电力设备绝缘检测技术的研究.pdf

第 3 2 卷第 2 期 2 0 1 0年 4月 甘肃冶金 G ANS U ME T AL L U R( ； Y Vo 1 3 2 N o 2 Ap r ， 2 0 1 0 文章编号 ： 1 6 7 2 - 4 4 6 1 ( 2 0 1 0 ) 0 2 - 0 0 8 5 - 0 3 电力设备绝缘检测技 术的研究 李 劫 ( 酒泉钢铁集团公司 动力厂， 甘肃嘉峪关7 3 5 1 0 0 ) 摘要： 在电力系统中， 为了保证电力系统的安全、 可靠运行， 必须保证各种电气设备的绝缘具有一定的电气强度， 使其在运行过程中始终保持良 好状态。传统的预防性试验和新发展起来的电力设备绝缘在线检测技术就能很好 地 测量设备的绝缘情况。通过测量， 掌握电气设备的绝缘情况， 可及时发现并查找设备存在的缺陷及隐患， 及时进 行相应的维护和检修， 以保证电气设备的安全稳定运行。 关键词： 电力设备； 绝缘 ； 预防性试验 ； 在线监测 中图分类号： T M8 5 5 文献标识码 ： B S t u d y o f I n s u l a t i o n De t e c t i o n Te c h no l o g y o f Po we r Eq u i p m e n t U J i e ( J i u q u a n I r o n&S t e e l C o L t d ，J i a y u g u a n 7 3 5 1 0 0， C h i n a ) Ab s t r a c t t I n t h e p o we r s y s t e m，i n o r d e r t o e n s u r e t h e p o w e r e q u i p me n t o p e rati o n s a l l y a n d r e l i a b l y ，w e mu s t e n fl u i e v e r y p o we r e q u i p me n t s i n s u l a ti o n h a s c e r t a i n e l e c t ric s t ren g t h Ma k e i t a l w a y s k e e p f a i r c o n d i t i o n i n t h e p r o c e s s o f o p e r a ti o n T h e t r a dit i o n al p rev e n t i v e t e s t a n d n e w t e c h n o l o g y o f o n l i n e d e t e c t i o n o n p o we r e q u i p me n t b i n s u l a ti o n C a l l t e s t the s i t u a ti o n o f e q u i p me n t s i n s u l a t i o n we l1 B y t e s ti n g ，mast e ri n g the s i t u a ti o n o f e q u i p me n t s i n s u l a ti o n， W e e a r l fi n d and s e a r c h t h e d e - f e c t and h i d d e n t r o u b l e and d o c o r r e s p o n d i n g ma i n t e n anc e and r e p a i r i n t i me Ma k i n g 8 H e r powe r e q u i p me n t 8 s a f e an d s t a - b l e w o r k i n g Ke y W o r d s ： powe r e q u i p me n t ； i n s u l a t i o n ； t r a d i t i o n al p rev e n t i v e t e s t ； o n li n e d e t e c ti o n 1 引言 变电站( 所) 高压电气设备的检修管理方式经 历了三个发展阶段： 2 0世纪 5 O年代的事后检修， 6 0 8 O年代的定期预防性试验以及 9 0 年代后不断发 展的设备 状态检测。