电气绝缘测试技术（共9篇）
电气绝缘测试技术 篇1
无论是新安装的新电气设备, 还是移装的旧电气设备或运行中的电气设备, 均应适时地测试其绝缘电阻。绝缘电阻是各种电气设备的重要技术指标, 为了避免绝缘材料因损伤或老化造成电气设备漏电或短路事故, 应当经常测试其绝缘电阻的数值, 分析绝缘状况, 掌握绝缘电阻的变化的规律, 以判断其绝缘物的受损或老化程度能否满足技术要求。在众多类型的电气设备中, 容性电气设备为数不少, 而且在绝缘电阻的测试方面有其特殊之处, 如果所采取的测试方法不当, 不仅不能得出准确而可靠的测试结果, 还会对人员和仪表造成损害。本文以最常用的兆欧表测试法为例, 谈谈如何准确测试容性电气设备的绝缘电阻。
1 测试方法
1.1 测试准备工作
容性电气设备由于其固有的特性, 因感应作用或充电作用, 它的内部常常贮存着或多或少的电荷, 即使当设备断电之后, 这些电荷往往能够较长时间地驻留。当电荷聚集到一定的程度时, 就具有较大的能量, 如不进行合理的处置, 不仅测不准绝缘电阻, 还会把兆欧表等测试器材击坏。更严重的是, 当人员接触与贮存电荷相关的带电部位时, 很容易造成电击事故, 严重时可致人死亡。因此, 在测试之前, 必须首先使容性设备退出运行状态, 然后切断其工作电源及不必参与测试的相关电路, 接下来根据设备的特点再采取适当的措施对其进行充分的、彻底的放电, 贮电量越大的设备, 放电需要的时间也就越长, 一般需要3~5分钟, 而且要重复放电数次, 人工方法放电时, 通常情况下以听不到放电声音和看不到放电火花为准, 直到验电时确认已经没有剩余电荷的情况下, 方可进行兆欧表测试线的连接。
1.2 合理接线与选表
兆欧表上通常设有3个接线端钮, 分别是L (线路) 、E (接地) 和G (屏蔽) , 从3个端钮上引出的3条测试线分别与被测设备相连接。由于容性电气设备的绝缘性能通常要求比较高, 故对测试值的准确度的要求也相应较高, 除了对被测设备的被测部位进行清污、除垢等措施之外, 还必须合理地连接测试线, 以最大限度地排除一切影响测试准确性的外部因素。
对于电力电缆而言, 如果欲测试电缆的缆芯对缆壳的绝缘电阻, 应将兆欧表的L端连接到电缆的导电芯线, E端连接电缆的外壳, G端连接芯线绝缘的外表面上。如此接线能够有效地克服被测绝缘体表面漏电流的影响, 使电缆绝缘体上的漏电流经由屏蔽端G直接流回兆欧表内发电机的负端并形成回路, 而不再流过兆欧表的测量机构, 这样就从根本上消除了表面漏电流的影响。各条缆芯对缆壳的绝缘电阻可仿照上述接法逐一测出。欲测试全部缆芯对缆壳的绝缘电阻时, 可将各导电芯线连接在一起一次测出。欲测各缆芯线之间的绝缘电阻时, 应将L端连接某一导电芯线, G端连接芯线绝缘的外表面上, 将E端连接到另一条导电芯线上, 然后逐对进行测量。兆欧表的电压规格应根据被测电缆额定工作电压选择。额定工作电压在1000V以下的电缆应选用1000V的兆欧表;额定工作电压在6000V以上的电缆选用2500V的兆欧表。
对于电力变压器来讲, 通常主要测试高压绕组对低压绕组、外壳的绝缘电阻与低压绕组对高压绕组、外壳的绝缘电阻。对于第一种情况, 应将兆欧表的L端连接预先联通的3个高压绕组的接线端子, G端连接预先联通的3个高压接线端子瓷套管 (瓷裙) 上专为测试所需而螺旋状缠绕数匝的裸导线上, E端连接预先联通的3个低压绕组的接线端子;对于第二种情况, 应将兆欧表的L端连接预先联通的3个低压绕组的接线端子, G端连接预先联通的3个低压接线端子瓷套管上专为测试所需而螺旋状缠绕数匝的裸导线上, E端连接预先联通的3个高压绕组的接线端子。测试电力变压器 (如油浸自冷式) 绝缘电阻应选用2500V的兆欧表, 应有1000MΩ的刻度范围。
电力电容器绝缘电阻的测试, 主要是测试电容器的电极对地 (外壳) 的绝缘电阻。以测试三相电力电容器为例, 兆欧表的L端应接通电容器的3个接线端子, E端连接电容器的外壳。对于低压电容器可选用500V兆欧表;对于1000V以下的电容器可选用1000V兆欧表;对于1000V以上的电容器, 应选用2500V兆欧表。
其他容性电气设备的测试接线方法与上述类同。
1.3 摇测与读数
由于容性电气设备的特殊性, 当把兆欧表的E端和G端的测试线同被测设备连接后, L端测试线暂时先不要接上, 而是把L端测试线固定在绝缘杆端部的金属上, 然后转动兆欧表的摇柄, 至转速达到额定转速时, 才把连接着L端测试线的绝缘杆端部接触被测设备上需连接L端的部位。
摇测与读数的操作方法与工作程序如下:把测试线连接完成后的兆欧表放置于无永磁物体、无强烈电磁场干扰、无机械振动的水平且稳固之处, 用左手扶住表身, 右手转动摇柄使转速由慢到快逐渐达到额定速度 (约120转/分钟) , 此时把兆欧表的L端测试线接通被测设备, 然后以此转速匀速转动摇柄, 表针将缓缓偏转并慢慢稳定下来。由于绝缘电阻值随着测试时间的长短而有差异, 通常取摇1分钟时的数值为准。如果摇测1分钟时表针仍旧不太稳定, 说明被测电器的等效电容量可能很大或绝缘物结构或成分不太稳定, 应当适度延长摇测时间。
某一时刻的绝缘电阻不能全面反映容性设备绝缘性能优劣, 因为同样性能的绝缘材料, 体积大时所呈现的绝缘电阻小, 体积小时所呈现的绝缘电阻大, 而且绝缘材料在加上高压后均存在对电荷的吸收和极化过程。所以, 对于主变压器、电力电缆、大型电机等容性比较大的电气设备, 必须测试其吸收比和极化指数, 并以此数据来判定绝缘状况的优劣。吸收比K=R60s/R15s, 即绝缘加压60s时测得的绝缘电阻与加压15s时测得的绝缘电阻之比值;极化指数PI=R10min/R1min, 即绝缘加压10min时测得的绝缘电阻与加压1min时测得的绝缘电阻之比值。
为确保测试结果的可靠性, 必须重复摇测2次以上, 在确认测试结果可信后方可停止。
1.4 测试注意事项
(1) 按需选择输出短路电流。对于那些技术要求较高的被测对象, 为了保障准确测得吸收比和极化指数, 应当尽量选用输出短路电流较大的兆欧表。输出短路电流的大小可反映出兆欧表内部输出高压源内阻的大小, 内阻越小, 输出短路电流就越大, 测试过程的充电速度也就越快, 反之越慢。我国的相关规程要求兆欧表输出短路电流应大于0.5m A、1m A、2m A、5m A等多个档次, 可酌情选择。
(2) 摇柄操作要领。在摇测过程中, 必须保持兆欧表摇柄的转速相对均匀, 既不能过快或太慢, 也不能忽快忽慢。过快或太慢时将影响测试电压, 进而影响测试结果的准确性;忽快忽慢时表针将摇摆不定, 造成读数困难。
(3) 摇测之后仍需防范电击。由于摇测过程中兆欧表对被测设备的充电作用, 使被测设备内部带上了电荷, 所以在记取读数之后不要立刻停止摇柄的转动, 等撤下了L端测试线之后, 再停止摇转, 或对被测设备放电之后再停止转动和拆卸测试线, 以防电容放电作用击坏兆欧表, 或对操作人员造成电击伤害。
(4) 每次测试后都要放电。无论是否还要重复测试, 都要对测过绝缘电阻的被测容性电气设备进行充分放电。一是防止残余电荷的影响而使充电电流和吸收电流均比前一次的测试值减小, 从而造成吸收比减小, 绝缘电阻增大的假象;二是防止设备贮存的电荷损害仪表或造成人身触电事故及其他危害。
