電氣預(yù)防性試驗(yàn)是為了發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中設(shè)備的隱患,預(yù)防發(fā)生事故或設(shè)備損壞;對設(shè)備進(jìn)行的檢查、試驗(yàn)或監(jiān)測,包括取油樣進(jìn)行的試驗(yàn)。是電力設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)工作中一個重要環(huán)節(jié)，是保證電氣設(shè)備安全運(yùn)行的有效手段之一。預(yù)試試驗(yàn)的依據(jù)是國家《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》、行業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及設(shè)計資料。

  1 電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)的必要性

  電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)，是避免電氣設(shè)備在運(yùn)行中設(shè)備絕緣被擊穿釀成停電事故，起到保證設(shè)備安全運(yùn)行的作用。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗(yàn)是保障電氣設(shè)備安全運(yùn)行的重要措施。通過此試驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備絕緣內(nèi)部隱藏的缺陷，以便在設(shè)備檢修時加以消除，避免在運(yùn)行中設(shè)備絕緣在工作電壓或過電壓下?lián)舸┒斐赏ｋ娀蛟O(shè)備損壞事故。

  預(yù)防性試驗(yàn)的目的之一是通過各種試驗(yàn)手段診斷電力設(shè)備的絕緣狀況。電力設(shè)備的絕緣部分是薄弱環(huán)節(jié)，最容易被損壞或劣化。絕緣故障具有隨機(jī)性、階段性、隱蔽性。絕緣缺陷大多數(shù)發(fā)生在設(shè)備內(nèi)部，從外表上不易觀察到。微弱的絕緣缺陷，特別是早期性絕緣故障，對運(yùn)行狀態(tài)幾乎沒有影響，甚至絕緣預(yù)防性試驗(yàn)根本測試不到。受試驗(yàn)周期的限制，事故可能發(fā)生在2次預(yù)防性試驗(yàn)的間隔內(nèi)。這就決定了定期的預(yù)防性試驗(yàn)無法及時準(zhǔn)確及早發(fā)現(xiàn)絕緣隱患。

  預(yù)防性試驗(yàn)包括破壞性試驗(yàn)(如直流耐壓、交流耐壓等)和非破壞性試驗(yàn)(如絕緣電阻、繞組直流電阻、介質(zhì)損耗等)、非破壞性試驗(yàn)中，一般所加的交流試驗(yàn)電壓不超過10kV，這比目前的35～220kV電網(wǎng)的運(yùn)行電壓低很多。在運(yùn)行電壓下，設(shè)備的局部缺陷已發(fā)生了局部擊穿現(xiàn)象，而在預(yù)防性試驗(yàn)中仍可順利過關(guān)，但這種局部缺陷在運(yùn)行電壓下卻不斷發(fā)展，以致在預(yù)防性試驗(yàn)周期內(nèi)可能導(dǎo)致重大事故。顯然，隨著電壓等級的升高，預(yù)防性試驗(yàn)的實(shí)際意義已減弱。另一方面，破壞性試驗(yàn)則可能引入新的絕緣隱患，由于試驗(yàn)電壓都數(shù)倍于設(shè)備的額定電壓，且這種高壓對絕緣造成的不同程度的損傷是不可逆轉(zhuǎn)的，長此以往必將縮短電力設(shè)備的使用壽命。

  2 電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)

  電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)是保證電氣設(shè)備安全運(yùn)行的重要措施，其目的在于檢查電氣設(shè)備在長期運(yùn)行中是否保持良好狀態(tài)，掌握電氣設(shè)備的絕緣情況，以便發(fā)現(xiàn)缺陷及時處理。電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)對防止電氣設(shè)備在工作電壓或過電壓作用下?lián)舸┰斐傻耐ｋ娂皣?yán)重?fù)p壞設(shè)備的事故，起著預(yù)防作用。預(yù)防性試驗(yàn)方法可以分成兩大類：第一類是破壞性試驗(yàn)，這類試驗(yàn)對絕緣的考驗(yàn)是嚴(yán)格的，特別是能揭露那些危險性較大的集中性缺陷，其缺點(diǎn)可能會因耐壓試驗(yàn)給絕緣造成一定的損傷。第二類是非破壞性試驗(yàn)，是指在較低的電壓下或用其它不會損傷絕緣的辦法來測量絕緣的各種特性，從而判斷絕緣的內(nèi)部缺陷。破壞性和非壞性試驗(yàn)各有其特點(diǎn)，所反映的絕緣缺陷的性質(zhì)是不同的，且對不同的絕緣結(jié)構(gòu)和材料的有效性也不一樣。所以,往往需要采用不同的試驗(yàn)方法，并對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合分析比較后，才能對被試絕緣材料的性能做出正確的、客觀的判斷。

