电力设备绝缘检测与诊断.ppt
《电力设备绝缘检测与诊断.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电力设备绝缘检测与诊断.ppt(84页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、电力设备绝缘检测与诊断,袁佳歆电话:,液体电介质的击穿,液体电介质主要用于油浸式电力变压器、油断路器、油浸纸绝缘电缆、充油电缆、充油套管和充油电容器中,它们包括变压器油、电缆油和电容器油。这些液体电介质主要是从石油中提炼出来碳氢化合物的矿物油,其他也被采用的液体电介质有蓖麻油(用在脉冲电容器中)、硅油和十二烷基苯(人工合成绝缘油)。,液体中带电质点的碰撞游离而导致击穿。由于液体电介质的密度远比气体为大,分子之间的距离比气体的要小得多,电子在两次碰撞游离间的自由行程也短得多,因此要获得足够的能量发生碰撞游离,就需要更高的电场强度。液体电介质的击穿强度要比气体的高得多。如纯液体电介质在均匀电场小间
2、隙中的击穿场强可达1 MV/cm,而空气仅为30kV/cm。,工程用的液体电介质特点,1.工程用的液体电介质不可能是纯净的,有杂质混入;2.在运行过程中,液体电介质本身也会老化、分解出气体、水分和聚合物,所以在液体绝缘介质中不可避免地存在气体、水分和纤维这三种主要杂质。3.由于杂质的存在,其击穿过程与纯净液体电介质的击穿过程截然不同,击穿场强也不同(变压器油为120-250kV/cm),气泡击穿理论,变压器油中悬浮状态的水分和纤维的介电系数很大(分别为81和6-7),它们在电场作用下很容易极化,受电场力吸引且被拉长,并且逐渐沿电场方向头尾相连在电极间排列成“小桥”。如果此“小桥”贯通两电极,则
3、由于组成此“小桥”的水分和纤维的电导较大,使流过“小桥”的泄漏电流增大,发热增加,使水分汽化和小桥周围的油分解或气化,即形成气泡。,“小桥”击穿理论,气泡中的电场强度要比油中高得多(与介电系数成反比),而气泡中气体的击穿强度又比油低得多,所以一旦气泡在电场作用下排列连成贯通两电极的“小桥”,击穿就在此“气泡”通道中发生。油中的水分和纤维形成“小桥”后,并不马上击穿,而仍要等到发展成气泡“小桥”后才击穿。变压器油的这种击穿理论也称“小桥”击穿理论。,影响液体电介质击穿强度的因素,1.液体电介质的品质(a)含水量当含水量极微小时,水分均以溶解状态存在,对击穿电压影响不大。当含水量增加到超过溶解度时
4、,多余的水分常以悬浮状态出现。容易极化并形成小桥。击穿电压随含水量增加而降低。(2)含纤维量。含纤维量越多,纤维极化后易形成“小桥”,击穿电压越低。,2.温度 温度对液体电介质的影响作用比较复杂,与含水量有很大的关系。低于0度时,水结成冰,导致击穿电压升高。,3.压力油中含有气体时其工频击穿电压随油压的增高而升高,这是因为当压力增高时,气体在油中溶解度增加而构成气泡“小桥”的悬浮状气体减少。4.电压作用时间 液体电介质的击穿强度与外加电压类型及电压作用时间有关。当电压作用时间较长时,油中杂质有足够时间在电极间形成“小桥”,击穿强度就较低。当电压作用时间较短,油中杂质来不及形成“小桥”,击穿电压
5、显著提高。,5.电场均匀度 液体电介质纯度较高时,改善电场均匀程度可以明显提高其工频或直流电压下的击穿电压。但品质较差的液体电介质,因杂质的聚集和排列已使电场发生明显畸变,改善电场均匀程度对提高击穿电压的作用并不明显。,提高液体电介质击穿强度的措施,1.减少杂质(1)过滤;将油中碳粒、纤维等杂质滤去,油中部分水分及有机酸也被滤纸所吸收。(2)防潮;油浸式绝缘在浸油前必须烘干,必要时可用真空干燥法去除水分。(3)脱气;常用的脱气办法是将油加热、喷成雾状,且抽真空,除去油中的水分和气体。电压等级较高的油浸绝缘电气设备,常要求在真空下灌油。,2.采用固体电介质减小油中杂质的影响,(1)覆盖层。覆盖层
