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技術文章(zhāng)
高(gāo)壓電氣設備試驗内容與原理(lǐ)
發布時(shí)間:2013-08-28 13:13 來(lái)源:華電國威
 1.緒論
    随著(zhe)電力工業的(de)飛(fēi)速發展,機組參數、系統電壓等級逐步提高(gāo),電氣設備的(de)絕緣強度、系統過電壓的(de)限制水(shuǐ)平對(duì)系統安全經濟運行的(de)影(yǐng)響日益突出。據統計,高(gāo)壓電網的(de)各種故障多(duō)是由于高(gāo)壓電氣設備絕緣的(de)損壞所緻,因此了(le)解設備絕緣特性,掌握絕緣狀況,不斷提高(gāo)電氣設備絕緣水(shuǐ)平是電力系統安全經濟運行的(de)根本保證。
    高(gāo)壓電氣設備在運行中必須保持良好的(de)絕緣,爲此從設備的(de)制造開始,要進行一系列絕緣測試。這(zhè)些測試包括:在制造時(shí)對(duì)原材料的(de)試驗、制造過程的(de)中間試驗、産品的(de)定性及出廠試驗、在使用(yòng)現場(chǎng)安裝後的(de)交接試驗、使用(yòng)中爲維護運行而進行的(de)絕緣預防性試驗等。其中電氣設備的(de)交接試驗和(hé)預防性試驗是兩類最重要的(de)試驗,中華人(rén)民共和(hé)國電力行業标準和(hé)國家标準:DL/T 596—1996《電力設備預防性試驗規程》和(hé)GB 50150-91《電氣設備交接試驗标準 》詳細地介紹了(le)各項試驗的(de)内容和(hé)标準。
    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(de)重要措施,通(tōng)過試驗,掌握設備絕緣狀況,及時(shí)發現絕緣内部隐藏的(de)缺陷,并通(tōng)過檢修加以消除,嚴重者必須予以更換,以免設備在運行中發生絕緣擊穿,造成停電或設備損壞等不可(kě)挽回的(de)損失。
    絕緣預防性試驗可(kě)分(fēn)爲兩大(dà)類:一類是非破壞性試驗或稱絕緣特性試驗,是在較低的(de)電壓下(xià)或用(yòng)其他(tā)不會損壞絕緣的(de)辦法來(lái)測量的(de)各種特性參數,主要包括測量絕緣電阻、洩漏電流、介質損耗角正切值等,從而判斷絕緣内部有無缺陷。實驗證明(míng) ,這(zhè)類方法是行之有效的(de),但目前還(hái)不能隻靠它來(lái)可(kě)靠的(de)判斷絕緣的(de)耐電強度。另一類是破壞性試驗或稱耐壓試驗,試驗所加電壓高(gāo)于設備的(de)工作電壓,對(duì)絕緣考驗非常嚴格,特别是揭露那些危險性較大(dà)的(de)集中性缺陷,并能保證絕緣有一定的(de)耐電強度,主要包括直流耐壓、交流耐壓等。耐壓試驗的(de)缺點是會給絕緣造成一定的(de)損傷。
    3.電氣設備交接試驗
    爲适應電氣裝置安裝工程和(hé)電氣設備交接試驗的(de)需要,促進電氣設備交接試驗新技術的(de)推廣和(hé)應用(yòng),國家标準GB 50150-91《電氣設備交接試驗标準》詳細地介紹了(le)各項試驗的(de)内容和(hé)标準。電氣設備交接試驗除了(le)部分(fēn)絕緣預防性試驗還(hái)有其它一些特性試驗,例如變壓器直流電阻和(hé)變比測試、斷路器回路電阻測試等。
    4.絕緣預防性試驗的(de)基本原理(lǐ)
    4.1絕緣電阻的(de)測試 絕緣電阻的(de)測試是電氣設備絕緣測試中應用(yòng)最廣泛,試驗最方便的(de)項目。絕緣電阻值的(de)大(dà)小,能有效地反映絕緣的(de)整體受潮、污穢以及嚴重過熱(rè)老化(huà)等缺陷。絕緣電阻的(de)測試最常用(yòng)的(de)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(tōng)常有100V、250V、500V、1000V、2500V和(hé)5000V等類型。使用(yòng)絕緣電阻測試儀應按照(zhào)DL/T596《電力設備預防性試驗規程》的(de)有關規定。