2 实用测试技巧
由于测试对象为容性电气设备, 当设备的等效电容量较大时, 要求兆欧表摇柄的转速要尽可能地均匀, 但是依靠手工操作的确难以掌握。因为摇柄转速的变化, 将导致兆欧表的输出电压忽高忽低, 转速高时输出电压也较高, 该电压对被测设备充电;而转速低时输出电压随之降低, 被测设备向兆欧表放电。因此, 表针会左右摇摆, 指示不定。为改进测量容性电气设备时的指示性能, 可以采取如下的技巧。
2.1 电容器稳定法
在兆欧表的输出端钮E和G之间并接1只耐压高于兆欧表电压规格、容量约1~2μF (根据具体测试对象而定) 的电容器, 利用电容器的滤波作用, 来平抑兆欧表发电机输出电压的波动, 能够有效地消除表针的晃动问题。测试完成后, 务必要对该电容器进行充分地放电。
2.2 二极管稳定法
兆欧表与被测电器之间L、G两端钮的接线方法不变, 只是在E端钮测试线中串入1个耐高压的整流二极管, 利用二极管的单向导电性, 切断摇测期间容性电气设备对兆欧表放电的通路, 消除表针摆动现象, 而且不影响测试的准确性。该二极管的正极接E端子, 负极接被测电器, 其耐压必须高于兆欧表电压规格3倍以上, 但电流参数要求很低, 因为兆欧表的测试电流非常小 (最多只有几个毫安) 。
3 结束语
容性电气设备在电力系统及各个行业的应用量大面广, 许多设备还处于比较重要的工作场合或部位, 只有准确地测出其绝缘电阻值, 才能对其性能做出正确的判断, 做到防患于未然。
电气绝缘测试技术 篇2
下面两个题目，任选一个。根据要求写出文档报告，不少于6页。期末成绩评定此报告占70%，实验成绩及平时成绩占30%。此两个题目都可以在实验室上机调试，希望大家抽时间去上机，并根据上机调试情况写出报告。要求在第18周五（7月10号）由班长收齐所有报告交于任课教师。
1.模拟恒压供水系统中水泵的切换问题。说明：此题稍难，可以在实验室中进行测试。工艺要求如下：有三台泵，分别为1号泵，2号泵和3号泵。每台泵都有变频和工频供电两种方式。当压力（压力范围为0-10Mpa，对应模拟电位器0-255）在4-6Mpa持续10秒时，1号泵变频工作；当压力低于4Mpa且持续10秒时，1号泵转为工频控制，2号泵启动变频；如果压力继续低于4Mpa且持续10秒，则2号泵转为工频，3号泵变频启动；若压力高于6Mpa且持续10秒时，则先启动的泵先停，即1号泵停止；若继续高，则2号泵停止。
同样，启动时，先停止的泵先启动。
要求：编制I/O分配表，编写PLC程序，并且可以调试运行。
2.三层电梯的控制。
电气绝缘测试技术 篇3
海军驻沈阳地区航空军事代表室
摘要：本文主要针对传统的电缆绝缘测试技术存在的问题进行了分析，从而得出机载应用分布式电缆绝缘测试技术的优势，并对该测试技术的应用原理以及组成进行了详尽的分析，通过本文的研究可以得出分布式电缆绝缘测试相关技术的应用效果，希望本文的探究能够为相关的人员提供一定的参考。
关键词：机载电缆；绝缘测试技术；排故技术
由于传统的电缆绝缘测试方式存在一定的局限性，因此，在机载电缆绝缘测试中，采用的是分布式电缆绝缘测试技术，该测试技术的应用，在一定程度上提升了电缆测试的质量，使得电缆故障问题可以及时的被发现，从而保障了电缆应用的安全性。下面本文就主要针对机载分布式电缆绝缘测试相关技术的应用进行研究和分析。
1.传统电缆测试方法存在的问题
原有的电缆测试方法主要包括直流叠加法、直流成分法、局部放电法等。其中直流叠加法无法应用于高压电缆中，如果强行运用，就会使得电缆运行过程中，直流信号无法顺利的加载到高压电缆运行系统中，因此，直流叠加法应用的范围相对有限。而直流成分法在实际的应用中，主要是针对外部的电场的电缆进行测试，而在外部电场作用的情况下，会使得电缆中因为整流效应的影响，而出现直流分量的情况，这样就使得电缆护层与地面之间容易受到地动势的影响，从而使得测试的结果存在偏差。另外，局部放电法主要是应用在局部电缆中，对局部电缆所放出的信号进行测试，但是局部电缆所能够放出来的信号通常都很微弱，而且波形也较为复杂，更会受到来自不同信号源的干扰，从而使得信号无法被有效的测试出来，这样就很难进行现场的测试工作。
2.分布式电缆绝缘测试技术的应用优势
由于传统电缆测试方法存在的弊端，在对电缆进行测试的过程中，相关的监测人员开始采用分布式电缆绝缘测试技术进行电缆测试工作，而应用这一测试技术的主要优势就在于：首先，在将测试技术接入到电缆中时，不需要对电缆进行断开处理，这样就不会影响到电缆系统的正常运行。其次，这一测试技术的应用，有效的增强了测试的效果，其对电缆接头处起到了增强测试的作用，并且只有在测试的时候才会将接头进行接通，而在不需要测试的时候，就会断开接头，这样无疑使得原有的电缆系统运行得到了有效的保护。最后，该技术应用在长电缆中，可以使得电缆线路中的测试点相应的增加，从而判断出故障发生的位置，另外，应用该项测试技术，也不需要其他任何测试电缆的配合，更不会限制测试电缆的长度。
3.分布式电缆绝缘测试技术的应用原理
3.1屏蔽层接地连接
在电缆芯中主要存在的是高压电负荷电流，其主要是针对高压电力负荷电流来进行输送，电缆存在外屏蔽层，在外屏蔽层中的端点都与相应的地线进行连接，但是，在电缆进行运行的过程中，其外屏蔽层中的端点则会以单独的形式与地线进行接触，这样可以有效的消除一些屏蔽层上所本身带有的一定电压，而当外屏蔽层中有两个端点同时与地线进行连接，那么就是为了对故障点进行分析而增加了一个测试点，以测试出故障点的具体位置，而某些电缆系统只有在将要进行测试的时候，才会与地线进行连接，这样不会对原有的系统运行造成影响。
3.2接地电流测试原理
在进行接地电流测试的过程中，会设置相应的电缆屏蔽层原有的端点接地点，也会增加一些接地点，存在接地电流以及测试装置。一般来说，接地电流在实际的应用中，主要被分为三个部分，①就是对高压进行运作，其可以作为感应电流，分布在长线电缆电容中。②就是电缆芯线中存在的电力负荷电流，这一电流主要通过电缆屏蔽层上的电磁感应所获得的电流。③就是漏电流，漏电流主要是在电缆绝缘电阻降低的情况下产生的。而这三部分的电流都可以通过几何结构或者是相应的分布参数计算来进行获取，这样就可以计算得出具体的接地电流值。
3.3故障点求取
電缆故障主要是由电缆局部绝缘性能降低所产生的漏电流所造成的故障，该故障点主要分布在电缆屏蔽层原有端点接地点与测试增加的接地点的中间某一位置处，无论故障点接触到哪一个端点，都会使得接地电流能够相应的增大，可以说，在对故障点进行求取的时候，要参照故障点与两边端点的距离关系，清楚两端与故障点之间的距离关系，从而就可以得出具体的故障点位置。
4.分布式电缆绝缘测试系统的构成
在分布式电缆绝缘测试系统中，主要包括首端、末端指电缆电力输送芯线的两端以及原端屏蔽层接地点。由于测量系统使用无线方式通信，所以被测电缆可以任意长。为了较准确地定位长线的故障点，所以增加了多个屏蔽层接地点。在测量专用接地电流测量装置时，装置采集一段时间内电流的瞬时值，从而获得该接地电流的峰值、均值等。系统同时测试电缆芯线中电力电流值和电力电压值，用以辅助计算接地电流中因分布电容形成的漏电流和因电磁感应形成的感应电流。
