电气设备绝缘预防性试验技术

电气设备绝缘预防性试验的重要性与内容以及安全管理。

电气设备绝缘预防性试验技术

摘要：电力系统运行着众多的电力设备，而电力设备的安全运行是保证安全可靠发电的前提。电力设备运行过程中，由于电压、热、化学、机械振动及其他因素的影响，其绝缘性能会出现劣化，甚至失去绝缘性能造成事故。所以说电气设备绝缘预防性试验是保证设备安全运行的重要措施。文章就高压电气设备试验内容和原理以及安全管理进行分析。 关键词：高压电气设备 绝缘预防性试验 安全管理

引言

随着电力系统的规模、容量不断地扩大，停电造成的损失越来越严重。据有关统计分析，电力系统中60%以上的停电事故是由设备绝缘缺陷引起的。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、化学信息及电气信息，这些信息反映出绝缘状态的变化情况。这就需要运行部门的电气试验人员通过电气试验，在设备投入之前或运行中了解掌握设备的绝缘情况，以便在故障发展的初期就能够准确及时的发现并处理。

一、电气设备的故障及检测概述

㈠电气设备的绝缘缺陷分类

1.局部性或集中性缺陷：如绝缘开裂、绝缘局部磨损、绝缘局部受潮。

2.整体性和分布性缺陷：由于受潮、过热及长期运行过程中所引起的绝缘整体老化、变质、受潮、绝缘性能下降等。

㈡绝缘预防性试验分类

1、 非破坏性试验：指在较低电压下，用不损伤设备绝缘的方法来判断绝缘缺陷的试验，如绝缘电阻、吸收比试验、介质损耗因素tanδ试验、泄漏电流试验、油色谱分析试验等。这类试验对发现对发现缺陷有一定的作用与有效性，但此类试验电压较低，发现缺陷的灵敏性还有待于提高。但目前这类试验仍是一种必要的不可放弃的手段。

2、 破坏性试验：如交流耐压、直流耐压试验，用较高的试验电压来考验设备的绝缘水平。此类试验的优点是易于发现设备的集中性缺陷，缺点在于电压较高，个别情况下有可能给被试设备造成一定损伤。应当指出，破坏性试验必须在非破坏性试验合格后进行，以避免对绝缘的无辜损伤乃至击穿。

二、绝缘预防性试验的内容

㈠绝缘电阻和吸收比的测试

电气设备绝缘预防性试验的重要性与内容以及安全管理。

绝缘电阻指吸收电流按指数规律衰减完毕后测得的稳态电阻值，测量绝缘电阻可有效反应绝缘整体受潮、局部严重受潮或贯穿性缺陷等，是电气设备绝缘测试中应用最广泛、试验最方便的项目。

吸收比是同一试品在两个不同时刻的绝缘电阻的比值，所以排除了绝缘结构和体积尺寸的影响。一般以K大于1.3作为设备绝缘状态良好的标准亦不尽合适，有些变压器的K虽大于1.3，但R值却很低；有些K小于1.3 ，但R值却很高。所以应将R值和K值结合起来考虑，方能作出比较准确的判断。

绝缘电阻的测试最常用的是绝缘电阻表，也叫兆欧表，其根据电压等级有100V、250V、500V、1000V、2500V、5000V等几种，故在测量前应根据不同的电压选择相应的档位，当测得的绝缘电阻过低时应分析过低的原因，排除环境温度、湿度、表面脏污、感应电压等的影响，能分解试验的尽量分解试验，找出绝缘电阻最低点部分。

㈡介质损耗因素tanδ试验

在电压作用下，电介质产生一定的能量损耗，这部分损耗就称介质损耗。tanδ是反映绝缘介质损耗大小的特性参数，同类试品绝缘优劣可直接由tanδ的大小来判断，而从同类试验品tanδ的历次数据分析可掌握设备绝缘性能的发展趋势。

