电气设备绝缘检测与诊断

目录第一节电力设备绝缘老化及其特征量第二节电力设备绝缘预防性实验第三节电力设备在线绝缘检测与诊断

第一章概述电气设备的特征电气设备——发电机、变压器、高压电机、电压与电流互感器、高压断路器、电力电缆等。主要针对高电压等级设备进展研讨和讨论。处于高电压〔强电场〕作用下，电气绝缘是主要问题；对于旋转电气设备，振动、磨损、疲劳等都是必需严厉留意的；

由于实现着能量的转换或传送作用，发热的要素在电气设备中起着关键的破坏性作用；电气设备的可靠性是多种要素共同作用的结果，必需综合进展思索。缺点的分类按产生的缘由分类按工程技术的平安性分类按系统功能丧失的程度分类按发生的速度和开展进程分类

磨损性缺点----机器或系统正常运转时磨损引起的缺点，实践上反映了机器的寿命。

错用性缺点----运转中操作不当或以外情况引起机器中某些零件应力超越设计允许值而产生的缺点。薄弱性缺点——机器运转中应力没有超越设计规定值，但由于设计和制造不恰当呵斥机器中存在某些薄弱环节构成的缺点。缺点的分类按产生的缘由分类按工程技术的平安性分类按系统功能丧失的程度分类按发生的速度和开展进程分类

危险性缺点——缺点发生后会对人身、消费和环境产生危险平安性缺点缺点的分类按产生的缘由分类按工程技术的平安性分类按系统功能丧失的程度分类按发生的速度和开展进程分类

永久性缺点——必需改换某些零件后，机器才干恢复其功能。永久性缺点又包括：全部丧失功能的完全性缺点和丧失部分功能的部分性缺点。非永久性缺点——或称延续性缺点，缺点使部件丧失某些功能，但不需改换零件就可以排除缺点使机器恢复其全部功能。缺点的分类按产生的缘由分类按工程技术的平安性分类按系统功能丧失的程度分类按发生的速度和开展进程分类发生速度： 突发性缺点 渐发性缺点发生进程： 初期缺点 偶发缺点 磨损缺点设备的缺点方式缺点方式是按缺点形状进展的分类，是缺点景象的综合表征，与设备本身的特性和运转环境都有一定的关系。设备常见缺点方式运动设备部件的磨损、声音异常、振动异常、晃动、温升异常、走漏等；静止设备部件的松动、变形、断裂、龟裂、腐蚀、材量变化等；电气设备的绝缘击穿、温度异常、绝缘裂化或烧损、短路、断线等。设备缺点方式[据日本统计]现代电气设备的造价及运转可靠性在很大程度上取决于设备的绝缘构造。电力设备金属资料绝缘资料绝缘介质紧固支撑冷却媒介绝缘构造的作用绝缘资料液体绝缘:绝缘油固体绝缘：绝缘纸、电瓷、云母交联聚乙烯等气体绝缘:空气、SF6真空绝缘在实践运转中，绝缘构造的电气和机械性能往往决议着整个电力设备的寿命，绝缘资料质量的下降(即通常所说的绝缘劣化)将导致电力设备的损坏。统计阐明，电力设备运转中60％一80％的事故是由绝缘缺点导致的，所以研讨电力设备绝缘检测与诊断技术．对提高电力设备运转可靠性具有极其重要的意义。第一节电力设备绝缘老化及其特征量电气要素机械要素温度和热稳定性受潮环境条件为了使设备的外形尺寸坚持在可以接受的程度，现代电气设备相对于以往的设计采用了更为紧凑的绝缘方式，因此在运转中其内部各组件间的绝缘所需接受的热和电应力程度显著提高。图1有机绝缘的伏秒特性及运转中各种电压下的场强1油纸电气强度；2胶纸电气强度；3运转中各种电压下的场强；E0长期任务场强1.电气影响长期任务电压短时的过电压2.机械影响机械负荷长时间振动短路应力图2不同耐热等级的绝缘资料在各种运转温度下长期运转的寿命3.温度影响季节变化长期过负荷热老化电介质的耐热等级耐热等级任务温度(℃)电介质O90木材、纸、纸板、棉纤维、天然丝；聚乙烯；聚氯乙烯；天然橡胶A105油性树脂漆及其漆包线；矿物油及浸入其中的纤维资料E120酚醛树脂塑料；胶纸板、胶布板；聚酯薄膜；聚乙烯醇缩甲醛漆B130沥青油漆制成的云母带、玻璃漆布、玻璃胶布板；聚酯漆；环氧树脂F155聚酰亚胺漆及其漆包线；改性硅有机漆及其云母制品及玻璃漆布H180聚酰胺聚酰亚胺漆及其漆包线；硅有机漆及制品；硅橡胶及玻璃漆布C>180聚酰亚胺漆及薄膜；云母；陶瓷；玻璃及其纤维；聚四氟乙烯热老化规律——6度规那么实验阐明，对于常用的A级绝缘，如油纸绝缘，那么温度每超越6℃，那么寿命约缩短一半。而对于

