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绝缘试验

作者:ManBetX体育官网 发布时间:2020-08-16 12:54 点击数:

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  电气设备在运行期间,始终处于各种外界因素作用的影响下,其性能也会不断地发生变化,这些外界因素主要包括外部电场、环境、高压、腐蚀度与机械等,电力设备在这些不利因素的影响下,较容易出现不可预知的故障,严重的还会导致电力运行中断。故电力系统中高压电气设备投运前应当在事先对其进行绝缘试验,以保障电力系统的安全稳定运行。

  检验绝缘材料或电工设备绝缘结构的介电强度(见介质击穿)的试验。绝缘是指利用绝缘材料和构件将电位不等的导体分开,使其没有电连接以保持不同的电位,从而保证带电部件能够正常工作。电工设备的绝缘部分称为绝缘结构、绝缘体或绝缘设备,通常简称为绝缘。绝缘体在实际应用中,不仅起绝缘作用,还常常要起支撑物的作用。绝缘体不仅受电场作用,还有机械应力作用。此外,绝缘体所处的环境是多种多样的,有的曝露于大气中,遭受日晒雨淋及严冬酷暑等自然因素的侵袭;有的密闭于设备之中,处在远高于常温的温度下或非大气的介质之中。所以,从广义来说,绝缘试验应不仅检验电性能,还须检验机械性能、热稳定性能和化学稳定性能等。

  造成绝缘特性劣化的因素很多,性能变化的机理很复杂,从非破坏性试验测得的某一方面参数来作全面判断是比较难的。尤其绝缘设备的电压在提高,容量在增大,内部所用材料在不断更新变化。有些过去行之有效的方法,在新设备、新材料、新条件下使用起来,就不一定还有效。为了确知设备的可靠运行和保证系统的安全供电,绝缘特性试验方法的研究,是急待开展的课题。不仅要探索新的能反映绝缘设备状况的电物理参量,还要从定期停电检测逐步走向在线]

  按照试验过程中电压的高低,绝缘试验又分为绝缘特性试验与绝缘耐压试验。前者并不会损害电气设备中的绝缘体,所以也被称之为非破坏性试验,非破坏性试验是绝缘试验中常用的方法,该种方法指的是在低压和非腐蚀性的状态下,通过试验判断电气设备内部绝缘是否良好,主要包括绝缘电阻试验、介质损耗正切tan

  试验等相关试验。绝缘耐压试验电压较高,对绝缘体内部是否存在缺陷判断更灵敏。但由于其有可能会损害电气设备的绝缘性能,因此,也被称之为破坏性试验。该试验方法的基本原理,是考察电气设备在高于其规定电压状态下设备的电压耐受能力与抗压能力。在试验过程中,电力设备的绝缘性能可能会受到某种程度的破坏,但这并不影响电气设备的正常运行,破坏性试验主要包括雷击耐压试验和交流、直流耐压绝缘试验等。

  设备在停电的情况下实施诊断和检测,可以采用上文提到的非破坏性试验和耐压交流试验,且只有在完成非破坏性试验之后才能够实施破坏性试验。该种方法具有一定的不确定性,只能反映出电气设备试验周期节点的绝缘状况,不能连续的反映设备的绝缘状态。设备在带电的情况下实施诊断和检测,具体指的是在带电的状态下对电气设备进行检测,该种方法的优势在于能够直接和连续的反映电气设备在试验时的状态,所获得的试验数据客观可靠,能够为后期的处理提供重要参考。

  随着经济社会的不断发展,人类社会对于电力的需求越来越高,电力基础设施建设的规模也逐渐扩大,然而在部分地区大面积停电的现象也时有发生,给当地经济社会发展造成了不可估量的损失。因为电力设备长期不间断运行,在高电压的影响下,其绝缘性能必然会出现下降,最终有可能造成绝缘故障,给电力系统的正常运行造成极大的损害。

  电气设备在运行期间,始终处于各种外界因素作用的影响下,其性能也会不断地发生变化,这些外界因素主要包括外部电场、环境、高压、腐蚀度与机械等,电力设备在这些不利因素的影响下,较容易出现不可预知的故障,严重的还会导致电力运行中断。故电力系统中高压电气设备投运前应当在事先对其进行绝缘试验,以保障电力系统的安全稳定运行。因此,为了确保高压电气设备的良好绝缘和电力系统的稳定安全运行,对电气设备进行绝缘试验是十分有必要的。

