預(yù)防性試驗(yàn)ppt課件

1、第4章 電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性實(shí)驗(yàn) 電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性實(shí)驗(yàn)已成為保證現(xiàn)代電力系統(tǒng)平安可靠運(yùn)轉(zhuǎn)的重要措施之一。這種實(shí)驗(yàn)除了在新設(shè)備投入運(yùn)轉(zhuǎn)前在交接、安裝、調(diào)試等環(huán)節(jié)中進(jìn)展外，更多的是對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)中的各種電氣設(shè)備的絕緣定期進(jìn)展檢查，以便及早發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷，及時(shí)改換或修復(fù)，防患于未然。 絕緣缺點(diǎn)大多因內(nèi)部存在缺陷而引起，有些絕緣缺陷是在設(shè)備制造過(guò)程中產(chǎn)生和潛存下來(lái)的，還有一些絕緣缺陷那么是在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中由外界影響要素的作用下逐漸開(kāi)展和構(gòu)成的。就其存在的形狀而言，絕緣缺陷可分為兩大類：集中性缺陷 ；分散性缺陷 由于缺陷種類很多、影響各異，所以絕緣預(yù)防性實(shí)驗(yàn)的工程也就多種多樣。每個(gè)工程所反映的絕緣形狀和缺陷性質(zhì)亦

2、各不一樣，故同一設(shè)備往往要接受多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，才干作出比較準(zhǔn)確的判別和結(jié)論。 4.1 絕緣電阻、吸收比的丈量 4.2 介質(zhì)損耗角正切的丈量 4.3 部分放電的丈量 4.4 絕緣油性能檢測(cè) 習(xí)題與思索題本章內(nèi)容前往4.1 絕緣電阻、吸收比的丈量 絕緣電阻是一切電介質(zhì)和絕緣構(gòu)造的絕緣形狀最根本的綜合性特性參數(shù)。由于電氣設(shè)備中大多采用組合絕緣和層式構(gòu)造，故在直流電壓下均會(huì)有明顯的吸收景象，使外電路中出現(xiàn)一個(gè)隨時(shí)間而衰減的吸收電流。4.1.1 絕緣電阻與吸收比的丈量 4.1.2 目前常用的絕緣電阻測(cè)試 丈量走漏電流從原理上來(lái)說(shuō)，與丈量絕緣電阻是類似的，但它所加的直流電壓要高得多，能發(fā)現(xiàn)用兆歐表所不能顯示的某

3、些缺陷，具有本人的某些特點(diǎn)。 前往 絕緣電阻是反映絕緣性能的最根本的目的之一，通常都用兆歐表來(lái)丈量絕絕緣電阻是反映絕緣性能的最根本的目的之一，通常都用兆歐表來(lái)丈量絕緣電阻。用兆歐表來(lái)丈量電氣設(shè)備的絕緣電阻被廣泛的運(yùn)用在常規(guī)絕緣實(shí)驗(yàn)中。緣電阻。用兆歐表來(lái)丈量電氣設(shè)備的絕緣電阻被廣泛的運(yùn)用在常規(guī)絕緣實(shí)驗(yàn)中。 4.1.1 絕緣電阻與吸收比的丈量 圖4-1 兆歐表的原理接線圖 圖中G為手搖(或電動(dòng))直流發(fā)電機(jī)，也能夠是交流發(fā)電機(jī)經(jīng)晶體二極管整流。M為流比計(jì)式的丈量機(jī)構(gòu)，包括處在永磁磁場(chǎng)內(nèi)的可動(dòng)部分電壓線圈LV和電流線圈LA。在把被試物接到兩個(gè)丈量端子L和E之間時(shí)，搖動(dòng)發(fā)電機(jī)手柄，直流電壓就加到兩個(gè)并聯(lián)

