電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)的方法探討

廣州市花都耀華供用電工程有限公司 廣東廣州 510800

摘要：在電力電氣設(shè)備中，良好的絕緣是保證電力網(wǎng)絡(luò)有效、可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)。而對(duì)絕緣性能好壞的判斷是電力電氣設(shè)備試驗(yàn)中比較復(fù)雜的階段。為了提高對(duì)電力電氣設(shè)備絕緣性能好壞的判斷效果，應(yīng)采用有效、可行的預(yù)防性試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備；預(yù)防性試驗(yàn)；方法

1.電氣設(shè)備預(yù)防性的重要性與絕緣材料分類

1.1 電氣設(shè)備預(yù)防性的重要性

電力電氣材料可分為非導(dǎo)電體、導(dǎo)電體與絕緣體三類，日常生活中隨處可見，也必不可少。電氣設(shè)備組成材料主要為絕緣體與導(dǎo)電體，例如10kV 開關(guān)動(dòng)靜觸頭與電氣設(shè)備連接處由導(dǎo)電材料組成，觸頭外包裹絕緣體材料可避免電壓加到本體對(duì)地?fù)舸┒劤扇喽搪吠蝗惶l停電發(fā)生事故。且變壓器中的變壓器油也可起到絕緣作用。但是，絕緣部件在絕緣電氣設(shè)備運(yùn)行中可在一定條件下被擊穿，而導(dǎo)致絕緣部件絕緣失效，從而對(duì)電氣設(shè)備造成危險(xiǎn)。因此，有些電氣設(shè)備安裝了絕緣部件并不一定一直安全，必須做好預(yù)防性試驗(yàn)，以防萬一。

1.2 電氣設(shè)備絕緣材料的分類

絕緣材料種類繁多，主要有以下三大類：1、氣體絕緣材料，例如空氣、SF6 氣體等；2、固體絕緣材料，日常生活中隨處可見，較常用的可有絕緣纖維制品如紙、紙板等，絕緣浸漬纖維制品如綁扎帶，電工用層壓制品，絕緣云母制品，電工用粘帶、復(fù)合制品和薄膜、塑料、玻璃、橡膠、陶瓷等；3、液體絕緣材料，最常見到是變壓器油，即絕緣礦物油，是從石油原油中提煉出來的。絕緣材料的電氣性能包括在介電性能、電場(chǎng)作用下材料的導(dǎo)電性能及絕緣強(qiáng)度。它們分別以相對(duì)介電常數(shù)εr、介質(zhì)損耗角正切tgδ 及絕緣電阻R、擊穿強(qiáng)度EB 四個(gè)參數(shù)來表示。電力電氣設(shè)備的介質(zhì)損耗角正切等參數(shù)、交直流耐電壓試驗(yàn)為平日討論的主要預(yù)防性試驗(yàn)，下文對(duì)以上兩個(gè)預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行分析討論。

2.預(yù)防性試驗(yàn)的方法

2.1 介質(zhì)耗損角正切（tgδ）

在電場(chǎng)作用下，絕緣材料因介質(zhì)極化和介質(zhì)電導(dǎo)的滯后效應(yīng)，在絕緣材料內(nèi)部可導(dǎo)致能量損耗，通常稱之為介質(zhì)損失，簡(jiǎn)稱介損。在交變電場(chǎng)作用下，電介質(zhì)中被轉(zhuǎn)換成熱能的能量為電介質(zhì)損耗的意義。這些轉(zhuǎn)換的熱能形成的發(fā)熱量越來越多，可導(dǎo)致電介質(zhì)穩(wěn)定逐漸上升，導(dǎo)致散熱量少于發(fā)熱量惡性循環(huán)，以致電介質(zhì)內(nèi)部燒焦、熔化，最后完全喪失其絕緣的性能。因此，衡量絕緣材料絕緣性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)是電介質(zhì)損耗。靈敏度很高的試驗(yàn)項(xiàng)目之一是介質(zhì)損耗角正切（tgδ），它可發(fā)現(xiàn)電力電氣設(shè)備絕緣材料劣化變質(zhì)、整體受潮和小體積設(shè)備貫通的局部缺陷。