  直流耐压试验试验电压较高,能可靠反映出被试设备的绝缘缺陷,但它的纹波系数较一般试验要高,且电压降分布不均匀,所以其稳定性不甚理想。近些年来,我国的电力工作中已经不经常使用这一方法实施绝缘试验了,一般只在精度要求不高的设备试验中使用。

  相关研究表明,高压电气设备运行过程中出现的绝缘缺陷与介质损耗角存在着密切的关联性,且使用体积越大该介质损耗角越多。在高压电气设备中,介质损耗角的大小能够准确的反映出绝缘材料的损耗状态,因此,利用介质损失角试验,能够将绝缘体、系统运行的相关情况充分反映出来,为发现和处理相关问题提供重要参考。

  在一般情况下,绝缘电阻试验是将一固定数值的直流电压值输出,然后,检测其对地或对其他部分的泄漏电流大小,对其加压1min后,获得的度数即是绝缘电阻值。绝缘电阻试验中,最为核心的一环即是吸收比测验,它可以将电气设备中绝缘体损害程度与返潮问题及时反映出来。通常情况下,设备在常温状态下的绝缘电阻合格且吸收比在1.3以内,方可任务设备的绝缘合格。

  谐振耐压试验是一种较新型的试验方法,当被试设备电压等级越高,所需的试验电压等级就越高,一般来说,超过110kV电压等级的被试设备所需的试验电压,传统试验变压器是无法提供的,必须使用谐振的方法以获得更高的试验电压。利用电压谐振的方法,试验变压器不需要太大的容量,就可以获得较高的试验电压以可靠的检测出绝缘缺陷与机械损伤。但是该种方法也存在一些弊端,那就是在试验的过程中,需要用到高压电容或电抗器,现场不容易操作。

  如今,对于高压电气设备的绝缘试验方法有很多,红外线诊断技术是众多新技术中的一种,该技术利用红外线来诊断高压电气设备的绝缘性能,可以在不需要取样和接触设备的条件下就可以完成,不会对设备造成损害,操作起来简单易行,得到了较为广泛的应用。

  高压电气设备内部的导电回路接触不良,接触电阻增大而出现过热,通过扫描记录设备表面的红外热像,可以分辨设备内部导流回路有无接触不良故障及内部连接故障的具体位置,且可以根据设备表面温升值的大小定量,判定内部回路连接故障的严重程度。针对温度明显超过标准的电气设备,可以通过设备温度超标的幅度、设备负荷的大小、设备的重要程度与设备能够承受的机械应力大小对设备缺陷性质进行确定,针对那些处于小负荷下升温明显超标的设备要密切关注,因为如果负荷继续增加,温度异常的设备的温度必然会继续升高,很有可能造成设备出现故障。

  内部发热故障可以通过设备外部表现出来,可以利用红外线技术对之进行诊断。如由于高压电气设备内部密封性不良,或者由于进水受潮、绝缘老化、介质损耗变大等原因,致使电气设备内部的绝缘性能出现下降,严重的还会产生局部放电或者击穿的问题。具体表现是温度呈现出上高下低的热场分布,其温度明显超过了设备在正常运行状态下的温度,且在局部出现放电的情况下还会伴随着局部发热的现象;在对负荷进行调整的情况下,外部红外热相没有出现明显的变化,即可判定高压电气设备内部出现了绝缘方面的问题,需要进一步查验。

  综上所述,为确保电力系统的安全稳定运行,对其进行绝缘耐压试验是一种非常必要的手段,可以有效预防电力事故的发生。在对高压电气设备进行绝缘试验的过程中,应当不断创新相关方面的技术,利用先进的技术增强试验的效果,为保障电力系统的有效运行提供坚实保障。

