一、絕緣電阻試驗使用范圍
絕緣電阻試驗是電氣設備絕緣試驗中一種最簡(jiǎn)單、最常用的試驗方法。當電氣設備絕緣受潮,表面變臟,留有表面放電或擊穿痕跡時(shí),其絕緣電阻會(huì )顯著(zhù)下降。根據絕緣等級的不同,測試要求的區別,常采用的兆歐表輸出電壓有100v、250V、500V、1000V、2500V、5000V、10000V等。
二、絕緣電阻試驗的主要參數及技術(shù)指標
電氣設備的絕緣,不能等值為單純的電阻,其等值電路往往是電阻電容的混合電路。很多電氣設備的絕緣都是多層的,如圖1-1為雙層電介質(zhì)的一個(gè)簡(jiǎn)化等值電路?! ?/span>
當合上開(kāi)關(guān)K將直流電壓U加到絕緣上后,等值電路中電流i的變化如圖1-2中曲線(xiàn)所示,開(kāi)始電流很大,以后逐漸減小,最后趨近于一個(gè)常數Ig;
圖1-2中曲線(xiàn)i和穩態(tài)電流Ig之間的面積為絕緣在充電過(guò)程中從電源“吸收”的電荷Qa。這種逐漸“吸收”電荷的現象就叫做“吸收現象”。
在實(shí)際試驗中,規程規定,只需測量60s時(shí)的絕緣電阻值,即R60S的值,當電容量特別大時(shí),吸收現象特別明顯,如大型發(fā)電機,可以采用10min時(shí)的絕緣電阻值。
工程上用“吸收比”來(lái)反映絕緣狀態(tài)是否良好,吸收比一般用K表示,其定義為:K=R60s/R15s(1-1)式中R60s為t=60s測得絕緣電阻值,R15s為t=15s時(shí)測得的絕緣電阻值。
對于電容量較大的絕緣試品,K可采用下式表示:K=R10min/R1min(1-2)式中R10min為t=10min時(shí)測得的絕緣電阻值,R1min為t=1min時(shí)測得的絕緣電阻值,K在工程上稱(chēng)為極化指數。當絕緣狀況良好時(shí),K值較大,其值遠大于1,當絕緣受潮時(shí),K值將變小,一般認為如K<1.3時(shí),就可判斷絕緣可能受潮。
三、試驗設備
工程上進(jìn)行絕緣電阻試驗所采用的設備為兆歐表,兆歐表有三個(gè)接線(xiàn)端子:線(xiàn)路端子(L),接地端子(E),屏蔽(或保護)端子(G),被試品接在L和E之間,G用以消除絕緣試品表面泄漏電流的影響,其試驗原理接線(xiàn)如圖1-3所示?! ?/span>
在絕緣試驗中,如不接屏蔽端子,測得的絕緣電阻是表面電阻和體積電阻的并聯(lián)值,因為這時(shí)沿絕緣表面的泄漏電流同樣流過(guò)兆歐表的測量回路。如果在表面上纏上幾匝裸銅線(xiàn),并接到端子G上,則絕緣表面泄漏電流不流過(guò)兆歐表的測量回路,這時(shí)測得的結果便是消除了表面泄漏電流影響的真實(shí)的體積電阻
四、絕緣電阻試驗結果判斷的基本方法
在絕緣電阻試驗中,絕緣電阻的大小與絕緣材料的結構、體積有關(guān),與所用的兆歐表的電壓高低有關(guān),還與大氣條件有關(guān),因此,不能簡(jiǎn)單的用絕緣電阻的大小或吸收比來(lái)判斷絕緣的好壞。在排除了大氣條件的影響后,所測絕緣電阻值和吸收比應與其出廠(chǎng)時(shí)的值比較,與歷史數據相比較,與同批設備相比較,其變化不能超過(guò)規程允許的范圍。同時(shí),應結合絕緣電阻值與吸收比的變化結合起來(lái)綜合考慮。
五、測量絕緣電阻的規定
(一)測試規定
(1)試驗前應拆除被試設備電源及一切外連線(xiàn),并將被試物短接后接地放電1min,電容量較大的應至少放電2min,以免觸電。
(2)校驗兆歐表是否指零或無(wú)窮大。
(3)用干燥清潔的柔軟布擦去被試物的表面污垢,必要時(shí)可先用汽油洗凈套管的表面積垢,以消除表面的影響。
(4)接好線(xiàn),如用手搖式兆歐表時(shí),應用恒定轉速(120r/min)轉動(dòng)搖柄,兆歐表指針逐漸上升,待1min后讀取其他絕緣電阻值。
(5)在測量吸收比時(shí),為了在開(kāi)始計算時(shí)就能在被試物上加上全部試驗電壓,應在兆歐表達到額定轉速時(shí)再將表筆接于被試物,同時(shí)計算時(shí)間,分別讀取15s和60s的讀數。
(6)試驗完畢或重復進(jìn)行試驗時(shí),必須將被試物短接后對地充分放電。這樣除可保證安全外,還可提高測試的準確性。
(7)記錄被試設備的銘牌、規范、所在位置及氣象條件等。
(二)測試時(shí)注意事項
