高壓電氣設(shè)備絕緣性能的技術(shù)分析

隨著電網(wǎng)工作電壓的不斷升高，運(yùn)行事故不斷發(fā)生。絕緣是電氣設(shè)備故障的原因之一。高壓設(shè)備的壽命主要取決于絕緣性能。因此，絕緣性能是電氣設(shè)備的重要指標(biāo)。在電氣設(shè)備測試中，絕緣測試非常重要。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)絕緣技術(shù)的監(jiān)督。電氣絕緣技術(shù)的監(jiān)督（以下簡稱“絕緣監(jiān)督”）是確保電氣設(shè)備健康和正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。這是確保電力設(shè)備安全和電力行業(yè)技術(shù)管理的重要措施。重要的基礎(chǔ)工作。用于檢查電氣設(shè)備絕緣性能的絕緣測試大致可分為絕緣特性測試和絕緣強(qiáng)度測試。絕緣性能測試旨在以較低的電壓和相對(duì)簡單的方式從各種不同的角度識(shí)別絕緣性能。絕緣特性測試通常包括：絕緣電阻測量，吸收比測量，極化指數(shù)測量和介電損耗因子測量。絕緣性能測試主要用于判斷絕緣的質(zhì)量狀態(tài)，并找出可能出現(xiàn)的缺陷或整體缺陷，以確定設(shè)備是否可以繼續(xù)進(jìn)行絕緣強(qiáng)度測試。出廠前的絕緣特性測量可以用作將來維護(hù)的寶貴信息。以確定設(shè)備是否老化，潮濕以及絕緣退化的其他原因。 1絕緣性能的確定技術(shù)1.1絕緣電阻的測量方法絕緣電阻是指施加電壓除以總電流的值，因?yàn)殡娏麟S時(shí)間變化。該電流通常由三部分組成：位移電流，吸收電流和泄漏電流。位移電流，即電容電流，一般在0.5 s后衰減，吸收電流是絕緣介質(zhì)的極化，衰減慢，泄漏電流是帶電粒子在內(nèi)部或內(nèi)部移動(dòng)所產(chǎn)生的傳導(dǎo)電流。在表面上，并且通常不會(huì)隨時(shí)間變化。這種全電流衰減現(xiàn)象稱為介質(zhì)吸收。該方法是最基本，最常用的無損測試方法：通常使用兆歐表測量要測試的絕緣電阻。電氣設(shè)備的絕緣是多層的。這些多層絕緣子在外部直流電壓下具有吸收現(xiàn)象，即電流逐漸減小并趨于一定的恒定值（漏電流）。因?yàn)榱鬟^介質(zhì)的電流與介電電阻的測量值成反比，所以如果測試對(duì)象的絕緣條件更好，吸收過程將進(jìn)行得更慢，吸收現(xiàn)象將變得更加明顯。如果測試物品非常潮濕或其中的導(dǎo)電通道集中，則由于絕緣電阻顯著降低，因此漏電流增加并且吸收過程很快。因此，流過絕緣體的電流迅速變?yōu)榇蟮穆╇娏鳌Ｒ虼?，可以基于被測物的電流變化來判斷被測物的絕緣狀態(tài)。當(dāng)測試制品的絕緣中存在集中的缺陷時(shí)，反映漏電流的絕緣電阻會(huì)顯著降低，并且可以通過兆歐表進(jìn)行檢查。例如，變電站中針式絕緣子最常見的缺陷是瓷器開裂。破裂后，絕緣電阻顯著下降。通常，它可以用兆歐表檢測。發(fā)電機(jī)的絕緣通常會(huì)發(fā)生很大變化，這就是測試對(duì)象的體積。關(guān)于尺寸，空氣條件等，通常難以給出絕緣電阻值的確定標(biāo)準(zhǔn)。由于表面污染或周圍大氣條件（尤其是溫度相對(duì)較高時(shí)），絕緣電阻通常會(huì)降低，因此在實(shí)際操作中應(yīng)充分考慮這些因素測量。通常，在測試之后，必須將電極接地短路10分鐘以上，并且在進(jìn)行下一個(gè)測試之前，應(yīng)盡可能多地釋放剩余的電荷。絕緣電阻，吸收比和極化指數(shù)的測量是評(píng)估電氣設(shè)備絕緣質(zhì)量的方法之一。由于絕緣電阻測試只能用一個(gè)兆歐表進(jìn)行，并且是無損測試，因此在現(xiàn)場使用非常方便，因此被廣泛使用。