電力設(shè)備耐壓絕緣油試驗

第四節(jié)交流耐壓實驗一、概述交流耐壓實驗是對電氣設(shè)備絕緣外加交流實驗電壓，該實驗電壓比設(shè)備的額定任務(wù)電壓要高，并繼續(xù)一定的時間〔普通為1min〕,以思索被試品絕緣接受各種電壓的才干，從而保證設(shè)備的平安運轉(zhuǎn)。交流耐壓實驗是一種符合電氣設(shè)備的實踐運轉(zhuǎn)條件的實驗，是防止發(fā)生絕緣事故的一相重要的手段。因此，交流耐壓實驗是各項絕緣實驗中具有決議性意義的實驗。絕緣電阻和吸收比實驗、走漏電流和直流耐壓實驗以及介質(zhì)損失角丈量實驗等雖然能發(fā)現(xiàn)很多絕緣缺陷，但因其實驗電壓低于被試品的任務(wù)電壓，往往對一些絕緣缺陷還不能及時發(fā)現(xiàn)，為了進一步暴露設(shè)備缺陷，檢查電氣設(shè)備絕緣程度和確保能否能投入運轉(zhuǎn)，有必要進展交流耐壓實驗。但是，交流耐壓實驗也有缺陷，它是一種破壞性的實驗；同時，在實驗電壓下會引起絕緣內(nèi)部的累積效應(yīng)。交流耐壓實驗可以分為以下幾種：〔1〕交流工頻耐壓實驗；〔2〕0.1Hz實驗；〔3〕沖擊波耐壓實驗；〔4〕倍頻感應(yīng)電位實驗和操作波實驗；〔5〕部分放電實驗。其中用得最為普遍的是交流工頻耐壓實驗。二、交流工頻耐壓實驗交流工頻耐壓實驗是鑒定電氣設(shè)備絕緣強度最有效最直接的方法，它對于判別電器設(shè)備能否投入運轉(zhuǎn)具有決議性的意義。交流耐壓實驗的電壓、波形、頻率和在被試品絕緣內(nèi)部電壓的分布均符合實踐運轉(zhuǎn)情況，因此，交流耐壓能有效地發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備存在的較危險的集中性缺陷。1、原理及接線YD系列油浸式高壓實驗變壓器Ｘ〔Ｔ〕Ｃ系列操作箱〔臺〕本系列操作箱〔臺〕適用于0.5～100KVA實驗變壓器的調(diào)壓控制。其任務(wù)原理是：經(jīng)過調(diào)整自耦調(diào)壓器輸出電壓，實現(xiàn)對實驗變壓器額定電壓范圍內(nèi)的任務(wù)電壓調(diào)理。同時，操作箱〔臺〕內(nèi)裝有高壓輸出電壓表，低壓輸入電流表及過流維護電路。YDQ系列充氣式超輕型高壓實驗變壓器變頻串聯(lián)諧振交流耐壓技術(shù)的原理系統(tǒng)由變頻電源，勵磁變壓器，諧振電抗器，分壓器及試品組成。我們知，在回路頻率f＝1/2π√LC時，回路產(chǎn)生諧振，此時試品上的電壓是勵磁變高壓端輸出電壓的Q倍。Q為系統(tǒng)質(zhì)量要素，即電壓諧振倍數(shù)，普通為幾十到一百以上。先經(jīng)過調(diào)理變頻電源的輸出頻率使回路發(fā)生串聯(lián)諧振，再在回路諧振的條件下調(diào)理變頻電源輸出電壓使試品電壓到達(dá)實驗值。由于回路的諧振，變頻電源較小的輸出電壓就可在試品CX上產(chǎn)生較高的實驗電壓.三、影響要素和分析判別1、影響要素〔1〕必需在被試設(shè)備的非破壞性實驗都合格后才干進展此項實驗，假設(shè)有缺陷〔例如受潮〕，應(yīng)排除缺陷后進展?！?〕被試設(shè)備的絕緣外表應(yīng)擦干凈，對多油設(shè)備應(yīng)使油靜止一定的時間。如3~10kV變壓器應(yīng)靜止5~6h?！?〕應(yīng)控制升壓速度，在1/3實驗電壓以前可以快一些，其后應(yīng)以每秒鐘3%的實驗電壓延續(xù)升到實驗電壓值。〔4〕實驗前后應(yīng)比較絕緣電阻、吸收比，不應(yīng)有明顯的變化?！?〕應(yīng)排除濕度、溫度、外表污染等影響。2、分析判別〔1〕在規(guī)定的繼續(xù)時間內(nèi)作交流工頻耐壓實驗，以不發(fā)生擊穿為合格。擊穿的景象有：電流表指示忽然大幅度上升或者電壓表指示忽然下降；過流繼電器整定值正確的條件下發(fā)生跳閘；升壓、耐壓過程中出現(xiàn)跳火、冒煙、放電等景象，這闡明絕緣有問題或擊穿?！?〕交流工頻耐壓實驗即使經(jīng)過，不能闡明線圈的匝間，層間絕緣沒有問題，必要時應(yīng)補充其他的實驗?！?〕0.1Hz實驗。這是一種超低頻耐壓實驗?！?〕倍頻感應(yīng)和操作波實驗?！?〕沖擊電壓實驗?！?〕部分放電實驗。四、其他交流耐壓實驗第五節(jié)絕緣油實驗一、概述絕緣油在電氣設(shè)備中運用很多，如變壓器，互感器，開關(guān)和電纜中都有運用。作為介質(zhì)和冷卻劑其功能受其劣化的影響而降低，劣化是受污染、過熱、電場強度和氧化所致，受潮是最普遍的污染。為了使絕緣油能起作用，要求絕緣油具備一定的性能。設(shè)備電壓等級越高，容量越大，對絕緣油性能要求越高。由于運轉(zhuǎn)中的油受正常運轉(zhuǎn)電壓和過電壓的作用，同時還遭到溫度、濕度、氧化和雜質(zhì)的作用，其性能將逐漸變壞，影響設(shè)備的電氣性能，因此必需定期地對絕緣油進展實驗，監(jiān)視油質(zhì)的變化。

