關(guān)于電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)與絕緣診斷的探討

葛超

摘 要 在電氣設(shè)備使用環(huán)節(jié)，若存在絕緣性缺失問題，則十分容易造成安全事故。因此，為了保證電氣設(shè)備的可用性，應(yīng)該開展絕緣預(yù)防性試驗(yàn)。基于此，本文先對(duì)電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)的意義和概念進(jìn)行了概述，然后闡述了絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的要點(diǎn)以及電氣設(shè)備的絕緣診斷方法，希望為相關(guān)工作人員帶來參考。

關(guān)鍵詞 電氣設(shè)備;預(yù)防性試驗(yàn);絕緣診斷;設(shè)備絕緣

前言

電氣設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行是保障電力系統(tǒng)運(yùn)行安全的關(guān)鍵，而在電氣設(shè)備使用中最為常見的問題就是絕緣缺失。所以，為了提高電力系統(tǒng)運(yùn)行安全，必須保障電氣設(shè)備的絕緣有效性。在此環(huán)節(jié)，工作人員應(yīng)該明確電氣設(shè)備絕緣缺陷類型以及開展絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的方法，以便于為提高電氣設(shè)備絕緣管理科學(xué)性提供輔助。

1電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)的基本綜述

1.1 基本概念

電氣設(shè)備絕緣的作用主要是用來使帶電導(dǎo)體對(duì)地和其他部件隔離開來（對(duì)地絕緣），使具有相同電位的不同相帶電導(dǎo)體隔離開來（相間絕緣），或者將具有不同電位的帶電導(dǎo)體分隔開來（如高低壓繞組之間的絕緣）。保證電氣設(shè)備的絕緣水平，對(duì)電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行是至關(guān)重要的[1]。

1.2 試驗(yàn)意義

在電力系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)節(jié)，超過60%以上的停電事故都源自于電氣設(shè)備的絕緣缺陷。因此，電氣設(shè)備絕緣性能將會(huì)直接影響電力系統(tǒng)運(yùn)行安全和質(zhì)量。開展電氣設(shè)備預(yù)防性實(shí)驗(yàn)的主要目的是找尋和分析其絕緣缺陷，可以幫助工作人員進(jìn)一步明確設(shè)備問題、解決設(shè)備缺陷，實(shí)現(xiàn)防患于未然。所以，檢測(cè)電氣設(shè)備絕緣性能、保障設(shè)備與系統(tǒng)運(yùn)行安全，就是電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)的開展意義。

2絕緣預(yù)防性試驗(yàn)要點(diǎn)

2.1 絕緣缺陷類型

通常來說，電氣設(shè)備的絕緣缺陷可以被分為兩種類型：其一為集中性缺陷，其二為分布性缺陷。

電氣設(shè)備的集中性缺陷雖然有著較小的缺陷范圍，但是危害性極強(qiáng)，將會(huì)引發(fā)電氣設(shè)備和電力系統(tǒng)故障。比如，電氣設(shè)備裝配的機(jī)械損傷、懸式絕緣子瓷質(zhì)開裂、電氣設(shè)備受潮、發(fā)電機(jī)部分元件磨損或擠壓破裂等都屬于電氣設(shè)備的集中性絕緣缺陷。這些缺陷在產(chǎn)生之初就對(duì)電氣設(shè)備的正常使用造成嚴(yán)重干擾，若未得到及時(shí)處理其影響范圍將會(huì)逐步擴(kuò)大，最終引發(fā)絕緣事故。

而電氣設(shè)備的分布性絕緣缺陷屬于分布范圍十分廣闊的絕緣缺陷，這種缺陷并不會(huì)集中表現(xiàn)在某一處，而是在長期的累積以及影響下遍布設(shè)備或引發(fā)設(shè)備整體功能故障。

