電氣設(shè)備絕緣的特性和缺陷

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯電氣設(shè)備絕緣的特性和缺陷 高壓電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)是保證設(shè)備平安運(yùn)行的重要措施。本文從四種試驗(yàn)方法分析爭論測量電氣設(shè)備絕緣的各種特性，從而推斷其絕緣內(nèi)部的缺陷。1、絕緣電阻的測量 最基本而常用的非破壞性試驗(yàn)方法：就是用兆歐表測量被試驗(yàn)的絕緣電阻。通常，電氣設(shè)備的絕緣都是多層的，這些多層絕緣體，在外施直流電壓下，就有汲取現(xiàn)象，即電流漸漸減小，而趨于某一恒定值(泄漏電流)。圖1中的曲線1即為這一電流隨時(shí)間變化的曲線，由于通過介質(zhì)的電流與介質(zhì)電阻的測量值成反比，故可用曲線2表示介質(zhì)加壓后其電阻的測量值與時(shí)間的關(guān)系，如被試品絕緣狀況愈好，汲取過程進(jìn)行得愈慢，汲取現(xiàn)

2、象便愈明顯，如被試品嚴(yán)峻受潮或其中有集中性導(dǎo)電通道，由于絕緣電阻顯著降低，泄漏電流增大，汲取過程快，如曲線3所示。這樣流過絕緣的電流便快速變?yōu)橐惠^大的泄漏電流。因此可依據(jù)被試品的電流變化狀況來推斷被試品的絕緣狀況。 當(dāng)被試品絕緣中存在貫穿的集中性缺陷時(shí)，反映泄漏電流的絕緣電阻明顯下降，用兆歐表檢查時(shí)便發(fā)覺。例如：變電站中的針式絕緣子最常見的缺陷是瓷質(zhì)開裂，開裂后絕緣電阻明顯下降，一般就可用兆歐表檢測出來；而發(fā)電機(jī)的絕緣往往變動(dòng)甚大，它和被試品的體積、尺寸、空氣狀況等有關(guān)，往往難以給出肯定的絕緣電阻值的推斷標(biāo)準(zhǔn)。通常把處于同一運(yùn)行條件下不同相的絕緣電阻進(jìn)行比較，或是把這一測量的絕緣電阻和過去對(duì)它

3、曾測得的絕緣電阻值進(jìn)行比較來發(fā)覺問題；對(duì)于容量較大的設(shè)備如電機(jī)、變壓器、電容器等可利用汲取現(xiàn)象來測量它們的絕緣電阻(即絕緣電阻測量值)隨時(shí)間的變化以推斷絕緣狀況。汲取試驗(yàn)反映B級(jí)絕緣和B級(jí)浸膠絕緣的局部缺陷和受潮程度比較靈敏。發(fā)電機(jī)定子絕緣的汲取現(xiàn)象是非常明顯的，通常用汲取比來表示：KR60/R15 (即60s時(shí)兆歐表讀數(shù)與15s時(shí)的讀數(shù)之比)。由于K值是兩個(gè)絕緣電阻之比故與設(shè)備尺寸無關(guān)，可有利于反映絕緣狀態(tài)，完好干燥的絕緣，汲取現(xiàn)象明顯，汲取比K常較大(大于1.3)；絕緣受潮時(shí)，汲取現(xiàn)象不明顯，汲取比較小(接近于1)。 需要留意的是，有時(shí)當(dāng)某些集中性缺陷雖已進(jìn)展得很嚴(yán)峻，以致在耐壓試驗(yàn)中被擊

4、穿，但耐壓試驗(yàn)前測出的絕緣電阻值和汲取比均很高，這是由于這些缺陷雖然嚴(yán)峻，但還沒有貫穿的原因。因此只憑絕緣電阻的測量來推斷絕緣狀況是不行能的，還需要選擇其它方法進(jìn)行試驗(yàn)。 2、泄漏電流試驗(yàn) 泄漏電流試驗(yàn)與絕緣電阻測量原理相同，只是前者在較高電壓下進(jìn)行(高于10kV)，通常是測量出試品在不同試驗(yàn)電壓下的泄漏電流，做出泄漏電流I與試驗(yàn)電壓U的關(guān)系曲線，因而能更靈敏地測出一法中所發(fā)覺的缺陷。如圖2為發(fā)電機(jī)絕緣泄漏曲線，對(duì)于良好的絕緣，泄漏電流隨試驗(yàn)電壓成直線上升，且值較小(曲線1)，當(dāng)絕緣受潮時(shí)電流數(shù)值如曲線2所示，如絕緣中有集中性缺陷，泄漏電流值在超過肯定試驗(yàn)電壓時(shí)，將猛烈增加(曲線3)，缺陷愈嚴(yán)

5、峻，泄漏值發(fā)生劇增的試驗(yàn)電壓越低(曲線4)，此時(shí)設(shè)備在運(yùn)行中有擊穿的危急。 對(duì)設(shè)備測出的泄漏電流值，可按規(guī)程進(jìn)行比較，并參照過去的記錄進(jìn)行分析推斷。 3、介質(zhì)損失角正切值(tg)的測量 這是一種使用較多而且對(duì)推斷絕緣較為有效的方法，通過測量tg可反映出整個(gè)絕緣的分布性缺陷，例如運(yùn)行中絕緣的普遍受潮和老化(如油的劣化、有機(jī)固體材料的老化等)，這時(shí)流過絕緣的有功電流重量增大，tg也增大，實(shí)際上反映了絕緣中單位體積內(nèi)功率損耗的增大。用測量tg的方法檢查變壓器、互感器、套管、電容器等都有肯定的效果。 假如絕緣內(nèi)的缺陷不是分布性而是集中性的，則用測tg法有時(shí)反映就不靈敏，被試絕緣體積越大，就越不靈敏。

