高壓電氣設(shè)備的絕緣預(yù)防性試驗(yàn)淺析

【摘要】據(jù)資料顯示，高壓電網(wǎng)發(fā)生故障多半是因?yàn)楦邏弘姎庠O(shè)備絕緣性能受損所致，所以，預(yù)先掌握高壓設(shè)備的絕緣性能，有助于提升電氣設(shè)備的絕緣水平及電力系統(tǒng)的安全性。高壓電氣設(shè)備的絕緣預(yù)防性試驗(yàn)可幫助我們發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中存在的隱患，本文作者結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)就高壓電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的分類、試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)警惕的問(wèn)題與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析進(jìn)行了相關(guān)論述。

【關(guān)鍵詞】高壓電氣設(shè)備；絕緣；預(yù)防性試驗(yàn)

電氣設(shè)備絕緣性能的好壞、系統(tǒng)對(duì)于過(guò)電壓的限制能力都對(duì)高壓電力系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)安全經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行具有極大的影響。高壓電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)是保障設(shè)備得到安全、有效運(yùn)行的必要舉措，所以，針對(duì)常規(guī)試驗(yàn)項(xiàng)目及其在實(shí)際中的應(yīng)用的研究就顯得尤為重要。

一、高壓電氣設(shè)備的絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的分類

高壓電氣設(shè)備的絕緣預(yù)防性試驗(yàn)可歸為兩類：非破壞性試驗(yàn)與破壞性試驗(yàn)，非破壞性試驗(yàn)是指使用不損傷絕緣的檢測(cè)方法或在低電壓下對(duì)各類特質(zhì)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量范圍有泄漏電流、絕緣電阻等，以此判斷設(shè)備的絕緣性能有無(wú)缺陷。實(shí)踐證明，非破壞性試驗(yàn)具有一定的實(shí)效性，但在實(shí)際測(cè)試中不可僅將其作為判斷設(shè)備絕緣耐電強(qiáng)度的唯一依據(jù)；另一種方法是破壞性試驗(yàn)，試驗(yàn)需將實(shí)驗(yàn)電壓加持至設(shè)備工作電壓之上，該類方法對(duì)于設(shè)備的絕緣性能的檢驗(yàn)極為嚴(yán)格，尤其對(duì)于暴露高壓電氣設(shè)備中危險(xiǎn)系數(shù)大且相對(duì)集中的絕緣性能缺陷具有一定的敏感度，而且能保障絕緣帶有一定的耐電度。測(cè)量范圍有交流耐壓、直流耐壓等，破壞性試驗(yàn)有可能對(duì)設(shè)備絕緣的性能造成一定的損傷。值得注意的是，以上兩種試驗(yàn)方式是講究順序的，應(yīng)先進(jìn)行非破壞性試驗(yàn)，再實(shí)施破壞性試驗(yàn)，可有效避免電壓擊穿的發(fā)生。如對(duì)變壓器進(jìn)行預(yù)防性測(cè)試時(shí)，當(dāng)采用非破壞性試驗(yàn)測(cè)試出高壓電氣設(shè)備有受潮時(shí)，應(yīng)首先對(duì)設(shè)備進(jìn)行干燥處理，再實(shí)施破壞性測(cè)試，可避免變壓器絕緣系統(tǒng)受損或擊穿，造成故障的惡化。

二、高壓電氣設(shè)備的絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的主要項(xiàng)目

2.1絕緣特性試驗(yàn)

2.1.1絕緣電阻測(cè)試

絕緣電阻測(cè)試通常利用兆歐表來(lái)測(cè)出設(shè)備絕緣電阻值大小，所得結(jié)果可反映出設(shè)備有無(wú)受潮、雜污、嚴(yán)重過(guò)熱、老化等隱患。電氣設(shè)備的絕緣體受潮后，兆歐表所測(cè)的絕緣電阻值會(huì)下降，但是只有當(dāng)兩極間有貫穿性的導(dǎo)電通道存有絕緣缺陷時(shí)，所測(cè)電阻值才會(huì)有顯著的浮動(dòng)，若絕緣缺陷是局部的，兩極間仍有部分位置保有良好的絕緣性能，所測(cè)的絕緣電阻值不會(huì)呈現(xiàn)明顯的降低，某些時(shí)間也不會(huì)發(fā)生變化。通常所采用的BM11D數(shù)字搖表在測(cè)量時(shí)應(yīng)注意避免搖表與被試設(shè)備間的連線發(fā)生接地情況，否則將出現(xiàn)較大的誤差，作者在對(duì)某地一換流站的對(duì)地絕緣電阻進(jìn)行測(cè)量時(shí)，由于現(xiàn)場(chǎng)地形制約，導(dǎo)致加壓線的懸空難度較大，遂將加壓線拉直再進(jìn)行懸空，在觀察表計(jì)時(shí)35秒后，搖表指數(shù)驟降，馬上停止測(cè)量尋找原因，發(fā)現(xiàn)原本懸空的加壓線在支撐點(diǎn)松落后發(fā)生了“接地”現(xiàn)象，具體如下圖所示，下圖中的Rx代表測(cè)試品的絕緣電阻值，R1代表單根導(dǎo)線的絕緣電阻值，可以看出，當(dāng)R1趨向于無(wú)窮大時(shí)，實(shí)測(cè)出的絕緣電阻值R=Rx，但實(shí)測(cè)值R一般情況下比Rx稍小[1]，因此，在絕緣電阻的測(cè)試中，測(cè)試出的絕緣電阻值越大越好。

