高压电气设备试验与状态诊断

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对被试设备的泄漏电流本身而言,它与加压速度无关,但是用 微安表所读取得并不一定是真实的泄漏电流,而可能是保护吸收电 流在内的合成电流。
2.4.6 微安表接在不同位置时
在测量接线中,微安表接的位置不同,测得的泄漏电流竖直也不 同,因而对测量结果有很大影响。
2.4.7 试验电压极性
(1)电渗透现象使不同极性试验电压下油纸绝缘电气设备的泄漏 电流测量值不同。电渗透现象是指在外加电场作用下,液体通过多 孔固体的运动现象,它是胶体中常见的电渗现象之一;
屏G
RA
线L
Rx
地E
RV
N 1
2 S
- 直流
发电机
+
手摇式绝缘电阻表原理接线图
1.4 影响绝缘电阻的主要因素 1.4.1 湿度 随着周围环境的变化,电气设备绝缘的吸湿程度也随着发生变 化。 1.4.2 温度 电气设备的绝缘电阻随温度变化而变化的,其变化的程度随绝 缘的种类而异。富于吸湿性的材料,受温度影响最大。 1.4.3 表面脏污和受潮 由于被试物的表面脏污或受潮会使其表面电阻率大大降低,绝 缘电阻将明显下降。必须设法消除表面泄漏电流的影响,以获得正 确的测量结果。 1.4.4 被试设备剩余电荷 对有剩余电荷的被试设备进行试验时,会出现虚假现象,由于 剩余电荷的存在会使测量数据虚假地增大或减小,要求在试验前先 充分放电。 1.4.5 兆欧表容量 实测表明,兆欧表的容量对绝缘电阻、吸收比和极化指数的测 量结果都有一定的影响。兆欧表容量愈大愈好。
2.2.1 直流耐压试验与交流耐压相比有以下几个特点: (1)设备较轻便。 (2)绝缘无介质极化损失。 (3)可作伏安特性。 (4)在进行直流耐压试验时,一般都兼做泄漏电流测量,由于直 流耐压试验时所加电压较高,故容易发现缺陷。 (5)易于发现某些设备的局部缺陷。
综上所述,直流耐压试验能够发现某些交流耐压所不能发现的 缺陷。但这两试验不能互相代替,必须同时应用于预防性试验中。
2.1.2 测量原理 当直流电压加于被试设备时,其充电电流(几何电流和吸收电流)
随时间的增加而逐渐衰减至零,而泄漏电流保持不变。故微安表在加 压一定时间后其指示数值趋于恒定,此时读取的数值则等于或近似等 于漏导电流即泄漏电流。
2.2 直流耐压试验:直流耐压电压较高,它能发现设备受潮、劣化, 对发现绝缘的某些局部缺陷具有特殊作用。
(2)试验电压极性小于对引线电晕电流的影响, 在不均匀、不 对称电场中,外加电压极性不同,其放电过程及放电电压不同的现 象,称为极性效应。
3、电气设备的介质损失角正切值试验
3.1 电介质就是绝缘材料。当研究绝缘物质在电场作用下所发生 的物理现象时,把绝缘物质称为电介质; 把在电压作用下电介质中 产生的一切损耗称为介质损耗或介质损失。
绝缘技术监督 :高压电气设备的绝缘强度,过电压 保护及接地系统。监督指标包括主辅设备定检完成率,主 辅设备绝缘缺陷消除率,检测分析计量器具定检率、合格 率等。
一、电气试验的分类
1、电气试验一般可分为:出厂试验、交接验收试验、大 修试验、预防性试验等。
1.1 出厂试验:是电力设备生产厂家根据有关标准和产品 技术条件规定的试验项目,对每台产品所进行的检查试验。
1.3 试验设备 绝缘电阻表是测量绝缘电阻的专用仪表。根据绝缘等级的不同,测 试要求的区别,常采用的绝缘电阻表输出电压有100V、250V、500V、 1000V、2500V、5000V、10000V等。 绝缘电阻表由外观看有三个接线端子: 线路端子(L):输出负极性直流高压,测量时接于被试品的高压导 体上; 接地端子(E):输出正极性直流高压,测量时一般接于被试品外壳 或地上; 屏蔽(或保护)端子(G):输出负极性直流高压,测量时接于被试 品的屏蔽环上,以消除表面或其他不需要测量的部分泄漏电流的影响。
2、泄漏电流和直流耐压试验
2.1 泄漏电流试验:所用的设备要比兆欧表复杂,一般用高压整流 设备进行测试。由于试验电压高,所以就容易暴露绝缘本身的弱点,用 微安表直测泄漏电流,这可以做到随时进行监视,灵敏度高。并且可以 用电压和电流、电流和时间的关系曲线来判断绝缘的缺陷。
