絕緣電氣特性及故障診斷概論-wenkub
2023-05-13 00:39:17 本頁(yè)面
【正文】 成 “ 汽橋 ” 而使擊穿電壓顯著降低。 GB11021劃分幾個(gè)耐熱等級(jí)，規(guī)定相應(yīng)的最高允許溫度。絕緣的溫度越高，老化越快，壽命越短。 ? 對(duì)絕緣子來(lái)說(shuō)，溫度突變也會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力。 ? 絕緣油發(fā)生局部放電，引起油溫升高而導(dǎo)致油的解裂，并伴有微量氣體產(chǎn)生。高場(chǎng)強(qiáng)下的電老化由介質(zhì)中的局部放電引起。 電力設(shè)備 絕緣材料 金屬材料 絕緣介質(zhì) 緊固支撐 冷卻媒介 絕緣作用 絕緣材料 液體 : 絕緣油 固體：絕緣紙、電瓷、云母、玻璃、交聯(lián)聚乙烯等 氣體 : 空氣、 SF6 真空絕緣 實(shí)際絕緣結(jié)構(gòu)通常是由幾種電介質(zhì)聯(lián)合構(gòu)成的組合絕緣 固 液絕緣 固 氣絕緣 絕緣老化及其影響因素 設(shè)備絕緣故障的主要原因材料的老化。電氣設(shè)備絕緣在運(yùn)行中 受到各種因素的長(zhǎng)期作用，會(huì)發(fā)生一系列不可逆的變化，導(dǎo)致其物理、化學(xué)、電和機(jī)械等性能的劣化，如機(jī)械強(qiáng)度降低、介質(zhì)損耗及電導(dǎo)增大。各種絕緣材料局部放電的性能有很大的差別： ? 云母（電機(jī)絕緣）、玻璃纖維等無(wú)機(jī)材料有很好耐局部放電能力。另外油放電生成物可能是聚合蠟狀物，可能附著于固體介質(zhì)表面影響散熱，加速固體絕緣的老化。如：運(yùn)行中受日照，溫升為 20～ 30℃ ，突然降雨，瓷表面驟冷，則會(huì)在瓷件內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，可能造成開(kāi)裂。 ? 液體介質(zhì)的熱老化主要表現(xiàn)在油的氧化，油溫越高，則氧化速度越快。超過(guò)該允許值，介質(zhì)迅速老化，壽命大大縮短。 （ 4） 受潮 局部電弧 水帶 絕緣介質(zhì) （ 5）環(huán)境的影響 環(huán)境條件對(duì)絕緣的老化也有很大的影響。 ? 在含有化學(xué)腐蝕氣體等環(huán)境中工作時(shí)，選用的材料應(yīng)具有更強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性，如耐油性等。 以下將分析氣體放電及液 、 固體介質(zhì)的電氣性能 。 bmdUEf＝? r/R ：均勻電場(chǎng)。 r/R ≈時(shí)擊穿電壓出現(xiàn)極大值（絕緣設(shè)計(jì)時(shí)盡量將 r/R選取 ~范圍內(nèi)）。 棒－板和棒－棒空氣間隙的 直流 擊穿電壓 棒－棒和棒－板空氣間隙的 工頻 擊穿電壓（有效值） 工頻電壓、極不均勻電場(chǎng)，擊穿總是發(fā)生在正半周極 工頻電壓下棒－棒間隙擊穿電壓高于棒－板電極，工程上盡量采用對(duì)稱(chēng)布置的電極結(jié)構(gòu) 極不均勻電場(chǎng)的極性效應(yīng)極明顯 雷電沖擊 操作沖擊 250/2500us 最小擊穿 電壓 長(zhǎng)空氣間隙在不同電壓下的擊穿電壓 ? 沖擊電壓（雷電操作）下的空氣間隙擊穿 ? 足夠高的電壓。 沖擊擊穿電壓高。 ut43215ut0s1s2伏秒特性 伏秒特性間的配合 以避雷器保護(hù)變壓器為例，就必須根據(jù)伏秒特性進(jìn)行絕緣（強(qiáng)度）配合，如在右圖中 S2就能較好地保護(hù) S1。 SF6氣體的液化溫度較低，一般可滿(mǎn)足工程實(shí)際的應(yīng)用，如 （ 7個(gè)大氣壓，作為斷路器的絕緣）的液化溫度是 25℃ ， （ 4個(gè)大氣壓，作為 GIS絕緣）的液化溫度不高于 40℃ 。 極不均勻電場(chǎng) SF6的擊穿場(chǎng)強(qiáng) （如 4kV/mm）比稍不均勻電場(chǎng)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)（如 30kV/mm） 低很多 。 稍不均勻電場(chǎng)的 SF6氣體： 氣體中的沿面放電 (cm) 不同材料的工頻下 沿面閃絡(luò)電壓（峰值） 1— 純氣隙； 2— 石蠟； 3— 膠紙筒； 4— 電瓷 沿著固體介質(zhì)表面的閃絡(luò)電壓不但遠(yuǎn)低于固體介質(zhì)的擊穿電壓，而且也比相同極間距離的純氣隙擊穿電壓低。 光滑瓷柱的干閃和濕閃電壓 干閃 濕閃 單位泄漏距離 （泄漏比距或爬電比距）：絕緣子每千伏額定線電壓的平均泄漏距離， cm/kV。常用的防污措施： ? 增大泄漏距離。 防污措施 液體及固體介質(zhì)的電氣特性 電介質(zhì)的電氣特性，主要表現(xiàn)為它們?cè)陔妶?chǎng)下的導(dǎo)電性能、介電性能和電氣強(qiáng)度。 