Ни одна из энергетических систем не обходится без применения силовых трансформаторов. Это один из основных узлов, позволяющий снижать транслируемое на расстояния напряжение до рабочего уровня, поэтому поддержание обмоток трансформаторов на должном уровне считается актуальной задачей на сегодняшний день. В свою очередь, состояние обмоток, а, следовательно, и трансформатора в целом зависит от сопротивления изоляции, характеризуемого коэффициентом диэлектрической абсорбции. В упрощенном понимании этот коэффициент отражает степень увлажнения изоляции, а значит и ее диэлектрические свойства.
В переводе с английского «absorbere» означает поглощать. В нашем случае речь идет о гигроскопичной изоляции и способности ее поглощать влагу. Это негативным образом определяет диэлектрическое покрытие обмоток электрических трансформаторов и в конечном итоге требует сушки силового агрегата. Качественные характеристики влажной изоляции определяют коэффициенты абсорбции силового оборудования, значение которых не должно быть ниже 1.3.
Суть коэффициента абсорбции и допустимые нормы
Любую изоляцию, точнее изоляционный слой, характеризует емкость и в случае измерения сопротивления изоляции из-за наличия абсорбционных токов для заряда емкости требуется время. На практике промежуток времени, необходимый для заряда абсорбционной емкости, зависит от качества изоляции. Чем выше ее диэлектрические свойства, тем более высокое сопротивление она оказывает прохождению токов абсорбции. В случае если изоляция влажная, ее диэлектрические свойства резко ухудшаются, соответственно это приводит к снижению общего сопротивления изоляции.
Наконец мы плавно подошли к объяснению сути абсорбционного коэффициента, который вычисляют при измерении сопротивления изоляции мегаомметром. На практике коэффициент абсорбции измеряется, а точнее рассчитывается по двум показаниям прибора, измеряющего большие сопротивления:
- первому отсчету сопротивления через 15 секунд после начала измерения (\(R_{15}\));
- второму показанию спустя 60 секунд после начала замера (\(R_{60}\)).
Результаты этих двух измерений связаны между собой коэффициентом абсорбции и отображается коэффициент следующим выражением:
$$k_a = \frac{R_{60}}{R_{15}}$$
Очевидно, что измерить абсорбцию достаточно просто, но из этого простого выражения несложно сделать вывод – чем более коэффициент близок к единице, тем влажнее изоляция.
Таким образом, коэффициент, связанный с увлажненностью изоляции принято считать одной из наиболее важных характеристик силовых трансформаторов (электрических машин и пр.). Производятся измерения в обязательном порядке после капитального ремонта, а также в ходе проведения планово-профилактических работ в процессе эксплуатации. Проводить замеры допускается в диапазоне температур окружающей среды +10 … +35°C.
Согласно действующим нормативам коэффициент не должен приближаться к единице. Значение коэффициента 1.3 и выше считается нормой, при значительных превышениях считается, что изоляция сухая. Однако снижение \(k_a\) ниже указанного значения требует обязательной просушки изоляции.
В ряде случаев, проведение указанных мер может не принести существенных результатов и значение коэффициента для сухой изоляции останется на прежнем уровне. Это, например, происходит в результате старения изоляции, тогда необходимо поднимать вопрос о проведении капитального ремонта трансформатора. В любом случае, когда коэффициент абсорбции близок к единице дальнейшая эксплуатация силового трансформатора либо любого другого оборудования с влажной изоляцией недопустимо.
Профессиональные замеры, а также проведение объективной оценки состояния изоляции силового электрооборудования следует доверять специалистам электротехнических лабораторий.
