淺談電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)

　　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(duì)設(shè)備進(jìn)行的檢查、試驗(yàn)或監(jiān)測(cè),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(gè)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(guó)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(jì)資料。

　　《電氣傳動(dòng)》(月刊)創(chuàng)刊于1959年，由天津電氣傳動(dòng)設(shè)計(jì)研究所和中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)共同主辦，是一本電氣傳動(dòng)自動(dòng)化領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)期刊。以報(bào)道國(guó)內(nèi)外電氣傳動(dòng)自動(dòng)化領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)，產(chǎn)品動(dòng)態(tài)，發(fā)表科研成果和總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的文章，促進(jìn)科技交流，溝通行業(yè)、產(chǎn)品信息，培養(yǎng)人才為辦刊宗旨。

　　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(guò)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(shí)加以消除，避免在運(yùn)行中設(shè)備絕緣在工作電壓或過(guò)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(guò)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(duì)運(yùn)行狀態(tài)幾乎沒(méi)有影響，甚至絕緣預(yù)防性試驗(yàn)根本測(cè)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(wú)法及時(shí)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(guò)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(guò)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(jí)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(duì)絕緣造成的不同程度的損傷是不可逆轉(zhuǎn)的，長(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)處理。電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)對(duì)防止電氣設(shè)備在工作電壓或過(guò)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(lèi)：第一類(lèi)是破壞性試驗(yàn)，這類(lèi)試驗(yàn)對(duì)絕緣的考驗(yàn)是嚴(yán)格的，特別是能揭露那些危險(xiǎn)性較大的集中性缺陷，其缺點(diǎn)可能會(huì)因耐壓試驗(yàn)給絕緣造成一定的損傷。第二類(lèi)是非破壞性試驗(yàn)，是指在較低的電壓下或用其它不會(huì)損傷絕緣的辦法來(lái)測(cè)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(duì)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(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合分析比較后，才能對(duì)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(cè)量直流電阻，測(cè)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(dòng)和機(jī)械應(yīng)力等所造成的導(dǎo)線斷裂、接頭開(kāi)焊、接觸不良、匝間短路等缺陷。

　　2.2測(cè)量絕緣電阻，測(cè)量電氣設(shè)備的絕緣電阻,是檢查設(shè)備絕緣狀態(tài)最簡(jiǎn)便和最基本的方法。在現(xiàn)場(chǎng)普遍用兆歐表測(cè)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(guò)熱老化等缺陷。對(duì)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(lái)計(jì)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(jiǎn)便,常用來(lái)初步檢查被試物絕緣有無(wú)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(cè)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(shí)一定時(shí)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(cè)出絕緣受潮的情況和局部缺陷,在試驗(yàn)過(guò)程中可根據(jù)微安表指示,隨時(shí)了解絕緣狀況。

　　2.4測(cè)量介質(zhì)損失角正切值，介質(zhì)損失角試驗(yàn)是評(píng)價(jià)高壓電氣設(shè)備絕緣狀況的有效方法之一。通過(guò)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(duì)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(lái)。

　　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(duì)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(guò)電壓的情況,同時(shí)比起直流耐壓來(lái),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(duì)絕緣不良的被試物來(lái)說(shuō)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(cè)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(shí),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(duì)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(huì)損傷絕緣的辦法來(lái)測(cè)量絕緣的各種特性,從而判斷絕緣內(nèi)部的缺陷。最簡(jiǎn)單而常用的非破壞性試驗(yàn)就是測(cè)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(shí),通過(guò)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(shí)間有關(guān)的,其隨加壓的時(shí)間增長(zhǎng)而減小,并在相當(dāng)?shù)臅r(shí)間后趨于零。此時(shí)總的電流便趨于穩(wěn)定值,這個(gè)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(jì)算,不是直接測(cè)量電流大小,而是用兆歐表去測(cè)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(shí),反映泄漏電流的絕緣電阻明顯下降在用兆歐表檢查時(shí)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(jiàn)的缺陷是瓷瓶開(kāi)裂、開(kāi)裂后絕緣電阻明顯下降,就可以用兆歐表檢測(cè)出來(lái)。對(duì)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(lái)測(cè)量它們的絕緣電阻隨時(shí)間的變化,以判斷絕緣狀況。吸收試驗(yàn)反映B級(jí)絕緣和B級(jí)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(lái)表示：K=R06/R15,即60s時(shí)兆歐表的讀數(shù)與15s時(shí)兆歐表的讀數(shù)之比。K值是兩個(gè)絕緣電阻值之比,有利于反映絕緣狀態(tài)。例如,對(duì)于干燥的B級(jí)絕緣的發(fā)電機(jī)定子線圈,在10～30℃時(shí)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(shí),K值也可反映出來(lái)。但出現(xiàn)某些集中缺陷已發(fā)展的很?chē)?yán)重,以致在耐壓試驗(yàn)中被擊穿,但耐壓試驗(yàn)前測(cè)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?chē)?yán)重,但還沒(méi)有貫穿的緣故。因此,只憑絕緣電阻的測(cè)量來(lái)判斷絕緣狀況是不可靠的。泄漏電流試驗(yàn)與絕緣電阻測(cè)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(guò)程中便于檢測(cè)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(guò)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(lèi)試驗(yàn)對(duì)絕緣的考慮是嚴(yán)格的,特別是能遏制那些危險(xiǎn)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(shí),可能會(huì)給絕緣帶來(lái)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(shí)間有關(guān),尤其對(duì)有機(jī)絕緣特別明顯,其擊穿電壓隨加壓時(shí)間的增加而逐漸下降。有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,耐壓時(shí)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(lái)得及暴露。另一方面,又不致時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而使不應(yīng)有的絕緣擊穿。

　　3結(jié)語(yǔ)

　　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(jiān)持預(yù)防為主,使設(shè)備能夠長(zhǎng)周期、安全、可靠運(yùn)行,防患于未然。另外還應(yīng)堅(jiān)持科學(xué)的態(tài)度,對(duì)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(shì),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(shí)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(dòng)管理向主動(dòng)管理轉(zhuǎn)變,將管結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)楣苓^(guò)程,實(shí)現(xiàn)全面質(zhì)量管理。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).

　　[2]《電力設(shè)備交接預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》華北電力集團(tuán)公司.