6、對(duì)電機(jī)、電纜這類電氣設(shè)備，由于運(yùn)行中的故障多為集中性缺陷進(jìn)展所致，整個(gè)體積越大，用測tg的效果越差。因此，通常對(duì)運(yùn)行中的電機(jī)、電纜等設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)便不做這項(xiàng)試驗(yàn)，對(duì)套管絕緣，tg試驗(yàn)是一項(xiàng)必不行少而且是較有效的試驗(yàn)。因套管體積小，用tg試驗(yàn)不僅可反映套管絕緣分布狀況，而且有時(shí)可檢查出其集中性缺陷。 在用tg法推斷絕緣狀況時(shí)，必需著重廠史的比較并且與處于同樣運(yùn)行條件下的同類型其它設(shè)備比較，即使tg未超過標(biāo)準(zhǔn)，但與過去比較有明顯增大時(shí)，就必需進(jìn)行處理，以免在運(yùn)行中發(fā)生事故。 以上提到的試驗(yàn)方法都是在較低電壓下進(jìn)行，屬于非破壞性試驗(yàn)。通過試驗(yàn)進(jìn)行全面對(duì)比分析，可以推斷出被試設(shè)備的絕緣狀況與缺陷

7、性質(zhì)。絕緣預(yù)防性試驗(yàn)一般每年一次，如在試驗(yàn)中發(fā)覺有與規(guī)程規(guī)定不符時(shí)，應(yīng)查明緣由，消退缺陷。 4、耐壓試驗(yàn) 耐壓試驗(yàn)是絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的一個(gè)重要項(xiàng)目，即對(duì)絕緣施加一個(gè)比工作電壓高得多的電壓進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。在試驗(yàn)中可能引起設(shè)備絕緣的損壞，故又稱破壞性試驗(yàn)。為避開設(shè)備的損壞，耐壓試驗(yàn)要在非破壞性試驗(yàn)之后進(jìn)行，即在非破壞性試驗(yàn)之后方允許進(jìn)行。 目前，絕緣預(yù)防性試驗(yàn)中應(yīng)用耐壓試驗(yàn)方法主要有：溝通耐壓和直流耐壓兩種。在應(yīng)用中，發(fā)覺過大量的缺陷，有效地提高了電氣設(shè)備的平安。4.1 溝通耐壓試驗(yàn) 溝通耐壓試驗(yàn)?zāi)苡行У匕l(fā)覺較危急的集中性缺陷，可精確地考驗(yàn)絕緣的裕度，但有一重要缺點(diǎn)：即對(duì)固體有機(jī)絕緣，在較高的溝通電壓

8、作用時(shí)，會(huì)使絕緣中的一些弱點(diǎn)更加進(jìn)展，因此，應(yīng)當(dāng)選擇合適的試驗(yàn)電壓值。一般考慮到運(yùn)行中絕緣的變化耐壓試驗(yàn)電壓值應(yīng)取得比出廠電壓低些。而且不憐憫況的設(shè)備應(yīng)不同對(duì)待。例如在大修前發(fā)電機(jī)定子繞組的試驗(yàn)電壓常取1.31.5倍額定電壓；對(duì)于運(yùn)行20年以上的發(fā)電機(jī)，由于絕緣較老，可取1.3倍額定電壓來做耐壓試驗(yàn)。但對(duì)與架空線路有直接連接的運(yùn)行20年以上的發(fā)電機(jī)考慮到運(yùn)行中大氣過電壓侵襲的可能較大，為了平安仍要求用1.5倍額定電壓來做耐壓試驗(yàn)。 做耐壓試驗(yàn)時(shí)，常是升壓至試驗(yàn)電壓后，加壓1min以便觀看被試品的狀況，同時(shí)也是為使已開頭擊穿的缺陷來得及暴露出來，耐壓時(shí)間不宜太長，以免使絕緣發(fā)生擊穿。 4.2 直流耐壓試驗(yàn) 直流耐壓試驗(yàn)也能確定絕緣的電氣強(qiáng)度，與溝通耐壓試驗(yàn)相比，它的特點(diǎn)是：試驗(yàn)設(shè)備輕小，其次在絕緣進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)的同時(shí)，可通過測量泄漏電流來觀看內(nèi)部的絕緣缺陷。 直流耐壓試驗(yàn)電壓的選取，也應(yīng)參照絕緣的工頻溝通耐壓試驗(yàn)電壓和交直流擊穿強(qiáng)度之比。對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組取22.5倍額定電壓，對(duì)于3、6、10kV的電力電纜取56倍額定電壓；對(duì)2035kV的電纜取45倍額定電壓；35kV以上電纜取3倍額定電壓。電力電纜在進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，持續(xù)5min，用泄漏電流的讀數(shù)來查找缺陷。直流耐壓的時(shí)間比溝通耐壓長一些。所以發(fā)