  預(yù)防性試驗(yàn)的基本試驗(yàn)方法有:

  2.1測量直流電阻，測量直流電阻的目的是檢查電氣設(shè)備繞組的質(zhì)量及回路的完整性, 以發(fā)現(xiàn)因制造質(zhì)量不良或運(yùn)行中的振動和機(jī)械應(yīng)力等所造成的導(dǎo)線斷裂、接頭開焊、接觸不良、匝間短路等缺陷。

  2.2測量絕緣電阻，測量電氣設(shè)備的絕緣電阻,是檢查設(shè)備絕緣狀態(tài)最簡便和最基本的方法。在現(xiàn)場普遍用兆歐表測量絕緣電阻,絕緣電阻值的大小常能靈敏地反應(yīng)絕緣情況,能夠有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)備局部或整體受潮和臟污,以及絕緣擊穿和嚴(yán)重過熱老化等缺陷。對被試物進(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn),一般以絕緣阻值及其吸收比來計量。因選用的兆歐表電壓低于被試物工作電壓,故此項(xiàng)試驗(yàn)屬于非破壞性試驗(yàn),且操作安全、簡便,常用來初步檢查被試物絕緣有無受潮及局部缺陷。

  2.3直流泄露電流及直流耐壓試驗(yàn)，直流泄露電流試驗(yàn)是測量被試物在不同直流電壓作用下的直流泄漏電流值。而直流耐壓試驗(yàn)是被試物在高于幾倍工作電壓下,歷時一定時間的一種抗電強(qiáng)度試驗(yàn)。直流泄露電流及直流耐壓試驗(yàn)的原理與絕緣電阻試驗(yàn)的原理完全相同, 但是比絕緣電阻試驗(yàn)的優(yōu)越之處在于,試驗(yàn)電壓高并可隨意調(diào)節(jié),可以更有效地檢測出絕緣受潮的情況和局部缺陷,在試驗(yàn)過程中可根據(jù)微安表指示,隨時了解絕緣狀況。

  2.4測量介質(zhì)損失角正切值，介質(zhì)損失角試驗(yàn)是評價高壓電氣設(shè)備絕緣狀況的有效方法之一。通過介質(zhì)損失角試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)絕緣受潮、絕緣中含有氣體以及浸漬物和油的不均勻或臟污等缺陷。適合體積較大的、由多種絕緣材料組成的被試物,對于嚴(yán)重的局部缺陷和受潮、絕緣老化等整體缺陷是能較靈敏、有效地檢查出來。

  2.5交流耐壓試驗(yàn)： 雖然直流耐壓試驗(yàn)的試驗(yàn)電壓也較高,但對保證設(shè)備安全運(yùn)行還是不夠的。所以為進(jìn)一步暴露設(shè)備缺陷,檢查設(shè)備絕緣水平和最后確定設(shè)備能否投入運(yùn)行,還應(yīng)進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。交流耐壓試驗(yàn)?zāi)芨玫啬M被試物在實(shí)際運(yùn)行中承受過電壓的情況,同時比起直流耐壓來,往往能更有效地發(fā)現(xiàn)一些被試物的局部缺陷。由于交流耐壓試驗(yàn)的試驗(yàn)電壓一般比運(yùn)行電壓高很多,對絕緣不良的被試物來說是一種破壞性試驗(yàn),因此進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)前,應(yīng)先進(jìn)行測量絕緣電阻、直流泄露電流及直流耐壓試驗(yàn)等,初步檢查絕緣的狀況。若發(fā)現(xiàn)絕緣有缺陷時,應(yīng)研究處理后再進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。交流耐壓試驗(yàn)是鑒定電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度最直接的方法,對于判斷電氣設(shè)備能否投入運(yùn)行具有決定性的意義,也是保證設(shè)備絕緣水平、避免發(fā)生絕緣事故的重要手段。

  2.6非破壞性試驗(yàn)

  非破壞性試驗(yàn)是在較低的電壓下或者是用其它不會損傷絕緣的辦法來測量絕緣的各種特性,從而判斷絕緣內(nèi)部的缺陷。最簡單而常用的非破壞性試驗(yàn)就是測量被試品的絕緣電阻。

  當(dāng)直流電壓作用在任何介質(zhì)上時,通過它的電流可包含三部分:泄漏電流、電容電流和吸收電流。后兩部分是與時間有關(guān)的,其隨加壓的時間增長而減小,并在相當(dāng)?shù)臅r間后趨于零。此時總的電流便趨于穩(wěn)定值,這個穩(wěn)定的電流值就是泄漏電流。

