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电力电气设备绝缘试验方法与实例
发布者:扬州凯尔电气 发布时间:2016/11/8 9:58:19 阅读:532

前言:在电气设备的长时刻运行过程中,需求用各种技能手段进行电气功能的定时监测,并联系部分放电丈量、老化实验等别的项目,对电气设备的绝缘功能作客观的归纳评价。这篇文章关于大容量电气设备绝缘实验应留意的几个问题进行了分析。
  关键字:大容量电气设备;绝缘实验;工频高压;放电 
  电气设备在制造、运送、装置和运转中会产生绝缘缺点, 特别是在长时刻运转进程中, 电气设备受到电场、热效应、机械应力、化学腐蚀以及环境条件等要素的影响, 其绝缘品质将逐步劣化, 极也许致使绝缘体系的损坏。据统计, 三分之二的高压电设备毛病是因为绝缘缺点形成的。因而, 做好电气设备的预防性实验作业至关重要。在电力体系中,存在很多的大容量电气设备,如大型电力变压器、大型电力电容器、电力电缆等。大容量设备具有其特殊性,对其进行绝缘实验时,通常与小容量设备不一样。为了进步实验的有效性,大容量电气设备绝缘实验在技能办法上作了相应改动。别的,因为大容量设备电容量大,在安全性方面的请求更严厉。以下从三个首要方面讨论大容量电气设备绝缘实验应留意的几个问题。
  一 、试验办法的挑选
  大容量电气设备因为电容量大,在进行某些绝缘实验时,如绝缘电阻的丈量、工频耐压实验,应挑选合适的实验办法,以确保实验的可行性和有效性。
  1、用“吸收比”或“极化指数”的丈量替代单一绝缘电阻的丈量
  绝缘具有弱小的电导性,因而给绝缘施加直流电压时,会产生电流。在必定的直流电压下,流过绝缘的电流随时刻按非线性规律改变,如图1 所示。电流i 代表流过绝缘的总电流,它由大到小随时刻衰减,并终究安稳于某一数值。从全部电流的改变进程来看,好象有一部分电流被介质逐步吸收掉似的,以致于电流不断地渐渐减小,这种景象称为“吸收景象”。吸收景象开展的进程,称为“吸收进程”。
  其它,通常把流过绝缘的电流i 的改变曲线也相应地称为“吸收曲线”。曲线R 代表绝缘的电阻改变,由小到大随时刻增大,当总电流安稳时,电阻也抵达安稳,此刻的电阻安稳值即为“绝缘电阻”。吸收景象开展需求的时刻长短与设备容量有关,电气设备容量越大,需求时刻越长,电阻抵达安稳值需求的时间也就越长。
  
  图1 直流电压下绝缘电流及电阻随时刻的改变曲线
  当丈量电气设备的绝缘电阻时,因为存在吸收景象,请求加压后等待一段时刻,直到电阻读数安稳后再记载丈量成果。通常设备,等待时刻通常不超过1 分钟。可是,关于大型的大容量设备,吸收景象的连续时刻较长,可达数分钟,甚至更长,若要测得稳态电阻值(也便是绝缘电阻值)就要花费较长的时刻。鉴于这种情况,关于某些大容量被试品(例如大容量电机、变压器、电缆等),通常选用丈量“吸收比”的办法来替代单一稳态绝缘电阻的丈量。所谓“吸收比”,是指丈量加电压后60s 绝缘电阻值R60″和15s 绝缘电阻值R15″的比值。在高电压、大容量电力变压器这么的大型电力设备中,吸收景象通常连续很长时刻,有时吸收比还尚不足以反映吸收景象的全进程,这时能够选用“极化指数”作为又一个判别目标。按国际惯例,通常将加压后10min 的绝缘电阻R10′和1min 的绝缘电阻R1′的比值界说为极化指数。关于绝缘情况良好的设备,通常吸收比不该小于1.3 或极化指数不该小于1.5。
  2、工频耐压试验
  工频耐压试验中,实验变压器的额外电压应不小于被试品的试验电压,其额外容量也必须满意试验的容量请求。在进行工频耐压实验时,实验所需的实验变压器最小容量为:
  S=2πfCxU2×10-3(kVA)
  式中:f———电源频率,Hz;
  Cx———被试品的电容,μF;
  U———实验电压,kV。
  由上式可知,被试品的容量越大、实验电压越高,实验所需的容量就越大。因而,在现场工频耐压实验中,当被试品的实验电压较高或容量较大时,传统的用实验变压器直接进行耐压实验的办法中,实验变压器的额外电压或容量通常很难满意请求。
  此刻,可选用串联谐振进行工频耐压实验。串联谐振实验办法中,通过实验回路发作的串联谐振使电源供给的工频高压和容量抵达被试品两头后,均增大到了原来的Q 倍。Q 为谐振回路的品质因数,通常远大于1,故用较低的电源电压可在被试品两头获得较高的实验电压,且实验设备的容量仅需被试品容量的1/Q。通常设备制造厂设计的Q 值在40 以上,这就大大降低了对实验变压器的额外电压和容量的请求。
  二、工频高压的丈量办法
  工频高压实验中,为了及时把握实验进程中被试品两头的电压值,通常需求丈量加在被试品上的工频高压,丈量办法归纳起来可分为两类:一类是低压侧丈量,另一类是高压侧丈量(即直接在被试品两头进行丈量)。低压侧丈量的办法是丈量实验变压器低压绕组或丈量线圈(实验变压器上装备的供丈量电压用的附加线圈)两头的电压,然后按变比换算至高压侧,即得到实验变压器高压侧的电压。低压侧丈量办法通常存在较大的差错。下表是对大型电力变压器进行工频耐压实验时,选用两类不一样丈量办法得到的工频高压值。
  

