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高压电气设备试验内容与原理

来源:美端电气   发布时间:2019-04-03 10:07



  一、绪论
    随着电力工业的飞速发展,机组参数(parameter)、系统电压等级逐步提高,电气设备的绝缘强度(strength)、系统过电压的限制水平对系统安全(safe)经济运行的影响日益突出。据统计,高压电网的各种故障多是由于高压电气设备绝缘的损坏所致,因此了解设备绝缘特性,掌握绝缘状况,不断提高电气设备绝缘水平是电力系统安全经济运行的根本保证。
    高压电气设备(shèbèi)在运行中必须保持良好的绝缘,为此从设备的制造开始,要进行一系列绝缘测试。这些测试包括:在制造时对原料(raw material)的试验、制造过程的中间试验、产品的定性及出厂试验、在使用现场安装(ān zhuāng)后的交接试验、使用中为维护运行而进行的绝缘预防性试验等。其中电气设备的交接试验和预防性试验是两类重要的试验,中华人民共和国电力行业标准和国家标准:DL/T 596—1996《电力设备预防性试验规程》和GB 50150-91《电气设备交接试验标准 》详细地介绍了各项试验的内容和标准。

  二、绝缘预防性试验
    电气设备绝缘(insulated)预防性试验是保证设备安全运行的重要措施(指针对问题的解决办法),通过试验,掌握设备绝缘状况,及时发现绝缘内部隐藏的缺陷,并通过检修加以消除,严重者必须予以更换,以免设备在运行中发生绝缘击穿,造成停电或设备损坏等不可挽回的损失。
    绝缘预防性试验可分为两大类:一类是非破坏性试验或称绝缘特性试验,是在较低的电压(voltage)下或用其他不会损坏绝缘的办法来测量(cè liáng)的各种特性参数(parameter),主要包括测量绝缘电阻、泄漏电流、介质损耗角正切值等,从而判断绝缘内部有无缺陷。实验(experiment)证明 ,这类方法是行之有效的,但目前还不能只靠它来可靠的判断绝缘的耐电强度。另一类是破坏性试验或称耐压试验,试验所加电压高于设备的工作(job)电压,对绝缘考验非常严格,特别是揭露那些危险性较大的集中性缺陷,并能保证绝缘有一定的耐电强度,主要包括直流耐压、交流耐压等。耐压试验的缺点是会给绝缘造成一定的损伤。

  三、电气设备交接试验
    为适应电气装置安装工程(Engineering)和电气设备交接试验的需要,促进电气设备交接试验新技术(Technology)的推广和应用(application),国家标准GB 50150-91《电气设备交接试验标准》详细地介绍了各项试验的内容和标准。电气设备交接试验除了部分绝缘预防性试验还有其它一些特性试验,例如变压器直流电阻和变比测试(TestMeasure)、断路器(circuit-breaker)回路电阻测试等。

  四、绝缘(insulated)预防性试验的基本原理
1、绝缘电阻的测试
    绝缘电阻的测试(TestMeasure)是电气设备绝缘测试中应用广泛,试验方便的项目。绝缘电阻值的大小,能有效地反映绝缘的整体受潮(shòu cháo)、污秽(wū huì)以及严重过热老化等缺陷。绝缘电阻的测试常用的仪表是绝缘电阻测试仪(兆欧表)。
    绝缘电阻测试(TestMeasure)仪(兆欧表)通常有100
  V、250
  V、500
  V、1000
  V、2500V和5000V等类型。使用兆欧表应按照DL/T596《电力设备预防性试验规程》的有关规定。
2、泄漏电流的测试
    一般直流兆欧表的电压在2.5KV以下,比某些电气设备的工作电压要低得多。如果认为兆欧表的测量电压太低,还可以采用加直流高压来测量电气设备的泄漏电流。当设备存在某些缺陷时,高压下的泄漏电流要比低压下的大得多,亦即高压下的绝缘电阻要比低压下的电阻小得多。
    测量设备的泄漏电流和绝缘(insulated)电阻本质上没有多大区别,但是泄漏电流的测量有如下特点:
  
  (1)试验电压比兆欧表高得多,绝缘本身的缺陷容易暴露,能发现一些尚未贯通的集中性缺陷。
  
  (2)通过测量泄漏电流和外加电压的关系有助于分析绝缘的缺陷类型。
  
  (3)泄漏电流(Electron flow)测量用的微安表要比兆欧表精度高。
3、直流耐压试验
    直流耐压试验电压较高,对发现绝缘某些局部缺陷具有特殊的作用,可与泄漏电流试验同时进行。核相器其基本原理是:采集头获取被测高电压相位信号,经过处理后直接发射出去,由核相仪主机接收并进行相位比较与结果定性。
    直流耐压试验与交流耐压试验相比,具有试验设备轻便、对绝缘损伤小和易于发现设备的局部缺陷等优点。与交流耐压试验相比,直流耐压试验的主要缺点是由于交、直流下绝缘内部的电压分布不同,直流耐压试验对绝缘的考验不如交流更接近实际。
4、交流耐压试验
    交流耐压试验对绝缘的考验非常严格,能有效地发现较危险的集中性缺陷。它是鉴定电气设备绝缘强度直接的方法,对于判断电气设备能否投入运行具有决定性的意义,也是保证设备绝缘水平、避免发生绝缘事故的重要手段。
    交流耐压试验有时可能使绝缘(insulated)中的一些弱点更加发展,因此在试验前必须对试品先进行绝缘电阻、吸收比、泄漏电流(Electron flow)和介质(起决定作用的物质)损耗等项目的试验,若试验结果合格方能进行交流耐压试验。否则,应及时处理,待各项指标合格后再进行交流耐压试验,以免造成不应有的绝缘损伤。
5、介质损耗因数tgδ测试
    介质损耗因数tgδ是反映绝缘性能的基本指标之一。核相器其基本原理是:采集头获取被测高电压相位信号,经过处理后直接发射出去,由核相仪主机接收并进行相位比较与结果定性。介质损耗因数tgδ反映绝缘损耗的特征参数,它可以很灵敏地发现电气设备(shèbèi)绝缘整体受潮(shòu cháo)、劣化变质以及小体积设备贯通和未贯通的局部缺陷。
    介质损耗因数tgδ与绝缘电阻和泄漏电流的测试相比具有明显的优点,它与试验电压、试品尺寸等因素无关,更便于判断电气设备绝缘变化情况。因此介质损耗因数tgδ为高压电气设备绝缘测试的基本的试验之一。
    介质损耗因数tgδ可以有效的发现绝缘的下列缺陷:
  
  (1)受潮;(2)穿透性导电通道;(3)绝缘内含气泡的游离,绝缘分层、脱壳;(4)绝缘有脏污、劣化老化等。高压无线核相仪采用最新电力电子检测技术和无线传输技术,操作安全可靠,使用方便,克服了有线核相器的诸多缺点,符合国家电力安全工器具质量监督检。验测试相关标准。
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