2.1.1 泄漏电流的特点 (1)试验电压高,并且可随意调节。 (2)泄漏电流可由微安表随时监视,灵敏度高,测量重复性也较好。 (3)根据泄漏电流测量值可以换算出绝缘电阻值,而用兆欧表测出的 绝缘电阻值则不可换算出泄漏电流值。 (4)可以用关系曲线并测量吸收比来判断绝缘缺陷。
2.4 影响泄漏电流的主要因素
2.4.1 高压连接导线
由于接往被测设备的高压导线是暴露在空气中的,当其表面场 强高于约20kV/cm时(决定于导线直径、形状等),沿导线表面的空 气发生电离,对地有一定的泄漏电流,这一部分电流会流过微安表, 因而影响测量结果的准确度。一般都把微安表固定在升压变压器的上 端,这时就必须用屏蔽线作为引线,也要用金属外壳把微安表屏蔽起 来。
4、绝缘油试验
4.1电气强度试验 4.1.1 电气强度试验,即测量绝缘油的瞬时击穿电压值。试验接 线与交流耐压试验相同,即在绝缘油中放上一定形状的标准试验电 极,电极间加上工频电压,并以一定的速率逐渐升压,直至电极间 的油隙击穿为止。该电压即绝缘油的击穿电压(KV),或换算为击 穿强度(KV/cm)。 4.1.2 试验设备:绝缘强度测定仪。 4.2 介质损耗因数( tgδ )的测量 将试油装入测量tgδ 值的专用油杯中,并接在高压电桥上,在工 频电压下进行测量。 4.3 变压器油中溶解气体分析和判断 4.3.1 目的:根据绝缘油中溶解的气体成分和含量判断变压器内 部是否存在过热、放电的潜伏性故障。 4.3.2 特征气体:对判断充油电气设备内部故障有价值的气体,即 氢 乙气 炔( (CH2H22))、、一甲氧烷化(碳C(H4C)O)、、乙二烷氧(化C碳2H6()C、O2乙)烯。( C2H4 )、 4.3.3 三比值法:C2H2/C2H4;CH4/H2;C2H4/C2H6 三比值法的应用原则:
2、按照试验的性质和要求,电气试验分为绝缘试验和特 性试验两大类。
2.1 绝缘试验:是指测量设备绝缘性能的试验。 绝缘试验一般分为两大类: 2.1.1 非破坏性试验:是指在较低电压下,用不损伤设 备绝缘的办法来判断绝缘缺陷的试验。如:绝缘电阻、吸收 比试验、介质损耗因数tanδ试验、泄漏电流试验、油色谱分 析试验等。 2.1.2 破坏性试验:用较高的试验电压来考验设备的绝 缘水平。如:交流耐压试验、直流耐压试验。 2.2 特性试验:绝缘试验以外的试验统称特性试验。主要 是对电力设备的电气或机械方面的某些特性进行测试。如: 断路器导电回路电阻、分合闸时间、速度、同期性;互感器 的变比、极性等。
重点介绍内容:
一、 电气试验的分类 二、 电气设备绝缘试验及方法 三、 试验记录、试验报告和试验结果分析 四、 部分电气设备试验项目和周期 五、 电气设备在线监测
高电压试验是判断电气设备状态的基本手段,也是重要 的技术监督手段,电气设备的运行状态,大修、小修是否达 到要求,设备有没有潜伏性的故障,是否能够安全运行都要 靠对电气设备的试验来确定。
二、电气设备绝缘试验及方法
1、绝缘电阻和吸收比试验
1.1 绝缘电阻试验是电气设备绝缘试验中一种最简单、最常用的试验 方法。当电气设备绝缘受潮,表面变脏,留有表面放电或击穿痕迹时,其 绝缘电阻会显著下降。绝缘电阻试验适用于检测贯穿性缺陷和普遍性缺陷。
1.2 吸收比: K R60s / R15s 极化指数: P = R10min / R1min
当绝缘状况良好时,K值较大,其值远大于1;当绝缘受潮时,K值将 变小,一般认为如K<1.3时,就可判断绝缘可能受潮。如《电力设备预 试规程》要求,电力变压器吸收比(10-30℃范围)不低于1.3或极化指 数不低于1.5;容量为6000KW及以上的同步发电机, 沥青云母浸胶绝缘 的吸收比为:R60〞/R15〞≥1.3;或极化指数不应小于: R10′/R1′≥1.5;环氧粉云母绝缘的吸收比为R60〞/R15〞≥1.6;或 极化指数不应小于:R10′/R1′≥2.0。
2.4.3 温度
与绝缘电阻测量相似,温度对泄漏电流测量结果有显著影响。所 不同的是温度升高,泄漏电流增大。