絕緣電阻的測量有助于正確分析絕緣條件。法官。絕緣電阻在一定電壓范圍內(nèi)近似恒定。當(dāng)絕緣介質(zhì)因濕氣而劣化或介電介質(zhì)中存在缺陷時(shí)，絕緣電阻在較低電壓下呈現(xiàn)較低值。絕緣電阻的測量結(jié)果與溫度有關(guān)。當(dāng)溫度升高時(shí)，絕緣電阻降低。通常，測量溫度要求為10-40度，且溫度應(yīng)小于85％。 1.2交流耐壓測試交流耐壓測試是測試電氣設(shè)備承受工頻電壓的能力的測試。它還可用于220kv及以下的電氣設(shè)備，以驗(yàn)證絕緣材料承受過電壓和暫時(shí)過電壓的能力。在測試過程中，按照規(guī)定將測試產(chǎn)品連接至測試電路，并將電壓逐漸升高至標(biāo)準(zhǔn)額定工頻耐受電壓值1分鐘，然后迅速且均勻地降低至零。認(rèn)為該測試在指定時(shí)間內(nèi)通過了測試，沒有絕緣或表面飛弧。工頻交流耐壓測試所施加的電壓高于電氣設(shè)備的額定工作電壓。通過該測試，可以發(fā)現(xiàn)許多絕緣缺陷，尤其是局部缺陷。缺點(diǎn)是在耐壓測試過程中可能會(huì)對(duì)絕緣造成一些損壞。因此，只有在絕緣電阻，介電損耗因子等項(xiàng)目通過測試后，才能進(jìn)行工頻交流耐壓測試。在電力設(shè)備的操作中，絕緣材料在長時(shí)間內(nèi)受到電場，溫度和機(jī)械振動(dòng)的影響而逐漸劣化，包括整體劣化和局部劣化，從而形成缺陷。工頻交流耐壓測試是確定電力設(shè)備絕緣強(qiáng)度的最有效，最直接的方法，是預(yù)防性測試的重要組成部分。另外，由于交流耐壓測試電壓一般都高于工作電壓，因此設(shè)備在測試后具有較大的安全余量，因此交流耐壓測試是確保電力設(shè)備安全運(yùn)行的重要手段。在外部壓力測試中，如果未發(fā)現(xiàn)內(nèi)部絕緣或發(fā)現(xiàn)局部損壞，則通過測試。目前，在工頻耐壓測試中，主要由電表指示的變化和被測物是否有異常聲音來決定。在測試過程中，儀器指示是穩(wěn)定的，可以判斷被測物通過了外壓測試而沒有異常聲音。如果儀表指示變化，則測試項(xiàng)目內(nèi)部會(huì)有放電聲，表明存在問題且測試未通過。在測試過程中，如果儀器沒有明顯變化，但樣品內(nèi)部有異常噪音，則應(yīng)重復(fù)測試，并找出引起異常噪音的原因。 1.3直流耐壓測試直流耐壓測試還可以確定絕緣的電氣強(qiáng)度。與交流耐壓測試相比，其特點(diǎn)是：測試設(shè)備輕巧小；其次，可以對(duì)絕緣材料進(jìn)行直流耐壓測試。電流觀察內(nèi)部絕緣缺陷。直流耐壓測試的原理與絕緣電阻測試的原理相同，除了測試電源由高壓整流裝置供電，漏電流由微安表測量。絕緣強(qiáng)度測試應(yīng)用于測試對(duì)象測試電壓要高于工作電壓的一定倍數(shù)，并且要經(jīng)受一定的時(shí)間。在升壓過程中，分階段讀取此電壓下的泄漏電流值，并繪制DC電壓和泄漏電流之間的關(guān)系，以測量DC測試電壓下的絕緣。絕緣良好的產(chǎn)品的泄漏電流曲線近似為直線。當(dāng)絕緣層潮濕或有缺陷時(shí)，電流會(huì)急劇增加。現(xiàn)場直流耐壓測試電壓測量裝置（系統(tǒng)）通常具有與高電阻裝置和微安表串聯(lián)的測量系統(tǒng)，電阻分壓器和低壓電壓表的測量系統(tǒng)以及高電壓靜電電壓表。電阻分壓器的高壓臂電阻和高壓臂電阻的電阻應(yīng)盡可能大，以減少測量設(shè)備的功率損耗，并且應(yīng)將高電阻設(shè)備的電阻視為過大。測量誤差。高電阻器件的電阻應(yīng)穩(wěn)定。通常，根據(jù)0.5-1ma的工作電流且至少不小于200μa來選擇電阻值。高電阻裝置的絕緣套管最好不分段，均衡裝置應(yīng)設(shè)在上端，屏蔽環(huán)應(yīng)設(shè)在下端。