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1、电气设备交接性、预防性,讲课人：陈晓英课件类型：规范型,一、电气试验的作用：,1、保证设备安全运行的重要措施和手段 对于新安装和大修后的电气设备进行的试验，称为交接验收试验。其目的是鉴定电气设备本身及安装和大修的质量。经过在电力生产中的不断实践证明，对电气设备按规定开展检测试验工作，是防患于未然，保证电力系统安全、经济运行的重要措施之一，这就是所谓的“预防性试验”。交接验收试验和预防性试验的目的是一致的，保证电力设备的安全运行。,2、延长电气设备的使用寿命 电气设备的使用寿命主要取决于设备内部绝缘材料的性能，对于高压电气设备，绝缘性能的衡量指标有电气性能、机械性能、热稳定性与化学稳定性等。绝缘
2、材料的电气性能主要是指在电场作用下的导电性能、介电性能和绝缘强度，经常用电导率、相对介电常数、介质损耗角正切以及击穿强度4个参数来描述。而绝缘试验的目的是采用多种试验方法，检测出被试设备的各种缺陷引起电气性能参数的改变量，从而判断被试设备的绝缘情况，安排消除缺陷性维修，以保证电气设备的安全运行。,二、电气设备试验引用的规程及概要：1、引用的规程,DL/T596-1996电力设备预防性试验规程；电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB501502006；2、具体内容概要 按试验周期性质来说，这些试验项目可以分为：1）定期试验：这是为了及时发现设备潜在的缺陷或隐患，每隔一定时间对设备定期进行的试验
3、。例如油中溶解气体色谱分析、绕组直流电阻、绝缘电 阻、介质损耗因数、直流泄漏、直流耐压、交流耐压、绝缘油试验等。,2）大修试验：指大修时或大修后做的检查试验项目。除定期试验项目外，还需作：穿心螺栓绝缘电阻、局部放电、SF6气体泄漏试验、断路器分合闸时间和速度、电动机定转子间隙测量等试验，其中有些是机械方面的检查项目。3）查明故障试验：指定期试验或大修试验时，发现试验结果有疑问或异常，需要进一步查明故障性质或确定故障位置时进行的一些试验，或称诊断试 验。也就是在“必要时”进行的试验项目。例如：空载电流、短路阻抗、绕组频率响应、振动、绝缘油含水量和油介损、压力释放器、氧化锌避雷器工频参考电压试验等
4、。,4）预知性试验：这是为了鉴定设备绝缘的寿命，搞清被试设备的绝缘是否还能继续使用一段时间，或者是否需要近期安排更换绝缘，以便作出更换计划和工作安排，这些试验也是在“必要时”进行的。例如发电机或调相机定子绕组绝缘老化鉴定、变压器绝缘纸(板)聚合度试验等。按试验性质分类：1）非破坏性试验或称绝缘特性试验：使用较低的试验电压或用不会对被试设备绝缘产生累积损伤效应的方法，根据绝缘介质中发生的各种物理过程，测量绝缘的各种参数，以及与极化吸收过程有关的特性，和绝缘冷却媒质的一系列其他特性，从而判断设备的绝缘能力，及时发现可能的劣化现象，但此类方法比较间接，不容易作出准确的判断。,2）破坏性试验或称绝缘耐
5、压试验，是在被试设备上施加高于设备工作电压的试验电压，以求揭示危险性较大的集中性缺陷的存在，并直接检验被试设备的绝缘耐压水平或裕度。耐压试验时，对被试设备绝缘可靠性的考验比较直接和严格，缺点是试验可能给被试设备的绝缘造成一定的损伤，并会导致被试设备的绝缘能力下降和可能恢复的缺陷在试验过程中发展为不可逆转的击穿。,三、技术规范制定的来源和依据1.由绝缘配合设计和研究来制定工频耐压试验电压标准。2.不少技术要求是由试验经验的积累和统计确定的，并经多年实践，逐步修改、完善的（如tg、泄漏电流、吸收比等）；3.由设备运行的可靠性和安全运行情况，决定增减试验项目和修改试验周期（如变压器、电容器、SF6开