4、的支路上。圖4-1 兆歐表的原理接線圖 第一個(gè)支路電流 經(jīng)過(guò)電阻RV 和電壓線圈LV。第二個(gè)支路電流 經(jīng)過(guò)被試電阻 RA 和電流線圈LA。兩個(gè)線圈中電流產(chǎn)生的力矩方向相反。在力矩差的作用下，使可動(dòng)部分旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)線圈所受的力也隨之改動(dòng)。當(dāng)?shù)竭_(dá)平衡時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)的角度正比于 。AIVIVIAI圖4-1 兆歐表的原理接線圖 絕緣電阻和吸收比丈量一、絕緣電阻的丈量1、作用：能發(fā)現(xiàn)絕緣受潮或有集中性的導(dǎo)電通道2、丈量工具：兆歐表3、接線方式：4.方法規(guī)定以加電壓后60秒測(cè)得的數(shù)值為該試品的絕緣電阻值.5.本卷須知(1)先撤除被試品的電源和對(duì)外一切連線,將其接地并放電(2)待手搖發(fā)電機(jī)穩(wěn)定以后,再將兩端子接

5、在試品上(3)60秒后再讀數(shù)(4)對(duì)大容量試品,測(cè)好以后先斷兩端子接線, 后停手搖發(fā)電機(jī)(5)留意溫度和濕度的較正二.吸收比的丈量1.吸收比k 吸收比大小可反映絕緣枯燥或受潮k值大(大于或等于1.3)絕緣良好,吸收景象明顯;反之,絕緣受潮,吸收景象不明顯1560RRK 2.方法按測(cè)絕緣電阻的方法測(cè)15秒和60秒時(shí)的電阻再按公式可求得k1560RRK 丈量絕緣電阻能有效地發(fā)現(xiàn)以下缺陷：總體絕緣質(zhì)量欠佳；絕緣受潮；兩極間有貫穿性的導(dǎo)電通道；絕緣外表情況不良。丈量絕緣電阻不能發(fā)現(xiàn)以下缺陷：絕緣中的部分缺陷：如非貫穿性的部分損傷、含有氣泡、分層脫開(kāi)等；絕緣的老化。 不論是絕緣電阻的絕對(duì)值或是吸收比都只

6、是參考性的。如不滿足最低合格值，那么絕緣中一定存在某種缺陷；但是，如已滿足最低合格值，也還不能一定絕緣是良好的。有些絕緣，特別是油浸的或電壓等級(jí)較高的絕緣，即使有嚴(yán)重缺陷，用兆歐表測(cè)得的絕緣電阻值、吸收比，仍能夠滿足規(guī)定要求，這主要是由于兆歐表的電壓較低的緣故。 (1)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將試品接地放電一定時(shí)間。對(duì)容量較大的試品，普通要求5-10min (2)高壓測(cè)試銜接線應(yīng)盡量堅(jiān)持架空，確需運(yùn)用支撐時(shí)，要確認(rèn)支撐物的絕緣對(duì)被試品絕緣丈量結(jié)果的影響極小。(3)丈量吸收比時(shí)，應(yīng)待電源電壓達(dá)穩(wěn)定后再接入試品，并開(kāi)場(chǎng)計(jì)時(shí)。丈量絕緣電阻時(shí)應(yīng)留意以下幾點(diǎn)：(4)對(duì)帶有繞組的被試品，應(yīng)先將被測(cè)繞組首尾短接，再接到L端

7、子：其他非被測(cè)繞組也應(yīng)先首尾短接后再接到應(yīng)接端子。(5)絕緣電阻與試品溫度有非常顯著的關(guān)系。 (6)每次測(cè)試終了時(shí)，應(yīng)在堅(jiān)持兆歐表電源電壓的條件下，先斷開(kāi)L端子與被試品的連線，以免試品對(duì)兆歐表反向放電，損壞儀表。前往 目前數(shù)字兆歐表曾經(jīng)根本上取代了手搖式的兆歐表。數(shù)字兆歐表由高壓發(fā)生器、丈量橋路和自動(dòng)量程切換顯示電路等三大部分組成。 任務(wù)原理為：經(jīng)電子線路構(gòu)成的高壓發(fā)生器將低壓轉(zhuǎn)換成高壓實(shí)驗(yàn)電源，供應(yīng)丈量橋路；丈量橋路實(shí)現(xiàn)比例式丈量，將丈量結(jié)果送自動(dòng)量程切換顯示電路進(jìn)展量程轉(zhuǎn)換和數(shù)字顯示。 目前比較常用的是BY2671數(shù)字兆歐表。 4.1.2 目前常用的絕緣電阻測(cè)試 BY2671數(shù)字兆歐表(本