電介質(zhì)損耗引發(fā)短原因通常包括：1、電介質(zhì)隨身配置的電導(dǎo)在電壓作用下產(chǎn)生電流泄漏，造成電介質(zhì)損耗；2、局部損耗，在電場(chǎng)作用下，電介質(zhì)包含的油隙或氣隙首先發(fā)生局部擊穿，導(dǎo)致跳閘停電等事故發(fā)生；3、在電場(chǎng)作用下，電介質(zhì)中的帶電偶極子往復(fù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致重新排列，彼此之間產(chǎn)生作用力，造成能量耗損，此電介質(zhì)損耗稱為極化損耗。因此，在電絕緣技術(shù)中，在高頻或高電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，此時(shí)使用絕緣材料應(yīng)盡量選擇電介質(zhì)損耗角正切tgδ 即介質(zhì)損耗因數(shù)較低的材料。電介質(zhì)損耗角正切tgδ 是電介質(zhì)損耗與該電介質(zhì)無功功率之比。

2.2 交直流耐電壓試驗(yàn)

使用交直流耐壓試驗(yàn)，一般分為兩種：交流工頻耐壓測(cè)試和直流耐壓測(cè)試。大部分絕緣材料由一系列不同的介質(zhì)組成。交流工頻耐壓測(cè)試按照交流電網(wǎng)的情況去模擬，按所使用的材料的尺寸及介電常數(shù)來分配電壓情況。而第二種直流耐壓試驗(yàn)，電壓按材料的電阻比例來分配。其中，交流工頻耐壓測(cè)試具有準(zhǔn)確考驗(yàn)絕緣材料的裕度、及時(shí)有效發(fā)現(xiàn)材料較危險(xiǎn)的集中性缺陷的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是絕緣中一些弱點(diǎn)可在較高的試驗(yàn)電壓下加以發(fā)展。直流耐壓電力電氣設(shè)備優(yōu)點(diǎn)輕便、攜帶方便，其主要功能為檢查電力電氣設(shè)備中的絕緣材料的電力泄漏情況。

通常，在做交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，所用電壓大小要比平日工作時(shí)電壓高很多，如果使用絕緣性能良好的被試品，則不會(huì)造成破壞性，若使用絕緣性能不佳的絕緣材料作為被試品，則是一種破壞性試驗(yàn)。一般使用造價(jià)昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的試驗(yàn)品，在進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)之前，首先應(yīng)對(duì)其絕緣電阻進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)行直流泄漏或直流耐壓試驗(yàn)，看是否通過試驗(yàn)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)該被試品絕緣性能不佳時(shí)，應(yīng)結(jié)合各方面綜合判斷和分析被試品，是否能承受破壞性試驗(yàn)交流耐壓試驗(yàn)的高電壓，然后再進(jìn)行試驗(yàn)，以避免造成被試品絕緣材料不必要的破壞和損失。

3.電力電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)方法的討論

由于電力電氣設(shè)備的某些預(yù)防性試驗(yàn)屬于非破壞性試驗(yàn)，用于測(cè)定設(shè)備的絕緣材料絕緣性能?？稍谳^低電壓條件下進(jìn)行，一般不會(huì)造成絕緣材料被高電壓擊穿破壞而破壞電力電氣設(shè)備。對(duì)于電力電氣設(shè)備，我們應(yīng)做好預(yù)防性試驗(yàn)，可有效避免電力電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中設(shè)備因絕緣被擊穿導(dǎo)致的停電事故，能較好的保證設(shè)備能安全運(yùn)行。預(yù)防性試驗(yàn)是電力電氣設(shè)備能安全運(yùn)行的重要方案，通過預(yù)防性試驗(yàn)，電力電氣設(shè)備絕緣內(nèi)部缺陷可暴露出來，以便在檢修設(shè)備時(shí)加以消除，防止設(shè)備中運(yùn)行過程中絕緣被擊穿造成設(shè)備故障或停電等事故。

