【正文】 高壓電氣設(shè)備試驗及電氣設(shè)備故障診斷技術(shù) ?長沙理工大學高電壓技術(shù)研究所 ? 責任申明 : ? 以下各章內(nèi)容 ,其版權(quán)均為長沙理工大學高電壓技術(shù)研究所所有 ,若有侵權(quán) ,違者必究。若要使用 ,須取得長沙理工大學高電壓技術(shù)研究所同意。 第一章 電氣設(shè)備的絕緣試驗 第一節(jié) 絕緣電阻、吸收比試驗 一、絕緣電阻試驗使用范圍 絕緣電阻試驗是電氣設(shè)備絕緣試驗中一種最簡單、最常用的試驗方法。當電氣設(shè)備絕緣受潮，表面變臟，留有表面放電或擊穿痕跡時，其絕緣電阻會顯著下降。根據(jù)絕緣等級的不同，測試要求的區(qū)別，常采用的兆歐表輸出電壓有 100v、 250V、 500V、 1000V、 2500V、 5000V、 10000V等。 二 、 絕緣電阻試驗的主要參數(shù)及技術(shù)指標 電氣設(shè)備的絕緣，不能等值為單純的電阻，其等值電路往往是電阻電容的混合電路。很多電氣設(shè)備的絕緣都是多層的， 如圖 11為雙層電介質(zhì)的一個簡化等值電路。 當合上開關(guān) K將直流電壓 U加到絕緣上后，等值電路中電流 i的變化如圖 12中曲線所示，開始電流很大，以后逐漸減小，最后趨近于一個常數(shù) Ig； 圖 12中曲線 i和穩(wěn)態(tài)電流 Ig之間的面積為絕緣在充電過程中從電源“吸收”的電荷 Qa。這種逐漸“吸收”電荷的現(xiàn)象就叫做“吸收現(xiàn)象”。 在實際試驗中，規(guī)程規(guī)定，只需測量 60s時的絕緣電阻值，即 R60S的值，當電容量特別大時，吸收現(xiàn)象特別明顯，如大型發(fā)電機，可以采用 10min時的絕緣電阻值。 1R2R1C2CUiSRi,tgIaiiRo圖 11 雙層電介質(zhì)簡化等值電路 圖 12吸收曲線及絕緣電阻變 化曲線 工程上用“吸收比”來反映絕緣狀態(tài)是否良好，吸收比一般用 K表示，其定義為： K ＝ R60s / R15s （ 1－ 1） 式中 R60s為 t=60s測得絕緣電阻值， R15s為 t=15s時測得的絕緣電阻值。 對于電容量較大的絕緣試品， K可采用下式表示： K ＝ R10min / R1min （ 1－ 2） 式中 R10min為 t=10min時測得的絕緣電阻值， R1min為 t=1min時測得的絕緣電阻值， K在工程上稱為極化指數(shù)。 當絕緣狀況良好時， K值較大，其值遠大于 1，當絕緣受潮時， K值將變小，一般認為如 K，就可判斷絕緣可能受潮。 三、試驗設(shè)備 工程上進行絕緣電阻試驗所采用的設(shè)備為兆歐表，兆歐表有三個接線端子：線路端子（ L），接地端子（ E），屏蔽（或保護）端子（ G），被試品接在 L和 E之間， G用以消除絕緣試品表面泄漏電流的影響，其試驗原理接線如圖 1－ 3所示。 在絕緣試驗中，如不接屏蔽端子，測得的絕緣電阻是表面電阻和體積電阻的并聯(lián)值，因為這時沿絕緣表面的泄漏電流同樣流過兆歐表的測量回路。如果在表面上纏上幾匝裸銅線，并接到端子 G上，則絕緣表面泄漏電流不流過兆歐表的測量回路，這時測得的結(jié)果便是消除了表面泄漏電流影響的真實的體積電阻 四 、 絕緣電阻試驗結(jié)果判斷的基本方法 在絕緣電阻試驗中 ， 絕緣電阻的大小與絕緣材料的結(jié)構(gòu) 、 體積有關(guān) ， 與所用的兆歐表的電壓高低有關(guān) ， 還與大氣條件有關(guān) ， 因此 ，不能簡單的用絕緣電阻的大小或吸收比來判斷絕緣的好壞 。 在排除了大氣條件的影響后 ， 所測絕緣電阻值和吸收比應(yīng)與其出廠時的值比較 ，與歷史數(shù)據(jù)相比較 ， 與同批設(shè)備相比較 ， 其變化不能超過規(guī)程允許的范圍 。 同時 ， 應(yīng)結(jié)合絕緣電阻值與吸收比的變化結(jié)合起來綜合考慮 。 ?M123ELG1－電纜金屬鎧裝； 2－電纜絕緣； 3－導電芯 圖 1－ 3 絕緣電阻試驗原理接線示意圖 五、測量絕緣電阻的規(guī)定 （一）測試規(guī)定 （ 1）試驗前應(yīng)拆除被試設(shè)備電源及一切外連線，并將被試物短接后接地放電 1min，電容量較大的應(yīng)至少放電 2min，以免觸電。 （ 2）校驗兆歐表是否指零或無窮大。 （ 3）用干燥清潔的柔軟布擦去被試物的表面污垢，必要時可先用汽油洗凈套管的表面積垢，以消除表面的影響。 （ 4）接好線，如用手搖式兆歐表時，應(yīng)用恒定轉(zhuǎn)速（ 120r/min）轉(zhuǎn)動搖柄，兆歐表指針逐漸上升，待 1min后讀取其他絕緣電阻值。 （ 5）在測量吸收比時，為了在開始計算時就能在被試物上加上全部試驗電壓，應(yīng)在兆歐表達到額定轉(zhuǎn)速時再將表筆接于被試物，同時計算時間，分別讀取 15s和 60s的讀數(shù)。 （ 6）試驗完畢或重復進行試驗時，必須將被試物短接后對地充分放電。這樣除可保證安全外，還可提高測試的準確性。 （ 7）記錄被試設(shè)備的銘牌、規(guī)范、所在位置及氣象條件等。 （二）測試時注意事項 （ 1）對于同桿雙回架空線或雙母線，當一路帶電時，不得測量另一回路的絕緣電阻，以防感應(yīng)高壓損壞儀表和危及人身安全。對于平行線路，也同樣要注意感應(yīng)電壓，一般不應(yīng)測其絕緣電阻。在必須測量時，要采取必要措施才能進行，如用絕緣棒接線等。 （ 2）測量大容量電機和長電纜的絕緣電阻時，充電電流很大，因而兆歐表開始指示數(shù)很小，但這并不表示被試設(shè)備絕緣不良，必須經(jīng)過較長時間，才能得到正確的結(jié)果。使用手搖式兆歐表測量大容量設(shè)備的絕緣電阻時，試驗結(jié)束時手不能停，耍先斷開 L線與被測設(shè)備之間的聯(lián)接，再停止轉(zhuǎn)動搖表，并立即對被測設(shè)備放電和接地，防止被試設(shè)備對兆歐表反充電損壞兆歐表和被測設(shè)備所帶高電壓電人。 （ 3）如所測絕緣電阻過低，應(yīng)進行分解試驗，找出絕緣電阻最低的部分。 （ 4）一般應(yīng)在干燥、晴天、環(huán)境溫度不低于 50C時進行測量。在陰雨潮濕的天氣及環(huán)境濕度太大時，不應(yīng)進行測量。 （ 5）測量絕緣的吸收比時，應(yīng)避免記錄時間帶來的誤差。由上述可知，變壓器、發(fā)電機等設(shè)備絕緣的吸收比，是用兆歐表在加壓 15s和60s時記錄其絕緣電阻值后計算求得的。 （ 6）屏蔽環(huán)裝設(shè)位置。為了避免表面泄漏電流的影響，測量時應(yīng)在絕緣表面加等電位屏蔽環(huán)，且應(yīng)靠近 E端子裝設(shè)。 （ 7）兆歐表的 L和 E端子接線不能對調(diào)。用兆歐表測量電氣設(shè)備絕緣電阻時，其正確接線方法是 L端子接被試品與大地絕緣的導電部分，E端子接被試品的接地端。 （ 8）兆歐表與被試品間的連線不能鉸接或拖地，否則會產(chǎn)生測量誤差。 （ 9）采取兆歐表測量時，應(yīng)設(shè)法消除外界電磁場干擾引起的誤差。在現(xiàn)場有時在強磁場附近或在未停電的設(shè)備附近使用兆歐表測量絕緣電阻，由于電磁場干擾也會引起很大的測量誤差。 引起誤差的原因是： 1）磁耦合； 2）電容耦合。 （ 10）為便于比較，對同一設(shè)備進行測量時，應(yīng)采用同樣的兆歐表、同樣的接線。當采用不同型式的兆歐表測絕緣電阻，特別是測量具有非線性電阻的閥型避雷器時，往往會出現(xiàn)很大的差別。 當用同一只兆歐表測量同一設(shè)備的絕緣電阻時，應(yīng)采用相同的接線，否則將測量結(jié)果放在一起比較是沒有意義的。 六、影響測試絕緣電阻的主要因素 （一）濕度 隨著周圍環(huán)境的變化，電氣設(shè)備絕緣的吸濕程度也隨著發(fā)生變化。 （二）電氣設(shè)備的絕緣電阻隨溫度變化而變化的，其變化的程度隨絕緣的種類而異。富于吸濕性的材料，受溫度影響最大。 （三）表面臟污和受潮 由于被試物的表面臟污或受潮會使其表面電阻率大大降低，絕緣電阻將明顯下降。必須設(shè)法消除表面泄漏電流的影響，以獲得正確的測量結(jié)果。 （四）被試設(shè)備剩余電荷 對有剩余電荷的被試設(shè)備進行試驗時，會出現(xiàn)虛假現(xiàn)象，由于剩余電荷的存在會使測量數(shù)據(jù)虛假地增大或減小，要求在試驗前先充分放電10min。 （五）兆歐表容量 實測表明，兆歐表的容量對絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)的測量結(jié)果都有一定的影響。兆歐表容量愈大愈好。 七、測量結(jié)果 各種電力設(shè)備的絕緣電阻允許值，見規(guī)程規(guī)定。 將所測得的結(jié)果與有關(guān)數(shù)據(jù)比較，這是對實驗結(jié)果進行分析判