高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)項(xiàng)目與原理
高壓電氣設(shè)備在運(yùn)行中必須保持良好的絕緣，為此從設(shè)備的制造開始，要進(jìn)行一系列絕緣測試。這些測試包括：在制造時(shí)對原材料的試驗(yàn)、制造過程的中間試驗(yàn)、產(chǎn)品的定性及出廠試驗(yàn)、在使用現(xiàn)場安裝后的交接試驗(yàn)、使用中為維護(hù)運(yùn)行而進(jìn)行的絕緣預(yù)防性試驗(yàn)等。其中電氣設(shè)備的交接試驗(yàn)和預(yù)防性試驗(yàn)是兩類最重要的試驗(yàn)，中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)：DL/T 596—1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》和GB 50150-91《電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 》詳細(xì)地介紹了各項(xiàng)試驗(yàn)的內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)。
1、電氣設(shè)備交接試驗(yàn)
為適應(yīng)電氣裝置安裝工程和電氣設(shè)備交接試驗(yàn)的需要，促進(jìn)電氣設(shè)備交接試驗(yàn)新技術(shù)的推廣和應(yīng)用，國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50150-91《電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》詳細(xì)地介紹了各項(xiàng)試驗(yàn)的內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)。電氣設(shè)備交接試驗(yàn)除了部分絕緣預(yù)防性試驗(yàn)還有其它一些特性試驗(yàn)，例如變壓器直流電阻和變比測試、斷路器回路電阻測試等。
2、絕緣預(yù)防性試驗(yàn)
電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)是保證設(shè)備安全運(yùn)行的重要措施，通過試驗(yàn)，掌握設(shè)備絕緣狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣內(nèi)部隱藏的缺陷，并通過檢修加以消除，嚴(yán)重者必須予以更換，以免設(shè)備在運(yùn)行中發(fā)生絕緣擊穿，造成停電或設(shè)備損壞等不可挽回的損失。
絕緣預(yù)防性試驗(yàn)可分為兩大類：一類是非破壞性試驗(yàn)或稱絕緣特性試驗(yàn)，是在較低的電壓下或用其他不會(huì)損壞絕緣的辦法來測量的各種特性參數(shù)，主要包括測量絕緣電阻、泄漏電流、介質(zhì)損耗角正切值等，從而判斷絕緣內(nèi)部有無缺陷。實(shí)驗(yàn)證明 ，這類方法是行之有效的，但目前還不能只靠它來可靠的判斷絕緣的耐電強(qiáng)度。另一類是破壞性試驗(yàn)或稱耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)所加電壓高于設(shè)備的工作電壓，對絕緣考驗(yàn)非常嚴(yán)格，特別是揭露那些危險(xiǎn)性較大的集中性缺陷，并能保證絕緣有一定的耐電強(qiáng)度，主要包括直流耐壓、交流耐壓等。耐壓試驗(yàn)的缺點(diǎn)是會(huì)給絕緣造成一定的損傷。
3、絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的基本原理
3．1 絕緣電阻的測試
絕緣電阻的測試是電氣設(shè)備絕緣測試中應(yīng)用最廣泛，試驗(yàn)最方便的項(xiàng)目。絕緣電阻值的大小，能有效地反映絕緣的整體受潮、污穢以及嚴(yán)重過熱老化等缺陷。絕緣電阻的測試最常用的儀表是絕緣電阻測試儀（兆歐表）。
絕緣電阻測試儀（兆歐表）通常有100V、250V、500V、1000V、2500V和5000V等類型。使用兆歐表應(yīng)按照DL/T596《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。
3．2泄漏電流的測試
一般直流兆歐表的電壓在2.5KV以下，比某些電氣設(shè)備的工作電壓要低得多。如果認(rèn)為兆歐表的測量電壓太低，還可以采用加直流高壓來測量電氣設(shè)備的泄漏電流。當(dāng)設(shè)備存在某些缺陷時(shí)，高壓下的泄漏電流要比低壓下的大得多，亦即高壓下的絕緣電阻要比低壓下的電阻小得多。
測量設(shè)備的泄漏電流和絕緣電阻本質(zhì)上沒有多大區(qū)別，但是泄漏電流的測量有如下特點(diǎn)：
（1）試驗(yàn)電壓比兆歐表高得多，絕緣本身的缺陷容易暴露，能發(fā)現(xiàn)一些尚未貫通的集中性缺陷。
（2）通過測量泄漏電流和外加電壓的關(guān)系有助于分析絕緣的缺陷類型，如圖1-1所示。
（3）泄漏電流測量用的微安表要比兆歐表精度高。
1、電氣設(shè)備交接試驗(yàn)
為適應(yīng)電氣裝置安裝工程和電氣設(shè)備交接試驗(yàn)的需要，促進(jìn)電氣設(shè)備交接試驗(yàn)新技術(shù)的推廣和應(yīng)用，國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50150-91《電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》詳細(xì)地介紹了各項(xiàng)試驗(yàn)的內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)。電氣設(shè)備交接試驗(yàn)除了部分絕緣預(yù)防性試驗(yàn)還有其它一些特性試驗(yàn)，例如變壓器直流電阻和變比測試、斷路器回路電阻測試等。
2、絕緣預(yù)防性試驗(yàn)
電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)是保證設(shè)備安全運(yùn)行的重要措施，通過試驗(yàn)，掌握設(shè)備絕緣狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣內(nèi)部隱藏的缺陷，并通過檢修加以消除，嚴(yán)重者必須予以更換，以免設(shè)備在運(yùn)行中發(fā)生絕緣擊穿，造成停電或設(shè)備損壞等不可挽回的損失。
