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高壓電氣設備試驗內容與原理

時(shí)間:2019-04-15 16:37:10 點(diǎn)擊:次

1.緒論
隨著(zhù)電力工業(yè)的飛速發(fā)展,機組參數、系統電壓等級逐步提高,電氣設備的絕緣強度、系統過(guò)電壓的限制水平對系統安全經(jīng)濟運行的影響日益突出。據統計,高壓電網(wǎng)的各種故障多是由于高壓電氣設備絕緣的損壞所致,因此了解設備絕緣特性,掌握絕緣狀況,不斷提高電氣設備絕緣水平是電力系統安全經(jīng)濟運行的根本保證。
高壓電氣設備在運行中必須保持良好的絕緣,為此從設備的制造開(kāi)始,要進(jìn)行一系列絕緣測試。這些測試包括:在制造時(shí)對原材料的試驗、制造過(guò)程的中間試驗、產(chǎn)品的定性及出廠(chǎng)試驗、在使用現場(chǎng)安裝后的交接試驗、使用中為維護運行而進(jìn)行的絕緣預防性試驗等。其中電氣設備的交接試驗和預防性試驗是兩類(lèi)最重要的試驗,中華人民共和國電力行業(yè)標準和國家標準:DL/T 596—1996《電力設備預防性試驗規程》和GB 50150-91《電氣設備交接試驗標準 》詳細地介紹了各項試驗的內容和標準。
 
2.絕緣預防性試驗
電氣設備絕緣預防性試驗是保證設備安全運行的重要措施,通過(guò)試驗,掌握設備絕緣狀況,及時(shí)發(fā)現絕緣內部隱藏的缺陷,并通過(guò)檢修加以消除,嚴重者必須予以更換,以免設備在運行中發(fā)生絕緣擊穿,造成停電或設備損壞等不可挽回的損失。
絕緣預防性試驗可分為兩大類(lèi):一類(lèi)是非破壞性試驗或稱(chēng)絕緣特性試驗,是在較低的電壓下或用其他不會(huì )損壞絕緣的辦法來(lái)測量的各種特性參數,主要包括測量絕緣電阻、泄漏電流、介質(zhì)損耗角正切值等,從而判斷絕緣內部有無(wú)缺陷。實(shí)驗證明,這類(lèi)方法是行之有效的,但目前還不能只靠它來(lái)可靠的判斷絕緣的耐電強度。另一類(lèi)是破壞性試驗或稱(chēng)耐壓試驗,試驗所加電壓高于設備的工作電壓,對絕緣考驗非常嚴格,特別是揭露那些危險性較大的集中性缺陷,并能保證絕緣有一定的耐電強度,主要包括直流耐壓、交流耐壓等。耐壓試驗的缺點(diǎn)是會(huì )給絕緣造成一定的損傷。
 
3.電氣設備交接試驗
為適應電氣裝置安裝工程和電氣設備交接試驗的需要,促進(jìn)電氣設備交接試驗新技術(shù)的推廣和應用,國家標準GB 50150-91《電氣設備交接試驗標準》詳細地介紹了各項試驗的內容和標準。電氣設備交接試驗除了部分絕緣預防性試驗還有其它一些特性試驗,例如變壓器直流電阻和變比測試、斷路器回路電阻測試等。
 