根據(jù)目的和內(nèi)容，可分為理化和電氣特性實驗。

〔1〕理化特性實驗，包括全分析實驗和簡化分析實驗。對每批新到的絕緣油，或當(dāng)帶油設(shè)備發(fā)生缺點時，或在以為有必要的特殊情況下，為了檢查油的質(zhì)量，應(yīng)進展全分析實驗。當(dāng)按照主要的特征參數(shù)來監(jiān)視油的質(zhì)量時，應(yīng)進展簡化實驗。其實驗工程有物理性能實驗和化學(xué)性能實驗。

〔2〕電氣特性實驗，包括電氣強度實驗和介質(zhì)損失正切值的實驗。電氣強度實驗即丈量絕緣油的瞬時擊穿電壓，實驗設(shè)備與交流耐壓實驗設(shè)備一樣。實驗時，在絕緣油中放入規(guī)范電極，在電極間加工頻電壓，當(dāng)電壓升到一定值時，電極間發(fā)生明顯的火花放電——擊穿，這個開場的擊穿電壓便是絕緣油的擊穿強度。介質(zhì)損失正切值實驗〔簡稱油介損〕是運用高壓電橋配以公用電橋在工頻電壓下進展。當(dāng)受潮，纖維、塵埃和游離炭存在時，將使擊穿強度大為降低，介損增大.GY-JY絕緣油介電強度測試儀二、運轉(zhuǎn)中變壓器油的質(zhì)量控制運轉(zhuǎn)油可分為以下幾類：第一類：可滿足延續(xù)運轉(zhuǎn)，各項性能目的符合國標(biāo)要求。第二類：可繼續(xù)運用，但需過濾處置，普通是含水量和擊穿電壓不合格，外觀有雜質(zhì)存在，可用機械過濾加以去除。第三類：油質(zhì)量較差，必需進展再生處置或改換。往往是酸值、界面張力、介質(zhì)損耗因數(shù)超標(biāo)。第四類：油質(zhì)量很差，多項目的超標(biāo)，應(yīng)以報廢。其中油的水分含量和氣相色譜分析是最重要的.三、補充油和混油