絕緣預(yù)防性試驗(yàn)可分為兩大類：一類是非破壞性試驗(yàn)或稱絕緣特性試驗(yàn)，是在較低的電壓下或用其他不會(huì)損壞絕緣的辦法來測量的各種特性參數(shù)，主要包括測量絕緣電阻、泄漏電流、介質(zhì)損耗角正切值等，從而判斷絕緣內(nèi)部有無缺陷。實(shí)驗(yàn)證明 ，這類方法是行之有效的，但目前還不能只靠它來可靠的判斷絕緣的耐電強(qiáng)度。另一類是破壞性試驗(yàn)或稱耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)所加電壓高于設(shè)備的工作電壓，對絕緣考驗(yàn)非常嚴(yán)格，特別是揭露那些危險(xiǎn)性較大的集中性缺陷，并能保證絕緣有一定的耐電強(qiáng)度，主要包括直流耐壓、交流耐壓等。耐壓試驗(yàn)的缺點(diǎn)是會(huì)給絕緣造成一定的損傷。
3、絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的基本原理
3．1 絕緣電阻的測試
絕緣電阻的測試是電氣設(shè)備絕緣測試中應(yīng)用最廣泛，試驗(yàn)最方便的項(xiàng)目。絕緣電阻值的大小，能有效地反映絕緣的整體受潮、污穢以及嚴(yán)重過熱老化等缺陷。絕緣電阻的測試最常用的儀表是絕緣電阻測試儀（兆歐表）。
絕緣電阻測試儀（兆歐表）通常有100V、250V、500V、1000V、2500V和5000V等類型。使用兆歐表應(yīng)按照DL/T596《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。
3．2泄漏電流的測試
一般直流兆歐表的電壓在2.5KV以下，比某些電氣設(shè)備的工作電壓要低得多。如果認(rèn)為兆歐表的測量電壓太低，還可以采用加直流高壓來測量電氣設(shè)備的泄漏電流。當(dāng)設(shè)備存在某些缺陷時(shí)，高壓下的泄漏電流要比低壓下的大得多，亦即高壓下的絕緣電阻要比低壓下的電阻小得多。
測量設(shè)備的泄漏電流和絕緣電阻本質(zhì)上沒有多大區(qū)別，但是泄漏電流的測量有如下特點(diǎn)：
（1）試驗(yàn)電壓比兆歐表高得多，絕緣本身的缺陷容易暴露，能發(fā)現(xiàn)一些尚未貫通的集中性缺陷。
（2）通過測量泄漏電流和外加電壓的關(guān)系有助于分析絕緣的缺陷類型，如圖1-1所示。
（3）泄漏電流測量用的微安表要比兆歐表精度高。
圖1-1 某設(shè)備絕緣泄漏電流曲線
曲線1：絕緣良好；曲線2：絕緣受潮；
曲線3：絕緣中有未貫通的集中性缺陷；
曲線4：絕緣有擊穿的危險(xiǎn)
3．3直流耐壓試驗(yàn)
直流耐壓試驗(yàn)電壓較高，對發(fā)現(xiàn)絕緣某些局部缺陷具有特殊的作用，可與泄漏電流試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行。
直流耐壓試驗(yàn)與交流耐壓試驗(yàn)相比，具有試驗(yàn)設(shè)備輕便、對絕緣損傷小和易于發(fā)現(xiàn)設(shè)備的局部缺陷等優(yōu)點(diǎn)。與交流耐壓試驗(yàn)相比，直流耐壓試驗(yàn)的主要缺點(diǎn)是由于交、直流下絕緣內(nèi)部的電壓分布不同，直流耐壓試驗(yàn)對絕緣的考驗(yàn)不如交流更接近實(shí)際。
3．4交流耐壓試驗(yàn)
交流耐壓試驗(yàn)對絕緣的考驗(yàn)非常嚴(yán)格,能有效地發(fā)現(xiàn)較危險(xiǎn)的集中性缺陷。它是鑒定電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度最直接的方法，對于判斷電氣設(shè)備能否投入運(yùn)行具有決定性的意義,也是保證設(shè)備絕緣水平、避免發(fā)生絕緣事故的重要手段。
交流耐壓試驗(yàn)有時(shí)可能使絕緣中的一些弱點(diǎn)更加發(fā)展，因此在試驗(yàn)前必須對試品先進(jìn)行絕緣電阻、吸收比、泄漏電流和介質(zhì)損耗等項(xiàng)目的試驗(yàn)，若試驗(yàn)結(jié)果合格方能進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。否則,應(yīng)及時(shí)處理，待各項(xiàng)指標(biāo)合格后再進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn),以免造成不應(yīng)有的絕緣損傷。
3．5介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ測試
介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ是反映絕緣性能的基本指標(biāo)之一。介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ反映絕緣損耗的特征參數(shù)，它可以很靈敏地發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備絕緣整體受潮、劣化變質(zhì)以及小體積設(shè)備貫通和未貫通的局部缺陷。
介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ與絕緣電阻和泄漏電流的測試相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，它與試驗(yàn)電壓、試品尺寸等因素?zé)o關(guān)，更便于判斷電氣設(shè)備絕緣變化情況。因此介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ為高壓電氣設(shè)備絕緣測試的最基本的試驗(yàn)之一。
介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ可以有效的發(fā)現(xiàn)絕緣的下列缺陷：
（1）受潮；（2）穿透性導(dǎo)電通道；（3）絕緣內(nèi)含氣泡的游離，絕緣分層、脫殼；（4）絕緣有臟污、劣化老化等。
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