淺析電力設備預防性試驗的方法分析

摘要：在電力電氣設備中，良好的絕緣是保證電力網絡有效、可靠運行的基礎。因此在實際的電力電氣設備試驗中，應嚴格根據國家規定的預防性試驗方法進行。文章針對電力設備的預防性試驗方法進行探討。

關鍵詞：電力設備；預防性；試驗；分析

1.電力設備預防性試驗概述

電力設備組成材料主要為絕緣體與導電體，例如10kV開關動靜觸頭與電力設備連接處由導電材料組成，觸頭外包裹絕緣體材料可避免電壓加到本體對地擊穿而釀成三相短路突然跳閘停電發生事故。且變壓器中的變壓器油也可起到絕緣作用。但是，絕緣部件在絕緣電氣設備運行中可在一定條件下被擊穿，而導致絕緣部件絕緣失效，從而對電氣設備造成危險。因此，有些電氣設備安裝了絕緣部件并不一定一直安全，必須做好預防性試驗，以防萬一。下文對以上兩個預防性試驗項目進行分析討論。

2.預防性試驗的方法

2.1 介質耗損角正切（tgδ）

在電場作用下，絕緣材料因介質極化和介質電導的滯后效應，在絕緣材料內部可導致能量損耗，通常稱之為介質損失，簡稱介損。在交變電場作用下，電介質中被轉換成熱能的能量為電介質損耗的意義。這些轉換的熱能形成的發熱量越來越多，可導致電介質穩定逐漸上升，導致散熱量少于發熱量惡性循環，以致電介質內部燒焦、熔化，最后完全喪失其絕緣的性能。因此，衡量絕緣材料絕緣性能的一項重要指標是電介質損耗。靈敏度很高的試驗項目之一是介質損耗角正切（tgδ），它可發現電力電氣設備絕緣材料劣化變質、整體受潮和小體積設備貫通的局部缺陷。電介質損耗引發短原因通常包括：1、電介質隨身配置的電導在電壓作用下產生電流泄漏，造成電介質損耗；2、局部損耗，在電場作用下，電介質包含的油隙或氣隙首先發生局部擊穿，導致跳閘停電等事故發生；3、在電場作用下，電介質中的帶電偶極子往復運動導致重新排列，彼此之間產生作用力，造成能量耗損，此電介質損耗稱為極化損耗。因此，在電絕緣技術中，在高頻或高電場強度時，此時使用絕緣材料應盡量選擇電介質損耗角正切tgδ 即介質損耗因數較低的材料。電介質損耗角正切tgδ是電介質損耗與該電介質無功功率之比。

2.2 交直流耐電壓試驗

采用耐壓試驗儀對電氣設備絕緣材料的耐受交流程度及直流電壓的耐受程度進行試驗。如果往絕緣材料中加入的電場強度已高出其臨界值時，就會導致從電介質處通過的電流在短時間內劇增，從而對絕緣材料造成嚴重的破壞，使電氣設備的絕緣性能完全消失，這種現象也就是電介質的擊穿。其中，沿絕緣材料的分布，交流電壓與電容量之間呈反比；而直流電壓則與電阻之間呈正比。正由于這一特點，能有效檢查出電氣設備的不同絕緣弱點。其中，交流電耐壓試驗能更加有效地檢查出電機槽部與其出槽口處的絕緣缺陷；而直流耐壓試驗則能更加有效地檢查出電機頂部存在的絕緣缺陷，同時還可以進行絕緣材料局部缺陷及大容量等問題的監測。試驗所采用的儀器為耐電壓測試儀，也就是介質擊穿裝置。該試驗方法主要是通過在絕緣材料的導電位置與其殼體間的施加耐電壓測試儀所輸出的高電壓，且根據國家的電氣設備標準進行一定時間段的施加，通常為1 分鐘。

