電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)

電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)

預(yù)防性試驗(yàn)是電力設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)工作中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是保證電力設(shè)備安全運(yùn)行的有效手段之一。多年來，電力部門的高壓電力設(shè)備基本上都是按照原電力部頒發(fā)的《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》(以下簡稱《規(guī)程》)的要求進(jìn)行試驗(yàn)的，對及時(shí)發(fā)現(xiàn)、診斷設(shè)備缺陷起到重要作用。《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》分章規(guī)定了各種常用電力設(shè)備的試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)周期和技術(shù)要求。這些試驗(yàn)項(xiàng)目綜合了近代基本診斷技術(shù)。按專業(yè)來說，分屬于電氣、化學(xué)、機(jī)械等技術(shù)領(lǐng)域，其中大部分是電氣試驗(yàn)項(xiàng)目。按試驗(yàn)性質(zhì)來說，試驗(yàn)項(xiàng)目可分為4類。1、定期試驗(yàn)即預(yù)防性試驗(yàn)。這是為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在的缺陷或隱患，每隔一定時(shí)間對設(shè)備定期進(jìn)行的試驗(yàn)。例如油中溶解氣體色譜分析、繞組直流電阻、絕緣電阻、介質(zhì)損耗因數(shù)、直流泄漏、直流耐壓、交流耐壓、絕緣油試驗(yàn)等。2．大修試驗(yàn)指大修時(shí)或大修后做的檢查試驗(yàn)項(xiàng)目。除定期試驗(yàn)項(xiàng)目外，還需作：變壓器穿心螺栓絕緣電阻、局部放電、油箱密封試驗(yàn)、斷路器分合閘時(shí)間和速度、電動機(jī)間隙等試驗(yàn)．其中有些是純屬于機(jī)械方面的檢查項(xiàng)目。3．查明故障試驗(yàn)指定期試驗(yàn)或大修試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果有疑問或異常，需要進(jìn)一步查明故障或確定故障位置時(shí)進(jìn)行的一些試驗(yàn)，或稱診斷試驗(yàn)。這是在“必要時(shí)”才進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目。例如：空載電流、短路阻抗、繞組頻率響應(yīng)、振動、絕緣油含水量和油介損、壓力釋放器、氧化鋅避雷器工頻參考電壓試驗(yàn)等。

4．預(yù)知性試驗(yàn)這是為了鑒定設(shè)備絕緣的壽命，搞清被試設(shè)備的絕緣是否還能繼續(xù)使用一段時(shí)間，或者是否需要在近期安排更換而進(jìn)行的試驗(yàn)。例如：發(fā)電機(jī)或調(diào)相機(jī)定子繞組絕緣老化鑒定、變壓器絕緣紙(板)聚合度、油中糠醛含量試驗(yàn)等。各類設(shè)備(如變壓器、電容器、SF6開關(guān)設(shè)備、支持絕緣子等)的試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)周期，由設(shè)備運(yùn)行的可靠性和安全情況，決定是否需要增減或修改。技術(shù)要求的來源和依據(jù)，大體上可歸納成兩類：

