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电气设备的直流耐压试验方法

时间:2018-08-29 15:03:00        阅读:295
文章标题:电气设备的直流耐压试验方法关  键 词:电气设备,直流耐压,试验方法概      述:直流耐压试验和交流泄漏试验的原理、接线及方法完全相同,差别在于直流耐压试验的试验电压较高,所以它除能发现设备受潮、劣化外,对发现绝缘的某些局部缺陷具有特殊的作用、往往这些局部缺陷在交流耐压试验中是不能被发现的。

直流耐压试验和交流泄漏试验的原理、接线及方法完全相同,具体方法请看《电气设备的泄漏电流试验方法》,差别在于直流耐压试验的试验电压较高,所以它除能发现设备受潮、劣化外,对发现绝缘的某些局部缺陷具有特殊的作用、往往这些局部缺陷在交流耐压试验中是不能被发现的。

1、直流耐压试验较之交流耐压的特点

(1) 设备较轻便。

在对大容量的电力设备(如发动机)进行试验,特别是在试验电压较高时,交流耐压试验需要容量较大的ZC-501A试验变压器,而当进行直流耐压试验时,试验变压器的容量可不必考虑。通常负荷的泄漏电流都不超过几毫安,核算到变压器侧的容量微不足道。因此,直流耐压试验的试验设备较轻便,如ZC-540直流高压发生器

(2) 绝缘无介质极化损失。

在进行直流耐压试验时,绝缘没有极化损失,因此不致使绝缘发热,从而避免因热击穿而损坏绝缘。进行交流耐压试验时,既有介质损失,还有局部放电,致使绝缘发热,对绝缘的损伤比较严重,而直流下绝缘内的局部放电要比交流下的轻得多。基于这些原因,直流耐压试验还有些非破坏性试验的特性。

(3) 可制作伏安特性。

进行直流耐压试验时,可制作伏安特性曲线,可根据伏安特性曲线的变化来发现绝缘缺陷。并可由此来预测击穿电压,泄漏电流急剧增长的地方,表示即将击穿,此时即停止试验。根据预测的直流击穿电压,可以估算出交流击穿电压的幅值,换算公式为:

交流击穿电压幅值﹦1/K×直流击穿电压

式中K——巩固系数,与设备的绝缘材料和结构有关,可用直流击穿电压与交流击穿电压的幅值来表示,其直一般在1.0-4.2范围内。

(4) 在进行直流耐压试验时,一般都兼做泄漏电流测量。由于直流耐压试验时所加电压较高,故容易发现缺陷。

(5) 易于发现某些设备的局部缺陷。对电缆来说,直流试验也容易发现其局部缺陷。

说明:交流耐压对绝缘的作用更近于运行情况,因而能检出绝缘在正常运行时的最弱点。因此,直流耐压试验和交流耐压试验不能互相代替,必须同时应用于预防性试验中,特别是电机、电缆等更应当作直流试验。

2、直流耐压试验应注意的事项

(1) 试验电压的确定

进行直流耐压试验时,外施电压的数值通常应参考该绝缘的交流耐压试验电压和交、直流下击穿电压之比,但主要是根据运行经验来确定。

(2) 试验电压的极性

电力设备的绝缘分为内绝缘和外绝缘,外绝缘对地电场可以近似用棒—板电极构成的不对称、极不均匀电场中,气体间隙相同时,由于电晕空间电荷对电场畸变造成的极性效应,负棒—正极的火花放电电压是正棒—负极的火花放电电压的2倍多。

电力设备的外绝缘水平通常比其内绝缘水平高,施加负极性试验电压外绝缘更不容易发生闪络,这有利于实现直流耐压试验检查内绝缘缺陷的目的。

对电缆等油浸纸绝缘的电力设备,由于电渗现象,其内绝缘施加负极性试验电压时的击穿电压较正极性低10%左右,也就是说,电缆心接负极试验电压检出缺陷的灵敏度更高,即更容易发现绝缘缺陷。

直流耐压试验的时间可比交流耐压试验的时间(1min)长些。直流耐压试验结果的分析判断,可参阅交流耐压试验分析判断的有关原则。

(3) 测量电力电缆是应注意

① 电力电缆不能采用交流耐压试验,只能采用直流耐压试验。

电力电缆电容大,进行交流耐压试验需要容量大的试验变压器,不切合实际;

交流耐压试验有可能在油纸绝缘电缆空穴中产生游离放电而损害电缆,同样高的交流电压损害电缆绝缘强度远大于直流电压;

