Ispitivanje izolacije elektroenergetskih Ispitivanje izolacije elektroenergetskih uređajauređajaIspitivanje izolacije elektroenergetskih Ispitivanje izolacije elektroenergetskih uređajauređaja

Ispitivanje i ocena stanja izolacije elektroenergetskih uređaja Ispitivanje i ocena stanja izolacije elektroenergetskih uređaja predstavlja najvažniji deo u njihovom održavanjupredstavlja najvažniji deo u njihovom održavanjupredstavlja najvažniji deo u njihovom održavanju

Ispitivanje izolacije se radi u okviru komadnih, prijemnih i profilaktičkih Ispitivanje izolacije se radi u okviru komadnih, prijemnih i profilaktičkih ispitivanjaispitivanjaispitivanja

Za procenu stanja izolacije koriste se sledeće metode Za procenu stanja izolacije koriste se sledeće metode- merenje otpora izolacije- merenje otpora izolacije- merenje kapacitivnosti i faktora gubitaka- merenje kapacitivnosti i faktora gubitaka- merenje kapacitivnosti i faktora gubitaka- merenje parcijalnih pražnjenja - merenje parcijalnih pražnjenja - gasnohromatska analiza ulja - gasnohromatska analiza ulja

Merenje otpora izolacijeMerenje otpora izolacijeMerenje otpora izolacijeMerenje otpora izolacijeMerenje otpora izolacijeMerenje otpora izolacije

Merenjem otpora izolacije utvrđuje se prisustvo vlage u izolaciji Merenjem otpora izolacije utvrđuje se prisustvo vlage u izolaciji Merenje se vrši primenom jednosmernog napona a rezultujuća struja Merenje se vrši primenom jednosmernog napona a rezultujuća struja

monotono opada sa vremenom zbog čega je teško utvrditi stvarni monotono opada sa vremenom zbog čega je teško utvrditi stvarni otpor izolacijeotpor izolacije

Rezultati merenja se moraju uporediti sa rezultatima prethodno Rezultati merenja se moraju uporediti sa rezultatima prethodno Rezultati merenja se moraju uporediti sa rezultatima prethodno obavljenih merenja na istom uređaju ili na uređaju istog tipa, radi obavljenih merenja na istom uređaju ili na uređaju istog tipa, radi procene stanja izolacijeprocene stanja izolacije

Merenje indeksa polarizacije predstavlja proširenje merenja otpora Merenje indeksa polarizacije predstavlja proširenje merenja otpora izolacije: meri se otpor izolacije nakon jednog minuta R i nakon 10 izolacije: meri se otpor izolacije nakon jednog minuta R1 i nakon 10 minuta od priključenja jednosmernog napona R

1minuta od priključenja jednosmernog napona R10minuta od priključenja jednosmernog napona R10

Indeks polarizacije je definisan kao Indeks polarizacije je definisan kao

10RPI = 10RPI

R=

1R

Za dobru izolaciju je PI > 1 Za dobru izolaciju je PI > 1

Merenje otpora izolacije namotaja energetskih Merenje otpora izolacije namotaja energetskih Merenje otpora izolacije namotaja energetskih Merenje otpora izolacije namotaja energetskih Merenje otpora izolacije namotaja energetskih Merenje otpora izolacije namotaja energetskih transformatoratransformatoratransformatoratransformatoratransformatoratransformatora

Ispitivanje mora da se vrši pri sledećim vremenskim uslovima: Ispitivanje mora da se vrši pri sledećim vremenskim uslovima:- ralativna vlažnost vazduha manja od 70%, bez padavina- ralativna vlažnost vazduha manja od 70%, bez padavina- temperatura vazduha u opsegu od 5 0C do 400 C - temperatura vazduha u opsegu od 5 0C do 400 C - temperatura vazduha u opsegu od 5 C do 40 C

Najčešće se koristi megometar “Megger” koji predstavlja izvor Najčešće se koristi megometar “Megger” koji predstavlja izvor jednosmernog napona i na kome se očitavaju napon i struja ili otporjednosmernog napona i na kome se očitavaju napon i struja ili otpor

Ispitna šema za merenje otpora izolacije između visokonaponskog Ispitna šema za merenje otpora izolacije između visokonaponskog namotaja i uzemljenih srednjenaponskog i niskonaponskog namotaja i uzemljenih srednjenaponskog i niskonaponskog namotaja (VN : SN+NN+M) namotaja (VN : SN+NN+M) namotaja (VN : SN+NN+M)