混油時應(yīng)留意以下事項：〔1〕補充的油最好用和原設(shè)備同一牌號的油?！?〕要留意油中添加的抗氧化劑牌號應(yīng)一樣〔國產(chǎn)為T501號〕，否那么能夠產(chǎn)生沉淀物?！?〕兩種油的性能目的應(yīng)符合質(zhì)量要求，新油應(yīng)符合新油的規(guī)范?！?〕當(dāng)運轉(zhuǎn)油有一項或多項目的接近極限值，尤其是pH值、酸值、界面張力接近極限值時，應(yīng)慎重對待；應(yīng)進展實驗室混油實驗?！?〕當(dāng)運轉(zhuǎn)質(zhì)量不符合規(guī)范，應(yīng)進展凈化或再生后，才干思索混油?！?〕進口油或來源不明的油和運轉(zhuǎn)油混合運用時，應(yīng)先進展各參與混合的單個油樣及其預(yù)備混合后的油樣的老化實驗。四、絕緣油的再生所謂“再生〞就是用化學(xué)和物理的方法去除油中的溶解和不溶解的雜質(zhì)，重新恢復(fù)或接近油的原有的性能目的。再生的方法可以分為物理、物理化學(xué)、化學(xué)和結(jié)合法4種。1、物理法〔1〕沉降法〔2〕離心法〔3〕過濾法2、物理化學(xué)法這是一種利用吸附劑和廢油的接觸來去除物理法去除不掉的雜質(zhì)。將吸附劑〔如硅膠、白土等〕裝入滲濾器內(nèi)，廢油延續(xù)經(jīng)過滲濾器與吸附劑接觸，反復(fù)循環(huán)到達(dá)再生目的。3、化學(xué)法這是利用酸洗的原理。用硫酸對油中的各種成分的反響到達(dá)再生目的。4、結(jié)合法〔1〕真空凈油機。這是真空脫氣脫水和過濾的結(jié)合?！?〕多功能再生凈油機。這是具有脫氣、脫水、再生、凈化等多種功能的設(shè)備。這些設(shè)備的優(yōu)點是可以對運轉(zhuǎn)中的油進展延續(xù)處置而不需停電。能高效凈化變壓器油、互感器油、開關(guān)油、冷凍油等油液中水份、氣體和雜質(zhì)微粒，對高壓電力設(shè)備的真空枯燥、真空注油、抽真空。并能在不停電的情況下對劣化的變壓器油、互感器油、開關(guān)油等進展凈化再生處置，使其到達(dá)新油目的，恢復(fù)運用性能。第六節(jié)油中溶解氣體的色譜分析一、概述變壓器油是從石油中分別出來的一種礦物抽，其絕緣主要是由礦物絕緣油和在油中的有機絕緣資料所組成。其礦物絕緣油主要成分是烷烴(CnH2n+2)、環(huán)烴族飽和烴(CnH2n)、芳香族不飽和烴(CnH2n-2)等化合物。有機絕緣資料主要是由纖維素(C6H10O5)n構(gòu)成。在正常運轉(zhuǎn)形狀下，由于油和固體絕緣逐漸老化、蛻變，會分解出少量的氣體(主要有H2、甲烷CH4、乙烷C2H6、乙烯C2H4、乙炔C2H2、一氧化碳CO，二氧化碳C02等7種)。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生缺點時，這些氣體的產(chǎn)氣量會迅速添加，缺點點溫度較低時，甲烷比例較大，溫度升高時，乙烯、氫氣組分急劇添加，比例增大。當(dāng)嚴(yán)重過熱時，還會產(chǎn)生乙炔氣體。固體絕緣的過熱性缺點時，除產(chǎn)生上面的低分子烴類氣體外，還會產(chǎn)生較多的CO,C02。隨著溫度的升高，CO/CO2的比值逐漸增大，從而經(jīng)過油中氣體的各種成分含量多少來判別缺點的性質(zhì)及程度。所以，在變壓器運轉(zhuǎn)中，定期丈量油中的氣體組分和含量，能及時發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部的埋伏性缺點。二、缺點判別方法缺點類型判別的方法很多，本節(jié)引見兩種方法，即特征氣體判別法和三比值判別法。1、特征氣體判別法當(dāng)一種或幾種溶解氣體含量超越表1-3的留意值時,可以用表1-4來判別缺點的性質(zhì)2、三比值法在SD187-86<變壓器油中溶解氣體分析和判別導(dǎo)那么>中引薦采用五種特征氣體的三對比值作為判別缺點的主要方法，稱為IEC三比值法。表1-5是此法的編碼規(guī)那么，它是根據(jù)電氣設(shè)備內(nèi)油，紙絕緣缺點時裂解而產(chǎn)生氣體組分的相對濃度和溫度有著相互依賴關(guān)系，將兩種溶解度和分散系數(shù)相近的氣體組分的比值作為判別缺點性質(zhì)的根據(jù)。它比特征氣體更為進了一步。