2.2 預(yù)防性試驗(yàn)類型

電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的開展，可以幫助我們找到設(shè)備中的隱藏性絕緣缺陷，但是不同的條件和要求下，可應(yīng)用的絕緣預(yù)防性試驗(yàn)類型也不相同。一方面，工作人員可以采取破壞性試驗(yàn)來找出電氣設(shè)備中的隱藏性絕緣缺陷。這種試驗(yàn)方法也被稱為耐壓試驗(yàn)方法，將借助于高電壓實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備絕緣性能進(jìn)行嚴(yán)格考核，進(jìn)而找到絕緣缺陷。比如，開展交流電壓試驗(yàn)、直流電壓試驗(yàn)、操作沖擊電壓試驗(yàn)等[2]。在應(yīng)用破壞性試驗(yàn)時(shí)，工作人員必須在確保破壞性試驗(yàn)達(dá)標(biāo)后才能開展相關(guān)工作，這樣能有效預(yù)防設(shè)備絕緣被擊穿的問題。另一方面，工作人員可以利用非破壞性試驗(yàn)方法來檢測(cè)和分析電氣設(shè)備中的絕緣缺陷。相比于破壞性試驗(yàn)方法，非破壞性試驗(yàn)方法主要借助于低壓條件作業(yè)，在檢測(cè)環(huán)節(jié)不會(huì)損傷電氣設(shè)備，這也是此方法名稱的由來。比如，開展設(shè)備介質(zhì)耗費(fèi)試驗(yàn)、局部放電試驗(yàn)、絕緣電阻試驗(yàn)等。在實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)，非破壞試驗(yàn)法雖然能保障電氣設(shè)備不受損，但是其缺陷檢測(cè)有效性并不高，受到低電壓限制，許多隱藏的絕緣缺陷無法被探明。

3電氣設(shè)備的絕緣診斷

3.1 測(cè)試絕緣電阻

基于測(cè)試絕緣電阻的方法來開展絕緣診斷，屬于較為傳統(tǒng)的電氣設(shè)備絕緣診斷法，不過這種方法既具有便捷性和普及性，是大眾熟知度最高的一種電氣絕緣實(shí)驗(yàn)方法。在實(shí)際作業(yè)環(huán)節(jié)，工作人員需要對(duì)電氣設(shè)備的絕緣電阻之間進(jìn)行分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備絕緣情況和運(yùn)行狀況的有效判斷。此時(shí)，應(yīng)該通過絕緣電阻測(cè)試儀即兆歐表來測(cè)試絕緣電阻。由于測(cè)量結(jié)果會(huì)受到溫度、濕度的影響，所以必須提前做好準(zhǔn)備。比如，對(duì)被試品進(jìn)行充分放電，確保電源電壓穩(wěn)定后再接入測(cè)試電阻、記錄測(cè)試時(shí)的溫濕度情況等。

3.2 檢測(cè)泄漏電流

在此環(huán)節(jié)，工作人員需要對(duì)直流泄漏電流進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)而為判斷設(shè)備的絕緣情況提供依據(jù)。在試驗(yàn)接入環(huán)節(jié)，可以分別將微安表接入高壓側(cè)和低壓側(cè);由于不受高壓對(duì)地散雜電流的影響，所以前者的測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性較高，但是在讀書和切換量程時(shí)存在不便利;而后者能安全、方便地讀數(shù)和切換量程，但是受到的干擾較多，所以精確性稍有遜色。在實(shí)際作業(yè)環(huán)節(jié)，檢測(cè)人員必須對(duì)微安表進(jìn)行保護(hù)，并且在被試品電容小時(shí)，為其增加穩(wěn)壓電容，并在試驗(yàn)后進(jìn)行充分放電。而且，工作人員也需要對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響因素進(jìn)行分析。比如，重視溫度、表面泄漏電流、殘余電荷等影響因素，并基于規(guī)程規(guī)定值、測(cè)試結(jié)果變化性等因素開展測(cè)量結(jié)果判斷。

3.3 耐壓試驗(yàn)分析

（1）交流耐壓

交流耐壓試驗(yàn)，是一種非常嚴(yán)格的電氣設(shè)備絕緣性能考核方法，對(duì)于發(fā)現(xiàn)設(shè)備的集中性絕緣缺陷十分有利，而且具有高效性和直接性特點(diǎn)。在其使用環(huán)節(jié)，還將發(fā)揮防止絕緣故障產(chǎn)生、優(yōu)化設(shè)備絕緣性能的作用。在實(shí)踐中，如果基于規(guī)定升壓速度，將作用于被試品的電壓提升至試驗(yàn)電壓，且在保持1分鐘后并未發(fā)生絕緣擊穿或局部損傷問題，則代表電氣設(shè)備的絕緣性能達(dá)標(biāo)[3]。在此環(huán)節(jié)，保持1分鐘的目的是為了能保證被試品觀察工作的全面性，并避免因時(shí)間過長而引發(fā)絕緣損傷。