1．由電力系統(tǒng)絕緣配合設(shè)計(jì)出發(fā)制定交流耐壓試驗(yàn)電壓標(biāo)準(zhǔn)；

2．不少技術(shù)要求是由試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的積累，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析確定，并經(jīng)多年實(shí)踐．逐步修改、完善的(如介損、泄漏電流、吸收比等的技術(shù)要求)。《規(guī)程》著重指出，對試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)進(jìn)行綜合分析和判斷。也就是一般應(yīng)進(jìn)行下列三步：第一步應(yīng)與歷年各次試驗(yàn)結(jié)果比較；第二步與同類型設(shè)備試驗(yàn)結(jié)果比較；第三步對照《規(guī)程》技術(shù)要求和其他相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行綜合分析，特別注意看出缺陷發(fā)展趨勢，作出判斷。綜合分析、判斷有時(shí)有一定復(fù)雜性和難度，而不是單純地、教條地逐項(xiàng)對照技術(shù)要求(技術(shù)標(biāo)準(zhǔn))。特別當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果接近技術(shù)要求限值時(shí)(尚未超標(biāo))，更應(yīng)考慮氣候條件的影響、測量儀器可能產(chǎn)生的誤差以及甚至要考慮操作人員的技術(shù)素質(zhì)等因素。綜合分析、判斷的準(zhǔn)確與否．在很大程度上決定于判斷者的工作經(jīng)驗(yàn)、理論水平、分析能力和對被試設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用的試驗(yàn)方法、測量儀器及測量人員的素質(zhì)等的了解程度。根據(jù)綜合分析，一般可對設(shè)備作出判斷結(jié)論：合格、不合格或?qū)υO(shè)備有懷疑。對不合格的，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢修。為了能做到有重點(diǎn)地或加速處理缺陷，應(yīng)根據(jù)設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，盡量做部件的分節(jié)試驗(yàn)，以進(jìn)一步查明缺陷的部位或范圍。對有懷疑或異常、一時(shí)不易確定是否合格的設(shè)備．應(yīng)采用縮短試驗(yàn)周期的措施，或在良好天氣下、或在溫度較高時(shí)進(jìn)行復(fù)測，來監(jiān)視設(shè)備可疑缺陷的變化趨勢，或驗(yàn)證過去測量的準(zhǔn)確性。對試驗(yàn)環(huán)境、試驗(yàn)設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)表計(jì)、安全技術(shù)的一般要求根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)（GB311.2-83）高電壓試驗(yàn)技術(shù)第一部分一般試驗(yàn)條件和要求，結(jié)合現(xiàn)場試驗(yàn)的實(shí)際情況，對試驗(yàn)環(huán)境的一般要求：絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)測量1試驗(yàn)?zāi)康臏y量電氣設(shè)備的絕緣電阻，是檢查設(shè)備絕緣狀態(tài)最簡便和最基本的方法。在現(xiàn)場普遍用兆歐表測量絕緣電阻。絕緣電阻值的大小常能靈敏地反應(yīng)絕緣情況，能有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)備局部或整體受潮和臟污，以及絕緣擊穿和嚴(yán)重過熱老化等缺陷。用兆歐表測量設(shè)備的絕緣電阻，由于受介質(zhì)吸收電流的影響，兆歐表指示值隨時(shí)間逐步增大，通常取施加電壓后60S的數(shù)值，作為絕緣電阻值。2吸收比和極化指數(shù)：吸收比K1為60S絕緣電阻值（R60S）與15S絕緣電阻值（R15S）之比值。對于大容量和吸收過程較長的大型發(fā)電機(jī)、變壓器等，有時(shí)吸收比值尚不足以反映吸收的全過程，可采用較長時(shí)間的絕緣電阻比值，即（R10min）和（R1min）時(shí)絕緣電阻的比值，稱作絕緣的極化指數(shù)。絕緣電阻和吸收比(或極化指數(shù))能反映發(fā)電機(jī)或油浸變壓器絕緣的受潮程度。絕緣受潮后吸收比值（或極化指數(shù)）降低，因此它是判斷絕緣是否受潮的一個(gè)重要指標(biāo)。絕緣電阻試驗(yàn)使用儀表最常用的測量儀表是兆歐表。兆歐表按電源型式通常可分為發(fā)電機(jī)型和整流電源型兩大類。發(fā)電機(jī)型一般為手搖（或電動）直流發(fā)電機(jī)或交流發(fā)電機(jī)經(jīng)倍壓整流后輸出直流電壓；整流電源型由低壓50HZ交流電（或干電池）經(jīng)整流穩(wěn)壓、晶體管振蕩器升壓和倍壓整流后輸出直流電壓。影響絕緣電阻的因素：1、溫度的影響；2、濕度的影響；3、表面臟污和受潮的影響；4、被試設(shè)備剩余電荷的影響；5、兆歐表容量的影響。絕緣電阻試驗(yàn)測量結(jié)果的分析判斷1、所測得的絕緣電阻值應(yīng)大于規(guī)程規(guī)定的允許數(shù)值。2、將所測得的結(jié)果與有關(guān)數(shù)據(jù)比較。通常采用與同一設(shè)備的各相間的數(shù)據(jù)、同類設(shè)備間的數(shù)據(jù)、出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)、耐壓前后數(shù)據(jù)等，如發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)立即查明原因或輔以其他測試結(jié)果進(jìn)行綜合分析、判斷。測量應(yīng)注意的事項(xiàng)：1

