浅谈绝缘电阻测量分析与提高的措施.pdf

2023 年第 2 期(总第 91 期)西 安 轨 道 交 通 职 业 教 育 研 究Xian Rail Transit Vocational Education ResearchNo.2,2023Serial No.91收稿日期:2023-01-20作者简介:王蒲民(1963-),男,陕西蒲城人,西安轨道交通集团有限公司运营分公司。浅谈绝缘电阻测量分析与提高的措施王蒲民(陕西轨道交通集团运营分公司 陕西 西安 710016)摘 要:绝缘电阻是电气设备重要的电气性能之一。绝缘电阻的正确测量和测量结果判断分析,直接影响电气设备的安全稳定运行。本篇文章从测量方法和注意事项入手,详细论述了绝缘电阻测量的影响因素,作者以自己在变电所测量绝缘电阻为例,讲述了测量结果的判断分析,并提出了现场设备提高电气设备绝缘电阻的措施。关键词:绝缘电阻测量和结果判断分析;提高措施中图分类号:U414 文献标识码:A 文章编号:SY010-(2023)02-0061-04Analysis and Improvement Measures for Insulation Resistance MeasurementWang Pumin(Shaanxi Rail Transit Group Operations Branch,Xian,Shaanxi 710016,China)Abstract:Insulation resistance is one of the important electrical properties of electrical equipment.The correct measurement of insulation resistance and the judgment and analysis of measurement results directly affect the safe and stable operation of electrical equipment.This article starts with measurement methods and precautions,and discusses in detail the influencing factors of insulation resistance measurement.The author takes his own measure-ment of insulation resistance in a substation as an example,explains the judgment and analysis of measurement re-sults,and proposes measures to improve the insulation resistance of electrical equipment on site.Key words:Insulation Resistance Measurement and Result Judgment Aanalysis;Improvement Measures0 引言绝缘电阻测量是为了解、评估电气设备的绝缘性能而经常使用的一种比较常规的试验类型。通过对电气设备、电气零件、电路等进行绝缘电阻测量来达到验证生产的电气设备的质量、确保电气设备满足规程和标准、确定电气设备性能随时间的变化、确定设备故障原因的目的。1绝缘电阻的正确测量方法和安全注意事项 (1)绝缘电阻测量必须两人进行,一人操作,一人监护。操作人的安全等级不得低于二级,监护人的安全等级不得低于三级。全过程两人正确使用个人劳动防护用品:工服、绝缘鞋、绝缘手套、安全帽。全过程操作人和监护人呼唤应答。(2)使用前,必须检查测量仪器外观完整,无任何机械损伤和配件齐全;要有出厂合格证、在有效使用期内效验的合格证。并要定期校验其准确度。(3)测量时,仪器引线应用专门测量引线,测量所使用的导线,要使用相应电压等级的绝缘线,不能用两根双绞绝缘线,以免产生测量误差。(4)测量绝缘电阻前,必须将被测设备从各方面断开电源,经验明无电且确认无人作业时方可进行测量。并对被试设备进行充分的放电,根据被试设备的性质,对于储能元件,放电时间不少于 210分钟,甚至更长。(5)摇测尽量在天气良好,且被试品温度,周围环境温度(1030最佳)一般不低于 5 度的条件下测量;在周围空气潮湿和地面潮湿时,应加屏蔽线测量;在摇测充油设备绝缘电阻时,应记录油温,环境温度和湿度,并将实际设备的温度换算到 20的绝缘电阻值。