5.结语
综上所述，传统的电缆测试技术都无法有效的满足机载电缆测试的要求，每种测试方法中都存在一定的局限性，因此，我们将分布式电缆绝缘测试技术应用到机载电缆测试中，该测试技术的应用，有效的提升了测试结果的准确性，也使得故障点的测试精确度得到了提升，该测试技术在机载电缆的绝缘测试应用中，发挥出了积极的作用，改善了目前机载电缆测试的局面，希望本文的探究能够为相关的人员提供有利的帮助。
参考文献：
[1] 王备贝.电力电缆绝缘缺陷检测方法的研究[D].华北电力大学 2013
[2] 赵起超.电缆状态测试平台研制方案设计[D].哈尔滨工业大学 2012
浅析电气设备绝缘在线检测技术 篇4
状态检测在一些发达国家发展较快, 状态检测是在现场随时监测和采集到的各种参数和数据传输到计算机数据库, 建立评判标准, 建立每个设备的历史状态参数的曲线, 并绘制各个设备的品质参数变化趋势, 将检测到的数据参数依据评判标准进行评判, 依据评判结果提出处理建议, 及时调整各种参数, 逐步实现了从机组异常事后分析到异常现象事先分析的飞跃。我
国电气设备绝缘在线监测技术经历十多年的的发展, 技术上日渐成熟。
2 实现绝缘状态检测的基本条件
实施状态检测三个方面的基本内容:
第一是在线高压电气设备应具有较高的绝缘水平, 设备本身的故障率正常时很低;
第二是对监测运行设备状况特征量的要有在线监测手段;
第三是要有技术监管和相应的智能综合分析系统。其中重点是在线监测绝缘参数是状态监测。
3 绝缘状态在线检测技术
3.1 绝缘状态在线检测技术的基本原理
电力设备主要包括变压器、避雷器、各种开关设备、互感器、绝缘套管及发电机等。
由于每种设备的结构特征、性能参数以及运行工况各不一样, 而且同一种设备不同元件的绝缘性能也不一样, 如变压器的套管、绝缘油、铁芯等。
因此同一故障形式可能有不同的宏观信号体现, 但同一信号反映的是不同的故障形式。
因此, 要实现设备的绝缘在线监测, 必须针对不同的设备、不同的要求, 采用不同的监测方法。
针对设备性能特点选择信号的采集方式信号预处理、显示及报警等专家系统、包括绝缘诊断、工作票。
绝缘在线监测和诊断技术包括3个基本部分:
1) 采用正确测量手段以及选用合适的各种传感器, 对被测对象的种种特征和各种特性参数进行监测和测量;
2) 对一些杂乱的干扰信号加以分析处理, 去除干扰, 获得被测对象运行状态中最敏感、最真实、最有效的技术参数;
3) 系统将检测到的特征参数和绝缘老化过程的特征及多年运行经验进行比较识别、判断, 即完成诊断过程。并对绝缘性能的发展趋势进行预判, 估算出故障的发生概率, 为以后维修提供技术依据。
3.2 绝缘状态在线检测技术的方法
绝缘设备大致可分为容性类设备、避雷器类设备、开关类设备、充油类设备。从信号的种类又分为温度、油色谱、泄漏电流或损耗、局部放电等。因此针对不同的设备绝缘及不同的性能特点, 选择不同的监测信号。
各个监测装置将检测到电气设备的各项电气性能参数, 不断的传给工控机。而监测系统依据研究结果和经验, 建立一套诊断规则。
具体诊断方法分为模糊诊断、逻辑诊断、统计诊断三种。逻辑诊断是用“有”和“无”, 或“好”和“坏”。来表征针电气绝缘的特征和状态的诊断结果。
虽然简单明了但是过于简单, 诊断准确度不高。模糊诊断对电气绝缘的状态和特征用“很强”、“良好”、“正常”、“较差”、“差”, 对某一故障用“重故障”、“故障”、“轻故障”、“警告”、“无”等来表征诊断结果。
统计诊断考虑被测对象特征参数分布的不确定性处于同样状态的同类设备, 其特征参数并不相同, 而按一定的统计规律分布, 统计诊断依据大量的试验数据以及长期的运行经验, 综合各个因素之后确定合适的诊断。因此模糊诊断和统计诊断准确度较高, 但是方法复杂, 目前正在研发中。
4 电缆故障在线检测
4.1 电缆结构及老化原因
4.1.1 电缆结构
高压电缆的结构一般有以下几部分组成:
1) 外绝缘层。2) 网状金属屏蔽层。3) 半导体层。4) 环氧树脂层。5) 铜导体;
外绝缘保护层网壮金属屏蔽层半导体层环氧树脂层铜导体。
4.1.2 影响电缆绝缘老化的因素
一般电缆老化有以下几种原因:1) 外力损伤。2) 绝缘受潮。3) 化学腐蚀。4) 长期过负荷运行。5) 电缆接头故障。6) 电缆受外部高温, 或者由于长期过负荷运行自己产生的热量。
4.2 电缆故障探测的传统方法
4.2.1 电缆故障测距的传统方法
电缆故障测距的传统方法主要有以下四种:
1) 电桥法:适用于低阻及短路故障, 需要事先知道电缆线长度等数据。多年实践经验我们知道, 这类故障通常为高阻及闪络性故障, 故障电阻很高使电桥检测电流较小, 因此一般的灵敏度仪表很难探测。
2) 脉冲回波法:主要适用于低阻与断路类故障, 利用仪器发出的电磁波遇到特性阻抗不匹配时产生反射波的原理, 检测出故障电缆上的电磁波发送和返回的时间间隔, 依据电波在电缆中的传播速度计算出故障点到测试点的距离。
3) 脉冲电压法:主要适用测量故障相对地电阻于大于10kΩ的高阻与闪络故障。在将电缆故障中施加直流或脉冲高压将故障点击穿, 利用检测仪器测出放电脉冲在测量点与故障点往返一次所需的时间来测距。
4) 脉冲电流法:该方法也是是将电缆故障点用高压击穿, 但是脉冲电压法不需要将故障点烧穿。这时监测仪器根据记录下故障点击穿产生的行波信号在测量端与故障点往返一趟的时间计算出故障距离。
4.2.2 电缆故障定点检测传统方法
传统的电缆故障定点最常见的检测方法是声磁同步法。该方法是在故障电缆上加高电压使故障点击穿放电, 当磁场信号与放电声音同步时, 将接收器记录放电声音进行分析, 这时测试人员通过耳机听声进行故障定点。
目前此方法是常用的电力电缆故障点定位法, 此方法的特点是故障点必须在测试人员附近2~3m左右时声音信号较强, 对现场测试人员的经验技术要求较高。
4.3 目前电缆故障探测方法
4.3.1 目前电缆故障测距方法
电缆故障测距可以采用因果网或者跨步电压法, 电缆故障定点可以采用高频感应法、红外热象技术等。
因果网:成熟的计算机系统依据故障探测元件监测到的数据进行比较判断, 从而发出指令使执行元件继电器、开关动作。它的优点是将传统专家系统的知识及全面的技术信息输入计算机系统, 利用整个监测系统对电力系统故障进行分析定位。这样克服检测人员因知识水平和技术水平高低不同而出现判断失误。
跨步法:电缆故障一般分两种, 最普遍的一种是电缆护层老化破损, 另外一种是人为机械破损。检测人员在故障电缆的一端加特殊信号, 当电力电缆对大地产生泄漏时, 会在地面上故障点周围产生由强到弱的有向电信号梯度。在电缆故障点前信号递增, 电缆故障点后信号是递减。
因此沿电缆路径用测量设备可测得信号的幅度和方向。测量设备可对电缆故障点进行定向与定位。测量高压或低压故障电缆时可施加不同的电信号 (电量) 。利用跨步法对电力电缆故障进行定向与定位其测量方法的优点是:
1) 可在较大范围确定故障点的方向, 缩短测试故障的时间;
2) 施加在故障电缆上的特殊信号不在故障点产生续弧, 所以不会对电缆造成二次损伤;
