Extras din laborator

Consideraţii generale

Capacitatea izolaţiei măsurată în curent alternativ, la o temperatură şi o frecvenţă dată, reprezintă o caracteristică constantă a dielectricului. Metoda este sensibilă la detectarea defectelor, în special atunci când valoarea tgδ > 1% şi capacitatea izolaţiei este mică.

Variaţia abruptă a capacităţii denotă că în izolaţia examinată este un defect (de exemplu formarea unor punţi conductoare care şuntează o parte din izolaţie). Din acest motiv pentru aprecierea stării izolaţiei deseori se utilizează măsurări de capacităţi executate la frecvenţe diferite.

Se prezintă în continuare raţionamentul care stă la baza acestei metode. Aşa cum se ştie izolaţia poate fi reprezentată printr-o schemă echivalentă.

Ramura schemei echivalente care cuprinde capacitatea Cb modelează fenomenul de încărcare care apare în momentul conectării izolaţiei la sursa de tensiune. Cb reprezintă practic capacitatea geometrică adică capacitatea obţinută dacă dielectricul dintre armăturile izolaţiei este îndepărtat. Valoarea capacităţii Cb nu depinde astfel de nivelul de degradare al izolaţiei. Ramura care cuprinde rezistenţa Rs în serie cu capacitatea Cs modelează fenomenele de polarizare care au loc în izolaţie. Spre deosebire de cazul precedent valoarea capacităţii Cs depinde de nivelul degradării izolaţiei. Cu cât este mai mare conţinutul în apă al izolaţiei sau cu cât sunt mai murdare suprafeţele izolante cu atât este mai mare capacitatea Cs. Calitatea izolaţiei se poate aprecia comparând între ele capacităţile Cb şi Cs. Pentru a separa cele două capacităţi se efectuează măsurarea capacităţii izolaţiei la două frecvenţe diferite. Acest lucru este sugerat de relaţia: 2)(11TCCCsb⋅+⋅+=ωα

Se observă că atunci când ω tinde către infinit Cω ≈ Cb. Din contră, când ω este mic, Cω ≈ Cs (se are în vedere că Cb << Cs).

În practică măsurătorile capacităţii Cω sunt realizate la frecvenţa de 2 Hz respectiv la 50 Hz. Valorile capacităţii Cω pentru cele două frecvenţe se notează cu C2 respectiv C50. La aceste aparate, acest indice de umiditate a fost luat raportul capacităţii măsurate la 2 Hz, faţă de cea măsurată la 50 Hz.

Cu cât se apropie acest raport de valoarea ideală 1, cu atât starea izolaţiei este mai bună.

Raportul C2/C50 este denumit coeficient de absorbţie al capacităţii.

Valorile maxime admisibile ale raportului C2/C50 la diferite temperaturi sunt prezentate în tabelul 1.

Tabelul 1

t(oC)

C2/C50

1,25

1,30

1,40

1,50

1,60

1,70

1,80

1,90

În unele lucrări de specialitate se consideră că izolaţia unui transformator este bună dacă pentru temperaturi între 10-30°C, se obţine:

C2/C50 ≤ 1,3.

Variaţia capacităţii izolaţiei în funcţie de frecvenţă poate semnala nu numai prezenţa umezelii ci şi gradul de îmbătrânire a structurii izolante investigate. Aceste cercetări însă trebuie să fie efectuate la frecvenţă mai ridicată (kHz) cu aparate greu accesibile în practică (sursă de tensiune reglabilă de putere, punte de măsură specială).

Fig. 1 Variaţia capacităţii (permitivităţii) izolaţiei de hârtie impregnată

în funcţie de temperatura de regim (a şi b), în funcţie de frecvenţa tensiunii de încercare (c):

1 - izolaţie nouă; 2 - izolaţie îmbătrânită; 3 — izolaţie uscată; 4 - izolaţie umezită.

Cele arătate indică faptul că variaţia raportului C2/C50 în funcţie de temperatură poate fi considerată o posibilitate suplimentară de apreciere a calităţii izolaţiei în cazul transformatoarelor. Cu cât panta curbei de variaţie C2/C50 = f(t) este mai redusă cu atât izolaţia este mai bună: