電氣設(shè)備絕緣電阻,、吸收比和極化指數(shù)的試驗(yàn)方法
試驗(yàn)內(nèi)容包括絕緣電阻,、吸收比和極化指數(shù),。
1.1 絕緣電阻
測(cè)量電氣設(shè)備的絕緣電阻,,是檢查設(shè)備絕緣狀態(tài)簡(jiǎn)便和基本的方法,。在現(xiàn)場(chǎng)普遍用絕緣電阻測(cè)試儀測(cè)量絕緣電阻,。絕緣電阻值的大小常能靈敏地反映絕緣情況,,能有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)備絕緣局部或整體受潮和臟污,,以及絕緣擊穿和嚴(yán)重過(guò)熱老化等缺陷。
用絕緣電阻測(cè)試儀測(cè)量設(shè)備的絕緣電阻,,由于受介質(zhì)吸收電流的影響,,絕緣電阻測(cè)試儀指示值隨時(shí)間逐步增大,通常讀取施加電壓后60s的數(shù)值或穩(wěn)定值,,作為工程上的絕緣電阻值,。
1.2 吸收比和極化指數(shù)
吸收比K為60s絕緣電阻值(R60s)與15s絕緣電阻值(R15s)之比值,即:
K=R60s/R15s
對(duì)于大容量和吸收過(guò)程較長(zhǎng)的被試品,,如變壓器,、發(fā)電機(jī)、電纜,、電容器等電氣設(shè)備,,有時(shí)吸收比值R60s/R15s尚不足以反映吸收的全過(guò)程,可采用較長(zhǎng)時(shí)間的絕緣電阻比值,即10min時(shí)的絕緣電阻(R10min)與1min時(shí)的絕緣電阻(R1min)的比值PI來(lái)描述絕緣吸收的全過(guò)程,,PI稱作絕緣的極化指數(shù),,即:
PI=R10min/R1min
在工程上,絕緣電阻和吸收比(或極化指數(shù))能反映發(fā)電機(jī),、油浸式電力變壓器等設(shè)備絕緣的受潮程度,。絕緣受潮后吸收比(或極化指數(shù))值降低(如圖1-1), 因此它是判斷絕緣是否受潮的一個(gè)重要指標(biāo)。
應(yīng)該指出,,有時(shí)絕緣具有較明顯的缺陷(例如絕緣在高壓下?lián)舸?,,吸收比(或極化指數(shù))值仍然很好。吸收比(或極化指數(shù))不能用來(lái)發(fā)現(xiàn)受潮,、臟污以外的其他局部絕緣缺陷,。
圖1-1 某臺(tái)發(fā)電機(jī)絕緣電阻R與時(shí)間t的關(guān)系
1——干燥前15℃;2——干燥結(jié)束前73.5℃;3——運(yùn)行72h后,,并冷卻至27℃
試驗(yàn)常用的測(cè)量?jī)x表是絕緣電阻測(cè)試儀,。
2.1 絕緣電阻測(cè)試儀的型式
絕緣電阻測(cè)試儀按電源型式通常可分為發(fā)電機(jī)型和整流電源型兩大類,。發(fā)電機(jī)型一般為手搖(或電動(dòng))直流發(fā)電機(jī)或交流發(fā)電機(jī)經(jīng)倍壓整流后輸出直流電壓;整流電源型由低壓工頻交流電(或干電池)經(jīng)整流穩(wěn)壓,、品體管振蕩器升壓和倍壓整流后輸出直流電壓。
2.2 絕緣電阻測(cè)試儀的電壓
絕緣電阻測(cè)試儀的電壓通常有100V,、250V,、500V、1000V,、2500V,、5000V、10000V等多種,。也有可連續(xù)改變輸出電壓的絕緣電阻測(cè)試儀,。應(yīng)區(qū)分不同被試設(shè)備,按照相關(guān)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定選用適當(dāng)輸出電壓的絕緣電阻測(cè)試儀,。
對(duì)水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)采用絕緣電阻測(cè)試儀測(cè)量絕緣電阻,。
2.3 絕緣電阻測(cè)試儀的容量