3) 定位精度高、定点速度快;施加于电缆的交流脉冲幅度小, 对电缆没有直流极化损害。
4.3.2 电缆故障定点的新方法
高频感应法:高频信号发生器在故障电缆的一端向电缆输入高频电流, 电缆中的高频电磁波, 会在电缆周围的地面上产生高频电磁场, 用测量仪器沿电缆路径监测电磁场, 电磁场的强弱直接在测量仪器的液晶屏幕上显示出来, 依据显示电磁场数值的变化来判断故障点位置。高频感应法的优点是高频信号源比音频信号源容易实现, 这样检测装置的体积小和重量轻的优点就较为突出。而且抗干扰性能较强。也可在不停电情况下来实施在线故障探测。
红外热象技术:一般电缆发生泄露和击穿故障时电缆发生会过载或电流明显突增, 电缆故障点处的温度与正常电缆处的温度变化也就比较明显, 检测人员沿电缆路径对电缆的线芯温度进行监测, 依据温度的变化来判断故障位置。一般分几步进行:
1) 用红外热象仪对电缆表面扫描, 记录电缆的表面温度分布图象, 经分布图象分析得出温度场的具体数值分布。
2) 依据建立的传热数学模型、物性参数及电缆结构参数、电缆的表面、环境温度比对电缆线芯温度进行反演计算, 找出故障点。从而对电缆线芯温度进行非接触的故障探测。其特点不接触设备, 不停运设备, 操作简便, 检测速度快, 工作效率高等优点。
5 结论
电力系统传统的运行维护工作, 其做法是实施“计划检修”, 也就是按照高压电气设备预防性试验规程所规定的试验周期, 定期对电气设备进行检修。
在线检测通过连续自动监测带电运行电气设备的绝缘参数, 还可以对周边环境监测 (如温度、湿度、系统谐波, 频率、电压、等非绝缘参数) , 这些监测到的数据随时通过系统进行综合分析, 从而对电气设备及时做出判断。当设备出现“超标”等异常现象时, 检测系统自动报警。可以说状态检修是“应修必修, 修必修好”。
电气绝缘测试技术 篇5
电力系统的规模、容量不断地扩大, 停电造成的损失越来越严重。绝缘往往是电力系统中的薄弱环节, 电气设备在长时间高电压下, 会造成其绝缘性能逐渐丧失, 绝缘故障通常是引发电力系统事故的首要原因[1]。
2 绝缘耐压的试验研究
2.1 绝缘耐压检测诊断技术介绍
绝缘的检测诊断的技术在电力设备耐压绝缘检测方面的应用是比较普遍的, 电力设备在电力系统运行中不断的外力作用下, 性能不会逐渐的变差, 外力因素包括外在的环境, 侵蚀度, 高压和机械等各种不良因素, 在不良因素的作用下, 会造成电力设备的故障, 甚至照成电力系统的中断。
2.2 绝缘试验的分类
根据对设备的影响和是否带电给与分类:
2.2.1 按照对设备造成的影响程度分类
非破坏性的试验在绝缘试验中是比较常见的, 非破坏性的试验是指, 不在高压或者有腐蚀性的条件主要是以测量为主的, 去判断电气设备的的内部的绝缘的损伤程度, 这类的试验包括, 局部的放电试验、对绝缘电阻的试验、对材料介质损耗的正切测量的试验、绝缘油的相关分析试验。
耐压试验通常指的就是破坏性试验, 绝缘试验的工作原理就是在高于电气设备正常运行电压来考核设备的电压耐受能力和抗压的能力。破坏性试验时会对电气设备的绝缘性造成损害, 但是却可以保证电气设备的绝缘的水平, 通常破坏性的试验包括:交直流耐压绝缘试验, 雷击绝缘耐压试验等
2.2.2 按照设备是否带电的方式分类
不带电方式:对设备进行不带电状态下的诊断和检测, 但是在试验的过程中一定要严格的按照电气设备的预防性试验的要求来进行, 上文中介绍了非破坏性试验和耐压交直流试验, 这两种方法都是可以采纳的, 在非破坏性试验之后在进行破坏性试验。这种方式也存在的一定的确定, 一方面在对不带电状况下的周期试验判断不太准确, 并且这种方式比较理论, 对实际的帮助不太大[4]。
带电方式:在带电的状态下进行检测是一种比较实用的检测的办法, 在实验的过程中, 电气设备反应出来的, 绝缘的状况都是比较直接的而且是比较连续的, 反应出来的特性是比较真实的, 可以得到比较连续的试验数据, 在以后的数据处理过程中对绝缘参数特性的分析将会计较准确有实用的价值。但是这种方式的话, 只能那个采用对绝缘电阻的试验、对材料介质损耗的正切测量的试验等不破坏性的实验的方式。
3 绝缘耐压试验过程
采用传感器进行数据采集:根据检测的电气设备的特性来采集相关的参数 (对传感器的选取也很重要) 以便进行下一步的数据的处理做准备。
处理数据的过程:对采集的数据通过数据处理的方式加以分析, 然后根据某种特征参数来反应被测电气设备的运行状态。
电气设备的绝缘耐压诊断:根据绝缘老化过程的知识以及运行经验, 参照有关规程对绝缘运行状态进行识别、判断, 即完成诊断过程。并对绝缘的发展趋势进行预测, 从而对故障提供预警, 并能为下一步的维修决策提供技术根据。
4 破坏性交流耐压试验
交流的耐压试验是指在进行电气设备的绝缘之外在进行交流试验。通常情况下, 试验的电压值要比电气设备本身的电压值要高很多, 并且试验过程中高压要作用在电气设备上一定的持续时间, 在进行实验时, 一定要在符合高压试验的实验室进行, 只有这样才能避免事故的发生, 交流耐压试验在高压电气设备绝缘耐压试验中占有很重要的地位。
4.1 绝缘耐压试验方法
(1) 串联补偿
当试验变压器的额定电压小于所需试验电压, 但电流额定量能满足试品试验电流的情况下, 可采用串联补偿的方法进行试验。利用串联谐振做耐压试验有两个优点: (1) 若被试品击穿, 则谐振终止, 高压消失; (2) 击穿后电流下降, 不致于造成被试品击穿点扩大。
(2) 并联谐振 (电流谐振) 法
当试验变压器的额定电压能满足试验电压的要求, 但电流达不到被试品所需的试验电流时, 可采用并联谐振对电流加以补偿, 以解决容量不足的问题。
并联回路两支路的感抗和容抗分别为C1和CX, 当CX=C1时, 回路产生谐振。这时虽然两个支路的电流都很大, 但回路的总电流I≈0, CX上的电压等于电源电压。当采用积木式电抗器进行补偿时, 首次根据试验电压确定电抗器的串联个数及分接头的位置, 再确定电抗器的并联数, 使得补偿电流L、试品电流C1及变压器额定输出电流In满足关系, 即可进行试验。
4.2 结果分析
(1) 在一定的时间内如果设备通过了交流耐压的试验, 合格就是不被击穿。
(2) 电力设备在经过了绝缘耐压试验时候, 如果对其进行外在的触碰, 并没有表面的发热, 这说明绝缘是良好的。
(3) 对耐压试验之后的绝缘电阻值进行判断, 也是很好的一种方法, 在实验前后绝缘电阻的值不应该下降到30%以下。如果下降了, 有很大的可能会加大电力系统的故障率以及性能的不稳定, 不建议采用。
(4) 空气的一些基本的特性对实验过程中的电力设备的影响也是有的, 有可能会引起在空气暴露的部分与空气直接作用存在腐蚀, 更严重的还会引起空气的放电, 所以尽量选择干燥, 绝缘的环境进行;一些设备表皮的老化属于设备自身的特性, 也应认定不合格。
5 结束语
电气设备的绝缘耐压试验工作是电力系统在管理电力设备运行时一项重要的工作, 对以后预防电力事故, 是电网安全的运行保障性工作。所以我们以后仍应该在高压电气设备绝缘耐压技术上创新, 理论与实际相结合。
参考文献
[1]杨东山.高压绝缘保护技术的发展与展望[J].民营科技, 2009, 08, 20.