運用三比值法應(yīng)留意：〔1〕根據(jù)含量和產(chǎn)氣速率留意值判別能夠有缺點時才運用此法，對含量正常的設(shè)備是沒有意義的。〔2〕對多種缺點結(jié)協(xié)作用的情況能夠從表中找不到相應(yīng)的組合，此時應(yīng)作詳細(xì)分析?！?〕對自在呼吸的開放式變壓器，氫和甲烷從油面上逸散，計算CH4/H2時應(yīng)作修正。〔4〕應(yīng)將氣體分析結(jié)果和其它實驗結(jié)果綜合起來進展判別，以提高判別的準(zhǔn)確率。變壓器油的色譜分析與缺點判別變壓器絕緣資料主要是絕緣油和絕緣紙，變壓器在缺點下產(chǎn)生的氣體主要是來源于油和紙的熱裂分解，氣相色譜分析就是根據(jù)缺點時產(chǎn)生的氣體在絕緣油中含量的多少，判別其缺點類型。

1過熱性缺點

裸金屬過熱

假設(shè)設(shè)備內(nèi)的熱量只引起絕緣油的分解時，普通稱為裸金屬過熱。它包括分接開關(guān)接觸不良、引線和分接開關(guān)的銜接處焊接不牢，鐵心多點接地或部分短路等。油中氣體的特征是，烴類相應(yīng)增多，其中甲烷和乙烯是特征氣體，二者之和普通為總烴的80%以上，當(dāng)缺點點的溫度較低時，甲烷所占比例大；隨著溫度升高，乙烯比例有所添加。此外，氫氣也急劇增高，但沒有烴類氣體增長速度快。當(dāng)嚴(yán)重過熱時也會產(chǎn)生少量乙炔氣體，但不超越總烴的6%。

固體絕緣過熱

當(dāng)較高溫度的過熱涉及固體絕緣資料時，除產(chǎn)生較多的低分子烴類氣體外，還產(chǎn)生一氧化碳和二氧化碳。

低溫度過熱

變壓器長期過負(fù)荷或其他緣由使繞組的固體絕緣長期接受低溫度的大面積過熱，在該溫度下，油不甚分解，而只出現(xiàn)由于長時間低溫度過熱加速絕緣紙的碳化而產(chǎn)生一氧化碳和二氧化碳，其中一氧化碳反映缺點涉及固體絕緣的特性強些。2放電性缺點

高能量放電(電弧放電)

是指線圈匝間、層間絕緣擊穿，過電壓引起內(nèi)部閃絡(luò)，引線斷裂引起的閃絡(luò)，分接開關(guān)飛弧和電容屏擊穿等引起電弧放電缺點。這類缺點產(chǎn)氣急劇，產(chǎn)氣量大。其缺點特征氣體主要是乙炔和氫氣，其次是乙烯和甲烷。由于缺點能量較大，所以總烴很高。假設(shè)涉及固體絕緣一氧化碳也相對較高。

低能量放電(火花放電)

這是一種間歇性的放電缺點。如鐵心片之間、鐵心接地不良、鐵心與穿心螺絲接觸不良等呵斥的電位懸浮放電。其主要氣體成份也是乙炔和氫氣，其次是乙烯和甲烷氣體。但由于缺點能量較小，普通總烴不太高。

部分放電缺點

常發(fā)生在油浸紙絕緣中的氣體空穴內(nèi)或懸浮帶電體的空間內(nèi)，該類放電產(chǎn)生的特征氣體是氫氣，其次是甲烷，當(dāng)放電能量密度高時，也會產(chǎn)生少量的乙炔氣體)普通不超越2%。無論是哪一種放電，只需有固體絕緣介入時，都會產(chǎn)生一氧化碳和二氧化碳?xì)怏w。3受潮

變壓器內(nèi)部進水受潮時，除油中水分和固體絕緣中存在氣隙而發(fā)生部分放電，從而產(chǎn)生氫氣外，還因水分在電場作用下的電解作用和水與鐵的化學(xué)反響，也均可產(chǎn)生大量的氫氣。因此，變壓器內(nèi)部進水時氫氣的含量較高。4內(nèi)部缺點

在斷定變壓器內(nèi)有無缺點時，首先將氣體分析結(jié)果中的幾項主要目的(氫氣、乙炔、烴)與<變壓器油中溶解氣體分析與判別導(dǎo)那么>引薦的留意值進展比較。當(dāng)油中氣體含量任一項超越留意值時，都應(yīng)引起留意。但是<導(dǎo)那么>所引薦的留意值不是劃分設(shè)備有無缺點的獨一目的，而應(yīng)與歷次數(shù)據(jù)比較。而最終判別有無缺點時，主要應(yīng)在氣體含量絕對值的根底上追蹤分析調(diào)查特征氣體的增長速率。事例分析