Šeme za merenje otpora izolacije tronamotajnog transformatora Šeme za merenje otpora izolacije tronamotajnog transformatora VN : SN+NN+MVN : SN+NN+MVN : SN+NN+MSN : VN+NN+MSN : VN+NN+MNN : VN+SN+MNN : VN+SN+M

Kriterijumi za donošenje odluke o stanju izolacije namotaja Kriterijumi za donošenje odluke o stanju izolacije namotaja transformatora:transformatora:- otpor nakon 60 s ne može biti manji od 70% vrednosti izmerene - otpor nakon 60 s ne može biti manji od 70% vrednosti izmerene pri prijemnim ispitivanjima niti 85% manji od vrednosti izmerene pri pri prijemnim ispitivanjima niti 85% manji od vrednosti izmerene pri ispitivnjima pri puštanju u eksploatacijuispitivnjima pri puštanju u eksploatacijuispitivnjima pri puštanju u eksploataciju- vrednosti dozvoljenih otpora izolacije nakon 60 s merenja su dati - vrednosti dozvoljenih otpora izolacije nakon 60 s merenja su dati u tabeliu tabeliu tabeli

U (kV) Otpor izolacije u MΩ nakon 60 s pri 200CUn (kV) Otpor izolacije u MΩ nakon 60 s pri 200C

I grupa II grupa III grupaI grupa II grupa III grupa

≤35 >300 ≥225 <225≤35 >300 ≥225 <225

110 >800 ≥600 <600110 >800 ≥600 <600110 >800 ≥600 <600

220 >1600 ≥1200 <1200220 >1600 ≥1200 <1200

400 >2700 ≥2100 <2100400 >2700 ≥2100 <2100

I grupa: stanje je dobro → redovna ispitivanjaI grupa: stanje je dobro → redovna ispitivanjaII grupa: stanje je zadovoljavajuće → učestalo praćenjeII grupa: stanje je zadovoljavajuće → učestalo praćenjeIII grupa: stanje je nezadovoljavajuće → detaljnija ispitivanjaIII grupa: stanje je nezadovoljavajuće → detaljnija ispitivanjaIII grupa: stanje je nezadovoljavajuće → detaljnija ispitivanja

Merenje otpora izolacije namotaja mernih Merenje otpora izolacije namotaja mernih Merenje otpora izolacije namotaja mernih Merenje otpora izolacije namotaja mernih transformatoratransformatoratransformatoratransformatora

Ispitivanje mora da se vrši pri sledećim vremenskim uslovima: Ispitivanje mora da se vrši pri sledećim vremenskim uslovima:- ralativna vlažnost vazduha manja od 70%, bez padavina- ralativna vlažnost vazduha manja od 70%, bez padavina- temperatura vazduha u opsegu od 5 0C do 400 C - temperatura vazduha u opsegu od 5 0C do 400 C

Merenje otpora izolacije namotaja naponskog transformatora: Merenje otpora izolacije namotaja naponskog transformatora: ( VN : NN+M ) i ( NN : VN+M )( VN : NN+M ) i ( NN : VN+M )

Merenje otpora izolacije namotaja strujnog transformatora: Merenje otpora izolacije namotaja strujnog transformatora: ( VN : NN+M ) i ( NN : VN+M )( VN : NN+M ) i ( NN : VN+M )

Kriterijumi za donošenje odluke o stanju izolacije namotaja mernih Kriterijumi za donošenje odluke o stanju izolacije namotaja mernih transformatora:transformatora:- otpor nakon 60 s ne može biti manji od 70% vrednosti izmerene - otpor nakon 60 s ne može biti manji od 70% vrednosti izmerene pri prijemnim ispitivanjima niti 85% manji od vrednosti izmerene pri pri prijemnim ispitivanjima niti 85% manji od vrednosti izmerene pri ispitivnjima pri puštanju u eksploatacijuispitivnjima pri puštanju u eksploatacijuispitivnjima pri puštanju u eksploataciju- vrednosti dozvoljenih otpora izolacije nakon 60 s merenja su dati - vrednosti dozvoljenih otpora izolacije nakon 60 s merenja su dati u tabeliu tabeliu tabeli

U (kV) Otpor izolacije u MΩ nakon 60 s pri 200CUn (kV) Otpor izolacije u MΩ nakon 60 s pri 200C

