电气设备预防性试验

电气设备预防性试验

预防性试验是电力设备运行和维护工作中一个重要环节，是保证电力设备安全运行的有效手段之一。多年来，电力部门的高压电力设备基本上都是按照原电力部颁发的《电力设备预防性试验规程》(以下简称《规程》)的要求进行试验的，对及时发现、诊断设备缺陷起到重要作用。《电力设备预防性试验规程》分章规定了各种常用电力设备的试验项目、试验周期和技术要求。这些试验项目综合了近代基本诊断技术。按专业来说，分属于电气、化学、机械等技术领域，其中大部分是电气试验项目。按试验性质来说，试验项目可分为4类。1、定期试验即预防性试验。这是为了及时发现设备潜在的缺陷或隐患，每隔一定时间对设备定期进行的试验。例如油中溶解气体色谱分析、绕组直流电阻、绝缘电阻、介质损耗因数、直流泄漏、直流耐压、交流耐压、绝缘油试验等。2．大修试验指大修时或大修后做的检查试验项目。除定期试验项目外，还需作：变压器穿心螺栓绝缘电阻、局部放电、油箱密封试验、断路器分合闸时间和速度、电动机间隙等试验．其中有些是纯属于机械方面的检查项目。3．查明故障试验指定期试验或大修试验时，发现试验结果有疑问或异常，需要进一步查明故障或确定故障位置时进行的一些试验，或称诊断试验。这是在“必要时”才进行的试验项目。例如：空载电流、短路阻抗、绕组频率响应、振动、绝缘油含水量和油介损、压力释放器、氧化锌避雷器工频参考电压试验等。

4．预知性试验这是为了鉴定设备绝缘的寿命，搞清被试设备的绝缘是否还能继续使用一段时间，或者是否需要在近期安排更换而进行的试验。例如：发电机或调相机定子绕组绝缘老化鉴定、变压器绝缘纸(板)聚合度、油中糠醛含量试验等。各类设备(如变压器、电容器、SF6开关设备、支持绝缘子等)的试验项目和试验周期，由设备运行的可靠性和安全情况，决定是否需要增减或修改。技术要求的来源和依据，大体上可归纳成两类：

1．由电力系统绝缘配合设计出发制定交流耐压试验电压标准；

2．不少技术要求是由试验经验的积累，经统计分析确定，并经多年实践．逐步修改、完善的(如介损、泄漏电流、吸收比等的技术要求)。《规程》着重指出，对试验结果应进行综合分析和判断。也就是一般应进行下列三步：第一步应与历年各次试验结果比较；第二步与同类型设备试验结果比较；第三步对照《规程》技术要求和其他相关试验结果，进行综合分析，特别注意看出缺陷发展趋势，作出判断。综合分析、判断有时有一定复杂性和难度，而不是单纯地、教条地逐项对照技术要求(技术标准)。特别当试验结果接近技术要求限值时(尚未超标)，更应考虑气候条件的影响、测量仪器可能产生的误差以及甚至要考虑操作人员的技术素质等因素。综合分析、判断的准确与否．在很大程度上决定于判断者的工作经验、理论水平、分析能力和对被试设备的结构特点，采用的试验方法、测量仪器及测量人员的素质等的了解程度。根据综合分析，一般可对设备作出判断结论：合格、不合格或对设备有怀疑。对不合格的，应及时进行检修。为了能做到有重点地或加速处理缺陷，应根据设备结构特点，尽量做部件的分节试验，以进一步查明缺陷的部位或范围。对有怀疑或异常、一时不易确定是否合格的设备．应采用缩短试验周期的措施，或在良好天气下、或在温度较高时进行复测，来监视设备可疑缺陷的变化趋势，或验证过去测量的准确性。对试验环境、试验设备、标准表计、安全技术的一般要求根据中华人民共和国国家标准（GB311.2-83）高电压试验技术第一部分一般试验条件和要求，结合现场试验的实际情况，对试验环境的一般要求：绝缘电阻、吸收比和极化指数测量1试验目的测量电气设备的绝缘电阻，是检查设备绝缘状态最简便和最基本的方法。在现场普遍用兆欧表测量绝缘电阻。绝缘电阻值的大小常能灵敏地反应绝缘情况，能有效地发现设备局部或整体受潮和脏污，以及绝缘击穿和严重过热老化等缺陷。用兆欧表测量设备的绝缘电阻，由于受介质吸收电流的影响，兆欧表指示值随时间逐步增大，通常取施加电压后60S的数值，作为绝缘电阻值。2吸收比和极化指数：吸收比K1为60S绝缘电阻值（R60S）与15S绝缘电阻值（R15S）之比值。对于大容量和吸收过程较长的大型发电机、变压器等，有时吸收比值尚不足以反映吸收的全过程，可采用较长时间的绝缘电阻比值，即（R10min）和（R1min）时绝缘电阻的比值，称作绝缘的极化指数。绝缘电阻和吸收比(或极化指数)能反映发电机或油浸变压器绝缘的受潮程度。绝缘受潮后吸收比值（或极化指数）降低，因此它是判断绝缘是否受潮的一个重要指标。绝缘电阻试验使用仪表最常用的测量仪表是兆欧表。兆欧表按电源型式通常可分为发电机型和整流电源型两大类。发电机型一般为手摇（或电动）直流发电机或交流发电机经倍压整流后输出直流电压；整流电源型由低压50HZ交流电（或干电池）经整流稳压、晶体管振荡器升压和倍压整流后输出直流电压。影响绝缘电阻的因素：1、温度的影响；2、湿度的影响；3、表面脏污和受潮的影响；4、被试设备剩余电荷的影响；5、兆欧表容量的影响。绝缘电阻试验测量结果的分析判断1、所测得的绝缘电阻值应大于规程规定的允许数值。2、将所测得的结果与有关数据比较。通常采用与同一设备的各相间的数据、同类设备间的数据、出厂试验数据、耐压前后数据等，如发现异常，应立即查明原因或辅以其他测试结果进行综合分析、判断。测量应注意的事项：1