6、关设备、支持绝缘子等）。对于进口设备的适用性问题，原则上以进口设备的技术条件为基础，来制定预防性试验项目和要求。,四、电气设备常规试验及试验中常见的问题1.微量水分测试分析水分含量超标 无论是发电机、变压器水分含量超标，对设备的安全运行都存在巨大 的潜在故障隐患。以330KV主变为例，投运前不得超过10L/L，投运后不得超过15L/L.那么为什么要对水分含量进行严格的指标监督呢？假设主变油的含水量在运行中大于15uL/L后会引起哪些问题？1)其击穿电压随着含水量的增加会降低；2）油介质损耗因数升高最明显；,3）使绝缘纤维易老化；4)油纸水分平衡紊乱的危害.因此，变压器维护中应尽可能降低油中水分
7、，并加强油中含水量的监控和测量，使油中水分含量达到10uL/L以下。,2.变压器色谱分析检测出变压器中总烃、氢和乙炔的含量超标。导致变压器内部析出气体的主要原因为局部过热、局部电晕放电和电弧。这些现象都会引起变压器油和固体绝缘的裂解，从而产生气体，产生的气体主要有：氢气、烃类气体（如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丙烯等）、一氧化碳、二氧化碳等。大量的分析表明，箱内变压器总烃量达到150uL/L时，需要引起注意，国家标准变压器油中溶解气体分析和判断导则和一些相关规程也作出明确规定，变压器油中氢和烃类的注意值应不大于150ppm，乙炔的注意值应不大于5ppm。根据研究和实践分析表明，局部放电主要分
8、解出氢和甲烷；变压器油过热时分解出氢、甲烷、乙烯、丙烯等，而纸和某些绝缘材料过热分解出一氧化碳、二氧化碳等。,3.绝缘电阻和吸收比的测试绝缘电阻指吸收电流按指数规律衰减完毕后测得的稳态电阻值，测量绝缘电阻可有效反应绝缘整体受潮、局部严重受潮或贯穿性缺陷等，是电气设备绝缘测试中应用最广泛、试验最方便的项目。1）测试时应该考虑的因素和注意问题有哪些？第一、考虑温度湿度的影响。一般材料的绝缘电阻值随环境温度的升高而减小。相对而言，表明电阻（率）对环境湿度比较敏感，而体积电阻（率）则对温度较为敏感。湿度增加，表面泄漏增大，导体电导电流也会增加。温度升高，载流子的运动速率加快，介质材料的吸收电流和电导电
9、流会相应的增加。,第二、考虑测试时间，用一定的直流电压对被测设备加压时，被测设备上的电流不是瞬时达到稳定值的，而是有一衰减过程，在加压的同时，流过较大的充电电流，接着是比较长时间缓慢减小的吸收电流，最后达到比较平稳的电导电流。第三、综合考虑。吸收比是同一试品在两个不同时刻的绝缘电阻的比值，所以排除了绝缘结构和体积尺寸的影响。2)绝缘电阻的测试注意事项：测量前应正确选用表计的规范，使表计的额定电压与被测电气设备的额定电压相适应，额定电压500V及以下的电气设备一般选用5001000V的兆欧表，500V以上的电气设备选用2500V兆欧表，高压设备选用25005000V兆欧表。,使用兆欧表时，首先鉴
10、别兆欧表的好坏，在未接被试品时，先驱动净欧表，其指针可以上升到处，然后再将两个接线端钮短路，慢慢摇动兆欧表，指针应指到0处，符合上述情况说是兆欧表是好的，否则不能使用。使用时必须水平放置，且远离外磁场。接线柱与被试品之间的两根导线不能绞线，应分开单独连接，以防止绞线绝缘不良而影响读数。测量时转动手柄应由慢渐快并保持150r/min转速，待调速器发生滑动后，即为稳定的读数，一般应取1min后的稳定值，如发现指针指零时不允许连续摇动，以防线圈损坏。在雷电和邻近有带高压导体的设备时，禁止使用仪表进行测量，只有在设备不带电，而又不可能受到其他感应电而带电时，才能进行。,在进行测量前后对被试品一定要进行