因在交流耐壓試驗中采取的測試電壓比正常的工作電壓要高出幾倍甚至十幾倍，因此對于絕緣性能較差的試驗材料而言，是無法耐受該試驗電壓的。因此，對于一些造價較高的試驗材料而言，在其進行該試驗之前，必須要對其進行絕緣電阻的測量、直流泄漏的測定。一旦檢查出絕緣材料存在絕緣缺陷，必須進行及時、合理的綜合分析及判斷，以準確判斷出該試驗材料能否接受交流耐壓試驗中的過電壓，并對試驗材料進行再次試驗，以減少對試驗材料的損傷及破壞。

3.電力電氣設備預防性試驗方法的討論

由于電力電氣設備的某些預防性試驗屬于非破壞性試驗，用于測定設備的絕緣材料絕緣性能?？稍谳^低電壓條件下進行，一般不會造成絕緣材料被高電壓擊穿破壞而破壞電力電氣設備。對于電力電氣設備，我們應做好預防性試驗，可有效避免電力電氣設備在運行過程中設備因絕緣被擊穿導致的停電事故，能較好的保證設備能安全運行。預防性試驗是電力電氣設備能安全運行的重要方案，通過預防性試驗，電力電氣設備絕緣內部缺陷可暴露出來，以便在檢修設備時加以消除，防止設備中運行過程中絕緣被擊穿造成設備故障或停電等事故。

交直流耐壓試驗分為直流耐壓和交流耐壓試驗，其中的交流工頻耐壓試驗屬于破壞性試驗。通過采取交流耐壓試驗可考驗被試品絕緣材料絕緣承受多種過電壓的潛能，其波形、電壓、頻率在被試材料內部電壓的分布均符合實際運行情況，能及時、有效的發現被試品絕緣性能方面的缺陷，交流耐壓試驗對被試品絕緣的考驗十分嚴格，從而可有效遏制危險性較高的集中性缺陷，能有效保障絕緣有一定裕度及水平。但交流耐壓試驗的缺點是，若電壓較高，被試品絕緣不佳時，可對被試品絕緣帶來一定損傷。因此，為了避免交流耐壓試驗對被試品引起的破壞，一定要先進性非破壞性預防性試驗之后再進行，即非破壞性試驗檢驗合格之后才能允許進行交流耐壓試驗。直流耐壓試驗可幫助測量電流泄漏情況來觀察材料內部的絕緣缺陷。

一般考慮電力電氣設備的絕緣性能好壞分為兩個方面： 1、由于長期受到電壓、機械力、潮濕、化學反應、熱效應等外界因素的作用下發展，導致電力電氣設備的絕緣性能改變；2、來自于電力電氣設備本身的因素缺陷，例如，電力電氣設備的變壓器本身不合格、絕緣性能差、變壓器油的絕緣性能不達標、變壓器油內含有水份及雜質等。因此，在日常使用電力電氣設備時，必須用心對其進行日常監督檢測管理，當發現材料絕緣性能降低時，及時更換絕緣材料，并過濾變壓器油、除去其雜質等措施，保障電力電氣設備的絕緣性能一直處在正常水平。

4.電力電氣設備預防性試驗效果

在電力電氣設備使用過程中，我們做了一系列預防性試驗，利用臨時檢修、計劃檢修和大修的時間，發現了許多隱藏性問題，并對該問題及時有效的解決，排除了導致絕緣性能變差的故障，在一定程度上降低了電力電氣設備因跳閘停電影響生產事故的發生率，并提高了經濟效益和安全效益。在推薦使用預防性試驗以來，電力電氣設備跳閘停電次數明顯少于前幾年，安全性能提高，經濟效益和社會效益明顯提高。

5 結束語

綜上所述，在良好的絕緣狀態下，是電力電氣設備與電力網安全運行的保障，電力電氣設備的絕緣性能好壞的判別是一個非常復雜的過程。介質損耗角正切等參數、交直流耐電壓試驗等預防性試驗是判斷設備的絕緣狀態的有效手段。

參考文獻

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