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2018-08-30
1、絕緣電阻的測量
基本而常用的非破壞性試驗方法：就是用兆歐表測量被試驗的絕緣電阻。通常，電氣設(shè)備的絕緣都是多層的，這些多層絕緣體，在外施直流電壓下，就有吸收現(xiàn)象，即電流逐漸減小，而趨于某一恒定值(泄漏電流)。圖1中的曲線1即為這一電流隨時間變化的曲線，因為通過介質(zhì)的電流與介質(zhì)電阻的測量值成反比，故可用曲線2表示介質(zhì)加壓后其電阻的測量值與時間的關(guān)系，如被試品絕緣狀況愈好，吸收過程進行得愈慢，吸收現(xiàn)象便愈明顯，如被試品嚴(yán)重受潮或其中有集中性導(dǎo)電通道，由于絕緣電阻顯著降低，泄漏電流增大，吸收過程快，如曲線3所示。這樣流過絕緣的電流便迅速變?yōu)橐惠^大的泄漏電流。因此可根據(jù)被試品的電流變化情況來判斷被試品的絕緣狀況。
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，用兆歐表檢查時便發(fā)現(xiàn)。例如：變電站中的針式絕緣子常見的缺陷是瓷質(zhì)開裂，開裂后絕緣電阻明顯下降，一般就可用兆歐表檢測出來；而發(fā)電機的絕緣往往變動甚大，它和被試品的體積、尺寸、空氣狀況等有關(guān)，往往難以給出一定的絕緣電阻值的判斷標(biāo)準(zhǔn)。通常把處于同一運行條件下不同相的絕緣電阻進行比較，或是把這一測量的絕緣電阻和過去對它曾測得的絕緣電阻值進行比較來發(fā)現(xiàn)問題；對于容量較大的設(shè)備如電機、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(即絕緣電阻測量值)隨時間的變化以判斷絕緣狀況。吸收試驗反映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。發(fā)電機定子絕緣的吸收現(xiàn)象是十分明顯的，通常用吸收比來表示：K＝R60″/R15″(即60s時兆歐表讀數(shù)與15s時的讀數(shù)之比)。由于K值是兩個絕緣電阻之比故與設(shè)備尺寸無關(guān)，可有利于反映絕緣狀態(tài)，完好干燥的絕緣，吸收現(xiàn)象明顯，吸收比K常較大(大于1.3)；絕緣受潮時，吸收現(xiàn)象不明顯，吸收比較小(接近于1)。
需要注意的是，有時當(dāng)某些集中性缺陷雖已發(fā)展得很嚴(yán)重，以致在耐壓實驗中被擊穿，但耐壓試驗前測出的絕緣電阻值和吸收比均很高，這是因為這些缺陷雖然嚴(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能的，還需要選擇其它方法進行試驗。
2、泄漏電流試驗
泄漏電流試驗與絕緣電阻測量原理相同，只是前者在較高電壓下進行(高于10kV)，通常是測量出試品在不同試驗電壓下的泄漏電流，做出泄漏電流I與試驗電壓U的關(guān)系曲線，因而能更靈敏地測出一法中所發(fā)現(xiàn)的缺陷。如圖2為發(fā)電機絕緣泄漏曲線，對于良好的絕緣，泄漏電流隨試驗電壓成直線上升，且值較小(曲線1)，當(dāng)絕緣受潮時電流數(shù)值如曲線2所示，如絕緣中有集中性缺陷，泄漏電流值在超過一定試驗電壓時，將劇烈增加(曲線3)，缺陷愈嚴(yán)重，泄漏值發(fā)生劇增的試驗電壓越低(曲線4)，此時設(shè)備在運行中有擊穿的危險。
對設(shè)備測出的泄漏電流值，可按規(guī)程進行比較，并參照過去的記錄進行分析判斷。
3、介質(zhì)損失角正切值(tgδ)的測量
這是一種使用較多而且對判斷絕緣較為有效的方法，通過測量tgδ可反映出整個絕緣的分布性缺陷，例如運行中絕緣的普遍受潮和老化(如油的劣化、有機固體材料的老化等)，這時流過絕緣的有功電流分量增大，tgδ也增大，實際上反映了絕緣中單位體積內(nèi)功率損耗的增大。用測量tgδ的方法檢查變壓器、互感器、套管、電容器等都有一定的效果。