I grupa II grupa III grupaI grupa II grupa III grupa

≤35 - - -≤35 - - -

110 >20000 ≥15000 <15000110 >20000 ≥15000 <15000110 >20000 ≥15000 <15000

220 >40000 ≥20000 <20000220 >40000 ≥20000 <20000

400 >40000 ≥30000 <30000400 >40000 ≥30000 <30000

I grupa: stanje je dobro → redovna ispitivanjaI grupa: stanje je dobro → redovna ispitivanjaII grupa: stanje je zadovoljavajuće → učestalo praćenjeII grupa: stanje je zadovoljavajuće → učestalo praćenjeIII grupa: stanje je nezadovoljavajuće → detaljnija ispitivanjaIII grupa: stanje je nezadovoljavajuće → detaljnija ispitivanjaIII grupa: stanje je nezadovoljavajuće → detaljnija ispitivanja

Merenje kapacitivnosti i faktora gubitaka tgMerenje kapacitivnosti i faktora gubitaka tgδδMerenje kapacitivnosti i faktora gubitaka tgMerenje kapacitivnosti i faktora gubitaka tgδδMerenje kapacitivnosti i faktora gubitaka tgMerenje kapacitivnosti i faktora gubitaka tgδδ(Šeringov most)(Šeringov most)(Šeringov most)(Šeringov most)(Šeringov most)(Šeringov most)

Generatori, transformatori, provodni izolatori, sabirnice, motori, Generatori, transformatori, provodni izolatori, sabirnice, motori, prekidači sačinjeni su od metala i izolacije tako da posleduju određene prekidači sačinjeni su od metala i izolacije tako da posleduju određene karakteristike kondenzatorakarakteristike kondenzatora

AC ε=

AC

dε=C

dε=

ε – dielektrična permeabilnostε – dielektrična permeabilnostA – površina elektrodaA – površina elektrodad – ramak između elektrodad – ramak između elektroda

U realnom kondenzatoru postoje dielektrični gubici U realnom kondenzatoru postoje dielektrični gubici

Faktor gubitaka tgδ Faktor gubitaka tgδ

tan RU R I

RCδ ω= = =tan1

RU R I

RCU

I

δ ω= = =1

CU

ICω

ICω

Principijelna šema Šeringovog mosta Principijelna šema Šeringovog mosta Principijelna šema Šeringovog mosta

C i R – kapacitivnost i ekvivalentna otpornost dielektričnih gubitaka Cx i Rx – kapacitivnost i ekvivalentna otpornost dielektričnih gubitaka x x

objekta koji se ispitujeobjekta koji se ispitujeC – etalon kapacitivnosti sa zanemarljivim dielektričnim gubicimaCn – etalon kapacitivnosti sa zanemarljivim dielektričnim gubicimaCn – etalon kapacitivnosti sa zanemarljivim dielektričnim gubicimaR – otpor bez induktivnosti koji se može regulisatiR3 – otpor bez induktivnosti koji se može regulisatiR4 – otpor bez induktivnostiR4 – otpor bez induktivnostiC – kapacitet koji se može regulisatiC4 – kapacitet koji se može regulisati4

N – nulti indikator (vibracioni galvanometar ili osciloskop)N – nulti indikator (vibracioni galvanometar ili osciloskop)

Podešavanje Šeringovog mosta se vrši promenom R i C dok se most Podešavanje Šeringovog mosta se vrši promenom R3 i C4 dok se most Podešavanje Šeringovog mosta se vrši promenom R3 i C4 dok se most ne uravnoteži, tj. dok struja kroz dijagonalu sa nultim indikatorom ne ne uravnoteži, tj. dok struja kroz dijagonalu sa nultim indikatorom ne postane jednaka nuli. U tom slučaju je:postane jednaka nuli. U tom slučaju je:

31 ZZ= Z Z Z Z⋅ = ⋅ili31 ZZ

Z Z= 1 4 2 3Z Z Z Z⋅ = ⋅ili

2 4Z Z

1⋅4

1R

Rj Cω⋅

1Z R= +

1Z = Z R=

4

44

RRj C

Zω

⋅

= =1

1x

Z Rj Cω

= + 2

1Z

j Cω= 3 3Z R=

444

4 41 1

Zj R C

Rω

= =+

+xj Cω

nj Cω 4 4

4

1 1 j R CR

j C

ω

ω

++4

4j Cω

Jednačina ravnoteže na mostu: 41 1R

R R

+ ⋅ = ⋅ Jednačina ravnoteže na mostu: 43

1 1

1x

RR R

j C j R C j Cω ω ω

+ ⋅ = ⋅

+ Jednačina ravnoteže na mostu: 3

4 41x

x nj C j R C j Cω ω ω

+

Kapacitivnost, ekvivalentna otpornost i faktor gubitaka izolacije objekta Kapacitivnost, ekvivalentna otpornost i faktor gubitaka izolacije objekta