[2]贺春宁.浅谈电力系统保护[J].轻工设计, 2011, 5, 93-93.
[3]高翔.浅谈确保电力保护安全运行的措施[J].中国科技博览, 2011, 37, 149-149.
[4]张清.浅析电力系统中变电站绝缘保护的应用[J].建材发展导向, 2011, 9, 11, 285-286.
电气绝缘测试技术 篇6
1 绝缘耐压的试验研究
1.1 绝缘耐压检测诊断技术介绍
在电力设备绝缘操作高压, 热, 机械, 环境和其他因素的影响, 其性能会逐渐退化, 所以缺陷和故障, 造成了电力供应不足。通过了解运行状态的过程和评估绝缘试验和绝缘的各种性能的测量方法, 对技术故障的早期检测, 称为绝缘监测和诊断技术。
1.2 绝缘试验的分类
根据是否对设备的影响和带电的分类:
1) 设备影响程度分类。非破坏性试验, 被称为绝缘性能测试在低电压下或以其他方式不会破坏测量绝缘条件的绝缘内部的缺陷类型, 绝缘电阻测试, 介电损耗角正切试验, 局部放电试验, 绝缘油气相色谱分析等。破坏性测试是指压力测试是高于正常工作电压检查电压容差和设备绝缘水平绝缘试验。严格的压力测试确保绝缘具有一定水平或边缘, 故障可能引起绝缘必须在实验过程中, 包括被损坏的交流耐压试验和直流耐压试验, 雷电冲击压缩试验和操作冲击压缩试验。
2) 带电性能分类。离线监测诊断是要求参与者退出设备运行状态, 通常是一个周期性的连续, 试验期应当由电力设备预防性试验规程制定。特征可用于无损检测和无损检测的两种方式, 两种方式之一是相辅相成的。压力测试通常是在非破坏性测试之前。判断高电压等级更间接的, 特别是对周期离线测试是准确地确定更难。在线监测是一种带电测试设备的操作条件下, 自行的连续或定时对设备绝缘状态进行监测。用于无损检测方式的特点是采用的唯一方法。由于连续监测, 除了对数值绝缘特性的测定, 但也随时间变化的特性, 从而提高了判断的准确性分析。
2 绝缘试验的基本环节
传感器与测量:选择各种传感器和测量方法, 测试或参与者的监测等多种功能, 对多种特征参数进行采集。
数据处理:把原始的杂乱的信息的分析处理, 然后进行数据处理, 排除干扰, 在数据中去寻找能够反映被测状态的特征参数。
绝缘诊断:根据提取的特征参数和知识和操作经验绝缘的老化过程, 参照绝缘状态识别, 判断相关程序, 诊断过程完成。并预测绝缘材料的发展趋势, 从而提供故障预警, 并提供技术基于对维修决策进行下一步分析。
3 交流绝缘耐压试验
交流耐压试验是被测试设备的电压大于额定电压的一种高压绝缘试验, 一般会在较短的时间内测试完成。交流耐压试验与测试的电气设备运行的实际情况是一致的, 对于绝缘的设备测试绝缘性来说, 这种方式是经常用到的一种试验方法。
3.1 绝缘耐压试验接线原理
对于绝缘耐压试验来说, 对被测的耐压设备以及交流耐压试验的接线是比较重要的, 耐压试验采用的是一整套的设备, 下图是交流耐压试验接线图。
3.2 绝缘耐压试验方法
1) 串联补偿。一般试验的试验的电压都要大于变压设备的电压, 但是电流可以满足对被测设备的电流的要求, 这样大多数情况下采用的是串联谐振的方式。试验的过程中, 被测的设备被击穿后, 一般压力就会变成零, 电流会不段的减小, 不会使产品在损坏变大。2) 并联谐振 (电流谐振) 法。一般试验的试验的电流都要小于于变压设备的额定电流, 但是电压可以满足对被测设备的电压的要求, 这样大多数情况下采用的是并联谐振的方式。并联回路两支路的感抗和容抗分别为C1和CX, 当CX=C1时, 回路产生谐振。这时虽然两个支路的电流都很大, 但回路的总电流I≈0, CX上的电压等于电源电压。当采用积木式电抗器进行补偿时, 首次根据试验电压确定电抗器的串联个数及分接头的位置, 再确定电抗器的并联数, 使得补偿电流L、试品电流C1及变压器额定输出电流In满足关系, 即可进行试验。3) 串并联谐振法。对于上文中讲到的, 串并联谐振外, 一般对于变压器的额定电流和电压都不能满足被测的绝缘试验的条件的时候, 可以采用串并联补偿的方法。
3.3 结果分析
1) 交流耐压试验合格的条件是击穿并不发生在连续时间, 如果在规定的持续的时间不能够被击穿, 则表现为不合格。2) 当有机保温材料, 参与者设备试验后, 权利脱节, 如全身或局部发热, 都认为绝缘故障, 需要处理, 如烤, 然后测试。3) 对于测试的绝缘材料来说, 绝缘电阻会在测试前后有一个降值的变化, 如果绝缘阻值没有变化的话, 说明该绝缘材料是不合格的。4) 对于露在空气外面的试验来说, 可能没有在实验室相对的温度和湿度都容易控制的状况下, 测试的设备较为准确, 所以要考虑好合理的实验的条件。在经过对设备的相应的处理之后, 在进行绝缘测试的话, 如果是由于陶瓷的特性而造成试验没有得到相应的压力性能的变化, 则视为不合格。5) 对于测试结果的综合判断。对于绝缘测试试验合格的电气设备来说, 并不一定就是合格的设备, 所以在进行绝缘测试的整个过程的数据都应该进行详细的记录收集和试验后的分析。对已设备的耐压试验来说涉及的电气设备的性能比较复杂, 所以不能只采用一种测试方式进行测验, 可以采用其他的测试方法协助耐压测试。
4 总结
电气设备的绝缘耐压试验工作是电力系统在管理电力设备运行时一项重要的工作, 对以后预防电力事故, 是电网安全的运行保障性工作。所以我们以后仍应该在高压电气设备绝缘耐压技术上创新, 理论与实际相结合。
参考文献
[1]杨东山.高压绝缘保护技术的发展与展望[J].民营科技, 2009.