导致较大差错的原因是电容效应的影响。进行工频耐压试验时,被试品通常为电容性负载,试验时的等值电路如图2(a)所示。图中R为实验回路的等值电阻,XL为实验变压器和调压器折算至高压侧的漏抗值,C 为被试品的电容,为实验变压器空载时高压侧的输出电压,其值约等于将实验变压器低压侧电压折算至高压侧的值(即为低压侧丈量办法所得的电压值)。因为被试品的容抗大于漏抗XL,故实验回路呈容性,流过实验回路的电流为容性电流 。 和回路中各元件上的电压及电源电压的相量联系如图2(b)所示。因回路电流 在漏抗XL上产生的电压下降 XL 与被试品上的电压 方向相反,然后使被试品上的电压 的巨细(现场高压侧丈量成果) 高于电源电压的巨细(现场低压侧丈量成果),这种景象便是所谓的电容效应。
  
  图2 工频耐压实验时的等值电路及相量图
  被试品的容量越大,电容效应越显着,即低压侧丈量成果的差错越大。因而,对大容量电气设备进行工频耐压实验时,加在被试品上的工频高电压通常请求在被试品两头直接进行丈量,即选用高压侧丈量办法。现场常用的办法有电容分压器配用低压仪表,选用电压互感器,选用峰值电压表等。
  三、试验前后充分放电
  电气设备绝缘具有电容性,在设备上施加电压后,设备会贮存必定的电荷。因而,高压绝缘实验开端接线前与实验完毕拆线前,均请求实验人员对被试品进行充沛放电,否则也许对实验人员的人身安全构成要挟。尤其在进行大容量设备的直流高压实验时,必定要特别留意这一点。在设备上施加直流电压时,贮存的电荷量可用下式表明:
  Q=CU
  式中:Q—直流电压下贮存的电荷量;
  C—设备的电容量;
  U—设备两头的直流电压。
  从上式显然可知,贮存电荷量的巨细与设备的容量成正比联系,容量越大,一样电压下贮存的电荷越多。因而,大容量设备绝缘实验的放电时刻需求加长,通常规则5min 以上,且通常先将电荷通过一限流电阻以后接地泄放,然后使用放电棒的接地端对被试品进行直接接地放电。意图是防止放电时因放电电流过大呈现电火花、要挟操作人员安全,同时,将设备贮存的电荷充沛泄放。
  四 结束语
  综上所述,在对大容量电气设备进行绝缘实验时,只要挑选精确的技能办法,才干确保实验的有效性,使现场人员精确把握绝缘情况,然后抵达绝缘实验的意图。同时,还要注重安全问题,保证实验人员人身安全。


文章来源:我国期刊网         文章整理:扬州凯尔电气有限公司(www.yzkeyq.com

 
 

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