淺析電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)的方法分析

摘要：在電力電氣設(shè)備中，良好的絕緣是保證電力網(wǎng)絡(luò)有效、可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)。因此在實(shí)際的電力電氣設(shè)備試驗(yàn)中，應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)國(guó)家規(guī)定的預(yù)防性試驗(yàn)方法進(jìn)行。文章針對(duì)電力設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)方法進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：電力設(shè)備；預(yù)防性；試驗(yàn)；分析

1.電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)概述

電力設(shè)備組成材料主要為絕緣體與導(dǎo)電體，例如10kV開(kāi)關(guān)動(dòng)靜觸頭與電力設(shè)備連接處由導(dǎo)電材料組成，觸頭外包裹絕緣體材料可避免電壓加到本體對(duì)地?fù)舸┒劤扇喽搪吠蝗惶l停電發(fā)生事故。且變壓器中的變壓器油也可起到絕緣作用。但是，絕緣部件在絕緣電氣設(shè)備運(yùn)行中可在一定條件下被擊穿，而導(dǎo)致絕緣部件絕緣失效，從而對(duì)電氣設(shè)備造成危險(xiǎn)。因此，有些電氣設(shè)備安裝了絕緣部件并不一定一直安全，必須做好預(yù)防性試驗(yàn)，以防萬(wàn)一。下文對(duì)以上兩個(gè)預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行分析討論。

2.預(yù)防性試驗(yàn)的方法

2.1 介質(zhì)耗損角正切（tgδ）

在電場(chǎng)作用下，絕緣材料因介質(zhì)極化和介質(zhì)電導(dǎo)的滯后效應(yīng)，在絕緣材料內(nèi)部可導(dǎo)致能量損耗，通常稱之為介質(zhì)損失，簡(jiǎn)稱介損。在交變電場(chǎng)作用下，電介質(zhì)中被轉(zhuǎn)換成熱能的能量為電介質(zhì)損耗的意義。這些轉(zhuǎn)換的熱能形成的發(fā)熱量越來(lái)越多，可導(dǎo)致電介質(zhì)穩(wěn)定逐漸上升，導(dǎo)致散熱量少于發(fā)熱量惡性循環(huán)，以致電介質(zhì)內(nèi)部燒焦、熔化，最后完全喪失其絕緣的性能。因此，衡量絕緣材料絕緣性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)是電介質(zhì)損耗。靈敏度很高的試驗(yàn)項(xiàng)目之一是介質(zhì)損耗角正切（tgδ），它可發(fā)現(xiàn)電力電氣設(shè)備絕緣材料劣化變質(zhì)、整體受潮和小體積設(shè)備貫通的局部缺陷。電介質(zhì)損耗引發(fā)短原因通常包括：1、電介質(zhì)隨身配置的電導(dǎo)在電壓作用下產(chǎn)生電流泄漏，造成電介質(zhì)損耗；2、局部損耗，在電場(chǎng)作用下，電介質(zhì)包含的油隙或氣隙首先發(fā)生局部擊穿，導(dǎo)致跳閘停電等事故發(fā)生；3、在電場(chǎng)作用下，電介質(zhì)中的帶電偶極子往復(fù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致重新排列，彼此之間產(chǎn)生作用力，造成能量耗損，此電介質(zhì)損耗稱為極化損耗。因此，在電絕緣技術(shù)中，在高頻或高電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，此時(shí)使用絕緣材料應(yīng)盡量選擇電介質(zhì)損耗角正切tgδ 即介質(zhì)損耗因數(shù)較低的材料。電介質(zhì)損耗角正切tgδ是電介質(zhì)損耗與該電介質(zhì)無(wú)功功率之比。

2.2 交直流耐電壓試驗(yàn)

采用耐壓試驗(yàn)儀對(duì)電氣設(shè)備絕緣材料的耐受交流程度及直流電壓的耐受程度進(jìn)行試驗(yàn)。如果往絕緣材料中加入的電場(chǎng)強(qiáng)度已高出其臨界值時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致從電介質(zhì)處通過(guò)的電流在短時(shí)間內(nèi)劇增，從而對(duì)絕緣材料造成嚴(yán)重的破壞，使電氣設(shè)備的絕緣性能完全消失，這種現(xiàn)象也就是電介質(zhì)的擊穿。其中，沿絕緣材料的分布，交流電壓與電容量之間呈反比；而直流電壓則與電阻之間呈正比。正由于這一特點(diǎn)，能有效檢查出電氣設(shè)備的不同絕緣弱點(diǎn)。其中，交流電耐壓試驗(yàn)?zāi)芨佑行У貦z查出電機(jī)槽部與其出槽口處的絕緣缺陷；而直流耐壓試驗(yàn)則能更加有效地檢查出電機(jī)頂部存在的絕緣缺陷，同時(shí)還可以進(jìn)行絕緣材料局部缺陷及大容量等問(wèn)題的監(jiān)測(cè)。試驗(yàn)所采用的儀器為耐電壓測(cè)試儀，也就是介質(zhì)擊穿裝置。該試驗(yàn)方法主要是通過(guò)在絕緣材料的導(dǎo)電位置與其殼體間的施加耐電壓測(cè)試儀所輸出的高電壓，且根據(jù)國(guó)家的電氣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行一定時(shí)間段的施加，通常為1 分鐘。