对同一台设备的历次测量，最好使用同一只兆欧表，以消除由于不同的兆欧表输出特性不同给测量结果带来影响。2

当所测绝缘电阻过低时，能分解的设备应进行分解试验，找出绝缘电阻最低的部位。3

设备绝缘电阻受温度的影响较大，测量结果应在相近的温度或换算至相同的温度下进行纵、横比较。在环境温度低于5℃时，不宜进行绝缘测量和换算。测量直流电阻的试验目的检查绕组接头的焊接质量和绕组有无匝间短路现象；电压分接开关的各个位置接触是否良好及分接的实际位置是否相符；直流高压引出线有无断裂，多股导线并绕组是否有断股等情况。变压器在大修时或改变分接头位置后，直流电阻测试仪或者出口故障短路后，直流高压发生器需要测量绕组连同套管一起的直流电阻。电介质在交流电压作用下，除电导和周期性缓慢极化引起的损耗外，有时可能产生游离损耗，即电晕和局部放电损耗，这些损耗统称为介质损耗。介质损耗因数tanδ的测量，习惯上简称“介损试验”。tanδ是绝缘品质的重要指标，tanδ越小意味着介质损耗越小。测量目的测量电气设备绝缘的损耗因数，能有效地发现设备绝缘的普遍老化、受潮、充油设备的油质劣化、油泥脏污等整体绝缘缺陷，对小电容设备如套管、互感器等也能够发现绝缘内部存在气隙以及固体绝缘开裂等局部绝缘缺陷。测量设备介质损耗因数的同时，可以计算出设备的电容量。根据损耗因数的大小，电容量的变化，能有效的发现电容量较小的设备，如套管、电流互感器等设备的绝缘缺陷。试验仪器与接线常用的试验仪器是QS1型交流电桥以及与其相配合的升压变压器BR16型标准电容器。目前也采用微机介质损耗测试仪这一种新型的绝缘测试仪器。QS1型交流电桥（西林电桥）最常用的试验接线为正接线和反接线两种，此外还有对角接线，低压接线等方式。通过测量介损能比较灵敏地反映设备绝缘的整体品质，也能比较灵敏地反映小容量套管、互感器绝缘的局部缺陷，但不能灵敏地反映大容量发电机、变压器及电力电缆绝缘的局部缺陷，所以应尽可能将这些设备分解为几个部分来测量介损。