公司基地1臺110kV/6kV電壓等級容量為100.00kVA變壓器，1997年6月17日忽然發(fā)生噴油且內(nèi)部溫度快速升高，緊急停車處置。對變壓器作絕緣電阻、直流電阻等實驗，發(fā)現(xiàn)C相電阻比A,B相電阻偏大，并且對照變壓器原始記錄，原始數(shù)據(jù)中三相直流電阻平衡。為了查找缺點緣由，吊開鐘罩對變壓器鐵芯、繞組以及引出線等查并作相關(guān)實驗，未發(fā)現(xiàn)任何異常。最后判別是變壓器有載調(diào)壓開關(guān)缺點，經(jīng)檢查確定是開關(guān)桶變形引起的，經(jīng)處置后作相關(guān)電氣實驗合格。

經(jīng)過這次缺點后再對變壓器油做色譜分析時，發(fā)現(xiàn)其中含有CO,CO2和烴類化合物。為了監(jiān)視變壓器平安運轉(zhuǎn)，決議從此對變壓器油定期作色譜分析。

對試樣進展分析

經(jīng)過定期對該變壓器油做色譜分析發(fā)現(xiàn)，其中的總烴并沒有明顯增大，其值小于(電氣設(shè)備預(yù)防性實驗規(guī)程)中規(guī)定的150。同時我們計算出各次相對速率的大小也合格，這闡明以后變壓器運轉(zhuǎn)完全正常。結(jié)果分析

經(jīng)過變壓器油的色譜定期監(jiān)測，可以看出該變壓器運轉(zhuǎn)正常，這對變壓器平安、長周期運轉(zhuǎn)起到了很好的保證作用，特別是一類供電負(fù)荷至關(guān)重要的。另外對這次變壓器油的氣體色譜值較大，除上述緣由外，我們分析還與補充油時用了回收的變壓油色譜不合格(由于在補充油時只留意絕緣耐壓而未做色譜)以及因變壓器有一焊點滲油時采用帶油補焊有關(guān)。

缺點處置

為了降低變壓器油中的氣體含量，我們對變壓器油進展在線脫氣處置，其方法是:用真空濾油機與變壓器油再生處置器相串聯(lián)后，對該變壓器油打循環(huán)，經(jīng)過十多小時處置，其中的烴類和CO,CO2等明顯降低如表3序號4所示。經(jīng)過該次脫氣處置后請，雖然沒有將其中的氣體全部處置掉，但色譜值明顯變小。呵斥這種情況主要是脫氣處置時間不夠且由于變壓器油量太多而再生器中的吸附劑量少而呵斥的。第七節(jié)六氟化硫〔SF6〕的現(xiàn)場測試

SF6氣體由于具有穩(wěn)定的化學(xué)性能、優(yōu)良的電氣絕緣才干和滅弧才干、強力的冷卻性能等特點在電氣設(shè)備上已得到了較多的采用、特別是斷路器的全封鎖組合電器〔GIS〕上已獲得了較成熟的閱歷。全封鎖組合電器包括斷路器、隔分開關(guān)、接地開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線、電纜終端和套管等，可以按照高壓開關(guān)站各種主接線的要求進展組合和布置。全封鎖組合電器具有占地少、環(huán)境順應(yīng)性強、平安可靠、不維修周期長等優(yōu)點，特別適用于城市供電、發(fā)電廠、大型工礦企業(yè)、石油化工和鐵路運輸?shù)炔块T的高壓變電所.根據(jù)SF6管理規(guī)定及<預(yù)規(guī)>要求：〔1〕SF6電氣設(shè)備安裝終了，在投運前〔充氣24h后〕應(yīng)復(fù)檢SF6氣室內(nèi)的濕度和空氣含量以及設(shè)備的檢漏?！?〕設(shè)備通電后普通每三個月，亦可一年內(nèi)復(fù)校一次SF6氣體中的濕度和檢漏，直至穩(wěn)定后，每1~3年檢測濕度和檢漏一次。發(fā)現(xiàn)氣體質(zhì)量目的明顯變化時，應(yīng)報請“SF6檢測中心〞進展處置?！?〕對充氣壓力低于0.35MPa,且用氣量少的SF6