  一般在絕緣預(yù)防試驗(yàn)中,為方便計算,不是直接測量電流大小,而是用兆歐表去測量絕緣電阻的變化。由于兆歐表內(nèi)直流電壓一定,故絕緣電阻與電流成反比,當(dāng)被試品絕緣中存在貫穿的集中性缺陷時,反映泄漏電流的絕緣電阻明顯下降在用兆歐表檢查時便可發(fā)現(xiàn)。例如：變電站中常用的針式支持絕緣子最常見的缺陷是瓷瓶開裂、開裂后絕緣電阻明顯下降,就可以用兆歐表檢測出來。對于電容較大的設(shè)備,如電機(jī)、變壓器、電容器等可利用吸收現(xiàn)象來測量它們的絕緣電阻隨時間的變化,以判斷絕緣狀況。吸收試驗(yàn)反映B級絕緣和B級浸膠絕緣的局部缺陷和受潮程度比較靈敏。例如,發(fā)電機(jī)定子絕緣吸收現(xiàn)象是十分明顯的,通常我們用吸收比來表示：K=R06/R15,即60s時兆歐表的讀數(shù)與15s時兆歐表的讀數(shù)之比。K值是兩個絕緣電阻值之比,有利于反映絕緣狀態(tài)。例如,對于干燥的B級絕緣的發(fā)電機(jī)定子線圈,在10～30℃時吸收比遠(yuǎn)大于1.3;若受潮嚴(yán)重, 則絕緣的電阻值顯著下降,使K值大下降,K≈1;如K<1.3,則可判斷為絕緣受潮。當(dāng)絕緣有嚴(yán)重缺陷時, K值也可反映出來。但出現(xiàn)某些集中缺陷已發(fā)展的很嚴(yán)重,以致在耐壓試驗(yàn)中被擊穿,但耐壓試驗(yàn)前測出的絕緣電阻值和吸收比均很高,這是因?yàn)檫@些缺陷雖然很嚴(yán)重,但還沒有貫穿的緣故。因此,只憑絕緣電阻的測量來判斷絕緣狀況是不可靠的。泄漏電流試驗(yàn)與絕緣電阻測量原理相同,泄漏電流試驗(yàn)是在更高的電壓下進(jìn)行(高于10kV)由于在升壓過程中便于檢測泄漏電流值,因而易于發(fā)現(xiàn)集中性缺陷。

  2.7破壞性試驗(yàn)

  破壞性試驗(yàn)也叫交流耐壓試驗(yàn)。交流耐壓試驗(yàn)是考驗(yàn)被試品絕緣承受各種過電壓能力, 它的電壓、波形、頻率和在被試品絕緣內(nèi)部電壓的分布均符合實(shí)際運(yùn)行情況,能有效的發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷,這類試驗(yàn)對絕緣的考慮是嚴(yán)格的,特別是能遏制那些危險性較大的集中缺陷,它能保證絕緣有一定的水平或裕度。缺點(diǎn)是耐壓試驗(yàn)時,可能會給絕緣帶來一定損傷,為了避免設(shè)備的損壞,耐壓試驗(yàn)要在非破壞性試驗(yàn)之后進(jìn)行,即在非破壞性試驗(yàn)合格后方可允許進(jìn)行。絕緣的擊穿電壓值與加壓的持續(xù)時間有關(guān),尤其對有機(jī)絕緣特別明顯,其擊穿電壓隨加壓時間的增加而逐漸下降。有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,耐壓時間為1min,一方面是為了便于觀察被試品情況, 使有弱點(diǎn)的絕緣來得及暴露。另一方面,又不致時間過長而使不應(yīng)有的絕緣擊穿。

  在電氣設(shè)備的維護(hù)檢修、運(yùn)行工作中, 必須認(rèn)真執(zhí)行電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程, 不斷提高質(zhì)量, 堅持預(yù)防為主, 使設(shè)備能夠長周期、安全、可靠運(yùn)行, 防患于未然。另外還應(yīng)堅持科學(xué)的態(tài)度, 對試驗(yàn)結(jié)果全面的、歷史的進(jìn)行綜合分析, 掌握電氣設(shè)備性能變化的規(guī)律和趨勢, 使電氣設(shè)備的絕緣性能始終處于監(jiān)控、掌握、管理之中。也只有這樣, 才能真正認(rèn)識到電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)的必要性, 才能限制電氣故障的擴(kuò)大、減輕設(shè)備的損壞, 提高電氣系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性。我們才能由事后把關(guān)向積極的事前預(yù)防轉(zhuǎn)變, 由被動管理向主動管理轉(zhuǎn)變, 將管結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)楣苓^程, 實(shí)現(xiàn)全面質(zhì)量管理。

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