11、充分放电，以保障设备及人身安全。测量电容性电气设备的绝缘电阻时，应在取得稳定值读数后，先取下测量线，再停止转动手柄。测完后立即对被测设备接地放电。避免剧烈长期震动，使表头轴尖、宝石受损而影响刻度指示。仪表在不使用时应放在固定的地方，环境温度不宜太热和太冷，切勿放在潮湿、污秽的地面上。并避免置于含腐蚀作用的空气附近。,2.介质损耗因素tan试验 测量介质损耗的目的是判断电气设备的绝缘状况。测量介质损耗因数在预防性试验中是不可缺少的项目。因为电气设备介质损耗因数太大，会使设备绝缘在交流电压作用下，许多能量以热的形式损耗，产生的热量将升高电气设备绝缘的温度，使绝缘老化，甚至造成绝缘热击穿。绝缘能力的
12、下降直接反映为介质损耗因数的增大。2.1影响tan值的因素：温度的影响温度对tan有直接影响。一般情况，随温度上升而增加。因此为便于比较，应将各种温度下测量结果都换算至20下的数值。,试验电压影响良好绝缘的不随电压的变化而明显变化，若绝缘中确有缺陷，则其将随电压的升高而明显增加。测量与试品电容的关系对电容较小的设备，测能有效地发现局部集中性和整体分布性的缺陷。但对于大电容量的设备，测只能发现绝缘整体分布性缺陷。用测量tan的方法来判断绝缘状态就不很灵敏了。试品表面泄漏电流，测试前应清除绝缘表面的积污和水分，必要时还可以在绝缘表面上装设屏蔽极。,2.2测试时注意事项：试品尺寸较大，各部分开用分别
13、试验时，应单独测量各部分的介质损耗，以提高发现缺陷的灵敏度。现场试验时，若没有高压标准电容器，可用较小、数值已知、且电容量合适的其它高压电气设备来代替，这时被试品的值为数值已知的与电桥上读数之和。外界有电场干扰时，将使电桥无法平衡或带来严重误差。在现场试验时，应尽量远离漏磁大的设备。检流计要注意磁屏蔽，必要时可将检流计的极性转换开关倒换一下，取两次读数的平均值。被试品和标准电容器的高压连接线不应出现电晕，否则tg增高；被试品的测量极的外部绝缘有脏污或受潮，将分流流过桥体的电流，导致tg偏小甚至出现负值。,3.泄漏电流试验及直流耐压试验 直流泄漏电流试验与直流耐压试验的接线和原理相同，多同步进行
14、。泄漏电流测量与绝缘电阻测量的原理基本相同，不同之处在于测量泄漏电流时所用的电源一般采用可调的直流高压装置，并用微安级电流表直接测量流过试品的电流，在接线时一般采用微安级电流表接在试品低压端的方法，此接线法测量结果误差较小。良好的电气设备绝缘，其泄漏电流应与试验电压近似为线性关系，而当绝缘有缺陷或受潮时，其泄漏电流值将随试验电压的升高急剧增长，破坏了伏安特性的线性关系。因此，泄漏电流试验较绝缘电阻试验更容易发现绝缘缺陷，是电缆试验中的重要项目。,3.泄漏电流试验及直流耐压试验 泄漏试验一般与直流耐压试验同时进行，这两个试验具有以下优点：1)试验时，绝缘中没有介质损耗，不易产生热击穿。试验电压逐
15、渐升高，当泄漏电流突然增大时，可停止升压，不致象交流耐压那样会造成绝缘击穿。2)将试在同一温度下的历次泄漏电流值进行比较，可大致判别绝缘老化程度。3)试验中绝缘内没有电容电流流过(在交流耐压试验中，电容电流是泄漏电流的主要组成部分)，绝缘薄弱点的传导电流能灵敏地反映出来，因而能够发现绝缘中的局部缺陷及绕组端部绝缘的弱点。,影响泄漏电流值的因素：1)不同试验线路的影响。当采用微安表位于低压端的测试线路时，其受杂散电流的影响较大，因此测得的泄漏电流值可能产生误差。当采用微安表位于高压端的测试线路时，微安表受强烈的电磁场的影响，因此必须将微安表很好的加以屏蔽。2)高压端引线的影响。当微安表位于高压端
16、，采用话筒屏蔽线作高压引线时，其外表面地泄漏电流被屏蔽而不流过微安表，因此无测量误差，否则将产生较大的误差。当微安表位于低压端时，采用屏蔽线就没有作用了，这时接到被试电缆的引线，在其电场强度（取决于导线直径和形状）大于20kV/cm时，沿导线表面的空气发生游离，对地有一定的泄漏电流并流过微安表，因此影响测试结果的准确度。,影响泄漏电流值的因素：3)温度的影响。直流泄漏试验与绝缘电阻试验一样，温度对试验结果的影响十分显著。随着温度的上升，泄漏电流增加。4）表面泄漏的影响。泄漏电流有表面泄漏电流和体积泄漏电流之分。要测量的是体积泄漏电流。在恶劣的气候条件下以及电缆终端头脏污、受潮时，电缆的表面泄漏