电气绝缘测试技术 篇7
1 绝缘诊断发展现状及意义
1.1 发展现状
我国的故障诊断技术起步晚, 发展快, 最早出现在军工及机械行业。近几年随着科学技术的发展以及信息网络技术的普及, 绝缘诊断技术开始向各行各业方向发展, 尤其是运用电气设备比较多的行业, 比如煤矿行业, 煤矿行业的电力设备逐渐趋于现代化, 为了满足设备发展需求, 减少设备故障, 提高工作效率, 必须提高电气设备的绝缘诊断技术, 确保煤矿电气设备使用安全。虽然电器诊断技术发展迅速, 但是与西方发达国家相比还是有很多差距的, 在发展中面临的困难与挑战也特别多。
1.2 绝缘诊断的意义
由于电气设备常常处在一个高电压、强电场的环境中, 一定要做好电器绝缘诊断工作, 否则会影响供电, 甚至引发安全事故, 给企业的生产经营带来极大的损害;煤矿企业在进行煤炭生产时, 所使用的设备一般都比较大, 所耗费的财力、人力也多, 做好电器的绝缘监测, 能大大降低设备的耗能量减少设备的耗损, 延长大型设备的使用寿命;过去电力设备的维修都是按照国家规定的相关日期、次数进行维修, 这种体制存在一定的弊端, 不利于电器的维护, 绝缘诊断技术的应用能弥补定期预防性维修制的不足, 还能提高设备状态监测的合理性与科学性。
2 电气设备故障诊断技术分析
煤矿企业电气设备的故障诊断主要是利用一定的检测技术, 在电气设备运行与停机时, 通过对电气各种性能的测量, 根据测量的数据以及工作经验, 确定设备是否正常工作, 如果发现设备出现故障, 找到故障发生的部位以及故障发生的原因, 并对故障发展趋势进行预测。电气设备的故障诊断内容主要包括电气设备的故障检测、电气设备的故障隔离以及电气设备的故障辨别等方面的内容。近几年使用较多的电气设备故障检测方法有信号处理法、解析模型法以及知识故障诊断法。
电气故障诊断的信号处理法是一种比较早的故障检测法, 它主要采用阈值模型, 通过波峰系数、波形系数、相关分析法等多种处理方法进行处理。一般情况下, 这些处理方法可以分为准稳态信号的处理方法和非平稳信号的处理方法, 准稳态信号的处理方法主要是通过电气设备检测的全局性变换形式, 理性化处理电器设备检测的分析对象, 分解检测信号。此方法在理论方面发展比较成熟, 已经被广泛应用于实践中。但是其在使用过程中对细微信息的辨别率不高, 致使它对这类电气设备故障信号提取成功率比较低;非平稳信号的处理方法是利用短时傅里叶变换法等, 此种方法的运用促进了设备故障诊断的现代化进程, 近几年越来越多的电气设备检测在向此种方式转变。
解析模型法电气设备故障诊断的工作原理是通过系统输入和逻辑模型推理出系统正常工作情况下的电气设备的预期行为, 然后通过检测结果的对比, 检测电气设备是否有故障,
知识故障诊断法检测电气设备是在知识理论基础上, 利用相关的数据计算推理过程, 再结合一定的技术进行智能化设备故障诊断。此诊断方式要求造作员有一定的知识基础与技术能力。
3 煤矿电气设备绝缘故障诊断
3.1 电器设备故障特征提取
电器设备故障的产生随机性比较强, 它是在运行过程中在强电场及过压电的作用下发生的一系列物理或化学反应, 运行条件的变化, 而产生的一种绝缘老化现象。
电气设备的故障信息是通过传感器输出的信号反映出来的, 这个过场中可能产生比较强的背景噪声, 优势故障信号可能会被背景噪声所淹没。故障信息有的可以直接反应设备的故障, 有的需要在计算机加工处理的情况下才能反映出来。当故障信号频带的与干扰信号的频带不发生重叠时, 需要变换信号故障;当故障信号与干扰信号的频带重叠时, 应使用滤波技术提取故障特征。
3.2 确定检测参数
设备在运行过程中, 检测的数据最能反映电器设备故障的发展的进程。变电设备的绝缘体是由一系列的阻容部件并联在一起而构成的, 电气设备绝缘良好的情况下, 可以把它看成是一个电容试品, 这个电容试品如图2所示。
图中C1指的是绝缘良好的部分, C2代表的是有绝缘故障的部分。试品完好时, R>1, 此时设流过的电流为I1等值导纳Y0=jw C1.C2/ (C1+C2) 。试品绝缘发生变化时, R减小, 有tan=1/w RC2。
设电流的变化为:
经过一系列的研究可知, 地质电容的电流经过试品, 其整体介损以及电源会会发生相应的变化。通过设备的整体介损可以看出设备出现的故障, 比如可以看出设备是否受潮、绝缘体内是否有气泡、是否出现了分层等等现象。但是它不能很明确的检测出非贯穿性绝缘缺陷, 在检测时因为可以适当增加电流试品信号, 提高电气设备检测的灵活性与可靠性, 为电气设备绝缘故障的判断奠定基础。
3.3 电气设备的故障信息记录分析
一般情况下, 诊断出电气设备的故障时应该对故障诊断信息进行记录, 记录的方式主要有传统模拟记录和基于计算机技术的数字记录。其中传统的模拟记录往往是通过磁带录音进行记录的, 这种方式可以联系记录20分钟以上, 但是它只能在离线检测方面使用, 范围太小。基于计算机技术的数字记录连续记录的时间更长, 而且它能够进行无阻碍在线检测, 通过网络信息技术将记录的数据信息直接输入计算机进行及时的分析。它能够快速确定故障周期和故障发生的位置, 而且能够对几个周期内的故障信息进行详细的分析。它比模拟记录更加先进, 已经被广泛应用于电路故障的检测中。这种方式利用先进的微机技术与计算机技术, 将电气设备的过压情况以及对其带来的伤害简单、快捷的反映出来, 提高了故障检测的工作效率。
3.4 故障诊断及知识更新
电气设备的故障诊断一般要经过绝缘状态监测, 以便防止烧毁现象的发生。另外, 对电器设备的寿命进行预测, 以便更好地对其进行维修或更换, 避免绝缘故障的发生。电气设备完善的监测系统是判断设备是否需要维修或更换主要条件, 在对故障信息进行分析时, 可以采用数理统计与相关分析理论, 进而估算绝缘故障的发生率。
4 结论
煤矿电气设备运用越来越普及, 它的绝缘诊断技术也必须跟上设备发展的步伐, 采用先进的检测技术提高电器设备的诊断正确率, 把隐患消灭在萌发状态, 确保电气设备运行的安全性, 同时促进我国煤矿生产的现代化进程。