(6)需要测量吸收比的设备,应记录摇测第 15秒时、第 60 秒时的绝缘电阻值,算出吸收比(R60S/R15S),吸收比一般不低于 1.3。如果吸收比小于1.3,设备需要测量极化指数,应记录摇测第 1 分钟时,第 10 分钟时的绝缘电阻值,算出极化指数(R10m/R1m),极化指数一般不低于 1.5。(7)必须测量被试品实际工作或接近于实际工作温度条件下的绝缘电阻值,应在设备运行或刚停运时,立即摇测,以便检测的被试品相当于运行的具体情况。(8)禁止在雷电时或带电的高压设备附近测绝缘电阻,整个测量过程,测量人员不得触碰到仪表接线和测量的被试品。2 现场测量结果判断分析、判断(1)与规定标准值比较:对于牵引变电所、配电(降压)所的安全运行,人们最关心的是摇测结果是否超过电气设备的允许规定值。如果被试品的绝缘电阻值,在电业规程、标准、出厂说明书等中有明确的阻值要求,就按规定执行对比。大于允许规定值的就合格,小于允许规定值的就不合格。如果测量结果小于电气设备的允许规定值,则需要分析测量结果,查找绝缘电阻下降的原因,甚至停运该台设备,全面进行各项试验,综合判断该电气设备的绝缘情况。SF6 断路器的辅助回路和控制回路绝缘电阻不低于 2 兆欧。镉镍蓄电池,镉镍屏(柜)中控制母线的绝缘电阻不应低于 10 兆欧。每半年测量一次蓄电池的绝缘电阻,电压为 220V 时不小于 0.2 兆欧;电压为110V 时不小于 0.1 兆欧。针式支柱绝缘子的每一元件和每片悬式绝缘子的绝缘电阻不应低于 300 兆欧;棒式支柱绝缘子不进行此项试验。电容器极对壳绝缘电阻不于 2000 兆欧。避雷器 F2,FC2 和 FCD 型绝缘电阻自行规定,但与前一次或同类型号的测量数据进行比较,不应有显著变化;FS 型的绝缘电阻应不低于 2500 兆欧。金属氧化物避雷器的绝缘电阻,35KV 以上,不低于 2500 兆欧;35KV 及以下,不低于 1000 兆欧。高压母线的绝缘电阻 35KV 以上,不应低于 1兆欧/KV,35KV 及以下不低于 1000 兆欧。(2)同类电气设备的比较与该电气设备不同时期的比较相结合对于变压器的绝缘电阻换算至同一温度下,与前一次测试结果相比应无明显变化。对于互感器的绝缘电阻与初始值及历次数据比较,不应有显著变化。同类电气设备绝缘电阻比较就是在同一环境(温度、湿度、大气压、电场、磁场等),同一运行方式与状态并在同一时间内测量的同类电气设备的绝缘电阻相互比较。(3)现场环境(如温度、湿度、气压、电场、磁场等)变化对测量结果的影响。温度的影响:温度对绝缘电阻的影响很大,一般绝缘电阻是随温度上升而减小的,即绝缘电阻具有负温度特性。原因在于当温度升高时,带电质点热运动的动能愈大,更要跨越原来的平衡位置。绝缘介质中的极化加剧,电导增加,致使绝缘电阻值降低,并与温度变化的程度与绝缘材料的性质和结构等有关。测量时必须记录温度,以便将其换算到同一温度,26西安轨道交通职业教育研究进行比较。如果高压电气设备所处环境的空气最高温度超过 40 度时,温度每升高 3 度,空气间隙的绝缘强度下降约 1%。湿度的影响:湿度对表面泄漏电流的影响很大。绝缘表面吸附潮气,瓷套表面形成水膜,常使绝缘电阻显著降低。此外,由于某些绝缘材料有毛细管作用,当空气中的相对温度较大时,会吸收较多的水分,增加了电导,也使绝缘电阻值降低。某牵引变电所测量 110KV 电压互感器的绝缘电阻时,下雨前一次侧线圈绝缘电阻摇测值为 2500兆欧下雨后绝缘电阻却降低为 100 兆欧。分析原因,就是下雨后湿度对绝缘电阻起了下降的重要作用。电磁场的影响:尽管测量仪器具有防磁(一般为 3 级)功能,但是如果在强大的电磁场中测量,电磁场对测量系统存在一定的电磁感应现象,会给测量结果带来一定的测量指示误差。放电时间的影响:每测完一次绝缘电阻后,应将被试品充分放电,放电时间应大于充电时间,以利将剩余电荷放尽,否则,在重复测量时,由于剩余电荷的影响,其充电电流和吸收电流将比第一次测量时小,因而造成吸收比减少,绝缘电阻值增大的虚假现象。被试品污秽的影响:牵引变电所的电气设备,相当一部分为户外设备,大气污染已是一个世界性的严重问题,户外电气设备的绝缘就受到严峻的考验,特别是牵引变电所靠近工业集中区域,钢铁厂、水泥厂、化工厂等排出的污染物不断地落在户外电气设备的有效绝缘部位,CO2、SO2 等多种污染物都会降低绝缘强度,使摇测电阻值低于没有的真实绝缘电阻值。如果人为将有效绝缘部分的浸染物擦掉,才能真实地反映出该电气设备的绝缘电阻值,但是,这时摇测的绝缘电阻值不能反映电气设备运行状态的真实绝缘电阻值,即测量结果完全合格,但设备运行可能出现绝缘闪络现象。牵引变电所更主要地是考虑电气设备在运行状态的绝缘强度。大气压的影响:高压电气设备所处的海拔高度增加,大气压力下降,空气密度相对下降,电气设备的有效绝缘强度也随之下降,通过试验,高压电气设备在海拔1000M4000M 间,海拔每升高 100M,空气间隙的绝缘强度下降约 1%。使用兆欧表测量的人为因素:A、被试品无充分放电。B、摇测引线绝缘强度不足,引线相绞或落地。C、无正确读取 1 分钟时刻的绝缘电阻摇测值,要求时间和读数应准确无误。D、仪器应每年定期效验,以保证自身的准确度等级。3 提高电气设备绝缘电阻的措施。(1)设计时,采取高强度、高耐磨、防污型的绝缘材料。(2)增加电气设备的电气爬距长度,提高绝缘安全系数。适当增加导流体的截面,增加导流量,提高导体有效导电能力。增加散热面积,保证设备容量的实际输出。(3)电气设备投入前要按规定标准做绝缘交流耐压试验,保证额定工作电压下,耐压强度的冗余。运行中加强在线检测。(4)运行的电气设备要定期做绝缘强度试验,如测量绝缘电阻、测量介质损失角、做直流泄露电流等试验。(5)经常巡视电气设备,发现脏污及时清扫,防止污闪。发现机械损伤绝缘体,绝缘裂纹要及时更换。发现放电、电晕,要及时处理。(6)防止电气设备长期过负荷运行,杜绝设备发热使绝缘加速老化。(7)改善环境状态。安装电气设备选址要尽量选无污染的场所。电气设备安装在集装箱里,把室外设备变成了室内设备,改善了工作条件。安装组合电气,不但缩小了设备的安装体积,而且增加了绝缘强度,确保了设备安全运行。4 结束语测量绝缘电阻是进行工频耐压、介质损耗、局部放电等其他高压试验的基础,它具有测量简单、易于发现绝缘的缺陷的优点。但必须掌握测量原36王蒲民:浅谈绝缘电阻测量分析与提高的措施理和测量结果的综合分析判断,这样才能得到正确的结论,成为电气设备安全运行依据。有了可执行的提高电气设备绝缘电阻的措施,更能保障电气设备为人类高质量地服务。参考文献1 陈化钢.电力设备预防性试验方法M.北京:中国科学技术出版社,2001.2 邱昌荣,曹晓珑.电气绝缘测试技术M.北京:机械工业出版社,2001.3 齐阳.浅谈绝缘技术在高压电气设备中的应用价值J.科学致富向导,2013,(23).(责任编辑:任建国)(上接第 21 页)故障距离 C 牵混所 211 馈线上网点较远,线路阻抗较大,故障电流较小,可能使其馈线保护 IED 存在保护死区,因此,基于 GOOSE 网络的双边联跳保护能够消除保护死区,保证直流断路器快速跳闸。5 总结本文基于 IEC61850 标准,采用 LN 信息建模,将定时限过电流保护、低电压保护和接触网热过负荷保护功能与标准现有逻辑节点(PTOC、PTUV、PTTR)进行匹配,并新建 DDL 保护逻辑节点 PDDL类和框架泄露保护逻辑节点 PFLC 类信息模型,通过“虚端子”工程方案和功能逻辑节点 Inputs 信息配置,建立直流馈线保护 IED 信息交互模型。通过案例分析,基于 IEC61850 标准建立地铁直流馈线保护信息交互模型能够在大量硬接线消失时清晰表达保护装置的功能组成、二次设备之间和保护功能之间的关联关系及交互信息,为工程设计时用虚端子方案替代传统二次接线图、施工时图形化配置虚端子代替二次接线校线、运行维护时光纤通道自检和图形化虚端子表检查代替万用表手工二次故障排查提供技术支持。参考文献1 王健凯,隋佳斌,陈海辉.基于 GOOSE 通信的智能保护装置在青岛地铁中压供电网络的应用J.都市快轨交通,2019,(2).2 王永.浅析城市轨道交通变电所继电保护、综自系统由现行标准向 IEC61850 过渡的对策:第六届智慧城市与轨道交通国际学术峰会论文集C.济南:中国城市出版社,2019.3 席禹,陈波,袁智勇,等.基于 IEC61850 的配电自动化终端建模与测试需求研究J.电测与仪表,2020,(7).4 李重庆,董如亚,卞秋野,等.基于 IEC61850 的智能变电站高压线路保护建模J.山东电力技术,2020,(5).5 唐骏文.基于 IEC61850 的配电网自动化信息模型分析及仿真研究D.广东:广东工业大学,2020.6 武玉萍,邵雪瑾,郭科,等.基于 LGOS 和 LSVS 逻辑节点的变电站虚端子对接设计研究J.能源与环保,2021,(12).7 何柏杉,唐玫汪,润泽,等.既有牵引变电所智能化改造实施方案J.电器工业,2021,(6).8 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