如果絕緣內(nèi)的缺陷不是分布性而是集中性的，則用測tgδ法有時反映就不靈敏，被試絕緣體積越大，就越不靈敏。
對電機、電纜這類電氣設(shè)備，由于運行中的故障多為集中性缺陷發(fā)展所致，整個體積越大，用測tgδ的效果越差。因此，通常對運行中的電機、電纜等設(shè)備進行預(yù)防性試驗時便不做這項試驗，對套管絕緣，tgδ試驗是一項*而且是較有效的試驗。因套管體積小，用tgδ試驗不僅可反映套管絕緣分布情況，而且有時可檢查出其集中性缺陷。
在用tgδ法判斷絕緣狀況時，必須著重廠史的比較并且與處于同樣運行條件下的同類型其它設(shè)備比較，即使tgδ未超過標(biāo)準(zhǔn)，但與過去比較有明顯增大時，就必須進行處理，以免在運行中發(fā)生事故。
以上提到的試驗方法都是在較低電壓下進行，屬于非破壞性試驗。通過試驗進行全面對比分析，可以判斷出被試設(shè)備的絕緣狀況與缺陷性質(zhì)。絕緣預(yù)防性試驗一般每年一次，如在試驗中發(fā)現(xiàn)有與規(guī)程規(guī)定不符時，應(yīng)查明原因，消除缺陷。
4、耐壓試驗
耐壓試驗是絕緣預(yù)防性試驗的一個重要項目，即對絕緣施加一個比工作電壓高得多的電壓進行耐壓試驗。在試驗中可能引起設(shè)備絕緣的損壞，故又稱破壞性試驗。為避免設(shè)備的損壞，耐壓試驗要在非破壞性試驗之后進行，即在非破壞性試驗之后方允許進行。
目前，絕緣預(yù)防性試驗中應(yīng)用耐壓試驗方法主要有：交流耐壓和直流耐壓兩種。在應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)過大量的缺陷，有效地提高了電氣設(shè)備的安全。
4.1交流耐壓試驗
交流耐壓試驗?zāi)苡行У匕l(fā)現(xiàn)較危險的集中性缺陷，可準(zhǔn)確地考驗絕緣的裕度，但有一重要缺點：即對固體有機絕緣，在較高的交流電壓作用時，會使絕緣中的一些弱點更加發(fā)展，因此，應(yīng)當(dāng)選擇合適的試驗電壓值。一般考慮到運行中絕緣的變化耐壓試驗電壓值應(yīng)取得比出廠電壓低些。而且不同情況的設(shè)備應(yīng)不同對待。例如在大修前發(fā)電機定子繞組的試驗電壓常取1.3～1.5倍額定電壓；對于運行20年以上的發(fā)電機，由于絕緣較老，可取1.3倍額定電壓來做耐壓試驗。但對與架空線路有直接連接的運行20年以上的發(fā)電機考慮到運行中大氣過電壓侵襲的可能較大，為了安全仍要求用1.5倍額定電壓來做耐壓試驗。
做耐壓試驗時，常是升壓至試驗電壓后，加壓1min以便觀察被試品的情況，同時也是為使已開始擊穿的缺陷來得及暴露出來，耐壓時間不宜太長，以免使絕緣發(fā)生擊穿。
4.2直流耐壓試驗
直流耐壓試驗也能確定絕緣的電氣強度，與交流耐壓試驗相比，它的特點是：試驗設(shè)備輕小，其次在絕緣進行直流耐壓試驗的同時，可通過測量泄漏電流來觀察內(nèi)部的絕緣缺陷。
直流耐壓試驗電壓的選取，也應(yīng)參照絕緣的工頻交流耐壓試驗電壓和交直流擊穿強度之比。對發(fā)電機定子繞組取2～2.5倍額定電壓，對于3、6、10kV的電力電纜取5～6倍額定電壓；對20～35kV的電纜取4～5倍額定電壓；35kV以上電纜取3倍額定電壓。電力電纜在進行直流耐壓試驗時，持續(xù)5min，用泄漏電流的讀數(shù)來尋找缺陷。直流耐壓的時間比交流耐壓長一些。所以發(fā)電機試驗時是以每級0.5倍額定電壓分階段升高，每階段停留1min，以觀察并讀取泄漏電流值。利用直流高壓對電氣設(shè)備進行耐壓試驗，具有更加重要的意義。
為了保證電氣設(shè)備能安全可靠地運行，防患于未然，應(yīng)該定期地對絕緣進行預(yù)防性試驗，通過一些試驗查出潛伏的缺陷。
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