8、節(jié)完)小 結(jié)絕緣電阻是一切電介質(zhì)和絕緣構(gòu)造的絕緣形狀最根本的綜合特性參數(shù)。電氣設(shè)備中大多采用組合絕緣和層式構(gòu)造，故在直流電壓下均有明顯的吸收景象，丈量吸收比可檢驗(yàn)絕緣能否嚴(yán)重受潮或存在部分缺陷。前往 4.2 介質(zhì)損耗角正切的丈量 tan能反映絕緣的整體性缺陷(例如全面老化)和小電容試品中的嚴(yán)重部分性缺陷。由于tan隨電壓而變化的曲線，可判別絕緣能否受潮、含有氣泡及老化的程度。但是，丈量tan不能靈敏地反映大容量發(fā)電機(jī)、變壓器和電力電纜(它們的電容量都很大)絕緣中的部分性缺陷，這時(shí)應(yīng)盡能夠?qū)⑦@些設(shè)備分解成幾個(gè)部分，然后分別丈量它們的tan。 4.2.1 西林電橋丈量法的根本原理 4.2.2 西林

9、電橋丈量法的電磁干擾 4.2.3 西林電橋丈量法的其他影響要素本節(jié)內(nèi)容前往4-6 西林電橋原理接線圖 圖中Cx，Rx為被測(cè)試樣的等效并聯(lián)電容與電阻，R3、R4表示電阻比例臂，Cn為平衡試樣電容Cx的規(guī)范，C4為平衡損耗角正切的可變電容。 4.2.1 西林電橋丈量法的根本原理 43xnZ ZZ Z根據(jù)電容平衡原理，當(dāng): 式中Zx、Zn、Z3、Z4分別是電橋的試樣阻抗，規(guī)范電容器阻抗以及橋臂Z3和Z4的阻抗 11xxxjCZRw=+1NNZj Cw=33ZR=44411j CZRw=+42311tanxNxRCCR44tanxC R解所得方程式，得 (4-6) 4-7 4-8 4-9 當(dāng) 時(shí)，試樣

10、電容可近似地按下式計(jì)算： tan0.1x43xNRCCR4-10 因此，當(dāng)橋臂電阻R3，R4和電容CN，C4知時(shí)就可以求得試樣電容和損耗角正切，計(jì)算出Cx后，根據(jù)試樣與電極的尺寸在計(jì)算其相對(duì)介電常數(shù)。 通常橋臂阻抗要比Z3和Z4大得多，所以任務(wù)電壓主要作用在橋臂阻抗上，因此它們被稱為高壓臂，而Z3和Z4為低壓臂，其作用電壓往往只需數(shù)伏。為了確保人身和設(shè)備平安，在低壓臂上并聯(lián)有放電管A、B兩點(diǎn)對(duì)地，以防止在R3、C4等需求調(diào)理的元件上出現(xiàn)高壓。 電橋到達(dá)平衡時(shí)的相量圖見(jiàn)圖4-7，其中電橋的平衡是經(jīng)過(guò)R3和C4來(lái)改動(dòng)橋臀電壓的大小和相位來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在實(shí)踐操作中，由于R3和Z4相互之間也有影響，故需反

11、復(fù)調(diào)理R3和C4，才干到達(dá)電橋的平衡。 圖4-7 西林電橋平衡時(shí)的相量圖 由于絕大多數(shù)電氣設(shè)備的金屬外殼是直接放在接地底座上的，換言之，被試品的一極往往是固定接地的。這時(shí)就不能用上述正接線來(lái)丈量它們的tan，而應(yīng)改用圖4-8所示的反接線法進(jìn)展丈量。 圖4-8 西林電橋反接線原理圖 前往前往 在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)展丈量時(shí)，試品和橋體往往處在周圍帶電部分的電場(chǎng)作用范圍之內(nèi)，雖然電橋本體及銜接線都如前所述采取了屏蔽，但對(duì)試品通常無(wú)法做到全部屏蔽。這時(shí)等值干擾電源電壓就會(huì)經(jīng)過(guò)對(duì)試品高壓電極的雜散電容產(chǎn)生干擾電流，影響丈量。 圖4-9 外接電源引起的電磁干擾 4.2.2 西林電橋丈量法的電磁干擾 消除或減小由于電場(chǎng)