(1)對于同桿雙回架空線(xiàn)或雙母線(xiàn),當一路帶電時(shí),不得測量另一回路的絕緣電阻,以防感應高壓損壞儀表和危及人身安全。對于平行線(xiàn)路,也同樣要注意感應電壓,一般不應測其絕緣電阻。在必須測量時(shí),要采取必要措施才能進(jìn)行,如用絕緣棒接線(xiàn)等。
(2)測量大容量電機和長(cháng)電纜的絕緣電阻時(shí),充電電流很大,因而兆歐表開(kāi)始指示數很小,但這并不表示被試設備絕緣不良,必須經(jīng)過(guò)較長(cháng)時(shí)間,才能得到正確的結果。使用手搖式兆歐表測量大容量設備的絕緣電阻時(shí),試驗結束時(shí)手不能停,耍先斷開(kāi)L線(xiàn)與被測設備之間的聯(lián)接,再停止轉動(dòng)搖表,并立即對被測設備放電和接地,防止被試設備對兆歐表反充電損壞兆歐表和被測設備所帶高電壓電人。
(3)如所測絕緣電阻過(guò)低,應進(jìn)行分解試驗,找出絕緣電阻最低的部分。
(4)一般應在干燥、晴天、環(huán)境溫度不低于50C時(shí)進(jìn)行測量。在陰雨潮濕的天氣及環(huán)境濕度太大時(shí),不應進(jìn)行測量。
(5)測量絕緣的吸收比時(shí),應避免記錄時(shí)間帶來(lái)的誤差。由上述可知,變壓器、發(fā)電機等設備絕緣的吸收比,是用兆歐表在加壓15s和60s時(shí)記錄其絕緣電阻值后計算求得的。
(6)屏蔽環(huán)裝設位置。為了避免表面泄漏電流的影響,測量時(shí)應在絕緣表面加等電位屏蔽環(huán),且應靠近E端子裝設。
(7)兆歐表的L和E端子接線(xiàn)不能對調。用兆歐表測量電氣設備絕緣電阻時(shí),其正確接線(xiàn)方法是L端子接被試品與大地絕緣的導電部分,E端子接被試品的接地端。
(8)兆歐表與被試品間的連線(xiàn)不能鉸接或拖地,否則會(huì )產(chǎn)生測量誤差。
(9)采取兆歐表測量時(shí),應設法消除外界電磁場(chǎng)干擾引起的誤差。在現場(chǎng)有時(shí)在強磁場(chǎng)附近或在未停電的設備附近使用兆歐表測量絕緣電阻,由于電磁場(chǎng)干擾也會(huì )引起很大的測量誤差。引起誤差的原因是:1)磁耦合;2)電容耦合。
(10)為便于比較,對同一設備進(jìn)行測量時(shí),應采用同樣的兆歐表、同樣的接線(xiàn)。當采用不同型式的兆歐表測絕緣電阻,特別是測量具有非線(xiàn)性電阻的閥型避雷器時(shí),往往會(huì )出現很大的差別。當用同一只兆歐表測量同一設備的絕緣電阻時(shí),應采用相同的接線(xiàn),否則將測量結果放在一起比較是沒(méi)有意義的。
六、影響測試絕緣電阻的主要因素
(一)濕度隨著(zhù)周?chē)h(huán)境的變化,電氣設備絕緣的吸濕程度也隨著(zhù)發(fā)生變化。
(二)電氣設備的絕緣電阻隨溫度變化而變化的,其變化的程度隨絕緣的種類(lèi)而異。富于吸濕性的材料,受溫度影響最大。
(三)表面臟污和受潮由于被試物的表面臟污或受潮會(huì )使其表面電阻率大大降低,絕緣電阻將明顯下降。必須設法消除表面泄漏電流的影響,以獲得正確的測量結果。
(四)被試設備剩余電荷對有剩余電荷的被試設備進(jìn)行試驗時(shí),會(huì )出現虛假現象,由于剩余電荷的存在會(huì )使測量數據虛假地增大或減小,要求在試驗前先充分放電10min。
(五)兆歐表容量實(shí)測表明,兆歐表的容量對絕緣電阻、吸收比和極化指數的測量結果都有一定的影響。兆歐表容量愈大愈好。
七、測量結果
各種電力設備的絕緣電阻允許值,見(jiàn)規程規定。將所測得的結果與有關(guān)數據比較,這是對實(shí)驗結果進(jìn)行分析判斷的重要方法。通常用來(lái)作為比較的數據包括:同一設備的各相間的數據、出廠(chǎng)試驗數據、耐壓前后數據等。如發(fā)現異常,應立即查明原因或輔以其他測試結果進(jìn)行綜合分析、判斷。對于大容量設備,如大型變壓器、發(fā)電加、電纜等,有時(shí)用R60/R15吸收比值不足以反映絕緣介質(zhì)的電流吸收全過(guò)程,為更好地判斷絕緣是否受潮,可采用較長(cháng)時(shí)間的絕緣電阻比值進(jìn)行衡量,稱(chēng)為絕緣的極化指數。極化指數測量加壓時(shí)間較長(cháng),用手搖兆歐表很難控制轉速穩定,一般采用電動(dòng)兆歐表測量。