpистик ЧР, пpичем скоpость подъема напpяжения изменяют таким обpазом, чтобы уpовень ЧР с подвижных пpоводящих частиц не пpевышал ноpмиpованного значения.METHOD FOR QUALITY CONTROL OF INSULATION OF GAS-FILLED APPLIANCES, which consists in the fact that the apparatus is successively evacuated, it is filled with working gas to the rated working pressure, the voltage on it is raised from zero to the normalized test pressure, it is kept for normalized to normalized 110% of the highest working voltage divided by
U in = U NI · K ·
where U nor is the normalized test voltage of the apparatus;
K is the ratio of the electric strengths of the introduced and working gases;
p in - pressure of the introduced gas;
P rnom - the nominal pressure of the working gas,
and during the lifting process they perform a continuous measurement of the characteristics of the PD, then the pressure of the introduced gas is reduced during simultaneous and proportional decrease in voltage and the constant measurement of the frequency of the PD, the values during which the case is isolated in after filling with working gas, when raising, holding and reducing the voltage, the PD characteristics are continuously measured, and the rate of increase in voltage is changed so that the level of the PD with moving conductive particles did not exceed the normalized value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5008891/21A RU2010251C1 (en) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | Process of quality inspection of insulation of gas-filled apparatuses |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5008891/21A RU2010251C1 (en) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | Process of quality inspection of insulation of gas-filled apparatuses |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010251C1 true RU2010251C1 (en) | 1994-03-30 |
Family
ID=21588665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5008891/21A RU2010251C1 (en) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | Process of quality inspection of insulation of gas-filled apparatuses |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2010251C1 (en) |
-
1991
- 1991-08-23 RU SU5008891/21A patent/RU2010251C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Okamoto et al. | Novel partial discharge measurement computer-aided measuremnet systems | |
| Toigo et al. | Partial discharge behavior of protrusion on high voltage conductor in GIS/GIL under high voltage direct current: Comparison of SF 6 and SF 6 alternative gases | |
| JPH10170596A (en) | System for diagnosing insulated apparatus and method for detecting partial discharge | |
| Sarathi et al. | Partial discharge study in transformer oil due to particle movement under DC voltage using the UHF technique | |
| WO2009157255A1 (en) | Insulation coated conductor testing method and apparatus | |
| Chou et al. | Measurement and analysis of partial discharge of high and medium voltage power equipment | |
| US5150059A (en) | Method and apparatus for testing the condition of insulating system | |
| JPH0146833B2 (en) | ||
| Gulski et al. | Automized recognition of partial discharges in cavities | |
| Nakano et al. | Estimation method of degraded vacuum in vacuum interrupter based on partial discharge measurement | |
| RU2010251C1 (en) | Process of quality inspection of insulation of gas-filled apparatuses | |
| Frontzek et al. | Electrical methods for verifying internal pressure of vacuum interrupters after long-time service | |
| CN112444708A (en) | Detection of arc hazards associated with wafers | |
| Badicu et al. | Detection of bushing insulation defects by diagnostic monitoring | |
| Morcos et al. | Metallic particle movement, corona, and breakdown in compressed gas insulated transmission line systems | |
| Frontzek et al. | Methods for internal pressure diagnostic of vacuum circuit breakers | |
| Nakano et al. | Estimation of internal pressure of vacuum interrupter by measuring partial discharge current | |
| US3135915A (en) | Method of determining the condition of electrical insulation including the presence of polar materials therein and thereon using d.c. voltage | |
| CN114252742A (en) | GIS equipment dynamic insulation performance test method and system | |
| Hozumi et al. | Time-lag measurement of void discharges for the clarification of the factor for partial discharge pattern | |
| CN116034445A (en) | Method for partial discharge identification in high voltage applications and unit using the same | |
| Siodla et al. | The volume and area effect in transformer oil | |
| Saito et al. | Discharge properties in low vacuum and vacuum monitoring method for vacuum circuit breakers | |
| Merck et al. | Estimation of vacuum condition in vacuum circuit breakers | |
| Chmielak et al. | Internal pressure diagnostic of vacuum circuit breaker based on the phenomenon of chopping current |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050824 |