    4.2洩漏電流的(de)測試
    一般直流絕緣電阻測試儀的(de)電壓在2.5KV以下(xià),比某些電氣設備的(de)工作電壓要低得(de)多(duō)。如果認爲絕緣電阻測試儀的(de)測量電壓太低,還(hái)可(kě)以采用(yòng)加直流高(gāo)壓來(lái)測量電氣設備的(de)洩漏電流,常用(yòng)的(de)測量洩漏電流的(de)設備有高(gāo)壓試驗變壓器和(hé)直流高(gāo)壓發生器等。當設備存在某些缺陷時(shí),高(gāo)壓下(xià)的(de)洩漏電流要比低壓下(xià)的(de)大(dà)得(de)多(duō),亦即高(gāo)壓下(xià)的(de)絕緣電阻要比低壓下(xià)的(de)電阻小得(de)多(duō)。
    測量設備的(de)洩漏電流和(hé)絕緣電阻本質上沒有多(duō)大(dà)區(qū)别,但是洩漏電流的(de)測量有如下(xià)特點:
    (1)試驗電壓比絕緣電阻測試儀高(gāo)得(de)多(duō),絕緣本身的(de)缺陷容易暴露,能發現一些尚未貫通(tōng)的(de)集中性缺陷。
    (2)通(tōng)過測量洩漏電流和(hé)外加電壓的(de)關系有助于分(fēn)析絕緣的(de)缺陷類型。
    (3)洩漏電流測量用(yòng)的(de)微安表要比絕緣電阻測試儀精度高(gāo)。
    4.3直流耐壓試驗
    直流耐壓試驗電壓較高(gāo),對(duì)發現絕緣某些局部缺陷具有特殊的(de)作用(yòng),可(kě)與洩漏電流試驗同時(shí)進行。
    直流耐壓試驗與交流耐壓試驗相比,具有試驗設備輕便、對(duì)絕緣損傷小和(hé)易于發現設備的(de)局部缺陷等優點。與交流耐壓試驗相比,直流耐壓試驗的(de)主要缺點是由于交、直流下(xià)絕緣内部的(de)電壓分(fēn)布不同,直流耐壓試驗對(duì)絕緣的(de)考驗不如交流更接近實際。
    4.4交流耐壓試驗
    交流耐壓試驗對(duì)絕緣的(de)考驗非常嚴格,能有效地發現較危險的(de)集中性缺陷。它是鑒定電氣設備絕緣強度最直接的(de)方法,對(duì)于判斷電氣設備能否投入運行具有決定性的(de)意義,也(yě)是保證設備絕緣水(shuǐ)平、避免發生絕緣事故的(de)重要手段。
    交流耐壓試驗有時(shí)可(kě)能使絕緣中的(de)一些弱點更加發展,因此在試驗前必須對(duì)試品先進行絕緣電阻、吸收比、洩漏電流和(hé)介質損耗等項目的(de)試驗,若試驗結果合格方能進行交流耐壓試驗。否則,應及時(shí)處理(lǐ),待各項指标合格後再進行交流耐壓試驗,以免造成不應有的(de)絕緣損傷。
    4.5介質損耗因數tgδ測試
    介質損耗因數tgδ是反映絕緣性能的(de)基本指标之一。介質損耗因數tgδ反映絕緣損耗的(de)特征參數,它可(kě)以很靈敏地發現電氣設備絕緣整體受潮、劣化(huà)變質以及小體積設備貫通(tōng)和(hé)未貫通(tōng)的(de)局部缺陷。
    介質損耗因數tgδ與絕緣電阻和(hé)洩漏電流的(de)測試相比具有明(míng)顯的(de)優點,它與試驗電壓、試品尺寸等因素無關,更便于判斷電氣設備絕緣變化(huà)情況。因此介質損耗因數tgδ爲高(gāo)壓電氣設備絕緣測試的(de)最基本的(de)試驗之一。
    介質損耗因數tgδ可(kě)以有效的(de)發現絕緣的(de)下(xià)列缺陷:
    (1)受潮;(2)穿透性導電通(tōng)道;(3)絕緣内含氣泡的(de)遊離,絕緣分(fēn)層、脫殼;(4)絕緣有髒污、劣化(huà)老化(huà)等。
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