【正文】 高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)及電氣設(shè)備故障診斷技術(shù) ?長(zhǎng)沙理工大學(xué)高電壓技術(shù)研究所 ? 責(zé)任申明 : ? 以下各章內(nèi)容 ,其版權(quán)均為長(zhǎng)沙理工大學(xué)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(zhǎng)沙理工大學(xué)高電壓技術(shù)研究所同意。 第一章 電氣設(shè)備的絕緣試驗(yàn) 第一節(jié) 絕緣電阻、吸收比試驗(yàn) 一、絕緣電阻試驗(yàn)使用范圍 絕緣電阻試驗(yàn)是電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)中一種最簡(jiǎn)單、最常用的試驗(yàn)方法。當(dāng)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(shí)，其絕緣電阻會(huì)顯著下降。根據(jù)絕緣等級(jí)的不同，測(cè)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(yàn)的主要參數(shù)及技術(shù)指標(biāo) 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(gè)簡(jiǎn)化等值電路。 當(dāng)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(gè)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(shí)際試驗(yàn)中，規(guī)程規(guī)定，只需測(cè)量 60s時(shí)的絕緣電阻值，即 R60S的值，當(dāng)電容量特別大時(shí)，吸收現(xiàn)象特別明顯，如大型發(fā)電機(jī)，可以采用 10min時(shí)的絕緣電阻值。 1R2R1C2CUiSRi,tgIaiiRo圖 11 雙層電介質(zhì)簡(jiǎn)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(cè)得絕緣電阻值， R15s為 t=15s時(shí)測(cè)得的絕緣電阻值。 對(duì)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(shí)測(cè)得的絕緣電阻值， R1min為 t=1min時(shí)測(cè)得的絕緣電阻值， K在工程上稱為極化指數(shù)。 當(dāng)絕緣狀況良好時(shí)， K值較大，其值遠(yuǎn)大于 1，當(dāng)絕緣受潮時(shí)， K值將變小，一般認(rèn)為如 K，就可判斷絕緣可能受潮。 三、試驗(yàn)設(shè)備 工程上進(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn)所采用的設(shè)備為兆歐表，兆歐表有三個(gè)接線端子：線路端子（ L），接地端子（ E），屏蔽（或保護(hù)）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(yàn)原理接線如圖 1－ 3所示。 在絕緣試驗(yàn)中，如不接屏蔽端子，測(cè)得的絕緣電阻是表面電阻和體積電阻的并聯(lián)值，因?yàn)檫@時(shí)沿絕緣表面的泄漏電流同樣流過兆歐表的測(cè)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(cè)量回路，這時(shí)測(cè)得的結(jié)果便是消除了表面泄漏電流影響的真實(shí)的體積電阻 四 、 絕緣電阻試驗(yàn)結(jié)果判斷的基本方法 在絕緣電阻試驗(yàn)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(jiǎn)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(cè)絕緣電阻值和吸收比應(yīng)與其出廠時(shí)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(shí) ， 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(dǎo)電芯 圖 1－ 3 絕緣電阻試驗(yàn)原理接線示意圖 五、測(cè)量絕緣電阻的規(guī)定 （一）測(cè)試規(guī)定 （ 1）試驗(yàn)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(yàn)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(shí)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(shí)，應(yīng)用恒定轉(zhuǎn)速（ 120r/min）轉(zhuǎn)動(dòng)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(cè)量吸收比時(shí)，為了在開始計(jì)算時(shí)就能在被試物上加上全部試驗(yàn)電壓，應(yīng)在兆歐表達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)再將表筆接于被試物，同時(shí)計(jì)算時(shí)間，分別讀取 15s和 60s的讀數(shù)。 （ 6）試驗(yàn)完畢或重復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，必須將被試物短接后對(duì)地充分放電。這樣除可保證安全外，還可提高測(cè)試的準(zhǔn)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(cè)試時(shí)注意事項(xiàng) （ 1）對(duì)于同桿雙回架空線或雙母線，當(dāng)一路帶電時(shí)，不得測(cè)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(duì)于平行線路，也同樣要注意感應(yīng)電壓，一般不應(yīng)測(cè)其絕緣電阻。在必須測(cè)量時(shí)，要采取必要措施才能進(jìn)行，如用絕緣棒接線等。 （ 2）測(cè)量大容量電機(jī)和長(zhǎng)電纜的絕緣電阻時(shí)，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(zhǎng)時(shí)間，才能得到正確的結(jié)果。使用手搖式兆歐表測(cè)量大容量設(shè)備的絕緣電阻時(shí)，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)手不能停，耍先斷開 L線與被測(cè)設(shè)備之間的聯(lián)接，再停止轉(zhuǎn)動(dòng)搖表，并立即對(duì)被測(cè)設(shè)備放電和接地，防止被試設(shè)備對(duì)兆歐表反充電損壞兆歐表和被測(cè)設(shè)備所帶高電壓電人。 （ 3）如所測(cè)絕緣電阻過低，應(yīng)進(jìn)行分解試驗(yàn)，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(shí)進(jìn)行測(cè)量。在陰雨潮濕的天氣及環(huán)境濕度太大時(shí)，不應(yīng)進(jìn)行測(cè)量。 （ 5）測(cè)量絕緣的吸收比時(shí)，應(yīng)避免記錄時(shí)間帶來的誤差。由上述可知，變壓器、發(fā)電機(jī)等設(shè)備絕緣的吸收比，是用兆歐表在加壓 15s和60s時(shí)記錄其絕緣電阻值后計(jì)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(cè)量時(shí)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(duì)調(diào)。用兆歐表測(cè)量電氣設(shè)備絕緣電阻時(shí)，其正確接線方法是 L端子接被試品與大地絕緣的導(dǎo)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(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。 （ 9）采取兆歐表測(cè)量時(shí)，應(yīng)設(shè)法消除外界電磁場(chǎng)干擾引起的誤差。在現(xiàn)場(chǎng)有時(shí)在強(qiáng)磁場(chǎng)附近或在未停電的設(shè)備附近使用兆歐表測(cè)量絕緣電阻，由于電磁場(chǎng)干擾也會(huì)引起很大的測(cè)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(duì)同一設(shè)備進(jìn)行測(cè)量時(shí)，應(yīng)采用同樣的兆歐表、同樣的接線。當(dāng)采用不同型式的兆歐表測(cè)絕緣電阻，特別是測(cè)量具有非線性電阻的閥型避雷器時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)很大的差別。 當(dāng)用同一只兆歐表測(cè)量同一設(shè)備的絕緣電阻時(shí)，應(yīng)采用相同的接線，否則將測(cè)量結(jié)果放在一起比較是沒有意義的。 六、影響測(cè)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(huì)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(cè)量結(jié)果。 （四）被試設(shè)備剩余電荷 對(duì)有剩余電荷的被試設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)虛假現(xiàn)象，由于剩余電荷的存在會(huì)使測(cè)量數(shù)據(jù)虛假地增大或減小，要求在試驗(yàn)前先充分放電10min。 （五）兆歐表容量 實(shí)測(cè)表明，兆歐表的容量對(duì)絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)的測(cè)量結(jié)果都有一定的影響。兆歐表容量愈大愈好。 七、測(cè)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(cè)得的結(jié)果與有關(guān)數(shù)據(jù)比較，這是對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析判