另外，溫度也會(huì)對(duì)絕緣電阻值的測(cè)量精度產(chǎn)生影響，溫度一旦升高，由于介質(zhì)內(nèi)自身運(yùn)動(dòng)而生成的雜質(zhì)會(huì)沿著兩極延伸而使導(dǎo)電性能增加，所測(cè)的絕緣電阻值會(huì)下降。作者經(jīng)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，若測(cè)試品表面的表面存有污垢，在清理前所測(cè)的絕緣電阻值要比清理后所測(cè)的絕緣電阻值小得多，在測(cè)試前要先做好測(cè)試品的清潔工作。

2.1.2泄漏電流測(cè)試

泄漏電流的與絕緣電阻的測(cè)量在本質(zhì)上并不存在明顯的區(qū)別，但是泄漏電流的測(cè)量具有自身的特征：測(cè)試所需電壓要比兆歐表的測(cè)量限值要略高，更易發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷，甚至可發(fā)現(xiàn)某些并未貫通的集中性絕緣缺陷；經(jīng)過(guò)對(duì)泄漏電流于外加電壓間的關(guān)系進(jìn)行測(cè)量，可幫助分析出測(cè)試品絕緣性能缺陷的類型，如圖所示，采用微安表測(cè)試泄漏電流的精準(zhǔn)度要明顯高于兆歐表。當(dāng)設(shè)備存有一定的缺陷時(shí)，所測(cè)出的高壓下的泄漏電流要比低壓下大，也就是說(shuō)高壓狀態(tài)下的絕緣電阻值要比低壓狀態(tài)下的電阻值小。

上圖是某設(shè)備絕緣泄漏電流的曲線分析，曲線1表示絕緣性能良好；曲線2表示測(cè)試品有受潮現(xiàn)象；曲線3表現(xiàn)絕緣系統(tǒng)中還存有集中性絕緣缺陷；曲線4表示絕緣有被擊穿的可能性。

進(jìn)行泄露電流測(cè)試時(shí)可采用微安表隨時(shí)監(jiān)測(cè)，用I=F（U）或I=F（T）的曲線圖及測(cè)量所得的吸收比來(lái)判別絕緣性能缺陷，加壓時(shí)間與泄漏電流的關(guān)系如下圖所示，

2.1.3介質(zhì)損耗因數(shù) tgδ試驗(yàn)

介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ可反映出絕緣損耗的參數(shù)與特征，對(duì)暴露電氣設(shè)備整體的絕緣受潮情況、老化變質(zhì)、小型高壓電氣設(shè)備的中貫通與未貫通的絕緣缺陷有一定的靈敏度。介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ具有自身的優(yōu)勢(shì)，該測(cè)試方法對(duì)于測(cè)試電壓、測(cè)試樣品尺寸等無(wú)特殊要求，更利于判斷電氣設(shè)備絕緣情況。在對(duì)3介質(zhì)損耗因數(shù) tgδ進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意測(cè)量時(shí)的大氣濕度不宜>80%，保持電氣設(shè)備絕緣表面的潔凈。

2.2耐壓試驗(yàn)

高壓電氣的耐壓試驗(yàn)有交流耐壓試驗(yàn)與直流耐壓試驗(yàn)2類，二者不能相互代替。下面就YDJ試驗(yàn)變壓器在交流耐壓試驗(yàn)中操作步驟進(jìn)行介紹：檢查試驗(yàn)環(huán)境是否存在安全隱患。若無(wú)則將耐壓試驗(yàn)設(shè)備開(kāi)機(jī)預(yù)熱5min；調(diào)試至試驗(yàn)所需的電壓檔位，看泄露電流值是否符合要求；將試驗(yàn)設(shè)備的高壓輸出端短接，通電檢查過(guò)電流繼電器是否動(dòng)作及是否發(fā)出擊穿信號(hào)；將被試電器的所有開(kāi)關(guān)均置于接通狀態(tài)；將試驗(yàn)設(shè)備的測(cè)試夾分別接在規(guī)定測(cè)試的部分，即測(cè)試主電路時(shí)，應(yīng)將不與主電路連接的控制和輔助電路接至金屬架上；測(cè)試控制和輔助電路時(shí)，應(yīng)將主電路接至金屬支架上；升壓初始慢慢升至規(guī)定值的一半，避免跳躍，然后迅速增加至規(guī)定電壓值（升壓過(guò)程約在10s）。計(jì)時(shí)1min，在此期間不允許有連續(xù)閃絡(luò)和擊穿現(xiàn)象發(fā)生，1min后，若無(wú)連續(xù)擊穿發(fā)生，則將電壓慢慢退到零位，切斷電源，試驗(yàn)完畢。采用突然斷電方法不妥，因?yàn)樗矔r(shí)失壓會(huì)引起振蕩過(guò)電壓而可能將試品擊穿。

2.3絕緣預(yù)防試驗(yàn)結(jié)果的分析和判斷

《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》[2]明確指出，應(yīng)對(duì)所得的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析與判斷，與被試驗(yàn)設(shè)備出廠時(shí)的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，分析設(shè)備的絕緣性能情況；與同類型高壓電器設(shè)備的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，找出不同點(diǎn)；將所測(cè)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，判斷測(cè)試設(shè)備是否存在局部絕緣缺陷。

參考文獻(xiàn)

[1]李霞，張寶偉.電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)結(jié)果的判斷與分析[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2011（06）

[2]黎瑞明，王麗.電力設(shè)備的高壓試驗(yàn)探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2008（34）