簡(jiǎn)述
絕緣是指利用絕緣材料和構件將電位不等的導體分隔開(kāi),使其沒(méi)有電氣連接以保持不同的電位,從而保證帶電部件能夠正常運行。絕緣是電氣設備結構中的重要組成部分。具有絕緣作用的材料稱(chēng)為絕緣材料(電介質(zhì)),電氣設備的絕緣就是各種絕緣材料構成的。
來(lái)源:電力高級人才網(wǎng)
2016“電力春風(fēng)”網(wǎng)絡(luò )招聘會(huì )歡迎您的免費參與!一、絕緣基礎知識
絕緣是指利用絕緣材料和構件將電位不等的導體分隔開(kāi),使其沒(méi)有電氣連接以保持不同的電位,從而保證帶電部件能夠正常運行。絕緣是電氣設備結構中的重要組成部分。具有絕緣作用的材料稱(chēng)為絕緣材料(電介質(zhì)),電氣設備的絕緣就是各種絕緣材料構成的。
電力系統正常運行時(shí),電氣設備絕緣是長(cháng)期處在工作電壓作用之下的。但是,由于各種原因,電力線(xiàn)路中的電壓有時(shí)會(huì )出現短時(shí)升高的現象,即產(chǎn)生過(guò)電壓。過(guò)電壓可分為:雷電過(guò)電壓和內過(guò)電壓。
雷電過(guò)電壓:由于設備遭受雷擊造成的或在設備附近發(fā)生雷擊而感應產(chǎn)生的過(guò)電壓;內過(guò)電壓有分為暫時(shí)過(guò)電壓和操作過(guò)電壓。暫時(shí)過(guò)電壓是由于系統中發(fā)生事故或發(fā)生諧振而引起的過(guò)電壓;操作過(guò)電壓是由于系統中的操作(投、切)引起的過(guò)電壓。
過(guò)電壓的作用時(shí)間雖然很短,但過(guò)電壓的數值卻大大超過(guò)正常工作電壓,因此,易造成絕緣的破壞。所以,設備絕緣應能耐受工作電壓的持續作用外,還必須能耐受過(guò)電壓的作用。
為了電氣設備安全可靠地運行,除應搞清楚過(guò)電壓的數值、波形等參數并設法降低或限制作用于設備上的過(guò)電壓的數值外,還要保證及提高絕緣本身的耐受電壓,這兩個(gè)方面就構成了高電壓技術(shù)的主要內容。如何保證及提高設備絕緣的耐受電壓,設計出先進(jìn)的絕緣結構則是高電壓絕緣所討論的內容。
在工作電壓和過(guò)電壓作用下,絕緣會(huì )發(fā)生電導、極化、損耗、老化、放電擊穿等現象。為了設計出技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟合理而又安全可靠的絕緣結構,首先必須掌握各類(lèi)絕緣材料在電場(chǎng)作用下的電氣物理性能,絕緣材料在強電場(chǎng)中的擊穿特性及其規律尤為重要。只有知道了絕緣材料本身耐受電壓的規律之后,才能進(jìn)行絕緣的設計(考慮絕緣結構、選擇絕緣距離或絕緣厚度等)。其次,絕緣的破壞決定于作用在其上的電場(chǎng)強度,在滿(mǎn)足電氣設備基本要求的前提下,應設法改善絕緣結構,使其電場(chǎng)分布盡可能地均勻,以減少電場(chǎng)強度。另外,采用新型絕緣材料。
二、絕緣的缺陷及試驗種類(lèi)
電氣設備必須在常年使用中保持高度的可靠性,為此,必須對設備按設計的規格進(jìn)行各種試驗。在制造廠(chǎng)有:對所有原材料的試驗,制造過(guò)程的中間試驗,產(chǎn)品定型及出廠(chǎng)試驗;在使用場(chǎng)合有:安裝后的交接試驗,使用中為維護運行安全而進(jìn)行的絕緣預防性試驗等。通過(guò)試驗,掌握電氣設備絕緣情況,可保證產(chǎn)品質(zhì)量或及早發(fā)現其缺陷,從而進(jìn)行相應的維護與檢修,以保證設備的正常運行。
電氣設備的絕緣缺陷,有些是制造時(shí)潛伏下的,另一些則是運行中在外界作用影響下發(fā)展起來(lái)的,即累積效應。外界作用有:工作電壓、過(guò)電壓、大氣影響(如潮濕等)、機械力、熱、化學(xué)等,當然這些外界作用的影響程度亦和制造質(zhì)量有關(guān)。目前,還不能做到使電氣設備的絕緣在運行中不發(fā)生明顯的劣化,所以,在電力系統中經(jīng)常進(jìn)行預防性試驗,及時(shí)發(fā)現缺陷,可減少許多事故的發(fā)生。
絕緣的缺陷通??煞譃閮纱箢?lèi)
第一類(lèi):集中性缺陷。例如懸式絕緣子的瓷質(zhì)開(kāi)裂;發(fā)電機絕緣局部磨損、擠壓破裂;電纜由于局部有氣隙在工作電壓作用下發(fā)生局部放電而損壞,以及其他的機械損傷、受潮等。