6、为在电极表面覆盖的一层很薄的绝缘材料。主要作用在于限制泄漏电流,阻止杂质小桥的形成。(2)绝缘层。当覆盖层厚度增大,本身承担一定电压时,称为绝缘层。降低不均匀电场中电极附近绝缘油中最大场强,可显著提高绝缘油的工频和冲击击穿电压。(3)屏障。屏障是指在油间隙中放置的尺寸较大的的层压纸板或层压布板。它既能阻止杂质小桥的形成,又能如气体间隙那样改善不均匀电场中的电场分布。所以在变压器等充油设备中广泛采用此种油屏障绝缘结构。,作业1,1.非极性和极性液体电介质中主要极化形式有什么区别?2.液体电介质的电导是如何形成的?电场强度对其有何影响?3.目前液体电介质的击穿理论主要有哪些?,固体电介质的击穿,固
7、体电介质的击穿与气体、液体电介质的击穿比较主要有两点不同:(1)固体电介质的击穿场强一般比气体、液体电介质高;(2)固体电介质击穿后其绝缘性能不能恢复,击穿以后在介质中留有不能恢复的痕迹,如贯穿两电极的熔洞、烧穿的孔道、开裂等,撤去电压后不能像气体、液体电介质那样恢复绝缘性能。,固体电介质的击穿形式,固体电介质的击穿有三种不同的形式。1.电击穿固体电介质的电击穿过程与气体相似2.热击穿当固体电介质加上电压但未达到临界值时,由于损耗而发热,使电介质温度升高。电介质的发热量大于散热量,温度将持续上升,引起电介质的局部分解、熔化、碳化等,使电介质击穿,这就是热击穿。,3.电化学击穿,固体电介质在电、
8、热、化学和机械力的长期作用下,因击穿场强不断下降最终导致的击穿称为电化学击穿。电化学击穿通常是在电压作用下长期逐步发展形成的,这显然与热过程无关,而是由于电介质绝缘性能变差所导致的击穿场强下降。,提高固体电介质击穿电压的措施,(1)改进制造上艺尽可能地清除固体介质中残留的杂质、气泡、水分等,使介质尽可能均匀致密。(2)改进绝缘设计采用合理的绝缘结构,使各部分绝缘的耐电强度能与其所承担的场强有适当的配合。(3)改善运行条件注意防潮,防止尘污和各种有害气体的侵蚀,加强散热冷却(如自然通风,强迫通风,氢冷、水内冷等)。,液、固体电介质的老化,液、固体电介质在电、热、机械、环境等因素长期作用和影响下,
9、会发生一系列的化学变化(降解、氧化、交联)和物理变化(变脆),从而使其机械和电气性能随时间的增长而逐渐变劣,这称为电介质的劣化(deterioration)。介质的劣化,有些是可逆的,例如电介质受潮后通过干燥又可恢复到原来的性能,有些则是不可逆的,称之为老化(ageing)。固体电介质老化后所发生的击穿就是电化学击穿。,电老化,电老化是指在电场作用下的老化,并且主要是来自于电介质中的局部放电。由于液、固体电介质中存在气泡、气隙等缺陷使电场分布不均匀。这些气泡、气隙中或固休介质表面局部场强达到一定值以上时,就会发生局部放电。长期局部放电使介质逐渐老化。老化程度加剧,绝缘强度下降,最终可能发展成击
10、穿或沿面闪络。,热老化,热老化是指电介质在受热作用下所发生的劣化。固体电介质的热老化过程为热裂解、氧化裂解、交联,以及低分子挥发物的逸出,主要表现为机械强度降低(如失去弹性、变脆)以及电性能变差。液体介质热老化是液体在热作用下的氧化(油箱中残留的空气,或者热分解产生的氧气)。绝缘油氧化后,绝缘性能降低。,作业2,1.为何说电介质的击穿过程是一个质变与突变的过程?2.何谓电介质的绝缘强度?说明电动机绕组对地(铁芯)绝缘在直流电压下的绝缘强度要高于交流电压下绝缘强度的原因。3.为什么常可通过测量变压器绝缘和电机绝缘在20度和70度电容量的比值来判断绝缘是否干燥?4.为什么标准电容器都采用气体电介质
