文档介绍：第二篇高压试验讲义
前言基本知识
1、高压试验目的
电力系统中60%以上的停电事故都是由电气设备的绝缘缺陷引起的,而设备绝缘部分的劣化、缺陷的发展都有一定的发展期,在这个期间,绝缘材料会发出各种物理、化学等方面的信息。这就需要在工程交接或者设备运行过程中,通过各种试验方法去取得各种不同电气设备在不同时间的数据信息,并通过规程的要求来判断其能否投入运行或者能否继续运行。
2、高压试验人员要求
高压试验不应少于2人、设置足够的安全区域和围栏、悬挂“高压危险”的警告牌、必须有专门的监护人、运行中的设备试验必须开具工作票,断电验电隔离挂接地线、大电容设备如电机电缆试验时的放电、试验完成后要拆除的短接线等等。
应具有全面熟练的试验技术,是一项复杂的脑力劳动,碰到一些问题或者要判断结论时要综合考虑。要求了解电厂(变电所)各种电气设备的型式、用途、结构及原理,了解各种绝缘材料的性能、各种绝缘结构的用途;熟悉发电厂和变电所的电气主接线以及系统运行方式、了解继电保护和电气设备的控制原理及现场接线等;熟悉各类电气试验设备的原理、结构、用途和使用方法,并能排除简单的故障;能正确完成各种设备试验接线、操作及测量并保证仪器在合格有效的使用周期内,熟悉各种影响试验结果的因素及排除方法等。
3、高压电气试验的分类
电气试验一般可分为出厂试验、交接试验、大修试验和预防性试验。
出厂试验是检查产品设计、制造、工艺的质量,防止不合格品出厂,新产品时应有型式试验,比较大型的设备出厂试验应有建设使用单位的人员现场监造。任何电气设备的出厂应附合格的出厂试验报告,以供后续的试验和运行参考。
交接试验主要是电气设备投运前按照《交接规程》和厂家技术标准等来检查产品有无缺陷、运输途中有无损坏、最终判断它能否投入运行并且为预防性试验积累参考数据等。
预防性试验则是电气设备在投运后,按照一定的周期来检查运行中的设备有无绝缘缺陷和其他缺陷等。
按照试验的性质和要求,高压试验又分为绝缘试验和特性试验两大类:绝缘试验可分为非破坏性试验和破坏性试验,非破坏性试验即用不损坏设备绝缘的方法来判断缺陷,它有绝缘电阻、吸收比试验和介质损耗因数tgδ试验、油色谱分析等,他们能够发现设备绝缘的整体性缺陷,其灵敏性还是有限,因为电压较低,但目前这类试验仍是一种必要的有效的手段;而破坏性试验如交流和直流耐压试验,因其电压较高,易于发现设备的集中性缺陷,其缺点是会给设备造成绝缘损伤积累,影响其使用寿命。特性试验主要是对设备的电气和机械方面的特性进行测试,如断路器的分合闸时间参数、GIS和断路器的主回路接触电阻、电流电压互感器的变比误差、极性、安伏曲线,发电机变压器的直流电阻等。
一般电气设备的高压试验顺序应该是非破坏性试验、特性试验,最后才是破坏性试验,以免给设备造成不必要的击穿,如电容式套管和CT,其末屏很容易受潮,若不处理或者维保不善,就进行高压试验,可能造成其整体性绝缘缺陷;又比如交流电动机的试验,在其绝缘电阻未合格之前绝对不允许进行交流耐压试验,否则就可能把电机击穿。
4、电气高压试验的专业术语
电介质的极化:绝缘材料中的带电质点在外电场的作用下沿电场方向的有规律、有限的移动,并显示出极性,当外电场消失时期又恢复原状。它分为电子式极化、离子式极化、偶极子式极化、夹层式极化。
电介质的损耗:绝缘材料在电场的作用下会产生泄漏电流和极化现象,这必然伴随着材料的发热和能量的损失。它可分为:
电导损耗(既电导电流使介质发热,交直流电场中都有)
游离损耗(电压高于某一值时,局部放电,电压越高,损耗越大,在交直流电场中都存在)
极化损耗(只在交变电场中存在,偶极子扭来扭去,产生摩擦损耗和内部电场电势的平衡形成的电流产生的损耗)。一般用tgδ来表述电介质的损耗,它只与绝缘材料的性质有关,而与它的结构、形状、几何尺寸无关,有以下公式判断比较:
tgδ=IR/IC=U/R/(UωC)=1/ωRC①
P=U*(U/R)=U2ωCtgδ②
从②式进行分析:U与频率一定时,P∝tgδ
由于C=εS/D对于同类型的电介质,其ε是定值,电容基本不变,则可以直接从tgδ值判断绝缘的优劣,是否整体性受潮或者表面脏污等。
电介质的吸收现象:绝缘材料在外电场的作用下体现出来的电流的性质,可分为电容电流Ic,它主要体现在弹性极化过程中;吸收电流Ia,它主要体现在夹层式极化和偶极子式极化过程中;电导电流Ig,它主要体现为泄漏电流,因为表面电导和体积电导的存在。吸收现象与电介质表面脏污程度,温度高低,受潮程度的不同而变化。因此在试验过程中,一定要注意环境温度的影响和采取一定的屏蔽措施。由于材料的多层和复杂化,夹层式极化的现象尤为突出,则吸收比和极化指数的测试对检查材料绝缘的好坏,是否整体受潮和