  现代电气设备的应用和发展,极大地促进了我国城市现代化建设的进一步发展。同时,电气设备在现代社会各个行业、领域的应用也越来越深入、广泛,加强电气设备尤其是高压设备的绝缘性能,保障电气设备和电力系统安全、稳定的运行状态,对于促进我国电力系统良性的可持续发展意义重大。但在高压电气绝缘试验工作实施过程中,仍存在着一定的问题和不足,无法达到现代社会的实际发展要求。因此,从高压电气绝缘试验工作现状入手,结合其问题分析,对问题决策措施进行探讨,具有重要的现实意义。

  高压电气试验具体是指验证电气设备绝缘性能优劣的专业性试验,主要试验对象有设备开关、变压器、互感器以及避雷器等,是现代电气设备安全运行的重要保障。由于高压设备运行环境的特殊性影响,如设备绝缘性能存在缺陷,就可能导致电击击穿问题,进而引发严重的系统瘫痪事故。高压电气绝缘试验是一项系统、复杂的工作,在其试验进行过程中,客观存在着众多的质量影响因素,想要提高高压电气绝缘试验工作的科学性和有效性,就要对整个试验流程进行规范,严格落实各项试验标准要求的同时,逐一排除试验过程中的各类问题,综合性提高高压电气绝缘试验工作质量。

  在高压电气试验过程中,针对耦合电容器进行试验检测时,也可能出现开关方面的问题,影响试验结果准确性,通常情况下,耦合电容器相关设备接地为顶部接地,在实际测量过程中,使用反接屏蔽的方法对其C1介质损耗进行测量和确定。从操作实践的角度分析,测量装置对应的屏蔽段子多与C2下端部位连接。由于这种接法并不能实现对C2的完全屏蔽,故而会出现介质损耗检测异常的问题。因此,在耦合电容器介质损耗试验测量时,应优先打开与联合滤波器的接地开关。

  对于高压电气试验来说,设备接地不良是一种较为普遍和常见的问题,鉴于高压电气试验的试验方法的特殊性,这一问题可能导致十分严重的不良后果,需引起相关工作人员的重视和关注。从试验实施的角度分析,设备接地不良多发生于电容性设备中,具体包括电压互感器、耦合电容器等。设备接地不良可以单理解为在设备上串联一个电阻极大的电阻,此时设备运行会受到全方面的影响和干扰,其中增大介质损耗,是最直接和主要的影响表现。从电气试验的角度分析,假定电容量为C,其对应的截止损耗因数为tg

  =ωCR。由此可得,在高压电气试验过程中出现设备接地不良问题,会直接导致试验介质指标超标问题,进而影响试验结构的科学性和准确性。

  如在高压电气试验进行过程中,引线附近存在绝缘带,也可能对试验最终结果的准确性造成影响。这主要是由于绝缘带相应提高了检测目标的电阻、降低检测通过电流导致的。从另一个角度分析,绝缘带的存在对于整个实验的实施,均具有其相应的影响。

  工频交流耐压试验具体是指在目标电气设备中施加数倍于其额定电压的工频试验电压,考核电气设备绝缘性能的试验方法,一般来说,工频交流耐压试验耐压时间以1min为标准。工频交流耐压在厂家型式、电力行业交接、以及出场试验等方面,都有着普遍且重要的应用。普通工频交流耐压试验以设备绝缘强度和设备集中性缺陷检测为主要目标,随着科学技术不断发展,其逐渐扩展了现场试验检测功能,并在电气试验领域得到了较大范围的普及。

  直流耐压试验具体是指使用交流电流整流处理后的直流电流,完成电气设备绝缘性能检测的试验方式。与工频交流耐压试验相比,直流耐压试验施加的电压相对较低,主要通过泄漏电流的实时检测,判断设备的绝缘性能好坏。另一方面,直流耐压试验过程中,其会对绝缘体内部放电过程产生一定的抑制作用,有效避免了过度的绝缘发热问题,是一种具有非破坏性试验特征的耐压试验方式。

  贾君 试论高压电气设备绝缘试验的新技术尝试 城市建设理论研究(电子版) 2017-10-25

  黄浩 高压电气设备的绝缘试验及新技术探究 企业技术开发 2017-10-01

  黄斌 高压电气绝缘试验中常见的问题 电子技术与软件工程 2017-09-27


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