因在交流耐壓試驗(yàn)中采取的測(cè)試電壓比正常的工作電壓要高出幾倍甚至十幾倍，因此對(duì)于絕緣性能較差的試驗(yàn)材料而言，是無(wú)法耐受該試驗(yàn)電壓的。因此，對(duì)于一些造價(jià)較高的試驗(yàn)材料而言，在其進(jìn)行該試驗(yàn)之前，必須要對(duì)其進(jìn)行絕緣電阻的測(cè)量、直流泄漏的測(cè)定。一旦檢查出絕緣材料存在絕緣缺陷，必須進(jìn)行及時(shí)、合理的綜合分析及判斷，以準(zhǔn)確判斷出該試驗(yàn)材料能否接受交流耐壓試驗(yàn)中的過(guò)電壓，并對(duì)試驗(yàn)材料進(jìn)行再次試驗(yàn)，以減少對(duì)試驗(yàn)材料的損傷及破壞。

3.電力電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)方法的討論

由于電力電氣設(shè)備的某些預(yù)防性試驗(yàn)屬于非破壞性試驗(yàn)，用于測(cè)定設(shè)備的絕緣材料絕緣性能?？稍谳^低電壓條件下進(jìn)行，一般不會(huì)造成絕緣材料被高電壓擊穿破壞而破壞電力電氣設(shè)備。對(duì)于電力電氣設(shè)備，我們應(yīng)做好預(yù)防性試驗(yàn)，可有效避免電力電氣設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中設(shè)備因絕緣被擊穿導(dǎo)致的停電事故，能較好的保證設(shè)備能安全運(yùn)行。預(yù)防性試驗(yàn)是電力電氣設(shè)備能安全運(yùn)行的重要方案，通過(guò)預(yù)防性試驗(yàn)，電力電氣設(shè)備絕緣內(nèi)部缺陷可暴露出來(lái)，以便在檢修設(shè)備時(shí)加以消除，防止設(shè)備中運(yùn)行過(guò)程中絕緣被擊穿造成設(shè)備故障或停電等事故。

交直流耐壓試驗(yàn)分為直流耐壓和交流耐壓試驗(yàn)，其中的交流工頻耐壓試驗(yàn)屬于破壞性試驗(yàn)。通過(guò)采取交流耐壓試驗(yàn)可考驗(yàn)被試品絕緣材料絕緣承受多種過(guò)電壓的潛能，其波形、電壓、頻率在被試材料內(nèi)部電壓的分布均符合實(shí)際運(yùn)行情況，能及時(shí)、有效的發(fā)現(xiàn)被試品絕緣性能方面的缺陷，交流耐壓試驗(yàn)對(duì)被試品絕緣的考驗(yàn)十分嚴(yán)格，從而可有效遏制危險(xiǎn)性較高的集中性缺陷，能有效保障絕緣有一定裕度及水平。但交流耐壓試驗(yàn)的缺點(diǎn)是，若電壓較高，被試品絕緣不佳時(shí)，可對(duì)被試品絕緣帶來(lái)一定損傷。因此，為了避免交流耐壓試驗(yàn)對(duì)被試品引起的破壞，一定要先進(jìn)性非破壞性預(yù)防性試驗(yàn)之后再進(jìn)行，即非破壞性試驗(yàn)檢驗(yàn)合格之后才能允許進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。直流耐壓試驗(yàn)可幫助測(cè)量電流泄漏情況來(lái)觀察材料內(nèi)部的絕緣缺陷。

一般考慮電力電氣設(shè)備的絕緣性能好壞分為兩個(gè)方面： 1、由于長(zhǎng)期受到電壓、機(jī)械力、潮濕、化學(xué)反應(yīng)、熱效應(yīng)等外界因素的作用下發(fā)展，導(dǎo)致電力電氣設(shè)備的絕緣性能改變；2、來(lái)自于電力電氣設(shè)備本身的因素缺陷，例如，電力電氣設(shè)備的變壓器本身不合格、絕緣性能差、變壓器油的絕緣性能不達(dá)標(biāo)、變壓器油內(nèi)含有水份及雜質(zhì)等。因此，在日常使用電力電氣設(shè)備時(shí)，必須用心對(duì)其進(jìn)行日常監(jiān)督檢測(cè)管理，當(dāng)發(fā)現(xiàn)材料絕緣性能降低時(shí)，及時(shí)更換絕緣材料，并過(guò)濾變壓器油、除去其雜質(zhì)等措施，保障電力電氣設(shè)備的絕緣性能一直處在正常水平。

4.電力電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)效果

在電力電氣設(shè)備使用過(guò)程中，我們做了一系列預(yù)防性試驗(yàn)，利用臨時(shí)檢修、計(jì)劃?rùn)z修和大修的時(shí)間，發(fā)現(xiàn)了許多隱藏性問(wèn)題，并對(duì)該問(wèn)題及時(shí)有效的解決，排除了導(dǎo)致絕緣性能變差的故障，在一定程度上降低了電力電氣設(shè)備因跳閘停電影響生產(chǎn)事故的發(fā)生率，并提高了經(jīng)濟(jì)效益和安全效益。在推薦使用預(yù)防性試驗(yàn)以來(lái)，電力電氣設(shè)備跳閘停電次數(shù)明顯少于前幾年，安全性能提高，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益明顯提高。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在良好的絕緣狀態(tài)下，是電力電氣設(shè)備與電力網(wǎng)安全運(yùn)行的保障，電力電氣設(shè)備的絕緣性能好壞的判別是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程。介質(zhì)損耗角正切等參數(shù)、交直流耐電壓試驗(yàn)等預(yù)防性試驗(yàn)是判斷設(shè)備的絕緣狀態(tài)的有效手段。

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