17、电流很大，甚至超过体积泄漏电流，致使泄漏电流试验结构不准确。,4.交流耐压试验 交流耐压试验对绝缘的考验非常严格，能有效的发现较危险的集中性缺陷，它是鉴定电气设备绝缘强度最直接的方法，对于判断电气设备能否投入运行具有决定性的意义，也是保证设备绝缘水平、避免发生绝缘事故的重要手段。1）交流耐压试验电压的选择。不能低于发电机额定工作线电压，否则就失去了耐压试验的意义。主要考虑大气过电压和操作过电压对绝缘的影响。,4.交流耐压试验 交流耐压试验对绝缘的考验非常严格，能有效的发现较危险的集中性缺陷，它是鉴定电气设备绝缘强度最直接的方法，对于判断电气设备能否投入运行具有决定性的意义，也是保证设备绝缘水平
18、、避免发生绝缘事故的重要手段。1）交流耐压试验电压的选择。不能低于发电机额定工作线电压，否则就失去了耐压试验的意义。主要考虑大气过电压和操作过电压对绝缘的影响。,2)加压时间选择：对于以瓷和液体为主要绝缘的设备为1分钟，对于以有机固体为主要绝缘的设备为5分钟，对于电压互感器为3分钟，对于油浸电力电缆为10分钟。交流耐压试验应注意以下几点：1)应根据绝缘介质的不同及设备的运行状况的不同，按照有关规程及试验标准选取相应的试验电压。充油电力设备在注油后应有足够静止时间才可进行交流耐压试验。静止时间无制造厂规定，则应依据设备的额定电压满足以下要求：500KV设备静置时间大于72小时；220kv设备静置
19、时间大于48小时；110kv以下设备静置时间大于24h。,2）耐压试验过程中，升压应当从零开始，禁止在30%试验电压以上冲击合闸。当试验电压升到40%以上时，应均匀升压，升压速度为每秒3%试验电压左右。升压过程中应监视电流的变化，当保护动作后，应查明原因，消除后再进行试验。3）耐压时间不应过长，以免引起不应有的绝缘损伤，甚至使本来合格的绝缘发生热击穿。耐压时间一到，应速将电压降至输出电压的25%以下，再切断电源，严禁在试验电压下切断电源，否则可能产生使试品放电或击穿的操作过电压。4）在试验过程中，若由于空气的湿度、设备表面脏污等影响，引起试品表面闪络放电或空气击穿，应不能认为不合格，应处理后再
20、试验。5)交流耐压前后均应测量被试品的绝缘电阻。,5.直流电阻、变比测试 对于测量变压器绕组的直流电阻是出厂试验、现场安装交接和预防性试验的基本项目，其目的是判断的变压器绕组是否存在匝间层间短路、是否存在绕组断股、引线接头松动和脱落，分接开关运行是否正常等，确定变压器是否可以投入运行的重要手段之一。规程对直流电阻不平衡率进行了限定，分为相电阻不平衡率和线电阻不平衡率。对于中性点引出的变压器，测量绕组与中性点之间的直流电阻，根据测试结果计算相电阻不平衡率。线电阻不平衡率是测量三相绕组之间的直流电阻。对于发电机而言对定子绕组、转子绕组分别进行直流电阻测试。,而分接开关接触不良的缺陷，是变压器各类缺
21、陷中数量最多的一种，约占40%。给变压器安全运行带来很大威胁。分接开关接触不良的直接原因是：分接开关位置不正、接触点压力不够和接点表面镀层材料易于氧化，而根本原因则是结构设计不合理之处，也没有采取有效的保证接触良好的措施。注意事项：1）在进行直流电阻测量时，应同时测量被试品的温度和周围空气的温度、湿度。被试品温度不应低于5，户外试验应在良好的天气进行，且空气相对湿度一般不高于80%。2）精心设计，包括测量仪器、测量方法、测量过程进行分析。加强试验人员的高度责任感。,3）测量的数据要进行横向和纵向的比较，不能单看直流电阻测试数据，也要结合变比进行分析更重要，同时辅以油色谱分析，综合考虑相关的因素
