电气设备 01

第1章概述高电压绝缘与检测技术主讲教师：张博Email:[e-mail]高电压绝缘与检测技术2主要内容1.1电力设备绝缘的预防性试验1.2电力设备绝缘预防性试验1.3电力设备绝缘在线检测与诊断高电压绝缘与检测技术3电力设备是由导电材料、导磁材料、结构材料和绝缘材料组成电力设备绝缘系统的材料:固体、液体和气体材料。发电机的环氧云母复合绝缘、电缆的塑料绝缘（交联聚乙烯、聚氯乙烯、氟塑料等）、绝缘子与套管的绝缘（电瓷、玻璃、环氧玻璃纤维、硅橡胶）、变压器中的油绝缘、充油电缆中的油绝缘、GIS中的SF6或SF6混合气体等。电力设备的寿命由绝缘结构的电气和机械性能决定,绝缘材料绝缘材料品质的下降（即通常所说的绝缘劣化）将导致电力设备的损坏。电力设备运行中60%~80%的事故是由绝缘故障导致的，所以研究电力设备绝缘检测与诊断技术，对提高电力设备运行可靠性具有极其重要的意义。高电压绝缘与检测技术41.1电力设备绝缘老化及其特征量绝缘缺陷分类：（1）集中性缺陷，指缺陷集中于绝缘的某一个或某几个部分，例如局部受潮、局部机械损伤、绝缘内部气泡、瓷介质裂纹等。它又可分为贯穿性缺陷和非贯穿性缺陷，这类缺陷的发展速度较快，因而具有较大的危险性。（2）分布性缺陷，指由于受潮、过热、动力负荷及长时间过电压的作用导致的电气设备整体绝缘性能下降，例如绝缘整体受潮、充油设备的油变质等。高电压绝缘与检测技术5绝缘劣化:可逆、不可逆绝缘老化的定义：绝缘在各种因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，则产生了一种不可逆的变化，将最终导致电力设备绝缘击穿，这种变化过程即为绝缘老化。高电压绝缘与检测技术6电力设备绝缘老化分类（老化因子）：（1）电老化，是指在电场长期作用下电力设备绝缘系统中发生的老化。（2）热老化，是指在热的长期作用下电力设备绝缘系统中发生的老化。（3）机械老化，是指固体绝缘系统在运行过程中受到各种机械应力的作用发生的老化。（4）环境老化，是指在水分、氧气、阳光辐射、化学尘埃等自然环境条件下和在高海拔地理条件下导致的绝缘系统表面老化。高电压绝缘与检测技术7绝缘特征量绝缘电气性能：ε、tgδ、γ（ρ）、E0耐压强度、机械强度、绝缘电阻、介质损耗角正切、泄漏电流、局部放电量、油中气体含量、油中微水含量等高电压绝缘与检测技术8绝缘老化是时间和老化因子的函数，绝缘老化的程度要根据其性能的变化来确定。当绝缘性能指标达到某些极限值时，绝缘已不能在工作电压下正常使用，其寿命达到使用极限，这些性能指标称为阈值或判据。绝缘检测就是通过各种不同的方法检测电力设备的现有绝缘性能，即通过一些试验，测量表征绝缘性能的有关参数，把隐藏的缺陷检查出来。目前，电力运行部门和电力试验研究部门，对于运行中的电力设备常采用定期检测和在线监测的方法，来判定绝缘系统的当前性能。高电压绝缘与检测技术91.2电力设备绝缘预防性试验在设备制造过程中：型式试验、出厂试验在设备运行过程中：交接试验、预防性试验通过试验，掌握电气设备绝缘的情况，可保证产品质量或及早发现缺陷，从而进行相应的维护与检修，以保证设备的正常运行。高电压绝缘与检测技术10电气设备预防性试验（1）定义电力设备预防性试验是指对已投入运行的设备按规定的试验条件(如规定的试验设备、环境条件、试验方法和试验电压等)、试验项目、试验周期所进行的定期检查或试验．以发现运行中电力设备的隐患、预防发生事故或电力设备损坏。它是判断电力设备能否继续投入运行并保证安全运行的重要措施。高电压绝缘与检测技术11（2）种类非破坏性试验又称绝缘特性试验，是指在较低的电压下或是用其他不会损伤绝缘的办法来测量绝缘的各种特性，从而判断绝缘内部有无缺陷。破坏性试验又称绝缘耐压试验，是指在高于工作电压下所进行的试验。试验时在设备绝缘上施加规定的试验电压，考验绝缘对此电压的耐受能力。高电压绝缘与检测技术12绝缘耐压试验是在非破坏性试验之后进行的，若非破坏性试验已经表明绝缘存在不正常情况，则必须在查明原因并加以消除后再进行耐压试验，以避免不应有的击穿。高电压绝缘与检测技术13现行电力设备预防性试验主要项目表高电压绝缘与检测技术14（3）预防性试验的缺点试验时需要停电；试验时间集中、工作量大；试验电压低，诊断有效性值得研究。在电力设备运行过程中，人们最关心的是绝缘结构的剩余电气强度，但至今还未找到它与绝缘电阻、泄漏电流及介质损耗角正切等非破坏性试验参数之间的直接函数关系，仅凭这些试验项目难以准确、有效地判断电力设备绝缘的好坏，也不能确保下一运行周期安全运行，有的试验项目试验后还会留有后遗症，这就暴露出常规的停电预防性试验本身存在着缺陷。高电压绝缘与检测技术151.3电力设备绝缘在线检测与诊断1、在线监测的发展事后维修→时间基准维修→状态维修（在线监测）2、在线监测定义:是指在不影响电力设备运行的条件下，即不停电对电力设备的运行工况和健康状况连续或定时进行的监测，通常是自动进行的。3、在线监测系统组成（1）传感器系统，利用各种传感器感知所需的电气量或非电气量。（2）信号采集系统，将传感器等到的模拟量转换成数字量，应用数字滤波等抗干扰措施进行数据传输。（3）分析诊断系统，对采集的信号进行分析、处理和诊断。高电压绝缘与检测技术164、在线监测应用的技术难点抗干扰电气特征量的选取数据分析、诊断方法，判断标准的确定目前还不能认为在线检测将全面替代停电预防性试验。这主要由于一方面在线检测理论和技术尚不完善，绝缘劣化的特征量是什么、如何在现场条件下准确检测、判定标准是什么等问题均没有很好的解决，必须开展进一步的研究；另一方面，在线检测测量的是工频电压下的电力设备绝缘参数，电力系统内时常发生的过电压情况下的绝缘品质无法进行测量。