12、干擾引起的誤差，可以采取以下措施 ：1加設(shè)屏蔽，用金屬屏蔽罩或網(wǎng)把試品與干擾源隔開(kāi)。2采用移相電源 3倒相法 圖4-10移相電源消除干擾的接線圖 前往前往4.2.3 西林電橋丈量法的其他影響要素 1.溫度的影響 溫度對(duì)tan值的影響很大，詳細(xì)的影響程度隨絕緣資料和構(gòu)造的不同而異。普通來(lái)說(shuō)，tan隨溫度的增高而增大?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)的絕緣溫度是不一定的，所以為了便于比較，應(yīng)將在各種溫度下測(cè)得的tan值換算到20時(shí)的值。 圖4-11 與實(shí)驗(yàn)電壓的典型關(guān)系曲線1良好的絕緣 2絕緣中存在氣隙 3受潮絕緣 2. 實(shí)驗(yàn)電壓的影響 3. 試品電容量的影響 對(duì)于電容量較小的試品(例如套管、互感器等)，丈量tan能有

13、效地發(fā)現(xiàn)部分集中性缺陷和整體分布性缺陷。但對(duì)電容量較大的試品(例如大中型發(fā)電機(jī)、變壓器、電力電纜、電力電容器等)丈量tan只能發(fā)現(xiàn)整體分布性缺陷 4. 試品外表走漏的影響 試品外表走漏電阻總是與試品等值電阻Rx并聯(lián)，顯然會(huì)影響所測(cè)得的tan值，這在試品的Cx較小時(shí)尤需留意。 前往前往(本節(jié)完)小 結(jié)丈量 值是判別電氣設(shè)備絕緣形狀地一項(xiàng)靈敏有效的方法。 值的丈量，最常用的是西林電橋。 的丈量受一系列外界要素的影響。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)盡能夠采用屏蔽，除污等方法消除這些影響。tgtgtg 4.3 部分放電的丈量 當(dāng)電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣發(fā)生部分放電時(shí)，將伴隨著出現(xiàn)許多景象。有些屬于電的，例如電脈沖、介質(zhì)損耗的增大和

14、電磁波輻射，有些屬于非電的，如光、熱、噪音、氣體壓力的變化和化學(xué)變化。這些景象都可以用來(lái)判別部分放電能否存在，因此檢測(cè)的方法也可以分為電的和非電的兩類。 目前得到廣泛運(yùn)用而且比較勝利的方法是電的方法，即丈量絕緣中的氣隙發(fā)生放電時(shí)的電脈沖。它不僅可以判別部分放電的有無(wú)，還可以斷定放電的強(qiáng)弱。 4.3.1 部分放電丈量的根底 4.3.2 部分放電丈量的脈沖電流法 4.3.3 部分放電丈量的非電檢測(cè)法 前往前往(a)表示圖 (b)等值電路4.3.1 部分放電丈量的根底 圖4-12 絕緣內(nèi)部氣隙部分放電的等值電路 在固體或液體介質(zhì)內(nèi)部g處存在一個(gè)氣隙或氣泡，Cg代表該氣隙的電容，Cb代表與該氣隙串聯(lián)的

15、那部分介質(zhì)的電容，Ca那么代表其他完好部分的介質(zhì)電容 。整個(gè)系統(tǒng)的總電容為: bgabg+C CCCCC sinmuUtsinbgmbgCuUtCC在電源電壓 的作用下， 上分到的電壓gC為：4-11 4-12 圖4-13部分放電時(shí)電壓電流變化曲線 圖4-14 一次部分放電的電流脈沖 電容上分到的電壓 ，氣隙放電電壓 ，熄滅電壓剩余電壓 。gurUsU表征部分放電的三個(gè)根本參數(shù) 視在放電量 4-17 其中 為試品電容， 為氣隙放電時(shí)，試品兩端的壓降。 既是發(fā)生部分放電時(shí)試品Ca所放掉的電荷，也是電容Cb上的電荷增量。比真實(shí)放電量小得多aaUCqqaCaUqp放電反復(fù)率 p 在選定的時(shí)間間隔內(nèi)測(cè)