22、和判据，准确判断缺陷和故障源。,综合案例：某发电厂2#主变绕组分接开关接触不良引起的直流电阻超标事例分析，来讲述故障的原因及其分析处理过程。该变压器是西安变压器厂生产的，其型号为SFP8-150000/110,额定容量150000KVA，额定电流6275.5A，电压为121000/13800V，接线组别Yn，d11.2005年2月，该发电厂2号机组（125MW）因励磁调节柜直流采样板接触松动，误强励动作，致使无功负荷突然升至137MVar，110KV变电站的2号主变发出较大轰鸣声，发电机因“负序电流、单相低电压闭锁过电流”保护动作跳闸。事故发生后，立即组织人员对变压器进行全面检查，并取油样化验
23、，油色谱分析总烃超标，决定继续跟踪分析。到2005年4月主变本体油的油色谱分析各种气体含量大大增加，总烃超标，并出现乙炔，其中乙炔、氢气d含量超标。从油质化验数据来看看，变压器内部可能存在着严重的裸露金属放电发热现象，可能是线圈匝间短路；或铁心多点接地；也可能是线圈的各连接处接触不良，造成发热；也有可能是分接开关接触不良，更有可能是某些绝缘部分存在着严重局部放电。对2号主变进行绝缘电阻、铁心绝缘电阻测试，结果良好，排除了线圈匝间短路、铁芯多点接地故障。,正常运行中，2号主变分接档位在3档。对110KV2号主变高、低压绕组的直流电阻进行了测量，测试运行档位3档，经过换算比较发现A、C两相的的阻值
24、比较接近出厂值和交接值，惟独B相的数据明显偏高。BN相绕组的直流电阻为130.0m，AN相为124.0m，CN相为124.5m，较其它两相明显偏大，计算其各相绕组之间的差别，发现其不平衡率为4.8%，远远超过规程规定的标准。与此同时对2号主变进行变比测试，结果发现1、2、3档位变比偏差超标分别为0.57%、0.67%、0.57%均大于规程规定的0.5%。初步怀疑BN相的连接回路上存在故障，可能是套管引线，也可能是无载分接开关分接头存在发热、氧化迹象，建议对2号主变吊罩大修进行重点检查。发现B相分接开关内部的动静触头有严重的放电灼烧痕迹。经分析是B相分接开关动、静触头接触不良，主变在过励磁时机在
25、运行中由于负荷大电流的作用，致使分接开关飞弧，触头接触不良，不能承受大电流的冲击及高电势作用，从而产生电弧性放电、发热，导致油中气体含量急剧上升，尤其是乙炔的含量。联系厂家进行了更换。,五、绝缘预防性试验的安全管理保证安全的组织措施 在每次试验工作过程中都应当履行电业安全工作规程中所规定保证安全的组织措施，即工作票制度，工作许可制度，工作监护制度和工作间断、转移和终结制度。高压电气试验应填写第一种工作票，并且严格按照工作票实施试验作业。高压电气试验工作不得少于两人，试验负责人应由有经验的人员担任。开始试验前，试验负责人应对全体试验人员详细布置试验中的安全注意事项。试验中还应有监护人员，监护人员
26、不应参与直接的试验工作，应把注意力集中在整个试验现场的监护上，不仅要监护实际操作人员的情况，还应该对整个试验现场环境起到监护作用，防止在进行试验的过程中有与试验无关的人员进入现场等突发情况的发生所带来的人身伤害事故。,保证安全的技术措施 保证安全的技术措施即停电、验电、装设接地装置和悬挂标示牌、装设遮拦。试验开始前检查试验设备的接地状态，确保各试验设备接地良好，并且每一次试验项目完成后都应当对被试设备充分放电，既保证参试人员的人身安全，也为下一个试验项目做准备。试验现场应装设遮拦或围绳，向外悬挂“止步，高压危险”的标示牌，并派人看守，被试设备两端不在同一地点时，另一端还应派人看守。试验结束后，试验人员应拆除自装的接地线，恢复因试验需要而断开的设备接头，并对被试设备进行检查和现场清理。,谢谢,