测量tanδ有平衡电桥法、不平衡电桥法、瓦特表法、相敏电路法四种方法，最常用的仪器是QS1型高压西林电桥、M-800型介质损耗仪等新型介质损耗仪，它集变频高压试验电源、高压电桥、高压标准电容器和控制器等部件为一体，通过变频、数字滤波等先进抗干扰技术，有效消除现场干扰，且操作简单、方便。当被试绝缘的体积越大，或集中性缺陷所占的体积越小，集中性缺陷处的介质损耗占被试绝缘全部介质损耗的比重就越小，总体的tanδ就增加得也越少，这样tanδ测量就不灵敏，因此测量各类电力设备tanδ时，能分解试验的尽量分解试验。

影响tanδ测量的因素有：①温度，tanδ随温度的增高而增大（固体电介质具有负温度系数）。为便于比较，应将在各种温度下测得的tanδ值换算到20℃时的值。②试验电压，当绝缘存在故障时，tanδ值与电压非线性。③试品表面泄漏电流，测试前应清除绝缘表面的积污和水分，必要时还可以在绝缘表面上装设屏蔽极。④试品电容量，电容量试品大，只能发现整体分布性缺陷，用测量tanδ的方法来判断绝缘状态就不很灵敏了。

㈢泄漏电流试验及直流耐压试验

直流泄漏电流试验与直流耐压试验的接线和原理相同，多同步进行。泄漏电流测量与绝缘电阻测量的原理基本相同，不同之处在于测量泄漏电流时所用的电源一般采用可调的直流

电气设备绝缘预防性试验的重要性与内容以及安全管理。

高压装置，并用微安级电流表直接测量流过试品的电流，在接线时一般采用微安级电流表接在试品低压端的方法，此接线法测量结果误差较小。

测量泄漏电流时应注意以下几点：1、按要求接线，并由专人认真检查接线和仪器、仪表，尤其是检查操作部分外壳是否已可靠接地，确认无误后方可升压。2、升压应均匀分级进行，不可太快。3、升压中若出现击穿、闪络等异常现象，应马上降压断开电源，并查明原因。4、试验完毕，降压、断开电源后，均应先对被试品充分放电才能更改接线，放电千万不能用接地线直接放电，一定要用电阻杆放电。

㈣交流耐压试验

交流耐压试验对绝缘的考验非常严格，能有效的发现较危险的集中性缺陷，它是鉴定电气设备绝缘强度最直接的方法，对于判断电气设备能否投入运行具有决定性的意义，也是保证设备绝缘水平、避免发生绝缘事故的重要手段。交流耐压试验会使原来存在的绝缘缺陷进一步发展，使绝缘强度进一步降低，虽在耐压时不至于击穿，但形成了绝缘内部劣化的积累效应，这种情况应当尽可能避免，因此必须正确的选择试验电压和耐压时间。试验电压越高，发现绝缘缺陷的有效性越高，但被试品被击穿的可能性也越大，反之，试验电压越低，发现绝缘缺陷的有效性也越低，使设备在运行中击穿的可能性增加。所以我们应该严格按照《规程》选择相应的试验电压。

交流耐压试验应注意以下几点：1、试验前应了解被试品的试验电压，同时了解被试品的其它试验项目及以前的试验结果。2、试验现场应围好遮拦或围绳，挂好标示牌并派专人监护。3、试验前，被试品表面应擦拭干净，将被试品的外壳和非被试绕组可靠接地。4、接好试验接线后，应由有经验的人员检查，确认无误后方可准备升压。5、加压前，首先要检查调压器是否在零位，调压器在零位刚可升压，升压时应相互呼唱。6、升压时要均匀升压，不能太快，升至规定试验电压时开始计算时间1min，时间到后，缓慢均匀降下电压，不允许不降压就先断开电源开关。7、试验中若出现表针摆动或被试品有异常声响、冒烟等，应立即降下电压，断开电源，在高压侧挂上接地线后再查明原因。8、交流耐压前后均应测量被试品的绝缘电阻。

以往交流耐压的试验设备大，电压高，以及现场试验电源不易解决，为了解决这些问题，我们研究出了以下几种新的耐压试验方法：

1、 并联电抗器法，如果现场试验的高压试验变压器输出电压满足要求，但输出电流太小，不能满足要求，这时我们就可以采用这种方法，用并联电抗器来补偿试品的电容电流，使总电流大为减小。

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2、 串联电抗器谐振法，如果被试品额定电压较高，现场试验变压器输出电压不能满足要求，这时可用此方法。