第二類(lèi)是分布性的缺陷,指電氣設備整體絕緣性能下降,如電機、變壓器、套管等絕緣中的有機材料受潮、老化、變質(zhì)等等。
絕緣內部有上述兩種類(lèi)型缺陷后,它的特性就往往發(fā)生一定的變化。這樣,我們就可以通過(guò)一些試驗把隱藏的缺陷檢查出來(lái)。
絕緣試驗
絕緣特性試驗
(非破壞性試驗)
絕緣電阻試驗
介質(zhì)損失角正切值的試驗
局部放電試驗
介質(zhì)損失角正切值的局部放電試驗
絕緣耐壓試驗
交流電壓試驗
直流電壓試驗
雷電沖擊電壓試驗
操作沖擊電壓試驗
絕緣特性試驗亦稱(chēng)非破壞性試驗,是指在較低的電壓下或使用其他不會(huì )損傷絕緣的辦法來(lái)測量絕緣的各種特性,從而判斷絕緣內部有無(wú)缺陷。實(shí)踐證明,這類(lèi)方法是有效的,但目前還不能只靠它來(lái)可靠地判斷絕緣的耐壓水平。
絕緣耐壓試驗亦稱(chēng)破壞性試驗,這類(lèi)試驗對絕緣的考驗是嚴格的,特別是能揭露那些危險性較大的集中性缺陷,它能保證絕緣有一定的水平或裕度,缺點(diǎn)是可能會(huì )在耐壓試驗時(shí)給絕緣造成一定的損傷。耐壓試驗是在絕緣特性試驗之后才進(jìn)行,如果非破壞性試驗已表明絕緣存在不正常情況,則必須在查明原因并加以消除后再進(jìn)行耐壓試驗,以避免不應有的擊穿。例如套管大修時(shí),當用非破壞性試驗判斷出絕緣受潮后,首先是進(jìn)行干燥,待受潮現象消除后才做耐壓試驗。
以上主要內容主要介紹各種絕緣試驗方法的基本原理以及能發(fā)現什么樣的缺陷。在具體判斷電氣設備的絕緣狀況時(shí),應注意對各項試驗結果進(jìn)行綜合判斷,并注意和歷史資料(出廠(chǎng)及往年數據)以及該設備的其它相進(jìn)行互相比較。為便于歷次試驗結果相互比較,最好在相近溫度和試驗條件下進(jìn)行試驗,以免因溫度換算帶來(lái)誤差。
試驗應盡量在良好天氣下進(jìn)行,執行標準有:
GB50150--2006《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》
DL/T596--1996《電力設備預防性試驗規程》
DL/T393--2010《輸變電設備狀態(tài)檢修試驗規程》
狀態(tài)檢修工作的核心是確定設備的狀態(tài),依據設備的狀態(tài)開(kāi)展相應的試驗、檢修工作?!皯薇匦?,修必修好”。
三、高壓設備的絕緣水平及試驗方法
高壓設備絕緣能否安全可靠地運行,起主要作用的是其耐受電壓的能力。各種額定電壓等級的設備,絕緣都需要具有相應的耐受電壓的能力。設備絕緣耐受電壓能力的大小稱(chēng)為絕緣水平。電氣身背的絕緣水平應保證絕緣在最大工作電壓的持續作用下和過(guò)電壓的短時(shí)作用下都能安全運行。
影響絕緣水平的因素有:
(1)工作電壓的持續作用下的老化是決定絕緣使用壽命的主要條件;
(2)雷電過(guò)電壓下的沖擊,時(shí)間短但數值高;
(3)暫時(shí)過(guò)電壓下的沖擊,如諧振,持續時(shí)間較長(cháng);
(4)操作過(guò)電壓下的沖擊。
對絕緣水平考核的試驗方法有:
(1)雷電過(guò)電壓試驗--雷電沖擊電壓模擬裝置;
(2)操作沖擊試驗—操作沖擊試驗模擬裝置;
(3)工頻電壓等效試驗 為了檢驗絕緣在暫時(shí)過(guò)電壓作用下運行的可靠性,通常用短時(shí)工頻電壓等效地來(lái)進(jìn)行試驗,判斷其絕緣水平的高低。
各種設備的一分鐘耐壓就是根據電力系統中內過(guò)電壓的大小制定的。其最大的有點(diǎn)就是適合于在現場(chǎng)進(jìn)行設備的試驗。
我國現行的絕緣預防性試驗項目:
(1)測定絕緣電阻;
(2)測量泄露電流;
(3)直流耐壓試驗;
(4)測量介損(介質(zhì)損耗角正切值δ);
(5)絕緣油介電強度試驗;
(6)微量水分測定;
(7)油中溶解氣體色譜分析;
(8)局部放電試驗;
(9)交流耐壓試驗。
以上試驗均是在停電(離線(xiàn))狀態(tài)下進(jìn)行,通過(guò)試驗預判電氣設備的絕緣性能。通常絕緣要開(kāi)展三個(gè)項目:
事故搶修---亡羊補牢;
預防性試驗---居安思危;
狀態(tài)檢修---需修即修。