4RC C= 4C

R R= tan RU

R C R Cδ ω ω= = =4x n

RC C

R= 4

3x

CR R

C= 4 4tan R

x x x

UR C R C

Uδ ω ω= = =

3R 3x

n

R RC

=C

Un

Merenje kapaciteta u faktora gubitaka izolacije objekta kada je jedan Merenje kapaciteta u faktora gubitaka izolacije objekta kada je jedan Merenje kapaciteta u faktora gubitaka izolacije objekta kada je jedan kraj objekta trajno uzemljenkraj objekta trajno uzemljen- obrnuta šema (tačka A uzemljena a na tačku B se priključuje visoki - obrnuta šema (tačka A uzemljena a na tačku B se priključuje visoki - obrnuta šema (tačka A uzemljena a na tačku B se priključuje visoki napon)napon)- šema sa uzemljenom dijagonalom- šema sa uzemljenom dijagonalom- šema sa uzemljenom dijagonalom

Merenje Merenje parcijalnih praparcijalnih pražnjenjažnjenjaMerenje Merenje parcijalnih praparcijalnih pražnjenjažnjenjaMerenje Merenje parcijalnih praparcijalnih pražnjenjažnjenja

Parcijalna pražnjenja su lokalna pražnjenja u dielektriku koja samo Parcijalna pražnjenja su lokalna pražnjenja u dielektriku koja samo delimično premošćuju izolaciju (delimičan proboj izolacije)delimično premošćuju izolaciju (delimičan proboj izolacije)

Radi se o iskrenju unutar defekata u čvrstoj (ili tečnoj) izolaciji i unutar Radi se o iskrenju unutar defekata u čvrstoj (ili tečnoj) izolaciji i unutar šupljina koje su ispunjene vazduhom ili gasovimašupljina koje su ispunjene vazduhom ili gasovima

Ispravni deo izolacije ima jedan kapacitet a deo sa supljinom se Ispravni deo izolacije ima jedan kapacitet a deo sa supljinom se modeluje redom vezom kapaciteta šupljine i ostalog dela izolacijemodeluje redom vezom kapaciteta šupljine i ostalog dela izolacije

Električni model izolacije sa parcijalnim pražnjenjima Električni model izolacije sa parcijalnim pražnjenjima Električni model izolacije sa parcijalnim pražnjenjima

Unutar šupljine mnogo lakše dolazi do proboja nego u izolaciji jer je Unutar šupljine mnogo lakše dolazi do proboja nego u izolaciji jer je električno polje veće i manji je probojni naponelektrično polje veće i manji je probojni napon

Ako se izolacioni sistem opterećuje naizmeničnim naponom Va(t) Ako se izolacioni sistem opterećuje naizmeničnim naponom Va(t) dolazi do punjenja svih kondenzatora dolazi do proboja u šupljini pri dolazi do punjenja svih kondenzatora dolazi do proboja u šupljini pri naponu U+ i tada se napon u šupljini smanjuje do vrednosti V+ kada se naponu U+ i tada se napon u šupljini smanjuje do vrednosti V+ kada se naponu U i tada se napon u šupljini smanjuje do vrednosti V kada se gasi varnica gasi varnica

Pri proboju šupljine dolazi do dopunjavanja kondenzatora Cb pri čemu Pri proboju šupljine dolazi do dopunjavanja kondenzatora Cb pri čemu se javljaju strujni impulsi u kolu koji stvaraju naponske impulse na se javljaju strujni impulsi u kolu koji stvaraju naponske impulse na impedansi Zimpedansi Z

Veličine kojima se opisuju parcijalna pražnenja Veličine kojima se opisuju parcijalna pražnenja Veličine kojima se opisuju parcijalna pražnenja- prividno naelektrisanje q: naelektrisanje koje bi, naglo injektovano na - prividno naelektrisanje q: naelektrisanje koje bi, naglo injektovano na priključcima ispitivanog objekta, promenilo napon u istom iznosu kao priključcima ispitivanog objekta, promenilo napon u istom iznosu kao priključcima ispitivanog objekta, promenilo napon u istom iznosu kao parcijalno pražnjenjeparcijalno pražnjenje- integralne veličine: srednja struja pražnjenja, kvadratna veličina - integralne veličine: srednja struja pražnjenja, kvadratna veličina - integralne veličine: srednja struja pražnjenja, kvadratna veličina prividnih pražnjenja i snaga pražnjenjaprividnih pražnjenja i snaga pražnjenja- napon pojave parcijalnih pražnjenja i napon prestanka- napon pojave parcijalnih pražnjenja i napon prestanka- napon pojave parcijalnih pražnjenja i napon prestanka