参考文献
电气绝缘测试技术 篇8
一、电气设备绝缘维护技术的发展
电气设备的绝缘维护的起初阶段是带电测试阶段, 在该维护阶段中, 主要是应用一些简单的测量设备对电气设备中的一些参数值进行测量, 但是由于在该阶段中, 关于绝缘维护及测量的技术并不成熟, 并且相关的测量设备的精度并不高, 这就使得在进行相关的绝缘参数测量时, 所得到的测量结果的准确度并不高, 这也导致该种绝缘维护方法没有在实际的应用中得到较广泛的应用。
随着各项技术的不断进步, 上世纪八十年代开始, 电气设备绝缘维护中用到的监测仪器的种类在逐渐的增多, 并且朝着专业化的方向发展, 并且已经由传统的模拟的检测逐渐转化成为数字化的检测, 对于相关参数的测量及传输, 只需要通过相关的传感器来进行, 不需要进行复杂回路的连接, 操作起来非常的方便。
随着微机多功能技术在电气设备的绝缘维护中的应用, 电气设备绝缘在线监测技术应运而生, 在该技术中, 将传感器技术与计算机技术进行了有效的融合, 能够对电气设备中的众多的绝缘参数进行在线的监测, 并且能够对相关的被测量值进行反复的审查与测量, 对于电气设备中的需求广、速度快、检测量大的各种需求能够很好的满足。
二、电气设备绝缘在线监测技术的组成及相关技术特点
1、电气设备绝缘在线监测系统的技术组成
电气设备绝缘在线监测系统中的相关技术主要由数据分析技术、绝缘在线监测系统数据处理技术、绝缘在线监测系统中的通信技术、绝缘在线监测传感器技术等组成, 其中的数据分析技术是整个电气设备绝缘在线监测工作中的重点内容, 在整个在线监测系统中, 会对电气设备中的相关绝缘数据进行采集, 而采集到的相关数据, 要在绝缘维护工作中发挥重要的作用, 就要将其传送至信息分析处理系统中, 对其进行有效的分析, 计算机会对接收到的相关数据进行有效的处理, 找出信号中的故障, 并以图形或者是数据的形式将分析结果进行表示, 这将会为工作人员进行绝缘维护的分析及相关的决策提供有力的数据支持。
绝缘在线监测系统数据处理技术中, 主要的数据处理方法是小波变换、傅里叶变换等, 主要的数据处理工具是计算机, 从本质上来讲, 这种数据处理技术就是一种滤波技术, 从复杂的干扰信号中对一些不规则的信号进行过滤, 并从中提取出有用的检测信号, 应用这种方法进行绝缘检测数据的处理, 具有很好的准确性, 所以该技术在绝缘监测数据处理中具有较广泛的应用。
绝缘在线监测系统中的通信技术对于实现电气设备的绝缘参数的在线检测具有非常重要的作用, 但是要实现相关的通信功能, 将先进的自动化技术与计算机进行有效的连接是其最基本的保证, 为了保证相关的通信技术及通信设备的稳定性性能, 计算机多路开关中设置的通信程序应该尽量的简单, 并且在数据波形的相关采集装置中, 计算机的端口要与相关的串口进行紧密的相连, 这是在线监测技术能够保证基本的应用的最基本的保障。
传感器是整个在线监测系统中的重要组成部分, 为了提高绝缘测量工作中的准确性, 选择测量精度较高的传感器对于整个测量工作的测量质量具有非常重要的作用, 并且要能够保证其在工作的过程中的灵敏度, 光纤传感器、自补偿式零磁通电流传感器、穿磁通技术传感器是在线监测工作中常用的几种传感器的类型。
2、电气设备绝缘在线监测系统的特点
电气设备绝缘在线监测系统中具有很多明显的特点, 主要表现为: (1) 开关控制的数量及停电时间明显减少, 这能够有效的提高电力系统的持续供电的能力, 并对于整个电气设备运行过程中的经济效益的提高具有非常重要的作用; (2) 应用状态检修手段对电气设备的绝缘性能进行检修, 能够有效的避免固定检修方式中的相关问题, 可以根据实际的需求对维修的时间进行合理的安排, 并能够对电气设备的绝缘性能进行实时的监测, 可以及时的发现电气设备中的绝缘缺陷, 这对于检修效率的提高, 维修成本的降低具有非常重要的作用, 对于电气设备正常运行过程中的可靠性及安全性能的提高具有非常重要的作用; (3) 依据在线监测系统提供的相关数据及技术进行电气设备的绝缘检修工作, 能够有效的减少绝缘检修过程中的停电试验的次数, 能够及时的发现电气设备中的绝缘缺陷, 并进行及时的维护, 这对于电气设备的使用寿命的延长具有非常重要的作用。
三、电气设备的状态检修
随着电力系统及电气设备功能及工作方式的变革, 如果采用传统的检修方法对其进行定期的检修, 检修工作就存在明显的滞后性, 对于电气设备中的绝缘故障不能及时的发现与处理, 使相关的电气设备工作于危险的状态下, 对于整个电力系统的安全运行都具有较大的影响, 而将状态检修技术应用于电气设备的绝缘维护当中, 能够对电气设备中的前期绝缘缺陷及时的发现并处理, 这对于保证相应设备的运行安全, 延长相关设备的使用寿命具有非常重要的作用, 事故检修、定期检修、状态检修是电气设备绝缘检修技术发展过程中的重要的三个阶段, 随着状态检修技术的不断发展进步, 其在电气设备的绝缘维护工作中得到了越来越广泛的应用。
结束语
电气设备的绝缘维护及状态检修技术在不断的发展进步, 随着该项技术的广泛应用, 在保证相关电气设备的绝缘安全性能的同时, 有效的降低了相关设备的维护费用, 并能够促进相关设备的使用寿命的延长, 对于企业的经济效益的提高具有积极的作用, 本文就对其绝缘在线监测技术及状态检修技术进行了简单分析, 对于电气设备的绝缘维护具有一定的参考作用。
摘要：为了对电气设备的工作状态及工作性能等进行有效的检测与维护, 通常会应用在线监测技术对运行状态进行实时的监测, 在对电气设备进行状态检修时, 通常需要对其绝缘性能进行有效的维护与监测, 而绝缘在线监测是对其进行绝缘维护的有效手段, 本文就对电气设备的绝缘在线监测及状态检修进行了简单的分析。
关键词：电气设备,绝缘维护,状态检修技术
参考文献
[1]潘天赐.电气设备的绝缘在线监测及状态检修[J].科技风, 2011 (24) .