B、H级绝缘那么分别约为10℃及12℃。水分被吸收到电介质内部或吸附到电介质的外表以后，它能溶解离子类杂质或使强极性的物质解离，严重影响介质内部或沿面的电气性能：在外施电压下，或者在电极间构成通路，或者在高温下汽化构成“汽桥〞而使击穿电压显著降低。4.受潮部分电弧水带绝缘介质5.环境条件在户外任务的绝缘应能长期耐受日照、风沙、雨雾冰雪等大气要素的侵蚀。在含有化学腐蚀气体等环境中任务时，选用的资料应具有更强的化学稳定性，如耐油性等。任务在湿热带和亚湿热带地域的绝缘还要留意资料的抗生物〔霉菌、昆虫〕特性，如有的在电缆护层资料中参与适宜的防霉剂和除虫涂料等。可逆的——对于绝缘系统在运转中出现的诸如受潮等情况而导致绝缘性能下降，经过处置可以恢复原有特性的，就是一种可逆的劣化。不可逆的——绝缘系统在各种要素的长期作用下发生一系列的化学、物理变化，导致绝缘性能和机械性能等不断下降，那么产生了一种不可逆的变化，将最终导致电力设备绝缘击穿，这种变化过程即为老化。绝缘劣化特性直接表征绝缘剩余寿命的特征量，如耐电强度、机械强度间接表征绝缘剩余寿命的持征量，如绝缘电阻、介质损耗角正切、走漏电流、部分放电量、油中气体含量、油中微水含量等随着对不同老化因子作用规律研讨的深化，提出一些新的表征绝缘质量的特征量．如直流分量、超高频放电频谱，超声振动特性等等。

绝缘老化的特征量第二节电力设备绝缘预防性实验电力设备在运转中进展预防性实验，可及时发现缺陷，减少事故的发生，它已成为我国电力消费中的一项重要制度。预防性实验可分为非破坏性实验和破坏性实验两大类。第二节电力设备绝缘预防性实验非破坏性实验又称绝缘特性实验，是指在较低的电压下或是用其他不会损伤绝缘的方法来丈量绝缘的各种特性，从而判别绝缘内部有无缺陷。常见的实验工程有绝缘电阻丈量、走漏电流丈量、介质损耗角正切丈量、油中气体含量检测等工程。破坏性实验又称绝缘耐压实验，是指在高于任务电压下所进展的实验。实验时在设备绝缘上施加规定的实验电压，考验绝缘对此电压的耐受才干。它主要指交流耐压和直流耐压实验。由于这类实验所加电压较高，考验比较直接和严厉，特别是能揭露那些危险性较大的集中性缺陷，因此能保证绝缘有一定的程度或裕度，缺陷是能够会在耐压实验时给绝缘呵斥一定的损伤。第二节电力设备绝缘预防性实验绝缘实验绝缘特性实验绝缘电阻实验介质损失角正切值实验部分放电实验绝缘耐压实验交流电压实验直流电压实验雷电冲击电压实验操作冲击电压实验绝缘实验的分类如需进展耐压实验，必需在非破坏实验即绝缘特性实验合格后才进展。

电力变压器电力电缆高压套管断路器发电机充SF6充油1测定绝缘电阻√√√√√√2丈量直流走漏电流√√―√√√3直流耐压实验―√―――√4丈量介损正切tanδ√√√△√△5绝缘油实验√√〇―√√6微量水分测定√―〇√――7油中溶解气体色谱√―〇―――8部分放电实验――〇―――9交流耐压实验△―△△√△设备称号能否实验实验工程预防性实验是一种简便且较有效地评价电力设备绝缘情况的方法。根据过去长期的运转阅历及实验研讨中已逐渐确立起来的这些预防性实验工程，为确保电气设备的平安运转发扬着很大作用。现行预防性实验工程的回想☆．当绝缘总体受潮或严重损坏时，往往引起绝缘电阻Ri的下降或直流走漏电流I1的上升。☆．假设感到兆欧表的直流电压太低〔普通为1KV或2、5KV〕,还可采用加以直流高压来丈量走漏电流I1。这时还便于察看随着外施电压的上升，I1能否也根本上按比例上升。由于当存在有某些缺陷时，高压直流下的绝缘电阻〔由走漏电流换算而得〕往往比低压下用兆欧表测得的小得多。