目前，在進(jìn)行電氣設(shè)備絕緣診斷時(shí)，工作人員可以應(yīng)用變頻串聯(lián)諧振交流耐壓技術(shù)。該技術(shù)原理如圖1所示，其中諧振電抗器為L，被試品為CX，勵(lì)磁變輸出電壓為U，系統(tǒng)的電壓諧振倍數(shù)為Q。在串聯(lián)諧振時(shí)，回路將處于諧振狀態(tài)，那么被試品上所獲電壓等于勵(lì)磁電壓的Q倍。而且，這是一個(gè)良好的濾波電路，所以輸出電壓UCX屬于良好的正弦波。而當(dāng)被試品出現(xiàn)絕緣擊穿問題時(shí)，必然會(huì)導(dǎo)致其諧振喪失且高低壓電流減小，但是并不會(huì)出現(xiàn)故障點(diǎn)擴(kuò)大的問題，所以這種方法十分適用于電氣設(shè)備絕緣診斷。

（2）直流耐壓

直流電壓大多與泄漏電流試驗(yàn)一同開展，常被用于開展大電容量交流電氣設(shè)備絕緣診斷。在使用時(shí)，將以高壓開展耐壓試驗(yàn)。直流耐壓試驗(yàn)的特點(diǎn)較為顯著，其試驗(yàn)設(shè)備輕便、對(duì)有機(jī)絕緣的損傷小，在診斷電機(jī)端部絕緣缺陷時(shí)十分有用。

3.4 直流電阻試驗(yàn)

這種絕緣診斷方法是通過測(cè)量電氣設(shè)備的直流電阻值來判斷設(shè)備的絕緣情況，在實(shí)踐中需要測(cè)量設(shè)備的分接電阻不平衡率，然后對(duì)故障位置進(jìn)行判斷。以變壓器繞組直流電阻試驗(yàn)為例，在試驗(yàn)中需要使用快速測(cè)試儀對(duì)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，并且完成放電。在基于無勵(lì)磁分接開關(guān)改變位置后，應(yīng)該測(cè)量使用分接的直流電阻和變比，并計(jì)算電阻誤差。此項(xiàng)工作中，需要合理控制測(cè)量線位置、分接開關(guān)靈敏性、非被試?yán)@組以及繞組溫度加以控制，以免影響試驗(yàn)結(jié)果。

3.5 注意事項(xiàng)

在開展電氣設(shè)備絕緣診斷時(shí)，工作人員應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：首先，比對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)與絕緣設(shè)備初始試驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)而對(duì)設(shè)備絕緣特性的變化特征以及態(tài)勢(shì)進(jìn)行深度分析。其次，比較同類別的電氣設(shè)備試驗(yàn)結(jié)果，分析被測(cè)設(shè)備問題。最后，基于我國電氣設(shè)備的絕緣要求和標(biāo)準(zhǔn)，比對(duì)試驗(yàn)結(jié)果，從整體上判斷被測(cè)設(shè)備是否存在超標(biāo)問題，進(jìn)而為有效開展設(shè)備處理，優(yōu)化設(shè)備性能提供輔助。

4結(jié)束語

總而言之，為了有效規(guī)避因電氣設(shè)備絕緣故障而引發(fā)的經(jīng)濟(jì)損失和安全事故，工作人員對(duì)電氣設(shè)備的絕緣性能加以重視，可借助于絕緣預(yù)防性試驗(yàn)以及絕緣診斷來提高電氣設(shè)備的絕緣有效性。在實(shí)踐中，工作人員可以通過測(cè)試絕緣電阻、檢測(cè)漏電電流、開展耐壓實(shí)驗(yàn)分析和直流電阻實(shí)驗(yàn)等方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備絕緣性的有效診斷。

參考文獻(xiàn)

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