电气绝缘测试技术 篇9
1 绝缘子污秽测量的相关要求
随着防污工作的深入开展及IEC有关标准的公布, 对污秽度测量也提出了更高的要求。制定本要求的目的在于统一测量标准, 规范测量方法, 使饱和盐密测量工作正规化、标准化。其参考标准:
(1) IEC 60815-1:2002《污秽条件下高压绝缘子的选择和尺寸确定第1部分:定义、信息和一般原则》;
(2) GB/T XXXX.1-200X《污秽条件下高压绝缘子的选择和尺寸确定第1部分:定义、信息和一般原则》。
2 绝缘子饱和盐密测量方法
2.1 取样要求
为保证测量结果的准确、可靠, 在拆取绝缘子及运输、测试等过程中, 应尽量保持绝缘子表面污秽的完整性。为此, 对拆取的绝缘子, 要装入特制的木箱或塑料袋内运输和保管并应及时进行测量。
2.2 测量
(1) 测量污秽度的必要设备:
(1) 测量ESDD (等值附盐密度, 简称盐密) 的设备如下:蒸馏水或去离子水、量筒、医用手套、胶带、带标签的容器、洗涤盆、海棉、刷子、脱脂棉。
(2) 测量NSDD (不溶物密度, 简称灰密) 的设备如下:电导率仪、盐量表、水银温度计、定量滤纸 (ф﹥180mm中速) 、漏斗 (d﹥15mm) 、干燥器、干燥箱、天平 (精度0.01%mg) 。
(2) 测量ESDD和NSDD的污秽收集方法。收集方法分为擦拭法和清洗法2种。为避免失去污秽, 应不接触绝缘子的绝缘体表面;带清洁的医用手套。测量之前, 容器、量筒等应清洗干净, 以保证无任何电解质。
(1) 擦拭法的程序:将100~300ml (用水量可以超过300ml) 的蒸馏水倒入有标签的容器中, 并将海棉浸入水中 (可以使用其它工具, 如刷子或吸水棉) , 浸有海棉的水的电导率应小于0.001S/m;分别从支柱绝缘子伞裙或盘形悬式绝缘子的绝缘体的上下表面用海棉擦洗污秽物;带有污秽物的海棉应放回容器, 通过摇摆和挤压使污秽物溶于水中;重复擦洗直至绝缘子的绝缘体表面无残留的污秽物。在几次擦洗后如果还有污秽物, 应用刮具将其刮下并放入含有污秽物的水中;应注意不要损失水, 即收集污秽物前后水的重量不能有大的变化。
(2) 清洗法的程序:清洗的盆要保证伞盘能放入其中;量出500~1000ml (用水量可以超过1000ml) 的蒸馏水 (小于0.001S/m) 倒入盆中;将测量绝缘子的钢帽放入水中, 用手慢慢清洗无棱的表面直到边缘;从盆中取出绝缘子轻轻抖动, 使绝缘子上带的水完全滴入盆中, 并将水倒入有标签的容器中, 确保盆中无任何沉积物;冲洗清洗盆;量出500~1000ml的蒸馏水 (小于0.001S/m) 倒入盆中;将上述绝缘子的钢帽朝上放入盆中, 用手慢慢清洗下表面的污秽物;将第二次的水再仔细倒入有标签容器中, 盆中不留沉淀物。
2.3 ESDD和NSDD的确定
(1) ESDD的计算。应测量含有污秽物水的电导率和温度, 该测量应在充分搅拌水之后进行。对于高溶解度的污秽物, 搅拌的时间可短些, 如几分钟;对于低溶解度的污秽物, 一般需要较长的搅拌时间, 如30~40分钟。
应按公式 (1) 进行电导率的校正
式中:θ——溶液温度, ℃;
σθ——在温度θ℃下的体积电导率, S/m;
σ20——在温度20℃下的体积电导率, S/m;
b———取决于温度θ的因数, 可按公式 (2) 计算, 其关系曲线见图1。
式中:σ20——在温度20℃下的体积电导率, S/m;
ESDD——等值盐密, mg/cm2;
V——蒸馏水的体积, cm3;
A——绝缘子的绝缘体表面面积, cm2。
绝缘子表面的ESDD应按公式 (3) 和公式 (4) 计算, σ20和sa的关系见图2。
如果分开测量绝缘子上下表面的ESDD, 其平均值可按5式计算 (也可用于NSDD平均值计算) :
式中:ESDDt——绝缘子上表面的ESDD, mg/cm2;
ESDDb——绝缘子下表面的ESDD, mg/cm2;
At——绝缘子上表面的面积, cm2;
Ab——绝缘子下表面的面积, cm2;
A——绝缘子上下表面总面积, cm2。
(2) NSDD的计算。首先对过滤纸 (1.6μm级或更小) 称重, 然后对测量了ESDD之后的污秽水使用漏斗过滤, 再将过滤纸和残渣一起烘干, 最后称其重量。
NSDD应按式 (6) 计算:
式中:NSDD——非溶性沉积物密度, mg/cm2;
Wf——在干燥条件下含污秽过滤纸的重量, g;
Wi——在干燥条件下过滤纸自身的重量, g;
A——绝缘子表面面积, cm2。
2.4 ESDD/NSDD换算
测量其他型式绝缘子的ESDD/NSDD, 应将其ESDD NSDD值乘以不带电积污系数K2换算成参照绝缘子的ESDD/NSDD值, 作为电力系统污区分布图中现场污秽度测量图中的ESDD/NSDD值。交流不带电测量的值乘以1.1~1.3的带电积污系数K1, (K1为带电积污系数, K2为不带电积污系数, 计标公式略) , 可等效为带电时测得的值。
2.5 污秽的化学分析
具有相同的盐密但被不同物质污染的绝缘子的污闪电压有一定的差异。几种常见的一价盐 (如:KNO3、NH4NO3、Na NO3等) 和Na Cl在相同的等值盐密下, 它们的污闪电压比较接近;其余的二价盐 (如:Zn SO4、Zn (NO3) 2、Mg SO4、Mg Cl2) 在等值盐密为0.05~0.1mg/cm2下, 污闪电压一般比Na Cl高10~20%。这主要是由于污秽沉积物吸湿特性与导电性能的差异所引起的。为了解污秽物的化学成份, 应对污秽物进行定量的化学分析。可溶性盐的化学分析可用ESDD测量后的溶液, 采用离子交换色谱仪 (IC) 、感应耦合等离子体光发射光谱分析仪等进行。分析结果可显示正离子 (如Na、Ca2、K、Mg2) 和负离子 (如CI、SO4、HO3) 。
(1) 绝缘子自清洗率测量方法。
(1) 为在较短时间内获得所在地区的饱和盐密, 可利用饱和盐密与平均年最大盐密 (一般可取3年平均值) 的关系来估算求得。从统计角度看, 绝缘子平均年度最大积污量和绝缘子年自清洗能力均可视为常数。饱和盐密是平均年度最大盐密对年自清洗率之比。因此在有常年盐密监测的地区, 可通过1~2年的绝缘子自清洗率的测量值计算饱和盐密。而绝缘子年自清洗率可通过雨季后绝缘子表面残留盐密 (绝缘子表面盐密最轻时, 即每年雨季后测量) 获得。测试点应兼顾不同污秽等级和不同污染类型。应遵循的原则和测试方法与上述盐密监测点绝缘子饱和盐密的测量相同, 只是要注意测量时间应在雨季后, 一般北方地区选择在8月末或9月初进行。
(2) 饱和盐密计算:
Sb=S1/ (1-C)
式中:Sb——绝缘子饱和盐密;
S1——绝缘子平均年度最大盐密;
C——绝缘子表面年度盐密残余率;
(1-C) ——绝缘子自清洗率。
(3) 计算举例。
某供电公司最近连续3年测得年度盐密值 (积污期为1年) 分别为0.063mg/cm2、0.082mg/cm2、0.075mg/cm2, 雨季后测得盐密值为0.028mg/cm2, 绝缘子的饱和盐密计算如下:
那么, 绝缘子的饱和盐密为:
Sb=S1/ (1-C) =0.073/61.7%=0.118 (mg/cm2)
这个数值相当于年度盐密值的0.118/0.073=1.62倍
3 绝缘子盐密度与灰密的关系
在盐密度ρESDD一定的情况下, 染污绝缘子串污闪电压Uf随着灰密度ρNSDD的增加而不断减小的原因是:污层中的不溶污物虽本身不导电, 但它保持的水份却可以溶解电解质, 增大导电率。同时随着附着在绝缘子表面的不溶物的增加, 绝缘子表面所吸收的水分就越多, 形成了更厚的水膜, 降低染污绝缘子表面电阻, 导致泄漏电流增大。
通过大量数据分析结果表明, 染污绝缘子串污闪电压Uf与盐密度ρESDD、灰密度ρNSDD之间呈三维曲面关系, 随着ρESDD和ρNSDD的增加, Uf逐渐下降;在ρESDD、ρNSDD较小时Uf下降较快, 随着ρESDD和ρNSDD的增加, Uf下降趋势变缓, 这与分别考虑ρESDD及ρNSDD作用时, 对Uf的影响是类似的。
总体来看灰密度和盐密度均对绝缘子污闪电压有影响。以XP-160瓷绝缘子为例, 灰密影响特征指数为0.14, 盐密影响特征指数为0.24, 盐密影响是灰密影响的1.71倍, 即盐密影响大于灰密影响。
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