高壓電氣設備試驗內容與原理

一、緒論

隨著(zhù)電力工業(yè)的飛速發(fā)展，機組參數、系統電壓等級逐步提高，電氣設備的絕緣強度、系統過(guò)電壓的限制水平對系統安全經(jīng)濟運行的影響日益突出。據統計，高壓電網(wǎng)的各種故障多是由于高壓電氣設備絕緣的損壞所致，因此了解設備絕緣特性，掌握絕緣狀況，不斷提高電氣設備絕緣水平是電力系統安全經(jīng)濟運行的根本保證。

高壓電氣設備在運行中必須保持良好的絕緣，為此從設備的制造開(kāi)始，要進(jìn)行一系列絕緣測試。這些測試包括：在制造時(shí)對原材料的試驗、制造過(guò)程的中間試驗、產(chǎn)品的定性及出廠(chǎng)試驗、在使用現場(chǎng)安裝后的交接試驗、使用中為維護運行而進(jìn)行的絕緣預防性試驗等。其中電氣設備的交接試驗和預防性試驗是兩類(lèi)zui重要的試驗，中華人民共和國電力行業(yè)標準和國家標準：DL/T596—1996《電力設備預防性試驗規程》和GB50150-91《電氣設備交接試驗標準》詳細地介紹了各項試驗的內容和標準。

二、絕緣預防性試驗

電氣設備絕緣預防性試驗是保證設備安全運行的重要措施，通過(guò)試驗，掌握設備絕緣狀況，及時(shí)發(fā)現絕緣內部隱藏的缺陷，并通過(guò)檢修加以消除，嚴重者必須予以更換，以免設備在運行中發(fā)生絕緣擊穿，造成停電或設備損壞等不可挽回的損失。

絕緣預防性試驗可分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是非破壞性試驗或稱(chēng)絕緣特性試驗，是在較低的電壓下或用其他不會(huì )損壞絕緣的辦法來(lái)測量的各種特性參數，主要包括測量絕緣電阻、泄漏電流、介質(zhì)損耗角正切值等，從而判斷絕緣內部有無(wú)缺陷。實(shí)驗證明，這類(lèi)方法是行之有效的，但目還不能只靠它來(lái)可靠的判斷絕緣的耐電強度。另一類(lèi)是破壞性試驗或稱(chēng)耐壓試驗，試驗所加電壓高于設備的工作電壓，對絕緣考驗非常嚴格，特別是揭露那些危險性較大的集中性缺陷，并能保證絕緣有一定的耐電強度，主要包括直流耐、交流耐壓等。耐壓試驗的缺點(diǎn)是會(huì )給絕緣造成一定的損傷。

三、電氣設備交接試驗

為適應電氣裝置安裝工程和電氣設備交接試驗的需要，促進(jìn)電氣設備交接試驗新技術(shù)的推廣和應用，國家標準GB50150-91《電氣設備交接試驗標準》詳細地介紹了各項試驗的內容和標準。電氣設備交接試驗除了部分絕緣預防性試驗還有其它一些特性試驗，例如變壓器直流電阻和變比測試、斷路器回路電阻測試等。

四、絕緣預防性試驗的基本原理

1、絕緣電阻的測試

絕緣電阻的測試是電氣設備絕緣測試中應用zui廣泛，試驗zui方便的項目。絕緣電阻值的大小，能有效地反映絕緣的整體受潮、污穢以及嚴重過(guò)熱老化等缺陷。絕緣電阻的測試zui常用的儀表是絕緣電阻測試儀（兆歐表）。

絕緣電阻測試儀（兆歐表）通常有100V、250V、500V、1000V、2500V和5000V等類(lèi)型。使用兆歐表應按照DL/T596《電力設備預防性試驗規程》的有關(guān)規定。

2、泄漏電流的測試

一般直流兆歐表的電壓在2.5KV以下，比某些電氣設備的工作電壓要低得多。如果認為兆歐表的測量電壓太低，還可以采用加直流高壓來(lái)測量電氣設備的泄漏電流。當設備存在某些缺陷時(shí)，高壓下的泄漏電流要比低壓下的大得多，亦即高壓下的絕緣電阻要比低壓下的電阻小得多。

測量設備的泄漏電流和絕緣電阻本質(zhì)上沒(méi)有多大區別，但是泄漏電流的測量有如下特點(diǎn)：

（1）試驗電壓比兆歐表高得多，絕緣本身的缺陷容易暴露，能發(fā)現一些尚未貫通的集中性缺陷。

（2）通過(guò)測量泄漏電流和外加電壓的關(guān)系有助于分析絕緣的缺陷類(lèi)型。

（3）泄漏電流測量用的微安表要比兆歐表精度高。

3、直流耐壓試驗

直流耐壓試驗電壓較高，對發(fā)現絕緣某些局部缺陷具有特殊的作用，可與泄漏電流試驗同時(shí)進(jìn)行。

直流耐壓試驗與交流耐壓試驗相比，具有試驗設備輕便、對絕緣損傷小和易于發(fā)現設備的局部缺陷等優(yōu)點(diǎn)。與交流耐壓試驗相比，直流耐壓試驗的主要缺點(diǎn)是由于交、直流下絕緣內部的電壓分布不同，直流耐壓試驗對絕緣的考驗不如交流更接近實(shí)際。

4、交流耐壓試驗

交流耐壓試驗對絕緣的考驗非常嚴格,能有效地發(fā)現較危險的集中性缺陷。它是鑒定電氣設備絕緣強度zui直接的方法，對于判斷電氣設備能否投入運行具有決定性的意義,也是保證設備絕緣水平、避免發(fā)生絕緣事故的重要手段。

交流耐壓試驗有時(shí)可能使絕緣中的一些弱點(diǎn)更加發(fā)展，因此在試驗前必須對試品先進(jìn)行絕緣電阻、吸收比、泄漏電流和介質(zhì)損耗等項目的試驗，若試驗結果合格方能進(jìn)行交流耐壓試驗。否則,應及時(shí)處理，待各項指標合格后再進(jìn)行交流耐壓試驗,以免造成不應有的絕緣損傷。

5、介質(zhì)損耗因數tgδ測試

介質(zhì)損耗因數tgδ是反映絕緣性能的基本指標之一。介質(zhì)損耗因數tgδ反映絕緣損耗的特征參數，它可以很靈敏地發(fā)現電氣設備絕緣整體受潮、劣化變質(zhì)以及小體積設備貫通和未貫通的局部缺陷。

介質(zhì)損耗因數tgδ與絕緣電阻和泄漏電流的測試相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，它與試驗電壓、試品尺寸等因素無(wú)關(guān)，更便于判斷電氣設備絕緣變化情況。因此介質(zhì)損耗因數tgδ為高壓電氣設備絕緣測試的zui基本的試驗之一。

介質(zhì)損耗因數tgδ可以有效的發(fā)現絕緣的下列缺陷：

（1）受潮；（2）穿透性導電通道；（3）絕緣內含氣泡的游離，絕緣分層、脫殼；（4）絕緣有臟污、劣化老化等。