浅谈电气设备的绝缘性能

浅谈电气设备的绝缘性能

摘要:电气设备受潮湿气候影响较大,绝缘下降尤为突出,如发电机定子绝缘、高压厂用工作变低压侧绕组线圈绝缘、厂用6kV辅助设备电机绝缘等。当设备处于备用状态或主要辅助设备处于联动备用状态时,电气设备绝缘下降可能导致机组退出备用或运行中主要辅助设备联动电机绝缘被击穿而造成事故。按照《电气设备预防试验规程》、《电气运行规程》规定,电气设备绝缘电阻下降要查明原因及处理后,等绝缘电阻恢复到正常值后才能投入备用及运行,这就影响到发电机组启动或可靠备用。绝缘电阻的测试结果与测试接线、测量环境等多种因素有关,为了正确判别电器设备的绝缘性能,有必要对绝缘电阻的测量进行分析。

关键词:电力变压器绝缘电阻

1 绝缘电阻及测量原理

绝缘电阻是电气设备和电气线路最基本的绝缘指标。对于低压电气装置的交接试验,常温下电动机、配电设备和配电线路的绝缘电阻不应低于0.5MΩ(对于运行中的设备台线路,绝缘电阻不应低于每伏工作电压1000Ω)。低压电器及其连接电缆和二次回路的绝缘电阻一般不应低于1MΩ;在比较潮湿的环境不应低于0.5MΩ;二次回路小母线的绝缘电阻不应低于10MΩ。

绝缘就是不导电的意思,世界上没有绝对“绝缘”的物质,在绝缘介质两端施加直流电压时,介质中总会有电流流过。这个电流可以看成由三种电流组成:由电导决定的漏导电流、由快速极化决定的电容电流和缓慢极化产生的吸收电流。其中漏导电流不随时间而改变,电容电流瞬间即逝,吸收电流随加压时间逐渐衰减,这个时间与试品的电容量有关,电容量越大,衰减时间越长,研究表明,吸收电流与被试设备受潮情况有关,吸收电流与时间的曲线叫吸收曲线。不同绝缘的吸收曲线不同,对同一绝缘而言,受潮或绝缘有缺陷时,吸收曲线也不相同,因此,可以通过吸收曲线来判断绝缘的好坏。

2 绝缘电阻表的使用

绝缘电阻表的使用,主要选择电压级别及其测量范围。一般选择原则是:500V 以下的电器设备使用500V～1000V的绝缘电阻表;瓷瓶、母线、刀闸应选用2500V 以上的绝缘电阻表。

绝缘电阻表的接线柱有三个:一个为“线路”(L),另一个为“接地”(E),还有一个为“屏蔽”(G)。测量电力线路或照明线路的绝缘电阻时,“L”接在被测线路上,“E”接地线。测量仪器仪表的绝缘电阻时,“L”接导电端子,“E”接外壳或另一导电端子。

测量电缆的绝缘电阻时,为消除线芯绝缘层表面漏电所引起的测量误差,还应将“G”接线柱引线接到电缆的绝缘纸上。

另外,使用绝缘电阻表测量绝缘电阻时,应注意以下几点:

(1)测量设备的绝缘电阻时,必须先断开电源;对具有电容性质的设备(如电缆线路),必须先进行放电,确认无电后方可测试。(2)绝缘电阻表引线应用多股软铜线,而且要有良好的绝缘性能,两根线不能绞在一起,以免引起测量误差。(3)绝缘电阻表应放在水平位置,在未接线之前,先转动绝缘电能表,看指针是否在“∞”处。再将(L)和(E)两个接线柱短路,慢慢地转动绝缘电阻表,看指针是否指在“零”位置。(4)测量电机、大容量变压器、电缆和电容器时,要有一定的充电时间。电容量愈大,充电时间愈长。一般以绝缘电阻表转动一分钟后的读数为准。(5)在摇测绝缘时,应使绝缘电阻表保持一定的转数,一般为120r/min。