☆．绝缘电阻Ri或走漏电流I1与被试品绝缘尺寸〔电极间的绝缘间隔、截面等〕相关，在绝缘实验时对数据进展“纵比〞—与同一设备过去丈量数据作比较，或“横比〞—与同类被试品相互对比〔如求三相不平衡系数等〕，作出比较准确的分析。在预防性实验时，对绝缘电阻丈量时要求测其吸收比〔R60“/R15〞〕或极化比〔R10'/R1'〕，也为了消除因绝缘尺寸不同带来的影响，而改以察看同一被试品在吸收过程中的相对变化。☆．西林电桥丈量交流下的介质损耗tanδ，真正是反映交流下损耗大小的特征参数，它与绝缘的几何尺寸无关，直接由此判别绝缘的介质损耗，高压电气设备总的介质损耗功率相对于此绝缘的无功功率总是只占一个很小的比例。☆．当前大量运用交流电气设备，而测绝缘电阻Ri或走漏电流I1时所加的直流电压，介质绝缘构造加交流时，电位按电容大小反比分布；直流时，按电阻正比分布。施加同样幅值的直流或交流高压，绝缘中的损耗、部分放电过程交流下比在直流下严重。☆．气相色谱分析方法，在发现油浸设备埋伏性缺点的灵敏度方面往往比丈量绝缘电阻及tanδ等高的多。当运转的高压电气设备采用油-纸〔塑料〕组合绝缘，有机绝缘资料的寿命曲线相当峻峭：它在短暂的高场强下绝缘强度极高；在交流电压的长期作用下，资料逐渐劣化，其长时击穿场强仅为其短时的百分之几。第三节电力设备绝缘在线检测与诊断☆．常规预防性实验存在实验时需停电、实验时间集中任务量大、实验能否有效的问题。设备运转过程中，最关怀绝缘构造的剩余电气强度，至今未找到它与绝缘电阻、走漏电流、及介质损耗角正切等非破坏性实验参数之间的直接函数关系，仅凭实验工程难以准确、有效地判别电力设备绝缘的好坏，不能确保下一运转周期平安运转，有的工程实验后会留有后遗症，暴显露停电预防性实验存在着缺陷。☆．有的绝缘参数反映整体绝缘性能的宏观参数，在多条并联通道中有一条贯穿通道的绝缘强度下降，足以导致整个电气设备的缺点。停电后非破坏性的预防性实验，所加的交流电压不超越10KV；再要加高电压来测tanδ,所用的规范电容器以及反接法丈量用的电桥的绝缘必需另行加强。☆．利用运转电压对高压设备绝缘情况进展实验，可提高实验的真实性与灵敏度，这是在线检测的主要着眼点。带电监测不用再停电，给电力系统运转带来方便。在线检测将成为预防性实验中的重要组成部分，它在多方面弥补靠定期停电预试的缺乏。过去非破坏性实验所得的结果难以全面、真实地反映绝缘情况，特别是电气强度。色谱分析、部分放电等实验的引入，对发现某些缺陷相当有效，但对另外一些缺陷仍难以在早期发现；因此，继续研讨新的预防性实验参数及方法势在必行。随着传感器、计算机、光纤技术等的开展与援用，一种电力设备的在线监测仪器或系统，由传感器系统、信号采集系统、分析诊断系统组成。传感器系统感知所需求的电气参量或非电气参量〔温度、压力、振动、超声等〕；信号采集系统将传感器得到的模拟量转换成数字量进展传输；分析诊断系统利用小波分析技术、神经网络技术、模糊诊断技术、专家分析技术对采集信号进展分析、处置和诊断，得到所测设备绝缘的当前情况，进展绝缘诊断和寿命估计。☆．不能以为在线检测全面替代停电预防性实验，一方面在线检测实际和技术尚不完善；另一