Merenje parcijalnih pražnjenja Merenje parcijalnih pražnjenja Merenje parcijalnih pražnjenja

- ispitivani objekat Cx je vezan direktno između napona i zemlje- ispitivani objekat Cx je vezan direktno između napona i zemlje- merni instrument MI i merna impedansa Z se vezuju na red sa - merni instrument MI i merna impedansa Zm se vezuju na red sa - merni instrument MI i merna impedansa Zm se vezuju na red sa sprežnim kondenzatorom Cssprežnim kondenzatorom Cs

- impedansa Z sprečava dolazak smetnji iz izvora i omogućava da se - impedansa Z sprečava dolazak smetnji iz izvora i omogućava da se - impedansa Z sprečava dolazak smetnji iz izvora i omogućava da se impulsi parcijalnih pražnjenja zatvore kroz merno koloimpulsi parcijalnih pražnjenja zatvore kroz merno kolo

- ovom šemom se sprečavaju smetnje pri merenju a ispitivanji objekat - ovom šemom se sprečavaju smetnje pri merenju a ispitivanji objekat mora biti izolovan od zemljemora biti izolovan od zemlje- kao merni uređaj MI se koristi uređaj za merenje naponskih impulsa - kao merni uređaj MI se koristi uređaj za merenje naponskih impulsa parcijalnih pražnenja (osciloskop), a može se meriti i prividno parcijalnih pražnenja (osciloskop), a može se meriti i prividno naelektrisanje, srednja struja pražnjenja, broj pražnjenja ili snaga naelektrisanje, srednja struja pražnjenja, broj pražnjenja ili snaga naelektrisanje, srednja struja pražnjenja, broj pražnjenja ili snaga parcijalnih pražnjenjaparcijalnih pražnjenja

Analiza gasova rastvorenih u ulju Analiza gasova rastvorenih u ulju Analiza gasova rastvorenih u ulju Analiza gasova rastvorenih u ulju Analiza gasova rastvorenih u ulju Analiza gasova rastvorenih u ulju (gasnohromatska analiza)(gasnohromatska analiza)(gasnohromatska analiza)(gasnohromatska analiza)(gasnohromatska analiza)(gasnohromatska analiza)

Detektuju se i analiziraju gasovi koji nastaju kao rezultat degradacije Detektuju se i analiziraju gasovi koji nastaju kao rezultat degradacije izolacionog ulja transformatoraizolacionog ulja transformatora

Mineralno ulje čini mešavina ugljovodnika i manje količine drugih Mineralno ulje čini mešavina ugljovodnika i manje količine drugih jedinjenjajedinjenja

Korona i parcijalna pražnjenja u gasnim šupljinama u ulju kidaju C-H Korona i parcijalna pražnjenja u gasnim šupljinama u ulju kidaju C-H veze molekula ulja i stvara se dominatno vodonik H praćen metanom i veze molekula ulja i stvara se dominatno vodonik H2 praćen metanom i

H )etanom (CH4 i C2H6)etanom (CH4 i C2H6) Električni kvarovi praćeni električnim lukom i termički kvarovi kidaju C- Električni kvarovi praćeni električnim lukom i termički kvarovi kidaju C- Električni kvarovi praćeni električnim lukom i termički kvarovi kidaju C-

C veze i stvara se etan (C H6) etilen (C H ) i acetilen (C H ) C veze i stvara se etan (C2H6) etilen (C2H4) i acetilen (C2H2)

Za temičke kvarove iznad 5000C dominantan je etilen, dok je za Za temičke kvarove iznad 500 C dominantan je etilen, dok je za kvarove sa električnim lukom dominanta acetilenkvarove sa električnim lukom dominanta acetilen

Duvalov trougao za dijagnostiku kvarova na osnovu gasova u ulju Duvalov trougao za dijagnostiku kvarova na osnovu gasova u ulju

PD – korona, slaba varničenjaPD – korona, slaba varničenjaD1 – varničenjaD1 – varničenjaD2 – električni lukoviD2 – električni lukoviT1 – pregrevanje do 3000CT1 – pregrevanje do 3000CT2 – termička degradacija u opsegu temperatura 3000C do 7000CT2 – termička degradacija u opsegu temperatura 300 C do 700 CT3 – termička degradacija na temperaturamaT3 – termička degradacija na temperaturamaDT – zona u kojoj se preklapaju termički i električni kvaroviDT – zona u kojoj se preklapaju termički i električni kvarovi