(6)被测物表面必须擦拭清洁,不得有污垢,以免漏电,影响测量的准确度。(7)为保证测量结果的可靠性,须重复摇测两次以上。

3 影响绝缘电阻测量的因素

(1)湿度的影响随着周围环境的变化,电力设备的吸湿程度也随着发生变化。湿度增大时,绝缘因毛细管的作用,将吸收较多的水分,使电导率增加,降低了绝缘电阻的数值,尤其对表面泄漏电流的影响更大。电流互感器的制作过程中,最容易吸湿的阶段是出罐后的装配过程。因此,装配时,应选择晴好的天气而且器身暴露在空气中的时间不宜过长。(2)温度的影响对于电流互感器这种使用富于吸湿的材料,其绝缘电阻随着温度的升高而减小。一般来讲,温度变化10度,绝缘电阻的变化达一倍。每次测量不可能在同一温度下进行,因此,必要时应对绝缘电阻数值进行温度换算。(3)表面脏污的影响试品表面脏污会使表面电阻率大大降低,使绝缘电阻下降,在这种情况下必须消除表面泄漏电流的影响,以获得正确的测量结果。(4)残余电荷的影响对有残余电荷被试设备进行试验时,会出现虚假的现象,当残余电荷的极性与兆欧表的极性相同时,会使测量结果虚假的增大。当残余电荷的极性与兆欧表的极性相反时,会使测量结果虚假的减小。因此,对大容量的设备进行绝缘电阻测量前,应对设备进行充分的放电。此外,兆欧表的连线铰接或拖地也会使测量结果变小,外界电场的干扰以及测量时L端子和E端子接反都会对结果产生一定的影响,测量时应全面考虑,综合判断。

4 电力变压器绝缘电阻的测量

电力变压器通过绝缘电阻的测量,能够有效地发现某些绝缘问题及变压器的其他问题,例如绕组碰壳、碰铁芯、线圈之间短路等。所以定期检修时或大修后。都要测量绝缘电阻。

测量变压器绝缘电阻时,一般要测高压线圈对外壳、低压线圈对外壳、高压线圈对低压线圈之间的绝缘电阻,吊心检修时,还要测量穿心螺杆对铁芯的绝缘电阻。

测量电力变压器绝缘电阻一般选用2500V兆欧表,但测穿心螺杆对铁芯的绝缘电阻时,一般选用1000V兆欧表。

接线方法:当测量高压线圈或低压线圈对外壳绝缘电阻时,兆欧表上的“线路”端子接高压线圈端或低压线圈端。“接地”端子接变压器外壳。当测量高压线圈对低压线圈绝缘电阻时,兆欧表上的“线路”端子接高压线圈端,“接地”端子接低压线圈端,同时将“。。“屏蔽”端子接外壳。读取绝缘电阻所规定时间是,接上地线后,按120r/min左右的速度转动兆欧表的手把,转动一分钟时的读数即为绝缘电阻值。

对容量较小变压器,只需几秒钟兆欧表的读数就能稳定下来而不再上升,所以对于小容量的变压器,就没有必要一定要摇到一分钟,只要能读出稳定的数值就行,而对于容量较大的变压器,才有必要摇到一分钟再读数。

运行中的电力变压器绝缘电阻合格的标准是,在20℃时10KV级及以下,大于300兆欧;35KV级,大于400兆欧。

电力变压器的绝缘电阻受湿度和温度的影响较大。湿度增加时,表面和内部吸收水分,泄露电流增大,绝缘电阻降低;温度升高时,带电质点因热运动加强而易导电,泄露电流增大,绝缘电阻降低。所以,在不同温度下所测量的绝缘电阻的阻值不同,温度越高,绝缘电阻越低。在不同的温度下,绝缘电阻不同

5 结语

测量绝缘电阻是进行工频耐压、介质损耗、局部放电等其他高压试验的基础,它具有测量简便、易于发现绝缘的缺陷的优点。但必须了解它的测量原理以及对测量结果的综合判断,这样才能得到正确的结论。

参考文献

[1] 陈化钢.电力设备预防性试验方法.北京:中国科学技术出版社,2001.

[2] 邱昌容,曹晓珑.电气绝缘测试技术.北京:机械工业出版社,2001.

[3] 金月新,张彩霞.绝缘电阻的测量.中国机电之家,2009.