直流耐压可同时测量泄漏电流,根据泄漏电流变化或泄漏电流与试验电压关系,可判断电缆绝缘情况;

如电缆存在局部空隙缺陷,直流电压大部分加压在与缺陷相关的部位上,这就更易暴露电缆的局部缺陷。

避免和防止交流耐压试验破坏电缆的绝缘。

② 电力电缆直流耐压试验时,必须采用负极性连接

电缆直流击穿强度与电压极性有关。如果缆芯接正极,在电场作用下,电缆绝缘层中水分将会渗透移向电场较弱的铅皮,结果使缺陷不易发现,击穿电压比缆芯接负极时提高10%。这些还与电力电缆绝缘厚度、温度及电压作用时间有关。因此,对电力电缆进行直流耐压试验要采用负极性连接,对高压硅堆的使用必须注意极性。

③ 电力电缆直流耐压试验时。必须仔细记录缆芯实际温度

电缆绝缘电阻同其他高压电器一样,随温度上升而减小、温度降低而升高;泄漏电流随温度上升而增大、温度下降而减小,可见,温度对试验数据有很大的影响,按记录进行换算是很重要的。

对电力电缆记录温度的方式又不同于变压器、高压互感器及少油断路器。如曾测试过一条200m长的1OkV电缆,5次测试的绝缘电阻和泄漏电流数据都很近,没有异常变化,就是气温相差很大,如按记录气温进行试验数据换算后比较,变化很大。则会怀疑电缆问题?经详细分析,结论是电缆没有问题,试验方法是正确的。原因是这条电缆长期专用设备敷设在120cm以下的潮湿土壤里,电缆周围温度与气温不一样,一年四季基本上是恒温的,加上电缆每次测试,已停电2个多小时,电缆缆芯温度已降到接近土壤温度,因此,5次试验数据根本不需按记录气温作换算依据。如要用温度换算到标准温度数值,也应测量土壤温度作依据。

电力电缆如停电时间较长,绝缘试验时要注意记录电缆所处环境温度。不同放置地点的温度都有不同,放置露天电缆以记录气温为准,放置水中电缆以记录水温为准,对刚停役电缆要测试电缆的缆芯温度,如无准确的缆芯温度数值,可测量芯直流电阻,然后,按照厂家给定已知温度直流电阻数值,换算出当时缆芯温度。这样,记录电缆的温度才有实际意义。

④ 电力电缆绝缘电阻试验时。必须将电缆中剩余电荷放尽

电力电缆的电容量很大,进行直流耐压试验后,剩余电荷的能量还比较大,会直接影响绝缘电阻和吸收比的测量。如果电缆在第一次直流耐压试验后,放电时间很短,未将剩余电荷放尽,就进行绝缘电阻试验,充电电流与吸收电流将比第一次减小,这样,就会出现绝缘电阻虚假增大和吸收比减小现象。

直流耐压试验后立即进行绝缘电阻试验,会产生绝缘电阻减小和吸收比增大的虚假现象,这种情况主要是采用ZC-430A绝缘电阻测试仪接线电压极性与直流耐压电压极性相反而引起的。电缆在直流耐压试验中,介质吸收了直流耐压的电荷,如果这些剩余电荷没有放电放尽,立即用ZC-430A绝缘电阻测试仪测量,那么ZC-430A绝缘电阻测试仪需要输出很多异姓电荷去中和剩余电荷,造成绝缘电阻降低。因此,在直流耐压试验后,若进行绝缘电阻试验,短电缆要经5min以上放电时间。250w以上长电缆要经10min以上放电时间。

⑤ 电力电缆直流泄漏电流试验时,必须擦净电缆头,并加屏蔽。

进行直流泄漏电流试验时,消除表面泄漏是个值得注意的问题。户外或户内电缆头表面泄漏处理情况直接影响泄漏电流。表面泄漏电流大小,主要决定于电缆头上的表面情况,尤其是户外电缆头表面受潮、肮脏,虽然在实际上不会降低其电气强度,但是却严重影响绝缘水平鉴定的准确性。在恶劣环境下,电缆户外头上的表面泄漏电流远远大于体积泄漏电流,影响试验结果,使试验数据不能反映绝缘真实情况。必须将电缆头擦干净,并采用电缆两面头加屏蔽的办法消除。采用电缆的另一相作为被试相端屏蔽通道,利用此法可完全消除电缆两头表面泄漏的影响,可测出电缆绝缘的真实泄漏电流数据。

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