絕緣電阻測(cè)試儀的容量即大輸出電流值(輸出端經(jīng)亳安表短路測(cè)得)對(duì)吸收比和極化指數(shù)測(cè)有一定的影響。測(cè)量吸收比和極化指數(shù)時(shí)應(yīng)盡籃采用大容量的絕緣電阻測(cè)試儀,,即選用大輸出電流1mA及以上的絕緣電阻測(cè)試儀,,大型電力變壓器宜選用大輸出電流3mA及以上的絕緣電阻測(cè)試儀,以期得到較準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果,。
2.4 絕緣電阻測(cè)試儀的負(fù)載特性
絕緣電阻測(cè)試儀的負(fù)載特性,,即被測(cè)絕緣電阻R和端電壓U的關(guān)系曲線,隨絕緣電阻測(cè)試儀的型號(hào)而變化,。圖1-2為絕緣電阻測(cè)試儀的一般負(fù)載特性,。當(dāng)被測(cè)絕緣電阻值低時(shí),,端電壓明顯下降。
圖1-2 絕緣電阻測(cè)試儀的一般負(fù)載特性
2.5 選用絕緣電阻測(cè)試儀時(shí)的注意事項(xiàng)
a)對(duì)有介質(zhì)吸收現(xiàn)象的發(fā)電機(jī),、變壓器等設(shè)備,,絕緣電阻值、吸收比值和極化指數(shù)隨絕緣電阻測(cè)試儀電壓高低而變化,,故歷次試驗(yàn)應(yīng)選用電壓相同和負(fù)載特性相近的絕緣電阻測(cè)試儀,。
b)對(duì)二次回路或低壓配電裝置及電力布線測(cè)量絕緣電阻,并兼有進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)的目的時(shí),,可選用2500V絕緣電阻測(cè)試儀,。由于低壓裝置的絕緣電阻一般較低(1MΩ~20MΩ), 絕緣電阻測(cè)試儀輸出電壓因受負(fù)載特性影響,實(shí)際端電壓并不高,。用2500V絕緣電阻測(cè)試儀代替直流耐壓試驗(yàn)時(shí),,應(yīng)考慮到由于絕緣電阻低而使端電壓降低的因素。
3.1 斷開被試品的電源,,拆除或斷開對(duì)外的一切連線,,將被試品接地放電。對(duì)電容量較大者(如發(fā)電機(jī),、電纜,、大中型變壓器和電容器等)應(yīng)充分放電(不少于5min)。放電時(shí)應(yīng)用絕緣棒等工具進(jìn)行,,不得用手碰觸放電導(dǎo)線,。
3.2 用干燥清潔柔軟的布擦去被試品外絕緣(如變壓器套管等)表面的臟污,必要時(shí)用適當(dāng)?shù)那鍧崉┫磧簟?/p>
對(duì)于高壓大容量的電力變壓器,,若濕度等原因造成外絕緣對(duì)測(cè)盤結(jié)果影響較大時(shí),,應(yīng)盡量在空氣相對(duì)濕度較小的時(shí)段(如午后)進(jìn)行測(cè)量。
3.3 絕緣電阻測(cè)試儀上的接線端子“E”是接被試品的接地端的,,常為正極性;“L”是接被試品高壓端的,,常為負(fù)極性;“G” 是接屏蔽端的。“L”與被試品之間應(yīng)采用相應(yīng)絕緣強(qiáng)度的屏蔽線和絕緣棒作連接,。
將絕緣電阻測(cè)試儀水平放穩(wěn),試驗(yàn)前對(duì)絕緣電阻測(cè)試儀本身進(jìn)行檢查,。發(fā)電機(jī)型絕緣電阻測(cè)試儀不搖時(shí)其指示應(yīng)停在任意位置;當(dāng)接通整流電源型絕緣電阻測(cè)試儀電源或搖動(dòng)發(fā)電機(jī)型絕緣電阻測(cè)試儀在低速旋轉(zhuǎn)時(shí),,用導(dǎo)線瞬時(shí)短接“L”和“E”端子,其指示應(yīng)為零;開路時(shí),,接通電源或絕緣電阻測(cè)試儀達(dá)額定轉(zhuǎn)速時(shí)其指示應(yīng)指“∞”,。然后斷開電源或使絕緣電阻測(cè)試儀停止轉(zhuǎn)動(dòng),將絕緣電阻測(cè)試儀的接地端與被試品的地線連接,,絕緣電阻測(cè)試儀的高壓端接上屏蔽連接線,,連接線的另一端懸空(不接試品),,再次接通電源或驅(qū)動(dòng)絕緣電阻測(cè)試儀,絕緣電阻測(cè)試儀的指示應(yīng)無(wú)明顯差異,。