介损试验的影响因素：1、外界的电场和磁场干扰；2、温度；3、绝缘整体老化；4、油质老化；5、严重局部缺陷；6、受潮；7、试验电压。测量泄漏电流与测量绝缘电阻的原理相似，在一定电压范围内，当绝缘良好时，所加直流电压与泄漏电流的比值和兆欧表的测量结果是对应的，但测泄漏电流时所加的电压要高得多，所以能发现绝缘电阻试验所不能发现的某些缺陷。如35KV及以上变压器测泄漏电流时，能灵敏发现套管开裂、绝缘纸沿面碳化、绝缘油劣化及内部受潮等缺陷。泄漏电流试验与直流耐压试验的方法是一致的，但作用不同。前者是检查绝缘状况或缺陷；后者是考验绝缘的电气强度，试验电压更高，在额定电压的两倍以上，对发现局部缺陷更有特殊意义。目前，直流耐压试验在高压电机、高压电缆等设备的预防性试验中广泛应用。与交流耐压试验相比，直流耐压试验主要有一下特点：1、试验中只有微安级电导电流，远小于交流耐压试验时的电流，试验设备轻巧，方便现场试验。2、由试验结果绘制的“电压-电流”曲线能有效地反映绝缘内部的集中性缺陷或受潮。3、可使电机定子绕组端部绝缘上也受到较高电压的作用，这有利于发现端部绝缘缺陷，如端部绑扎不紧、绝缘损伤以及鼻部绝缘损坏等缺陷。4、局部放电弱，不会加速有机绝缘材料的分解或老化变质，在某种程度上带有非破坏性试验的性质。5、绝缘内部的电压分布由电导决定，与交流运行电压作用下的电压分布不同，对绝缘的考验不如交流耐压那样接近实际。试验影响因素：1、高压连接导线的对地泄漏电导；2、试品绝缘表面的泄漏电导；3、试品温度；4、试品的残余电荷；5、测量中的异常情况（电压不稳、交流分量大等）测量结果的分析判断：1、将泄漏电流测量值与同一温度下的规定值比较，符合要求为合格；如无规定则可与历年数据作比较，不应有显著变化；还可通过同一设备相间比较以及与同类设备作比较等办法进行分析判断。2、对发电机、变压器等重要设备，可做出电流与电压或电流与时间曲线进行分析判断。3、变压器的绝缘结构也会影响泄漏电流，试验结果应以与历年试验数据作比较以及与同类型变压器作比较为主，并结合绝缘电阻、介损值进行综合比较。

总之，对试验结果必须进行全面的历史的综合分析，以掌握设备性能变化规律和趋势。交流耐压试验是交流电气设备最重要的试验项目，它能全面考核绝缘强度，有效地发现各种集中性缺陷。实际上是检查设备绝缘承受各种过电压的能力，是考核绝缘电气强度的有效方法和重要手段，他能有效发现绝缘中危险的集中性缺陷，对保证设备安全运行具有重要的意义。交流耐压试验是破坏性试验。在试验之前必须对被试品先进行绝缘电阻，吸收比、泄漏电流、介损及绝缘油等项目的试验，若试验结果正常方能进行交流耐压试验，若发现设备的绝缘情况不良（如受潮和局部缺陷等），通常应先进行处理后再做耐压试验，避免造成不应有的绝缘击穿。交流耐压分为如下几种情况：1、工频耐压试验，是检查主绝缘电气强度普遍采用的方法，应直接测量试品的电压，防止容升现象。大容量试品可采用并联或串联谐振电路以及超低频试验装置等进行工频耐压试验。2、工频耐压试验只能检查全绝缘变压器的主绝缘和分级绝缘变压器的中性点绝缘，绕组层间、匝间及线段间的绝缘要用倍频感应耐压试验进行检验。后者是以两倍或三倍频装置作电源，在低压线圈施加1.7～2.0倍的额定电压，可同时考核主绝缘和纵绝缘。3、利用变压器产生操作冲击电压波来检查主、纵绝缘。交流耐压试验会使固体有机绝缘中原来的弱点发展，造成绝缘强度降低，形成绝缘劣化的累积效应。因此，必须正确地选择试验电压标准和加压时间。短时工频耐