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講解高壓電氣設備試驗內(nèi)容與原理

1.緒論　

隨著電力工業(yè)的飛速發(fā)展，機組參數(shù)、系統(tǒng)電壓等級逐步提高，電氣設備的絕緣強度、系統(tǒng)過電壓的限制水平對系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的影響日益突出。據(jù)統(tǒng)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(tǒng)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始，要進行一系列絕緣測試。這些測試包括：在制造時對原材料的試驗、制造過程的中間試驗、產(chǎn)品的定性及出廠試驗、在使用現(xiàn)場安裝后的交接試驗、使用中為維護運行而進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zui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/T596—1996《電力設備預防性試驗規(guī)程》和GB50150-91《電氣設備交接試驗標準》詳細地介紹了各項試驗的內(nèi)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，通過試驗，掌握設備絕緣狀況，及時發(fā)現(xiàn)絕緣內(nèi)部隱藏的缺陷，并通過檢修加以消除，嚴重者必須予以更換，以免設備在運行中發(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：一類是非破壞性試驗或稱絕緣特性試驗，是在較低的電壓下或用其他不會損壞絕緣的辦法來測量的各種特性參數(shù)，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(nèi)部有無缺陷。實驗證明，這類方法是行之有效的，但目前還不能只靠它來可靠的判斷絕緣的耐電強度。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。耐壓試驗的缺點是會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，促進電氣設備交接試驗新技術的推廣和應用，國家標準GB50150-91《電氣設備交接試驗標準》詳細地介紹了各項試驗的內(nèi)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zui廣泛，試驗zui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、污穢以及嚴重過熱老化等缺陷。絕緣電阻的測試zui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(guī)程》的有關規(guī)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，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)上沒有多大區(qū)別，但是泄漏電流的測量有如下特點：

（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(xiàn)一些尚未貫通的集中性缺陷。

（2）通過測量泄漏電流和外加電壓的關系有助于分析絕緣的缺陷類型。

（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(xiàn)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、對絕緣損傷小和易于發(fā)現(xiàn)設備的局部缺陷等優(yōu)點。與交流耐壓試驗相比，直流耐壓試驗的主要缺點是由于交、直流下絕緣內(nèi)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(xiàn)較危險的集中性缺陷。它是鑒定電氣設備絕緣強度zui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。

交流耐壓試驗有時可能使絕緣中的一些弱點更加發(fā)展，因此在試驗前必須對試品先進行絕緣電阻、吸收比、泄漏電流和介質(zhì)損耗等項目的試驗，若試驗結(jié)果合格方能進行交流耐壓試驗。否則,應及時處理，待各項指標合格后再進行交流耐壓試驗,以免造成不應有的絕緣損傷。

4.5介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ測試

介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ是反映絕緣性能的基本指標之一。介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ反映絕緣損耗的特征參數(shù)，它可以很靈敏地發(fā)現(xiàn)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(shù)tgδ與絕緣電阻和泄漏電流的測試相比具有明顯的優(yōu)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情況。因此介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ為高壓電氣設備絕緣測試的zui基本的試驗之一。

介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ可以有效的發(fā)現(xiàn)絕緣的下列缺陷：

（1）受潮；（2）穿透性導電通道；（3）絕緣內(nèi)含氣泡的游離，絕緣分層、脫殼；（4）絕緣有臟污、劣化老化等。

附：交流工頻耐壓測試儀在實際工作中的試驗方法及應用

一、適用范圍

該試驗方法適用于變電站、配電室、電力線路、設備安裝等工程的電氣絕緣試驗。

二、試驗工藝

1、試驗分類：

（1）非破壞性試驗絕緣試驗：絕緣電阻、吸收比、極化指數(shù)、泄漏電流測試、介質(zhì)損失角正切。

（2）破壞性試驗：交流耐壓試驗、直流耐壓試驗。

2、試驗方法

1、絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)試驗。

（1）試驗的意義及作用

測量電氣設備的絕緣電阻能靈敏地反映絕緣情況，有效到發(fā)現(xiàn)設備局部受潮或整體受潮和贓污，以及絕緣擊穿和嚴重過熱老化等缺陷。吸收比和極化指數(shù)能反映設備受潮程度，是判斷設備是否受潮的一個重要指標。

（2）試驗儀器選用標準

100V以下電氣設備或回路采用250V兆歐表

500V以下至100V電氣設備或回路采用500V兆歐表

3000V以下至500V電氣設備或回路采用1000V兆歐

10000V以下至3000V電氣設備或回路采用2500V兆歐表

10000V以上電氣設備或回路采用2500V或5000V兆歐表

（3）試驗方法及步驟

根據(jù)不同被試品接線測量：“E"接被試品的接地端，“L"接被試品的高壓端，“G"接屏蔽端。檢查兆歐表，短接“L"端和“E"端其指針指零，開路指針指“∞"時，將高壓端用絕緣工具接至被試品，同時記錄時間分別讀取15s和60s（或1min和10min）時絕緣電阻值。斷開兆歐表，對試品短接放電并接地。測量時記錄被試設備溫度、濕度、氣象情況、試驗日期及使用儀表。

（4）試驗接線及注意問題

測量變壓器繞組絕緣電阻時，被測繞組各引線端應短連，非被試繞組短接接地，即規(guī)程法。測量發(fā)電機繞組絕緣電阻時，試驗被試相L端子，非被試相短接接地。發(fā)電機繞組的絕緣電阻與溫度有很大關系，一般溫度上升10℃絕緣電阻下降一半。測試前后都應充分放電，放電時間不小于5min，否則會影響測試效果。測量電力電容器絕緣電阻時，應在測試前后對電容器充分放電2-5min，測量時，在未斷開兆歐表引線時，不得停止搖動手柄（或關斷數(shù)字兆歐表電源）以免損壞兆歐表。

（5）試驗注意事項及影響試驗因素分析

測量大容量電機和較長電纜的絕緣電阻時，充電電流很大，因而兆歐表開始指示數(shù)很小，但并不表示被試品絕緣不良，必須經(jīng)過較長時間，才能得到正確結(jié)果，并要防止被式設備對兆歐表反充電損壞兆歐表。測量吸收比時，避免記錄時間帶來的誤差。屏蔽環(huán)裝設位置應正確，為了避免表面泄漏的影響，測量時應在絕緣表面加等電位屏蔽環(huán)。

兆歐表與被試品間的連線應采用廠家為兆歐表配備的線，而且兩根線不能交叉扭絞或拖地，否則會產(chǎn)生測量誤差。為便于比較，對同一設備進行測量時應采用同樣型號的兆歐表，同樣的接線。兆歐表的容量對絕緣電阻、吸收比等測量結(jié)果都有一定的影響，在進行試驗結(jié)果分析比較時應加以注意。

所測的絕緣電阻值及吸收比應符合規(guī)程要求，但簡單規(guī)定絕緣電阻值是不全面的，試驗中應將所測量結(jié)果與有關數(shù)據(jù)進行比較。如：同一設備各相間、同類設備間、出廠試驗數(shù)據(jù)、耐壓前后數(shù)據(jù)通過比較分析，更容易發(fā)現(xiàn)異常，作到科學地分析判斷測試結(jié)果及被試物的絕緣狀況。

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