對同一臺設(shè)備的歷次測量，最好使用同一只兆歐表，以消除由于不同的兆歐表輸出特性不同給測量結(jié)果帶來影響。2

當(dāng)所測絕緣電阻過低時(shí)，能分解的設(shè)備應(yīng)進(jìn)行分解試驗(yàn)，找出絕緣電阻最低的部位。3

設(shè)備絕緣電阻受溫度的影響較大，測量結(jié)果應(yīng)在相近的溫度或換算至相同的溫度下進(jìn)行縱、橫比較。在環(huán)境溫度低于5℃時(shí)，不宜進(jìn)行絕緣測量和換算。測量直流電阻的試驗(yàn)?zāi)康臋z查繞組接頭的焊接質(zhì)量和繞組有無匝間短路現(xiàn)象；電壓分接開關(guān)的各個(gè)位置接觸是否良好及分接的實(shí)際位置是否相符；直流高壓引出線有無斷裂，多股導(dǎo)線并繞組是否有斷股等情況。變壓器在大修時(shí)或改變分接頭位置后，直流電阻測試儀或者出口故障短路后，直流高壓發(fā)生器需要測量繞組連同套管一起的直流電阻。電介質(zhì)在交流電壓作用下，除電導(dǎo)和周期性緩慢極化引起的損耗外，有時(shí)可能產(chǎn)生游離損耗，即電暈和局部放電損耗，這些損耗統(tǒng)稱為介質(zhì)損耗。介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ的測量，習(xí)慣上簡稱“介損試驗(yàn)”。tanδ是絕緣品質(zhì)的重要指標(biāo)，tanδ越小意味著介質(zhì)損耗越小。測量目的測量電氣設(shè)備絕緣的損耗因數(shù)，能有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)備絕緣的普遍老化、受潮、充油設(shè)備的油質(zhì)劣化、油泥臟污等整體絕緣缺陷，對小電容設(shè)備如套管、互感器等也能夠發(fā)現(xiàn)絕緣內(nèi)部存在氣隙以及固體絕緣開裂等局部絕緣缺陷。測量設(shè)備介質(zhì)損耗因數(shù)的同時(shí)，可以計(jì)算出設(shè)備的電容量。根據(jù)損耗因數(shù)的大小，電容量的變化，能有效的發(fā)現(xiàn)電容量較小的設(shè)備，如套管、電流互感器等設(shè)備的絕緣缺陷。試驗(yàn)儀器與接線常用的試驗(yàn)儀器是QS1型交流電橋以及與其相配合的升壓變壓器BR16型標(biāo)準(zhǔn)電容器。目前也采用微機(jī)介質(zhì)損耗測試儀這一種新型的絕緣測試儀器。QS1型交流電橋（西林電橋）最常用的試驗(yàn)接線為正接線和反接線兩種，此外還有對角接線，低壓接線等方式。通過測量介損能比較靈敏地反映設(shè)備絕緣的整體品質(zhì)，也能比較靈敏地反映小容量套管、互感器絕緣的局部缺陷，但不能靈敏地反映大容量發(fā)電機(jī)、變壓器及電力電纜絕緣的局部缺陷，所以應(yīng)盡可能將這些設(shè)備分解為幾個(gè)部分來測量介損。