3、 串并联谐振法，当试验变压器额定电压、电流都不能满足要求时采用此方法。

采用以上方法时应注意以下事项：①电源电压和频率要求稳定，避免用电阻器调压。②试验电压直接在被试品两端测量。③电感线圈要满足电流和绝缘强度的要求。④对于并联谐振，当被试品击穿时谐振停止，试验变压器有过电流的可能，故要求过流保护可靠动作。⑤对于串联谐振，当被试品击穿，回路中的电流减小，电压降低，故除了正常的过流保护外还应有欠压保护。

㈤局部放电测量实验

高电压设备绝缘内部不可避免地存在某些缺陷（气泡、杂质等）和电场分布的不均匀，当场强达到一定值以上时，就会发生局部放电，长期的局部放电使绝缘的劣化损伤逐渐扩大，达到一定程度后，就会导致绝缘的击穿和损坏。测定电气设备在不同电压下的局部放电强度和变化趋势，便可以判断绝缘内是否存在局部缺陷以及介质老化的速度和目前的状态。

局部放电检测方法：

1、脉冲电流法，局部放电产生时，试样两端产生一个瞬时电压变化，接入检测回路就会有脉冲电流流过。因此用一个灵敏度高的电子仪器测出脉冲电流，就可判断是否存在局部放电及其放电强度。此方法得到广泛应用。

2、介质损耗法，利用局部放电消耗能量，使介质增加附加损耗，用附加损耗来显示局部放电的方法。外施电压越高，放电次数越多，附加损耗也越大。此方法虽测量简单但灵敏度太低，用的较少。

3、气相色谱法，利用绝缘油中析出的气体识别含油电气设备内部绝缘缺陷和故障信号征兆。此方法对于油量较少的设备较为灵敏，对充油量较大的设备只有当局部放电量很大、故障较为严重时才能发现。

4、超声波法，主要用于定性的判断局部信号的有无，以及结合脉冲电流法或直接利用超声信号对局部放电源进行物理定位。

5、光测量，利用局部放电产生的辐射进行检测，但该法测试设备复杂昂贵，灵敏度又低，而且被检测物对光是透明的，因而实际上无法应用。

三、绝缘预防性试验的安全管理

㈠保证安全的组织措施

在每次试验工作过程中都应当履行《电业安全工作规程》中所规定保证安全的组织措

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施，即工作票制度，工作许可制度，工作监护制度和工作间断、转移和终结制度。高压电气试验应填写第一种工作票，并且严格按照工作票实施试验作业。高压电气试验工作不得少于两人，试验负责人应由有经验的人员担任。开始试验前，试验负责人应对全体试验人员详细布置试验中的安全注意事项。试验中还应有监护人员，监护人员不应参与直接的试验工作，应把注意力集中在整个试验现场的监护上，不仅要监护实际操作人员的情况，还应该对整个试验现场环境起到监护作用，防止在进行试验的过程中有与试验无关的人员进入现场等突发情况的发生所带来的人身伤害事故。

㈡保证安全的技术措施

保证安全的技术措施即停电、验电、装设接地装置和悬挂标示牌、装设遮拦。试验开始前检查试验设备的接地状态，确保各试验设备接地良好，并且每一次试验项目完成后都应当对被试设备充分放电，既保证参试人员的人身安全，也为下一个试验项目做准备。试验现场应装设遮拦或围绳，向外悬挂“止步，高压危险”的标示牌，并派人看守，被试设备两端不在同一地点时，另一端还应派人看守。试验结束后，试验人员应拆除自装的接地线，恢复因试验需要而断开的设备接头，并对被试设备进行检查和现场清理。

总之，电气设备绝缘预防性试验是电力设备运行管理中不可或缺的一项基础性工作，对电力设备的长期稳定安全运行起着决定作用，因此真正提高对绝缘预防性试验工作的地位和作用的认识，切实加强对绝缘预防性试验工作的领导和实施是一项应长期坚持的工作。 参考文献：

1、 陈天翔，王寅仲，海世杰.电气试验（第二版）.北京：中国电力出版社，2008。

2、 DL/T596-1996电力设备预防性试验规程。

3、 国家电网公司电力安全工作规程（变电站和发电厂电气部分）（试行）及修改说明。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/rrqm.html