11、?,第二章 绝缘试验方法,一、电气设备试验的分类 为保证电气设备能可靠和有效地运行,从设计、制造、安装调试到运行的各个阶段,都要对电气设备进行各种测试和试验,它们分别称为型式试验、出厂试验、安装交接验收试验和预防性试验,其中型式试验和交接验收试验的具体项目分别较出厂试验与预防性试验的试验项目多、试验要求高。,电气设备试验的分类,1.性能试验主要测试电气设备的电气性能参数和其他特性,以保证电气设备在运行中能起到它应起的作用。2.绝缘试验(高压试验)则按照规定的试验方法对绝缘的性能进行测试或试验,以掌握电气设备绝缘的状况。绝缘试验常加上规定的试验电压后对电气参数进行测试。,高压直流开关性能试验,复
12、龙换流站交接试验,葛洲坝换流站交接及年度检修试验,葛洲坝换流站在线运行,绝缘缺陷,第一类是集中性缺陷,表现为绝缘局部性的损伤(开裂、磨损、腐蚀等)、局部性的受潮和局部性的内部气泡。这类缺陷只影响一部分绝缘的性能。另一类是分布性缺陷,表现为绝缘整体性的受潮、老化、污秽等。这类缺陷将造成绝缘整体性能的下降。,绝缘特性试验的概念和优缺点,绝缘预防性试验从方法上可分为绝缘特性试验和绝缘耐压试验两大类。绝缘特性试验是在较低的电压(相对于正常工作电压)下或用其他不会损伤绝缘的办法来检测绝缘的各种特性或表征量,如绝缘电阻、泄漏电流,油中各种气体含量等,进而判断绝缘的状态和可能的缺陷。绝缘特性试验的优点是试验
13、本身不会造成绝缘的损伤,所以又称为非破坏性试验。缺点:由于各种特性试验方法能够反映不同绝缘材料和绝缘结构中缺陷的差异,需要采用多种方法进行试验,并对试验结果进行综合分析比较后才能作出正确的判断。,绝缘耐压试验的概念和优缺点,绝缘耐压试验是在较高的试验电压(其大小与电气设备在运行中可能受到的过电压相当)下考验绝缘的耐电强度(绝缘强度)。耐压试验对绝缘的检验最为严格和有效,特别是能暴露那些危害性较大的集中性的缺陷;缺点是对绝缘有一定程度的损伤,甚至有时可能导致绝缘的击穿破坏。应在绝缘特性试验合格后才能考虑进行耐压试验,以避免绝缘不必要的损坏。两类绝缘试验各有所长,互为补充,不能偏废一方。,绝缘电阻
14、、吸收比、极化指数的测量,检查电气设备绝缘状况最简便和最基本的方法是测量绝缘电阻、吸收比。测量时,在电气设备绝缘上加直流电压,绝缘电阻就是吸收过程结束后稳态电流所对应的电阻。,吸收比,根据绝缘电阻的大小就可以判断绝缘整体性能良好与否或者判断是否存在分布性的缺陷。对于存在明显吸收现象的电气设备绝缘,还可以根据吸收比K的大小来判断绝缘的整体性能:,兆欧表由手摇式直流发电机(实际由交流发电机加上半导体整流组成)和永磁式流比计型测量机构组成。,兆欧表原理,流比计由两个互相垂直且固定在一起的电压线圈LV 和电流线圈LA组成,它们处在同一永久磁铁的磁场中。当被试品(即被测绝缘电阻Rx)接至兆欧表的L(或标
15、以“线路”)接线端子与E(或标以“接地”)接线端子之间,摇动手柄(一般120r/min)就有电流流过两线圈。由于两线圈绕制方向相反,所以产生不同方向的转动力矩。,当两个力矩相同时时,两固定在一起的线圈不再偏转,与线圈固定在一起的指针也不再偏转,有:,试验步骤及注意事项,1.兆欧表的选择与检查根据被试设备的额定电压、绝缘等值电容量的大小,确定兆欧表的额定电压、测量的量程、容量、类型。要测极化指数,则不能采用手摇式兆欧表。这种兆欧表的输出电压不能保持不变。使用前应先检查兆欧表是否完好。可将L,E端子开路及短接,看指针是否指向“”与“0”来检验。要检查测试线(被试品与兆欧表的连线)的绝缘。,2.被试
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电力设备 绝缘 检测 诊断
链接地址:https://www.31ppt.com/p-6592530.html