4.絕緣預防性試驗的基本原理
4.1絕緣電阻的測試 絕緣電阻的測試是電氣設備絕緣測試中應用最廣泛,試驗最方便的項目。絕緣電阻值的大小,能有效地反映絕緣的整體受潮、污穢以及嚴重過(guò)熱老化等缺陷。絕緣電阻的測試最常用的儀表是絕緣電阻測試儀(絕緣電阻測試儀)。
絕緣電阻測試儀(絕緣電阻測試儀)通常有100V、250V、500V、1000V、2500V和5000V等類(lèi)型。使用絕緣電阻測試儀應按照DL/T596《電力設備預防性試驗規程》的有關(guān)規定。
4.2泄漏電流的測試
一般直流絕緣電阻測試儀的電壓在2.5KV以下,比某些電氣設備的工作電壓要低得多。如果認為絕緣電阻測試儀的測量電壓太低,還可以采用加直流高壓來(lái)測量電氣設備的泄漏電流,常用的測量泄漏電流的設備有高壓試驗變壓器和直流高壓發(fā)生器等。當設備存在某些缺陷時(shí),高壓下的泄漏電流要比低壓下的大得多,亦即高壓下的絕緣電阻要比低壓下的電阻小得多。
測量設備的泄漏電流和絕緣電阻本質(zhì)上沒(méi)有多大區別,但是泄漏電流的測量有如下特點(diǎn):
(1)試驗電壓比絕緣電阻測試儀高得多,絕緣本身的缺陷容易暴露,能發(fā)現一些尚未貫通的集中性缺陷。
(2)通過(guò)測量泄漏電流和外加電壓的關(guān)系有助于分析絕緣的缺陷類(lèi)型。
(3)泄漏電流測量用的微安表要比絕緣電阻測試儀精度高。
4.3直流耐壓試驗
直流耐壓試驗電壓較高,對發(fā)現絕緣某些局部缺陷具有特殊的作用,可與泄漏電流試驗同時(shí)進(jìn)行。
直流耐壓試驗與交流耐壓試驗相比,具有試驗設備輕便、對絕緣損傷小和易于發(fā)現設備的局部缺陷等優(yōu)點(diǎn)。與交流耐壓試驗相比,直流耐壓試驗的主要缺點(diǎn)是由于交、直流下絕緣內部的電壓分布不同,直流耐壓試驗對絕緣的考驗不如交流更接近實(shí)際。
4.4交流耐壓試驗
交流耐壓試驗對絕緣的考驗非常嚴格,能有效地發(fā)現較危險的集中性缺陷。它是鑒定電氣設備絕緣強度最直接的方法,對于判斷電氣設備能否投入運行具有決定性的意義,也是保證設備絕緣水平、避免發(fā)生絕緣事故的重要手段。
交流耐壓試驗有時(shí)可能使絕緣中的一些弱點(diǎn)更加發(fā)展,因此在試驗前必須對試品先進(jìn)行絕緣電阻、吸收比、泄漏電流和介質(zhì)損耗等項目的試驗,若試驗結果合格方能進(jìn)行交流耐壓試驗。否則,應及時(shí)處理,待各項指標合格后再進(jìn)行交流耐壓試驗,以免造成不應有的絕緣損傷。
4.5介質(zhì)損耗因數tgδ測試
介質(zhì)損耗因數tgδ是反映絕緣性能的基本指標之一。介質(zhì)損耗因數tgδ反映絕緣損耗的特征參數,它可以很靈敏地發(fā)現電氣設備絕緣整體受潮、劣化變質(zhì)以及小體積設備貫通和未貫通的局部缺陷。
介質(zhì)損耗因數tgδ與絕緣電阻和泄漏電流的測試相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn),它與試驗電壓、試品尺寸等因素無(wú)關(guān),更便于判斷電氣設備絕緣變化情況。因此介質(zhì)損耗因數tgδ為高壓電氣設備絕緣測試的最基本的試驗之一。
介質(zhì)損耗因數tgδ可以有效的發(fā)現絕緣的下列缺陷:
(1)受潮;(2)穿透性導電通道;(3)絕緣內含氣泡的游離,絕緣分層、脫殼;(4)絕緣有臟污、劣化老化等。
 
常用名詞解釋
1.電介質(zhì):又稱(chēng)絕緣材料,簡(jiǎn)稱(chēng)絕緣,是電工中應用最廣泛的材料之一。
2.絕緣電阻:加直流電壓于電介質(zhì),經(jīng)過(guò)一定時(shí)間極化過(guò)程結束后,流過(guò)電介質(zhì)的泄漏電流對應的電阻稱(chēng)絕緣電阻。
3.吸收比: 在同一次試驗中,60s時(shí)的絕緣電阻值與15s時(shí)的絕緣電阻值之比。
4.極化指數:在同一次試驗中,10min時(shí)的絕緣電阻值與1min時(shí)的絕緣電阻值之比。
5.介質(zhì)損耗:在外加電壓作用下,電介質(zhì)中的一部分電能被轉換為熱能,這種現象稱(chēng)為介質(zhì)損耗。
6.阻性電流:有損耗的介質(zhì)可以用一個(gè)理想電容和一個(gè)有效電阻的并聯(lián)電路表示,通過(guò)電阻的電流稱(chēng)阻性電流。

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