對(duì)整流電源型絕緣電阻測(cè)試儀,,將絕緣電阻測(cè)試儀的接地端與被試品的地線連接,將帶屏蔽的連接線L接到被試品測(cè)量部位,,接通絕緣電阻測(cè)試儀電源開始測(cè)量,,必要時(shí)接上屏蔽環(huán)(見6.1)。
對(duì)發(fā)電機(jī)型絕緣電阻測(cè)試儀保持額定轉(zhuǎn)速,,將帶屏蔽的連接線L接到被試品測(cè)量部位開始測(cè)量,。如遇表面泄漏電流較大的被試品(如發(fā)電機(jī)、變壓器等)還要接上屏蔽環(huán)(見6. 1),。
3.4 對(duì)整流電源型絕緣電阻測(cè)試儀保持其輸入電源電壓和直流輸出電壓穩(wěn)定,,對(duì)發(fā)電機(jī)型絕緣電阻測(cè)試儀保持絕緣電阻測(cè)試儀在額定轉(zhuǎn)速,待指針或絕緣電阻數(shù)字穩(wěn)定后(或60s),,讀取絕緣電阻值,。
3.5 測(cè)量吸收比和極化指數(shù)時(shí),接通被試品后,,同時(shí)記錄時(shí)間,,分別讀出15s和60s(或1min和10min)時(shí)的絕緣電阻值。
3.6 讀取絕緣電阻值后,,對(duì)發(fā)電機(jī)型絕緣電阻測(cè)試儀應(yīng)先斷開接至被試品高壓端的連接線,,然后再將絕緣電阻測(cè)試儀停止運(yùn)轉(zhuǎn)。測(cè)試大容量設(shè)備時(shí)更要注意,,防止被試品的電容在測(cè)量時(shí)所充的電荷經(jīng)絕緣電阻測(cè)試儀放電而使絕緣電阻測(cè)試儀損壞;對(duì)帶保護(hù)的整流電源型絕緣電阻測(cè)試儀可以不受斷開接至被試品高壓端的連接線與將絕緣電阻測(cè)試儀斷開電源停止運(yùn)轉(zhuǎn)的順序限制,。
3.7 斷開絕緣電阻測(cè)試儀連線后將被試品短接放電并接地。
對(duì)發(fā)電機(jī)型水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)絕緣電阻測(cè)試儀當(dāng)其輸出電壓較高,、被試品電容量較大時(shí),,斷開絕緣電阻測(cè)試儀連線后宜先經(jīng)電阻將被試品放電,待殘余電荷釋放一段時(shí)間后再將被試品直接放電并接地,。
3.8 測(cè)量時(shí)應(yīng)記錄被試設(shè)備的溫度,、空氣溫度、濕度,、氣象情況,、試驗(yàn)日期及使用儀表等。
4.1 外絕緣表面泄漏的影響
一般應(yīng)在空氣相對(duì)濕度不高于80%條件下進(jìn)行試驗(yàn),,在相對(duì)濕度大于80%的潮濕天氣,,電氣設(shè)備引出線瓷套表面會(huì)凝結(jié)一層極薄的水膜,造成表面泄漏通道,,使絕緣電阻明顯降低,。此時(shí),,應(yīng)按圖1-3所示的接線圖,在被試品引出線套管上裝設(shè)屏蔽環(huán)(用細(xì)銅線或細(xì)熔絲緊扎數(shù)圈,,使其和引出線套管外表面緊密接觸),,并連接到絕緣電阻測(cè)試儀屏蔽端子。屏蔽環(huán)應(yīng)接在靠近絕緣電阻測(cè)試儀高壓端所接的引出線套管端子,,遠(yuǎn)離接地部分,,以免造成絕緣電阻測(cè)試儀過(guò)載,使端電壓急劇降低,,影響測(cè)量結(jié)果,。
圖1-3 測(cè)量絕緣電阻時(shí)屏蔽環(huán)的位置
4.2 殘余電荷的影晌
若試品在上一次試驗(yàn)后,,接地放電時(shí)間t不充分,,絕緣內(nèi)積聚的電荷沒(méi)有*釋放,仍積滯有一定的殘余電荷,,會(huì)直接影響絕緣電阻,、吸收比和極化指數(shù)的測(cè)量結(jié)果。圖1-4為一臺(tái)發(fā)電機(jī)先測(cè)量絕緣電阻后經(jīng)歷不同的放電時(shí)間再進(jìn)行復(fù)測(cè)的結(jié)果,,可以看出,,接地放電時(shí)間至少5min以上才能得到較正確的結(jié)果?! ?/p>
