Устройства для пропорционального преобразования переменного тока до значений, безопасных для его измерений, называют трансформаторами тока.
Такие трансформаторы находят широкое применение в сфере электроснабжения и электроэнергетике и изготавливаются в различных конструктивных исполнениях, — от небольших моделей, размещаемых непосредственно на электронных платах, до сооружений внушительных размеров, устанавливаемых на специальные строительные конструкции.
Проверка ТТ проводится с целью выявления его работоспособности, при этом не производится оценка метрологических характеристик, которые определяют класс точности и сдвига фаз между вектором первичного и вторичного токов.
Перечень возможных неисправностей
Ниже приведены наиболее распространённые причины неисправностей ТТ:
- механические повреждения магнитопровода;
- повреждения изоляции корпуса;
- механические повреждения обмоток:
- обрывы обмоток;
- снижение изоляции проводников обмотки, создающее межвитковые замыкания;
- механический износ выводов обмотки и контактов.
Методы проверок
Для оценки работоспособности трансформатора проводится внешний визуальный осмотр и проверка электрических характеристик.
Внешний визуальный осмотр
С него начинается каждая проверка, и она позволяет оценить:
- состояние внешних поверхностей деталей;
- наличие сколов и трещин на изоляции;
- состояние клеммных или болтовых соединений;
- наличие видимых дефектов.
Проверка изоляции
Испытания изоляции
В случае установки в составе высоковольтного оборудования трансформатор тока смонтирован в линии нагрузки, при этом он входит в линию конструктивно, и в таком случае испытания изоляции проводятся при проведении совместных высоковольтных испытаний отходящей линии сотрудниками службы изоляции. По результатам проведенных испытаний оборудование может быть допущено в эксплуатацию.
Проверка состояния изоляции
Для проведения измерения сопротивления изоляции следует использовать мегомметр с Uвых соответствующий требованиям техдокументации на ТТ. Для большинства существующих высоковольтных устройств проверку сопротивления изоляции следует проводить прибором с Uвых в 1 Кв.
Мегомметром проводят измерения сопротивление изоляции между:
- корпусом и обмотками (каждой из обмоток);
- каждой из обмоток и всеми остальными.
К эксплуатации могут быть допущены собранные токовые цепи с величиной сопротивления изоляции не менее 1 мОм.
Оценка работоспособности трансформатора тока
1. Прямой метод проверки
Прямая проверка — наиболее проверенный способ, также называемый проверкой схемы под нагрузкой.
Для проведения следует использовать штатную цепь включения трансформатора в цепи первичного и вторичного оборудования или же, собрать новую цепь для проверки, при которой ток величиной от 20 до 100 % от номинальной величины проходит по первичной обмотке трансформатора и замеряется во вторичной.
Численное значение замеренного первичного тока нужно разделить на численное значение замеренного тока вторичной обмотки. Полученное значение и будет коэффициентом трансформации, которое следует сравнить с паспортным значением, что позволит судить об исправности трансформатора.
Трансформатор тока может содержать не одну, а несколько вторичных обмоток. До начала испытаний все обмотки должны быть надежно подключены к нагрузке или же закорочены. В противном случае, в разомкнутой вторичной обмотке, при условии появлении тока в первичной обмотке, возникнет напряжение в несколько КВ, опасное для жизни человека и могущее привести к повреждению оборудования.
Магнитопроводы большинства высоковольтных трансформаторов тока нуждаются в заземлении. Для этого в их конструкции предусмотрена специальная клемма, которая маркируется буквой “З”.
На практике очень часто возникают какие-либо ограничения по проверке трансформаторов под нагрузкой, обусловленные особенностями эксплуатации и безопасности испытаний. В связи с этим часто используются иные способы проверки.
2. Косвенные методы
Каждый из перечисленных ниже способов проверки может предоставить лишь частичную информации о состоянии трансформаторов. Поэтому эти способы необходимо применять в комплексе.
Определение правильности маркировки выводов обмоток
Целостность обмоток ТТ и их выводов следует определять замером их активных сопротивлений с проверкой или последующим нанесением маркировки.
Определение начала и конца каждой из обмоток следует проводить способом, позволяющим установить полярность.
Проверка полярности выводов обмоток.
Для проведения испытаний к вторичной обмотке присоединить амперметр или вольтметр магнитоэлектрического типа с определенной полярностью на его выводах.
Рекомендуется использовать прибор с нулем посередине шкалы, однако, допускается использовать и с нулем, расположенным в начале шкалы.
Все остальные вторичные обмотки трансформатора необходимо, из соображений безопасности, зашунтировать.
К первичной обмотке ТТ необходимо подключить источник постоянного тока, затем последовательно подключить к нему сопротивление для ограничения тока разряда. Достаточно использовать обыкновенный элемент питания (батарейку) с лампочкой накаливания. Вместо выключателя можно просто коснуться проводом от лампочки клеммы первичной обмотки ТТ и затем отвести его.
При совпадении полярности стрелка сдвинется вправо и возвратится назад. Если прибор подключен с обратной полярностью, то стрелка будет сдвигаться влево.
При отключении питания у однополярных обмоток стрелка сдвигается толчком влево, а в противном случае – толчком вправо.
Таким же образом следует проверить полярность подключения других обмоток трансформатора.
Снятие характеристики намагничивания.
Зависимость напряжения на клеммах вторичных обмоток от протекающего по ним тока намагничивания называется вольт-амперной характеристикой, сокращенно ВАХ. Она свидетельствует о правильности работы обмотки и магнитопровода, позволяет оценить их исправность.
Для того, чтобы исключить влияние помех со стороны расположенного рядом силового оборудования, характеристику ВАХ следует снимать, предварительно разомкнув цепь первичной обмотки.
Для построения характеристики ВАХ необходимо пропускать переменный ток различных величин через обмотку ТТ и измерять напряжение на входе обмотки. Такие испытания можно проводить любым лабораторным стендом с блоком питания, имеющим выходную мощность, позволяющую нагружать обмотку до насыщения магнитопровода трансформатора, при котором кривая насыщения обратится в горизонтальное положение.
Полученные по замерам данные нужно занести в таблицу протокола. По табличным данным строятся графики ВАХ.
Перед началом проведения замеров и после их окончания следует в обязательном порядке производить размагничивание магнитопровода методом нескольких постепенных увеличений тока в обмотке и последующим снижением тока до нуля.
Важно
Для измерения значений токов и напряжений следует использовать приборы электромагнитной или электродинамической систем, которые могут воспринимать действующие значения тока и напряжения.
Наличие в обмотке короткозамкнутых витков уменьшает величину выходного напряжения в обмотке и снижает крутизну ВАХ. В связи с этим, при первом использовании исправного ТТ необходимо сделать замеры и построить график ВАХ, а при последующих проверках ТТ через определенное нормативами время следует контролируют состояние выходных параметров.