16、得的每秒發(fā)生放電脈沖的平均次數(shù)p放電能量 p 指一次部分放電所耗費(fèi)的能量。 p p 432其中 為視在放電量， 為部分放電起始電壓。p p NWiqUW21qiU其他參數(shù) 平均放電電流 放電的均方率 放電功率 部分放電起始電壓 部分放電熄滅電壓前往前往4.3.2 部分放電丈量的脈沖電流法 當(dāng)發(fā)生部分放電時(shí)，試品兩端會(huì)出現(xiàn)一個(gè)幾乎是瞬時(shí)的電壓變化，在檢測(cè)回路中引起一高頻脈沖電流，將它變換成電壓脈沖后就可以用示波器等丈量其波形或幅值，由于其大小與視在放電量成正比，經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)就能得出視在放電量(普通單位用pC)。此法靈敏度高、運(yùn)用廣泛。 前往前往4.3.3 部分放電丈量的非電檢測(cè)法 噪聲檢測(cè)法 超聲波

17、法光檢測(cè)法 化學(xué)分析法 p噪聲檢測(cè)法超聲波法噪聲檢測(cè)法超聲波法介質(zhì)中發(fā)生部分放電時(shí)，其瞬時(shí)釋放的能量將放電源周圍的介質(zhì)加熱使其蒸發(fā)，效果就像一個(gè)小爆炸。此時(shí)放電源好像一個(gè)聲源，向外發(fā)出聲波。由于放電繼續(xù)時(shí)間很短，所發(fā)射的聲波頻譜很寬，可到達(dá)數(shù)MHz。 引見(jiàn)一種聲測(cè)法傳感器固體中常用傳感器為測(cè)震儀固體中常用傳感器為測(cè)震儀accelerometer和聲發(fā)射和聲發(fā)射Acoustic Emission傳感器。測(cè)震儀有著平滑的頻率傳感器。測(cè)震儀有著平滑的頻率特性，測(cè)試頻率可達(dá)特性，測(cè)試頻率可達(dá)50kHz以上。聲發(fā)射傳感器有多個(gè)頻段以上。聲發(fā)射傳感器有多個(gè)頻段30k1MHz，該傳感器有很強(qiáng)的方向性，普通來(lái)

18、說(shuō)只，該傳感器有很強(qiáng)的方向性，普通來(lái)說(shuō)只能測(cè)試某個(gè)特定方向的聲信號(hào)。能測(cè)試某個(gè)特定方向的聲信號(hào)。Senaco AS100 聲傳感器聲傳感器 北京亞捷隆測(cè)控技術(shù)北京亞捷隆測(cè)控技術(shù) 抗電磁干擾才干強(qiáng) 靈敏度不受試品電容的影響 能進(jìn)展復(fù)雜設(shè)備放電源定位 在傳播途徑中衰減、畸變嚴(yán)重 根本不能反映放電量的大小 實(shí)踐中普通不獨(dú)立運(yùn)用聲測(cè)法，而將聲測(cè)法和電測(cè)法結(jié)合起來(lái)運(yùn)用。 噪聲檢測(cè)法的特點(diǎn)光檢測(cè)法 采用光纖傳感器，部分放電產(chǎn)生的聲波壓迫使得光纖性質(zhì)改動(dòng)，導(dǎo)致光纖輸出信號(hào)改動(dòng)，從而可以測(cè)得放電。 光測(cè)法只能測(cè)試外表放電和電暈放電，在現(xiàn)場(chǎng)中光測(cè)法根本上沒(méi)有直接運(yùn)用。將光纖技術(shù)和聲測(cè)法相結(jié)合提出了聲-光測(cè)法。 p化學(xué)分析法膜紙絕緣介質(zhì)中，常用高性能液體色譜分析法HPLC判別介質(zhì)老化情況。在電力變壓器中，油色譜分析DGA方法是一 種簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、有效的變壓器在線監(jiān)測(cè)方法。 在高壓電氣設(shè)備中，絕緣油得到了廣泛的運(yùn)用。高壓電氣設(shè)備的主要部件