圖1-4 某臺(tái)發(fā)電機(jī)經(jīng)不同接地放電時(shí)間后復(fù)測(cè)絕緣電阻結(jié)果
對(duì)于交聯(lián)電纜試驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意,,由于殘余電荷的影響,電纜耐壓前后(尤其是直流耐壓)的絕緣電阻的變化可能較大,,放電時(shí)間應(yīng)足夠長(zhǎng),。
對(duì)三相發(fā)電機(jī)分相測(cè)量定子絕緣電阻時(shí),試完首相繞組后,,也應(yīng)充分放電5min以上,,才能打開第二相繞組的接地線試驗(yàn)第二相繞組。否則同樣會(huì)發(fā)生相鄰相間異極性電荷未放凈造成測(cè)得絕緣電阻值偏低的現(xiàn)象,。
4.3 感應(yīng)電壓的影響
測(cè)量高壓架空線路絕緣電阻時(shí),,若該線路與另外帶電線路有平行段,則不宜進(jìn)行測(cè)量,,防止靜電感應(yīng)電壓危及人身安全,,也避免工頻感應(yīng)電流流過(guò)絕緣電阻測(cè)試儀使測(cè)量無(wú)法進(jìn)行。
測(cè)量變電所,、升壓站高壓母線附近的高壓電氣設(shè)備絕緣電阻時(shí),若被試設(shè)備上的感應(yīng)電壓太高,,也會(huì)對(duì)安全和試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生較大影響,。
雷電活動(dòng)對(duì)架空線路有影響時(shí)不可進(jìn)行該線路的絕緣電阻測(cè)量,。
4.4 溫度的影響
測(cè)量絕緣電阻時(shí),試品溫度一般應(yīng)在10℃~40℃之間,。
絕緣電阻隨著溫度升高而降低,,但目前還沒(méi)有一個(gè)通用的固定換算公式。
溫度換算系數(shù)以實(shí)測(cè)決定,。例如正常狀態(tài)下,,當(dāng)設(shè)備自運(yùn)行中停下,在自行冷卻過(guò)程中,,可在不同溫度下測(cè)量絕緣電阻值,,從而求出其溫度換算系數(shù)。
4.5 測(cè)量結(jié)果的判斷
絕緣電阻值的測(cè)量是常規(guī)試驗(yàn)項(xiàng)目中基本的項(xiàng)目,。根據(jù)測(cè)得的絕緣電阻值,,可以初步估計(jì)設(shè)備的絕緣狀況,通常也可決定是否能繼續(xù)進(jìn)行其他施加電壓的絕緣試驗(yàn)項(xiàng)目等,。
在DL/T 596中,,有關(guān)絕緣電阻標(biāo)準(zhǔn),除對(duì)少數(shù)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單和部分低電壓設(shè)備規(guī)定了Z低值外,,對(duì)多數(shù)高壓電氣設(shè)備的絕緣電阻值不作規(guī)定或自行規(guī)定,。
除了測(cè)得的絕緣電阻值很低,試驗(yàn)人員認(rèn)為該設(shè)備的絕緣不良外,,在一般情況下,,試驗(yàn)人員應(yīng)將同樣條件下的不同相絕緣電阻值進(jìn)行比較,不應(yīng)有明顯差別,,或以同一設(shè)備歷次試驗(yàn)結(jié)果(在可能條件下?lián)Q算至同一溫度)進(jìn)行比較,,不應(yīng)有顯著降低(例如降低至70%), 結(jié)合其他試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合判斷。需要時(shí),,應(yīng)對(duì)被試品各部位分別進(jìn)行分解測(cè)量(將不測(cè)量部位接屏蔽端),,便于分析缺陷部位。
4.6 絕緣電阻測(cè)試儀的校驗(yàn)
絕緣電阻測(cè)試儀每年應(yīng)校驗(yàn)一次,,校驗(yàn)結(jié)果應(yīng)滿足規(guī)定,。
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