随着我 国电力工业 的不 断发 展， 装机容量不断增加， 对供电质量的要求也不断提 高。电气设备运行可靠性， 在很大程度上取决于绝 缘部分的良好与否。本文探讨的就是电力设备绝缘 检测技术。 2 高压绝缘试验方法的研究 电气设备绝缘中可能存在着某些缺陷， 它们可 能是在制造过程中留下的， 也可能是在运输及保管 过程中形成的， 而由于运行中绝缘的老化， 更不可避 免地使某些缺陷发生和发展。通过试验发现这些缺 陷， 又通过检修把它们排除掉， 就能减少设备损坏和 停电事故， 保证电力系统安全运行。 电气设备的绝缘预防性试验主要包括测量绝缘 电阻、 泄漏电流和介质损耗因数( t a n S ) 以及耐压试 验四大项 目。 2 1 电力设备绝缘电阻的测量 绝缘电阻是反 映绝缘性能 的最基本 的指标 之 一 。如果被试设备绝缘 良好， 则试验中最后稳定的 绝缘电阻值高； 反之， 如绝缘受潮， 或存在某些穿透 性的导电通道， 则不仅最后稳定的绝缘电阻值低， 而 且还会很快达到稳定值。 绝缘电阻一般是用兆欧表来测量的， 兆欧表的 内部 由电源和测 量机构组 成。电源输 出电压 ( 直 流) 等级分别为5 0 0 V 、 1 0 0 0 V 、 2 5 0 0 V及 5 0 0 0 V 等。应根据被试设备的额定电压来选择兆欧表， 兆 歃表的额定电压过高， 可能在测试中损坏被试设备 绝缘。 2 2 电力设备介质损耗因数的测量 8 6 甘肃冶金 第 3 2卷 介质损耗因数( t a n 8 ) 是表明设备绝缘状态的重 要参数之一。当测得设备的 t a n 8值大时， 说明设备 绝缘受潮， 电导电流增大或内部有局部放电， 设备正 常时其 ta n 8 值在 0 1 一 0 8 之间。 测量被 试 品的 t a n 8值通常采用 西林 电桥法。 西林电桥是一种平衡电桥， 具有体积小、 携带方便、 测量灵敏准确等优点， 是目前测量高压电气设备的 绝缘介损值和电容量的最常用的专用试验设备。 2 3 电力设备泄漏电流的测量 泄漏电流是表明设 备绝缘状 态的重要参数 之 一 。对于一些设备不能测量 t a n 8值时， 也可用测量 泄漏电流方法确定设备绝缘受潮或损坏程度 。 良好的绝缘 ， 泄漏电流随外施 电压的增加成直 线关系， 而且上升较小 ， 如图 l中曲线 l所示 ； 绝缘 受潮后 ， 泄漏 电流随外施 电压的上升很大， 如 曲线 2 所示； 绝缘存在贯通的集中性缺陷时， 当外施电压升 高到一定的数值后， 泄漏电流激增， 如曲线 3所示； 绝缘的集中性缺陷越严重， 出现泄漏电流激增点的 电压将越低 ， 如曲线 4所示。 i ( u 、 4 3 图 l 发 电机典型泄漏电流 曲线 u 一直流电压 ； u 。 直流耐压试验电压； i 一泄漏电流 测量泄漏 电流所需要 的直流高压是利用交流经 整流器而获得， 并且可以调节， 对一定电压等级的设 备绝缘可以施加相应的试验电压。另外， 泄漏电流 试验是用微安表来指示泄漏电流值， 读数比较精确， 同时可以在加电压过程中随时监视微安表的读数， 以了解绝缘状况。 2 4 电力设备耐压试验 ( 1 ) 直流耐压试验。直流耐压试验与泄漏 电流试 验的方法相同， 但目的不一样， 泄漏电流试验是检查 绝缘状况或查明缺 陷， 直流耐压试验是确定绝缘的 电气强度 。因此 ， 直流耐压试验所用 的试验 电压更 高些， 一般为额定电压的2倍以上， 且是逐级升压， 一 旦发现异常现象 ， 可及时停止试验 ， 进行处理。 二者均能反映设备受潮、 劣化和局部缺陷等问 题， 而直流耐压试验因电压高对于发现局部缺陷更 有 效 。 ( 2 ) 交流耐压试验。交流耐压试验是鉴定电力设 备绝缘强度最有效和最直接的方法 ， 是预防性试验 的一项重要内容。由于交流耐压试验中对被试品施 加的电压一般比运行电压高得多， 因此我国和多数 工业 国家都 已具有 2 2 5 0 k V的试验变压器， 个别 国 家的试验变压器已达到 3 0 0 0 k V。 3 绝缘在线监测技术的研 究 与预防性试验相 比， 电气设备绝缘在线监测 系 统有下列优点 ： ( 1 ) 不需要停电就可以了解运行设备的绝缘状 况， 减少停电对国民经济影响。 ( 2 ) 在运行电压下 ， 绝缘的缺陷较容易暴露出来。 ( 3 ) 可对运行 中电力设备的绝缘进行跟踪监测 ， 及时发现设备内部的故障隐患。 (4 ) 绝缘在线监测系统所得到的数据为设备的 “ 状态维修” 提供理论依据。 3 1 电力设备介质损耗因数在线监测方法 电容型套管的介质损耗因数( t a n 8 ) 的在线监测 方法 同样可用 Q S 1型西林 电桥进行- 9 J 。 其测试接线如图2所示 ： 图2 套管介质损耗因数在线监测接线 图2 中， C 为套管导电杆与测量小套管问绝缘 的等值电容( 即被试品) ， 并组成电桥的一个臂。A 点为测量小套管的外端点， 正常运行时， 测量小套管 外端接地。Q为测量专用刀闸， A点至 Q点间用同 轴电缆连接， 以防外电场干扰。被试品上 的运行 电 压经电压互感器 T v的二次线圈， 接人标准电容器 c 回路。选用电压互感器 时 ， 其一次侧额定 电 压不应低于被试品运行相电压， 二次侧额定电压不 应高于标准电容器额定电压。 依据 Q S 1 电桥的工作原理， 测量结果可按下式 计算： t a w $ =t a n s 0 +C t a n y ( 1 ) 嬲懿 第 2期 李劫： 电力设备绝缘检测技术的研究 8 7 式中： t a n 8 一套管导电杆与测量小套管问绝缘 的介损值； t a n 8 。 一电桥平衡时的读数； C 一 标准电 容器的电容值， F ； t a n _ y 一电压互感器相角差的正切 值。 现在越来越多的测量 t a n 8的方法被开发出来 ， 其中各有各的优点 和缺点 ， 所 以我们在做测量的时 10 k v 线 路 巷 B r 一 C 十 一 _ 1 O 型避 雷器 候要根据各种设备在各种情况下的具体要求( 如侧 重准确度或侧重实现方法等) 应用各种测量方法。 3 2 电力设备泄漏电流在线监测方法 F s阀型避雷器泄漏 电流在线监测的接线如图 3 所 示 ： 图 3 F S阀型避雷器泄漏 电流在线监测接线 ( a ) 接线 ； ( b ) 等值电路 图 3中 F Sl 0型避雷器上端接在 1 0 k V线路 上， 设备处于带电运行中； 下端拆开， 接人泄漏电流 监测线路。监测线路主要有一个桥式整流电路和一 个微安表组成。为 了准确地测量泄漏 电流值 ， 由避 雷器底部到微安表之间的引线必须使用绝缘屏蔽 线 ， 其金属外皮必须接地 ， 否则， 由于杂散 电容电流 I 。 的影响， 可能使测量结果产生较大的误差。 由于在线监测 中运行 电压往往有所波动 ， 不易 定出一个绝对 的标准来判断是否严重受潮 ， 但可 以 对以往的记录和三相间互相 比较 ， 如果泄露电流有 明显差异 ， 则必须进行处理。 4 结语 随着国民经济和电力工业的迅速发展 ， 电网规 模 日 益庞大， 结构 日 趋复杂。电力设备增长很快， 有 关电气设备绝缘的问题就显得越来越突出。绝缘通 常是电气设备中的薄弱环节， 一旦设备绝缘受到损 害 ， 在设备 的运行过程中， 就容易发生绝缘击穿。轻 则设备本身受到破坏， 遭受经济损失； 重则造成电力 系统大面积停电， 造成重大国民经济损失。为了保 证设备绝缘安全运行， 就要对设备定期地进行绝缘 检测 ， 掌握设备的运行情况 。 参考文献 ： I 吕 冬电气绝缘在线检测设备的技术发展和应用选 择 J 西北电力技术 ， 2 0 0 5， 6： 3 4 - 3 7 2 周泽存 高电压技术 M 北京 ： 中国电力 出版社 ， 2 0 0 4： 1 3 7- 21 3 3 江苏省电力工业局 电力试验技能培训教材 M 北 京： 中国电力出版社， 1 9 9 8 4 张金玉， 关根志 高电压实验 M 北京 ： 高等教育出 版社 ， 1 9 9 6 ： 1 - 7 7 5 王川波 高压电气绝缘及测试 M 北京 ： 中国水利水 电出版社 ， 2 0 0 0 6 金立军， 钱政， 关永刚 现代电气检测技术 M 北 京： 电子工业出版社， 2 0 0 7 7 李建明， 朱康主 高压电气设备试验方法 M 北京： 中国电力出版社， 2 0 0 2 8 黄盛洁， 姚文捷 ， 马治亮， 等 电力设备绝缘在线监测 和状态维修 M 北京： 中国水利水电出版社， 2 0 0 4 9 王昌平， 李福祺， 高胜友 电力设备的在线监测与故障 诊断 M 北京： 清华大学出版社， 2 0 0 0 收稿 日期 ： 2 0 0 9 - 0 9 - 2 8 作者简介： 李劫( 1 9 7 3 一 ) ， 浙江宁波， 工程师， 毕业于兰州大学给水 排水专业。 儆E m 。aiI：G S L；5 6Y J 2 6 。