介損試驗(yàn)的影響因素：1、外界的電場和磁場干擾；2、溫度；3、絕緣整體老化；4、油質(zhì)老化；5、嚴(yán)重局部缺陷；6、受潮；7、試驗(yàn)電壓。測量泄漏電流與測量絕緣電阻的原理相似，在一定電壓范圍內(nèi)，當(dāng)絕緣良好時(shí)，所加直流電壓與泄漏電流的比值和兆歐表的測量結(jié)果是對應(yīng)的，但測泄漏電流時(shí)所加的電壓要高得多，所以能發(fā)現(xiàn)絕緣電阻試驗(yàn)所不能發(fā)現(xiàn)的某些缺陷。如35KV及以上變壓器測泄漏電流時(shí)，能靈敏發(fā)現(xiàn)套管開裂、絕緣紙沿面碳化、絕緣油劣化及內(nèi)部受潮等缺陷。泄漏電流試驗(yàn)與直流耐壓試驗(yàn)的方法是一致的，但作用不同。前者是檢查絕緣狀況或缺陷；后者是考驗(yàn)絕緣的電氣強(qiáng)度，試驗(yàn)電壓更高，在額定電壓的兩倍以上，對發(fā)現(xiàn)局部缺陷更有特殊意義。目前，直流耐壓試驗(yàn)在高壓電機(jī)、高壓電纜等設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)中廣泛應(yīng)用。與交流耐壓試驗(yàn)相比，直流耐壓試驗(yàn)主要有一下特點(diǎn)：1、試驗(yàn)中只有微安級電導(dǎo)電流，遠(yuǎn)小于交流耐壓試驗(yàn)時(shí)的電流，試驗(yàn)設(shè)備輕巧，方便現(xiàn)場試驗(yàn)。2、由試驗(yàn)結(jié)果繪制的“電壓-電流”曲線能有效地反映絕緣內(nèi)部的集中性缺陷或受潮。3、可使電機(jī)定子繞組端部絕緣上也受到較高電壓的作用，這有利于發(fā)現(xiàn)端部絕緣缺陷，如端部綁扎不緊、絕緣損傷以及鼻部絕緣損壞等缺陷。4、局部放電弱，不會加速有機(jī)絕緣材料的分解或老化變質(zhì)，在某種程度上帶有非破壞性試驗(yàn)的性質(zhì)。5、絕緣內(nèi)部的電壓分布由電導(dǎo)決定，與交流運(yùn)行電壓作用下的電壓分布不同，對絕緣的考驗(yàn)不如交流耐壓那樣接近實(shí)際。試驗(yàn)影響因素：1、高壓連接導(dǎo)線的對地泄漏電導(dǎo)；2、試品絕緣表面的泄漏電導(dǎo)；3、試品溫度；4、試品的殘余電荷；5、測量中的異常情況（電壓不穩(wěn)、交流分量大等）測量結(jié)果的分析判斷：1、將泄漏電流測量值與同一溫度下的規(guī)定值比較，符合要求為合格；如無規(guī)定則可與歷年數(shù)據(jù)作比較，不應(yīng)有顯著變化；還可通過同一設(shè)備相間比較以及與同類設(shè)備作比較等辦法進(jìn)行分析判斷。2、對發(fā)電機(jī)、變壓器等重要設(shè)備，可做出電流與電壓或電流與時(shí)間曲線進(jìn)行分析判斷。3、變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)也會影響泄漏電流，試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)以與歷年試驗(yàn)數(shù)據(jù)作比較以及與同類型變壓器作比較為主，并結(jié)合絕緣電阻、介損值進(jìn)行綜合比較。

總之，對試驗(yàn)結(jié)果必須進(jìn)行全面的歷史的綜合分析，以掌握設(shè)備性能變化規(guī)律和趨勢。交流耐壓試驗(yàn)是交流電氣設(shè)備最重要的試驗(yàn)項(xiàng)目，它能全面考核絕緣強(qiáng)度，有效地發(fā)現(xiàn)各種集中性缺陷。實(shí)際上是檢查設(shè)備絕緣承受各種過電壓的能力，是考核絕緣電氣強(qiáng)度的有效方法和重要手段，他能有效發(fā)現(xiàn)絕緣中危險(xiǎn)的集中性缺陷，對保證設(shè)備安全運(yùn)行具有重要的意義。交流耐壓試驗(yàn)是破壞性試驗(yàn)。在試驗(yàn)之前必須對被試品先進(jìn)行絕緣電阻，吸收比、泄漏電流、介損及絕緣油等項(xiàng)目的試驗(yàn)，若試驗(yàn)結(jié)果正常方能進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，若發(fā)現(xiàn)設(shè)備的絕緣情況不良（如受潮和局部缺陷等），通常應(yīng)先進(jìn)行處理后再做耐壓試驗(yàn)，避免造成不應(yīng)有的絕緣擊穿。交流耐壓分為如下幾種情況：1、工頻耐壓試驗(yàn)，是檢查主絕緣電氣強(qiáng)度普遍采用的方法，應(yīng)直接測量試品的電壓，防止容升現(xiàn)象。大容量試品可采用并聯(lián)或串聯(lián)諧振電路以及超低頻試驗(yàn)裝置等進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)。2、工頻耐壓試驗(yàn)只能檢查全絕緣變壓器的主絕緣和分級絕緣變壓器的中性點(diǎn)絕緣，繞組層間、匝間及線段間的絕緣要用倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。后者是以兩倍或三倍頻裝置作電源，在低壓線圈施加1.7～2.0倍的額定電壓，可同時(shí)考核主絕緣和縱絕緣。3、利用變壓器產(chǎn)生操作沖擊電壓波來檢查主、縱絕緣。交流耐壓試驗(yàn)會使固體有機(jī)絕緣中原來的弱點(diǎn)發(fā)展，造成絕緣強(qiáng)度降低，形成絕緣劣化的累積效應(yīng)。因此，必須正確地選擇試驗(yàn)電壓標(biāo)準(zhǔn)和加壓時(shí)間。短時(shí)工頻耐