9tS IW

Рис. 4.42. Образование наложений импульсных зарядов (/) и группы импульсов тока ( ), а также экстремального заряда

( /) (схема)

числу интервалов чувствительности, хотя и испытывающим колебания, однако обычно в разумных пределах (рис. В.1). Это, с одной стороны, наглядно характеризует случайность процесса разряда, а с другой - может иметь причиной работу собственно измерительной системы. Если интервал времени между двумя исходными импульсами тока частичных разрядов весьма мал, то в измерительной системе импульсы заряда накладываются и воспринимаются как чрезвычайно большой кажущийся заряд (рис. 4.42, б - /). При интенсивных и разветвленных разрядах, и в особенности при наличии параллельно действующих источников разрядов [288], множество импульсов тока часто накладывается друг на друга, превращаясь в суммарный импульс, оценка которого в измерительном устройстве может оказаться столь же проблематичной (рис. 4.42, а - , /). По этой причине при измерениях частичных разрядов принято делать передаточную функцию и принцип оценки измерений измерительного устройства по возможности проще, а результаты измерений представлять в наиболее удобной форме.

При обсуждении результатов измерений частичных разрядов необходимо принимать во внимание частоту следования импульсов, время интегрирования (при изображении частичных разрядов как тока в зависимости от времени), передаточную функцию и в особенности влияние помех. Если существует уверенность, что измерительная система не искажает результатов и отсутствует наложение измеряемых величин, то к результатам измерений частичных разрядов могут быть применены методы статистики- например, закон преобразования масштабов. При

этом выгодно оценивать не одну какую-либо измеряемую величину, например подверженное искажениям в измерительной цепи значение максимального заряда, ио полиостью использовать возможности измерительной системы и учитывать возможно большее число известных величин. Чем более точно преобразуется сигнал частичных разрядов в электронном усилителе и чем сильнее могут быть подавлены помехи, тем лучше система измерения частичных разрядов. Поскольку система подавления помех постоянно совершенствуется, в будущем широкополосные системы измерения частичных разрядов наверняка будут давать больше информации о состоянии изоляции, нежели имеющиеся узкополосные устройства, значительно искажающие исходные импульсы при усилении.

Глава пятая

ЗАКОН ПРЕОБРАЗОВАНИЯ МАСШТАБА

5.1. Постановка задачи

До сих пор считалось, что в рассматриваемом изолирующем промежутке случайным образом развивается до пробоя лишь один отдельный разряд и что этот случайный процесс полностью описывается функцией распределения подходящим образом выбранной случайной величины-(/пр, Ещ,, Т„р и т. д.

в том случае, если изоляция обладает большими размерами и если источник напряжения имеет достаточную мощность [289], имеется возможность для параллельного развития во времени и в пространстве нескольких процессов, приводящих к пробою. Там, где разряд по случайным причинам будет завершен быстрее, произойдет пробой промежутка. Примером пространственно протяженной изоляции, состоящей из дискретных изолирующих промежутков, является множество параллельных изоляторов распределительных устройств и проводов, высоковольтная изоляция параллельных обмоток трансформаторов, катушек, дросселей и вращающихся машин или изоляция отдельных конденсаторов в высоковольтных испытательных установках и компенсаторах. В качестве примера.пространственно протяженной изоляции с непрерывной структурой можно указать изоляцию кабелей, элегазовую изоляцию распределительных устройств и газонаполненных кабелей, а также обладающие развитой поверхностью экраны высоковольтных испытательных установок. В этих случаях возникает та проблема, что

в лабораториях или на испытательных стендах определяется функция поведения лишь одного отдельного изолятора или какой-либо части протяженной изоляции, в то время как при практическом использовании интерес представляет функция поведения полномасштабной изоляции. Поэтому необходимо использовать лабораторные измерения на моделях для выбора размеров технической изоляции, а также учитывать действие увеличения объема изоляции (например, при увеличении не длины, а диаметра кабеля). Аналогичным образом возникает проблема увеличения продолжительности нагружения изоляции напряжением при эксплуатации в сетях по сравнению с длительностью лабораторных испытаний. И, наоборот, представляет интерес влияние уменьшения пространственных размеров нли снижения длительности нагрузки на изоляцию.

С точки зрения статистики все эти случаи учитывает закон преобразования масштаба, представляющий собой практическое использование закона умножения вероятностей независимых событий (1.12) Р{А(]В)=Р{А)Р{В). (Термин «Закон преобразования масштаба» введен Видманом [35J; это же понятие называют также «законом роста» [69] или «законом поверхности и объема» [68, 75].) При этом, разумеется, исходят из взаимной независимости событий при параллельном пространственно-временном развитии разрядов или увеличении длительности нагрузки на изоляцию. Это допущение оправдывается во многих практических случаях, хотя малое расстояние между развивающимися разрядами [40] приводит к взаимному влиянию (взаимной зависимости), запрещающему использовать закон преобразования масштаба. При увеличении длительности нагрузки допущение о полной взаимной независимости последовательно развивающихся процессов является особенно проблематичным: последовательное разрушение твердой изоляции (время до пробоя [44]) является процессом, прямо приводящим к статистической взаимной зависимости. Решение проблем длительности жизни изоляции в отдельности от закона преобразования масштаба приводит к успеху лишь в особых случаях.

При исследовании влияния изменения масштаба прежде всего необходимо решить проблему взаимной независимости, причем соответствующие тесты физических исследований (см. п. 1.5.3) могут быть лишь дополнены. Обсуждающиеся ниже взаимосвязи могут быть использованы в полном объеме только в том случае, если взаимная независимость гарантирована. Наконец, для наглядности представления статистических основ закон преобразования масштаба использует наиболее важные теоретические функции распределения. Ниже следуют описания параллельных дискретных изоляторов, увеличения непрерывной