測量裝置（系統(tǒng)）的測量誤差應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)gb311.4-83的規(guī)定，即直流測試電壓平均值的測量誤差不超過3％。當(dāng)與高阻抗設(shè)備和直流微安培串聯(lián)的測量系統(tǒng)的電阻元件暴露在空氣中并靠近直流高壓電線時(shí)，電線的離子電流會(huì)導(dǎo)致測量誤差。如果將電阻元件放在絕緣套管中，則可以減少或消除由離子電流引起的測量誤差。具有交流電壓的導(dǎo)體的電場不會(huì)引起上述直流電壓測量系統(tǒng)的平均電壓的測量誤差。當(dāng)使用電阻分壓器和均方根電壓表的測量系統(tǒng)并靠近AC高壓導(dǎo)體時(shí)，AC高壓導(dǎo)體的電場會(huì)導(dǎo)致DC電壓和AC平均值的測量誤差通過交流高壓導(dǎo)體減少或消除高壓。一種估算由導(dǎo)體電場引起的測量誤差的方法。 1.4局部放電測量傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，設(shè)備在經(jīng)受短期工頻耐受電壓和沖擊耐受電壓后可以保證長期運(yùn)行，但是隨著電壓水平的不斷提高，發(fā)現(xiàn)其數(shù)量眾多。在沒有任何過電壓的情況下，也可能發(fā)生某些電氣絕緣故障的操作事故。這些故障的原因是，在長期運(yùn)行期間，內(nèi)部絕緣的一些薄弱部分在高場強(qiáng)的作用下會(huì)部分放電，從而導(dǎo)致絕緣性能下降，甚至由于長期影響而擊穿嚴(yán)重的局部放電。 。因此，為了使某些高壓電氣設(shè)備在長期工作下安全可靠地運(yùn)行，僅通過短時(shí)工頻耐受電壓和沖擊耐受電壓測試是不夠的，有必要評(píng)估其局部放電性能。制造商非常重視這種測試技術(shù)，并且現(xiàn)場還通過PD測試發(fā)現(xiàn)了多種運(yùn)行中或新安裝的設(shè)備中的缺陷。在實(shí)際測量中，為了避免由于測試系統(tǒng)靈敏度不同而導(dǎo)致的測試結(jié)果不一致，通常規(guī)定放電水平。當(dāng)放電達(dá)到或超過此水平時(shí)，施加的電壓RMS值將用作局部放電。當(dāng)放電低于該水平時(shí)的起始電壓，發(fā)黑電壓的最大值作為部分放電熄滅電壓。對(duì)于油紙絕緣，初始放電電壓高于額定電壓，對(duì)于固體絕緣，放電電壓與額定電壓相差不大。局部放電的測量方法分為two類別：電氣測量和非電氣測量。電氣測量法的應(yīng)用主要是脈沖電流法和無線電干擾電壓法。非電測量方法主要包括聲音測量方法和光測量方法。目前，電測量已被廣泛用于局部放電的定量測量。非電測量由于沒有標(biāo)準(zhǔn)的局部放電量化方法而限制了其應(yīng)用。但是，通過測量非電信號(hào)，可以確定局部放電部位。只要不發(fā)生擊穿并且長時(shí)間不發(fā)生特別高的局部放電，則該測試是非破壞性的。當(dāng)局部放電不能滿足驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡可能確定原因。在局部放電測量過程中，由于嚴(yán)重的干擾信號(hào)可能無法實(shí)現(xiàn)。通常，有許多干擾源，例如電網(wǎng)，電磁場輻射，接觸不良，接地系統(tǒng)和金屬浮空體。通常，采用諸如過濾之類的抗干擾措施。 ，屏蔽和接地。 2結(jié)論確定高壓電氣設(shè)備的絕緣性能對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)行具有重要意義。因此，如果能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行具有重要意義。