交直流耐壓試驗(yàn)分為直流耐壓和交流耐壓試驗(yàn)，其中的交流工頻耐壓試驗(yàn)屬于破壞性試驗(yàn)。通過采取交流耐壓試驗(yàn)可考驗(yàn)被試品絕緣材料絕緣承受多種過電壓的潛能，其波形、電壓、頻率在被試材料內(nèi)部電壓的分布均符合實(shí)際運(yùn)行情況，能及時(shí)、有效的發(fā)現(xiàn)被試品絕緣性能方面的缺陷，交流耐壓試驗(yàn)對(duì)被試品絕緣的考驗(yàn)十分嚴(yán)格，從而可有效遏制危險(xiǎn)性較高的集中性缺陷，能有效保障絕緣有一定裕度及水平。但交流耐壓試驗(yàn)的缺點(diǎn)是，若電壓較高，被試品絕緣不佳時(shí)，可對(duì)被試品絕緣帶來一定損傷。因此，為了避免交流耐壓試驗(yàn)對(duì)被試品引起的破壞，一定要先進(jìn)性非破壞性預(yù)防性試驗(yàn)之后再進(jìn)行，即非破壞性試驗(yàn)檢驗(yàn)合格之后才能允許進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。直流耐壓試驗(yàn)可幫助測(cè)量電流泄漏情況來觀察材料內(nèi)部的絕緣缺陷。

一般考慮電力電氣設(shè)備的絕緣性能好壞分為兩個(gè)方面：1、由于長(zhǎng)期受到電壓、機(jī)械力、潮濕、化學(xué)反應(yīng)、熱效應(yīng)等外界因素的作用下發(fā)展，導(dǎo)致電力電氣設(shè)備的絕緣性能改變；2、來自于電力電氣設(shè)備本身的因素缺陷，例如，電力電氣設(shè)備的變壓器本身不合格、絕緣性能差、變壓器油的絕緣性能不達(dá)標(biāo)、變壓器油內(nèi)含有水份及雜質(zhì)等。因此，在日常使用電力電氣設(shè)備時(shí)，必須用心對(duì)其進(jìn)行日常監(jiān)督檢測(cè)管理，當(dāng)發(fā)現(xiàn)材料絕緣性能降低時(shí)，及時(shí)更換絕緣材料，并過濾變壓器油、除去其雜質(zhì)等措施，保障電力電氣設(shè)備的絕緣性能一直處在正常水平。

4.電力電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)效果

在電力電氣設(shè)備使用過程中，我們做了一系列預(yù)防性試驗(yàn)，利用臨時(shí)檢修、計(jì)劃?rùn)z修和大修的時(shí)間，發(fā)現(xiàn)了許多隱藏性問題，并對(duì)該問題及時(shí)有效的解決，排除了導(dǎo)致絕緣性能變差的故障，在一定程度上降低了電力電氣設(shè)備因跳閘停電影響生產(chǎn)事故的發(fā)生率，并提高了經(jīng)濟(jì)效益和安全效益。在推薦使用預(yù)防性試驗(yàn)以來，電力電氣設(shè)備跳閘停電次數(shù)明顯少于前幾年，安全性能提高，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益明顯提高。

5.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在良好的絕緣狀態(tài)下，是電力電氣設(shè)備與電力網(wǎng)安全運(yùn)行的保障，電力電氣設(shè)備的絕緣性能好壞的判別是一個(gè)非常復(fù)雜的過程。介質(zhì)損耗角正切等參數(shù)、交直流耐電壓試驗(yàn)等預(yù)防性試驗(yàn)是判斷設(shè)備的絕緣狀態(tài)的有效手段。

參考文獻(xiàn)：

[1]王曉強(qiáng).電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)[J].廣東科技，2010，2（231）：152-153.

[2]劉蓬麗，張燕鋒.淺談電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)[J].河南化工，2007，24：49-51.

[3]杰恩斯·木卡依.電力電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)方法的探討[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2008，35（9）：34-38.