2.4.4 电源电压的非正弦波形
在进行泄漏电流测量时,供给整流设备的交流高压应该是正弦 波形。如果供给整流设备的交流低压不是正弦波,则对测量结果是 有影响的。影响电压波形的主要是三次谐波。
2.4.5 加压速度
试验目的:检查产品设计、制造、工艺的质量,防止不 合格产品出厂。
1.2 交接验收试验:是指安装部门对新投设备按照有关 标准及产品技术条件或《规程》规定进行的试验。
试验目的:检查产品有无缺陷,运输中有无损坏等。 1.3 大修试验:是指检修部门对大修设备按照有关标准 及产品技术条件或《规程》规定进行的试验。 试验目的:检查检修质量是否合格等。 1.4 预防性试验:是指设备投入运行后,按一定周期由 试验部门进行的试验。 试验目的:检查运行中的设备有无绝缘缺陷和其他缺陷。
2.2.2 测量原理
2.3 试验设备和直流高压的测量方法 2.3.1 试验设备
(1)半波整流电路:交流高压电源(T1、T2及控制保护装置等)、整 流部分(高压硅堆和稳压电容器)、保护电阻、微安级电流表组成。
(2)倍压整流电路及多级串联整流电路 (3)成套直流高压试验仪器 ZGF-2000-60KV/2mA 直流高压发生器;ZGF-2000-200KV/3mA 直流 高压发生器。 2.3.2 直流高压的测量方法 (1)在试验变压器低压侧测量。这种测量方法忽略了被试品的泄漏 电流及保护电阻的压降等,精度不高,对直流高压精度要求不高时可采用。 (2)高压静电电压表测量。这种测量方法精度较高,但现场使用不便, 一般在室内试验时采用。 (3)高压电阻串联微安表测量,这种测量方法是高压直接测量,测量 范围广,可测量数千伏至数万伏的高压,精度较高。 (4)用球隙测量。这种测量方法与交流电压测量基本相同,一般在直 流高压很高时采用这种方法。
(1)只有根据气体各组分含量的注意值或气体增长率的注意值 有理由判断设备可能存在故障时,气体比值才是最有效的,并应予 以计算。对气体含量正常,且无增长趋势的设备,比值没有意义。
(2)假如气体的比值与以前的不同,可能有新的故障重叠或正常老 化上。为了得到仅仅相对于新故障的气体比值,要从最后一次分析结 果中减去上一次的分析数据,并重新计算比值(尤其在CO和CO2含量较 大的情况下)。在进行比较时,要注意在相同的负荷和温度等情况下 在相同的位置取样。
3.2 试验设备和测量原理
3.3 影响介损试验的主要因素 3.3.1 温度的影响。tgδ值受温度影响而变化,为了比较试验结 果,对同一设备在不同温度下的变化必须将结果归算到一个巩固的基 准温度,一般归算到20℃。 3.3.2 湿度的影响。在不同的湿度下测得的值也是有差别的,应 在空气相对湿度小于80%下进行试验。 3.3.3 绝缘的清洁度和表面泄漏电流的影响。这可以用清洁和干 燥表面来将损失减到最小,也可采用涂硅油等办法来消除这种影响。
2.4.2 表面泄漏电流
泄漏电流可分为体积泄漏电流和表面泄漏电流两种。表面泄漏 电流的大小,只要决定于被试设备的表面情况,如表面受潮、脏污等。 为真实反映绝缘内部情况,在泄漏电流测量中,所要测量的只是体积 电流。但是在实际测量中,表面泄漏电流往往大于体积泄漏电流,这 给分析、判断被试设备的绝缘状态带来了困难,因而必须消除表面泄 漏电流对真实测量结果的影响。消除影响的办法是被试设备表面干燥、 清洁、且高压端导线与接地端要保持足够的距离;另一种是采用屏蔽 环将表面泄漏电流直接短接,使之不流过微安表。
(3)由于溶解气体分析本身存在的试验误差,导致气体比值也存在 某些不确定性。利用DL/T722-2000《导则》所述的方法,分析油中溶 解气体结果的重复性和再现性。对气体浓度大于10 μL/L的气体,两 次的测试误差不应大于平均值的10%,而在计算气体比值时,误差提高 到20%。当气体浓度低于10 μL/L时,误差会更大,使比值的精确度迅 速降低。因此在使用比值法判断设备故障性质时,应注意各种可能降 低精确度的因素。尤其是对正常值较低的电压互感器、电流互感器和 套管,更要注意这种情况。
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