因此在測(cè)量固體絕緣結(jié)構(gòu)的絕緣電阻時(shí) ，應(yīng)采取措施將表面電阻屏蔽 。 電介質(zhì)有微弱的導(dǎo)電性能，電導(dǎo)率 γ (西門(mén)子 /米 ,S C 注記 海水 20 在平均鹽度為 但工程電介質(zhì)材料中不可避免地會(huì)含有一些雜質(zhì)，如氣泡、水分、纖維、炭粒等，它們對(duì)介質(zhì)的擊穿過(guò)程及擊穿電壓有很大影響。 （ 5）組合絕緣的特性 對(duì)高壓電氣設(shè)備絕緣的要求是多方面的，除了必須有優(yōu)異的電氣性能 外，還要求有良好的 熱性能 、 機(jī)械性能 及其他 物理 化學(xué)等 性能，單一品質(zhì)電介質(zhì)往往難以同時(shí)滿(mǎn)足這些要求，所以實(shí)際絕緣一般采用 多種電介質(zhì)的組合 。 ?工頻交流和沖擊電壓下 ：各層所承擔(dān)的電壓和 各層電容成反比 ，亦即 各層中的電場(chǎng)強(qiáng)度與其介電常數(shù)成反比 : 如絕緣紙板中存在氣泡時(shí)，氣泡耐壓低但分到的場(chǎng)強(qiáng)卻比紙要高 4～ 5倍，這也是組合絕緣中局部放電問(wèn)題突出的重要原因之一。 （ 1） 非破壞性試驗(yàn)，亦 稱(chēng) 預(yù)防性試驗(yàn)（重點(diǎn)介紹） 在 較低電壓下或用 其它不會(huì)損傷絕緣的方法來(lái)測(cè)量絕緣的各種情況，從而判斷絕緣內(nèi)部的 缺陷?？赡?在試驗(yàn)時(shí)給絕緣造成一定的 損傷。由介質(zhì)中偶極子逐漸轉(zhuǎn)向，并沿電場(chǎng)方向排列而產(chǎn)生的。即使絕緣部分受潮，只要 R1與 R2中的一個(gè)數(shù)值降低， τ值也會(huì)大為減小，吸收電流仍會(huì)迅速衰減，仍可造成吸收比 K的下降。測(cè)量時(shí)，絕緣電阻的值是不斷變化的；穩(wěn)態(tài)時(shí)，等于兩層介質(zhì)絕緣電阻的串聯(lián)值。 （ 1）試驗(yàn)前將試品放電，以避免試品 殘余電荷 而造成誤差； （ 2）試驗(yàn)時(shí)，將被試品接于 L、 E之間，如果被試品表面的泄漏電流較大，為避免 表面泄漏電流 的影響，必須加以 屏蔽 ，屏蔽線應(yīng)接在兆歐表屏蔽端 G上； （ 3）驅(qū)動(dòng)兆歐表達(dá)到 額定轉(zhuǎn)速，并保持恒定 ； （ 4）測(cè)量吸收比時(shí)，先驅(qū)動(dòng)兆歐表達(dá)額定轉(zhuǎn)速，待指針指到∞（空載）時(shí)，用絕緣工具將火線迅速接至試品上，同時(shí)記錄時(shí)間，分別讀取 15s和 60s的絕緣電阻值 ； （ 5）測(cè)試時(shí)必須記錄 溫度 。 吸收電流 電導(dǎo)電流泄漏電流 絕緣材料受潮后泄漏電流會(huì)增加 泄漏電流的測(cè)量不僅可反映絕緣電阻大小，還可反映兆歐表所不能反映的絕緣損壞或弱點(diǎn)。如：在 20kV電壓下測(cè)量額定電壓為 35kV變壓器的泄露電流值，能相當(dāng)靈敏的發(fā)現(xiàn)瓷套開(kāi)裂、絕緣紙筒沿面炭化、變壓器油劣化及內(nèi)部受潮等缺陷。 介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量 介質(zhì)損失角正切 tg? ： 交流電壓 作用下電介質(zhì)中電流的 有功分量 和 無(wú)功分量的比值 ，是一個(gè)無(wú)量綱的數(shù)。比如介質(zhì)的受潮、穿透性導(dǎo)電通道、絕緣內(nèi)氣泡及老化等缺陷。各調(diào)節(jié)元件 R C檢流計(jì) P、 R4處于高電位，必須屏蔽， 最好能包括試品的低壓電極。 西林電橋的反接法 2）外界電磁場(chǎng)對(duì)電橋的干擾 試驗(yàn)時(shí)高壓電源、電暈放電、及其他高壓帶電體引起的電場(chǎng)干擾；交變磁場(chǎng)在橋路內(nèi)將感應(yīng)出一干擾電勢(shì)，都會(huì)造成測(cè)量結(jié)果的不準(zhǔn)確。油的 氣相色普分析屬于化學(xué)方法， 歸為局部放電檢測(cè)的方法。 變壓器油的試驗(yàn)內(nèi)容較多，大致可分為電氣性能的測(cè)試和理化性能的測(cè)試兩大類(lèi)： ?電氣性能試驗(yàn) ：電阻率的測(cè)量、 tg? 的測(cè)量、介電常數(shù)的測(cè)量、電氣強(qiáng)度的測(cè)量等； ?理化性能試驗(yàn) ：酸值試驗(yàn)、凝固點(diǎn)試驗(yàn)、閃火點(diǎn)試驗(yàn)、粘度試驗(yàn)、變壓器油的氣相色普分析和液相色普分析等。每個(gè)
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