Коэффициент абсорбции электрических машин

Коэффициент абсорбции в электрике - важная характеристика электрических машин, указывающая своим значением степень увлажненности изоляции обмотки.

Схема замещения сопротивления изоляции

Рассмотрим основные составляющие схемы замещения изоляции:

схема замещения сопротивления изоляции

На входе схемы имеем напряжение U и ток I. Далее эквивалентная электрическая схема делится на три ветви со своими характеристиками:

    1. Первая ветвь состоит из С1 - которую называют емкостью мгновенной поляризации, через эту емкость проходит ток геометрической емкость Iг.
    2. Последовательно соединенные конденсатор С2 и резистор R2. Первая составляющая является емкостью медленной поляризации или абсорбционной.

Сопротивление с индексом 2 характеризует потери в диэлектрике, возникающие от приложенного переменного напряжения. Значение R2 тем ниже, чем более неоднородная структура изоляции (расслоения, капилляры, включения).

    1. Активное сопротивление R1 определяет потери, сопротивление изоляции постоянному току и ток утечки (ток сквозной проводимости). Ток утечки прямо пропорционален площади изоляции и обратно - толщине.

Если приложить постоянное напряжение, то С2 зарядится за определенное время, тем большее, чем выше значение R2.

Именно поэтому отличные кабели при измерении сопротивления изоляции или испытании повышенным напряжением не так стреляют, как их “перемуфтованные товарищи”.

При росте влажности изоляции - ток утечки возрастает. Более подробно про физику сопротивления изоляции в другой раз, а сейчас подробнее про коэффициент абсорбции.

Чем характеризуется коэффициент абсорбции

В статье про измерение сопротивления изоляции говорилось, что измерения производятся через 15 и заканчиваются через 60 секунд. Отношение R60 к R15 и называется коэффициентом абсорбции. Так же там рассмотрены вопросы электробезопасности при выполнении данного типа измерений.

Почему через 15 секунд? Вероятно дело в токах заряда геометрической и абсорбционных емкостей.

Кабс характеризует степень увлажненности изоляции электрооборудования и равен отношению суммы тока абсорбции к току сквозной проводимости. При увеличении влажности ток сквозной проводимости увеличивается. А ток абсорбции при изменении влажности остается практически постоянного значения.

Кабс = Iабс/Iскв=R”60/R”15

Получается чем влажнее изоляции, тем отношение токов, а следовательно и Kабс будет меньше. 

Так как коэффициент является отношением однотипных величин, то измеряется в относительных единицах.

Именно коэффициент абсорбции и взяли за основу оценки состояния влажности изоляции при измерении сопротивления Rx.

Нормы Кабс для различного оборудования

Рассмотрим допустимые значения коэффициента абсорбции для различного электрооборудования на примере норм испытаний Беларуси. Есть следующие варианты измерения в нормах: 

П - пусковые, при вводе в эксплуатацию нового эо и эо после восстановительного или капитального ремонта и реконструкции

К - при капремонте

С - при среднем ремонте

Т - при текущем ремонте

М - межремонтные

Силовые трансформаторы

Коэффициент абсорбции силовых трансформаторов описан в ГОСТ 3484.3-88. Там говорится, что Кабс является дополнительным критерием и он не рассчитывается, если нет нормированного значения в заводской документации

В нормах испытаний электрооборудования пишется, что Кабс при межремонтных испытаниях для трансформаторов не нормируется, но должен учитываться при анализе комплексных результатов проведенных испытаний.

Обмотка статора турбогенераторов

П - не ниже 1,3

К, Т - не нормируется, но принимается решение о сушке при сравнении с результатами прошлых измерений и текущих результатов между фазами, ветвями.

Машины постоянного тока, кроме возбудителей

Напряжением выше 500 В - не менее 1,2. Если ниже, то требуется сушка.

Электродвигатели переменного тока (обмотка статора)

Для электродвигателей Kабс в зависимости от мощности, напряжения и типа изоляции (компаундированная или микалентная) - пишется о значениях выше 1,2÷1,3.

Силовые кабели

Для силовых кабелей уровень старения изоляции определяется по коэффициенту абсорбции и индексу поляризации. 

Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена и этиленпропиленовой изоляцией рекомендуется учитывать только значение Кабс. Степени старения в таблице ниже:

Состояние изоляции Kабс _ PI
отлично Кабс>1,6 pi>4
хорошо 1,6>=Кабс>1,4, 4>pi>=3
удовлетворительно 1,4>Кабс>=1,25, 3>pi>=2
неудовлетворительно 1,25>Кабс>1,0, 2,0>pi>1,0
не годный Кабс<=1,0, pi<=1,0

Не стоит путать коэффициент абсорбции с коэффициентом адсорбции - который применяется в химии и определяется уравнением Ленгмюра. 

А еще есть абсорбционная установка.

Если работаете на ТЭЦ, то зайдите в химцех, там должны объяснить =)

Последнее про Электрические машины:

2023 Electricalblog - блог инженера-электрика письмо автору сайта