电气设备绝缘检测与诊断2008-1

目 录第一章第一节 第二节 第三节

概述电力设备绝缘老化及其特征量 电力设备绝缘预防性试验 电力设备在线绝缘检测与诊断

电气设备的特征处于高电压(强电场)作用 电气设备——发电机、 下，电气绝缘是主要问题；

变压器、高压电机、 电压与电流互感器、 高压断路器、电力电 缆等。 主要针对高电压等级 设备进行研究和探讨。

对于旋转电气设备，振动、 磨损、疲劳等都是必须严格注 意的； 由于实现着能量的转换或传 递作用，发热的因素在电气设 备中起着关键的破坏性作用； 电气设备的可靠性是多种因素 共同作用的结果，必须综合进 行考虑。

故障的分类

按产生的原因分类 按工程技术的安全性 分类 按系统功能丧失的程 度分类 按发生的速度和发展 进程分类

磨损性故障----机器或系统正 常运行时磨损引起的故障，实际 上反映了机器的寿命。错用性故障----运行中操作不 当或以外情况引起机器中某些零 件应力超过设计允许值而产生的 故障。 薄弱性故障——机器运行中 应力没有超过设计规定值，但由 于设计和制造不恰当造成机器中 存在某些薄弱环节形成的故障。

故障的分类

按产生的原因分类 按工程技术的安全性 危险性故障——故障发生后会 分类 对人身、生产和环境产生危险 按系统功能丧失的程 安全性故障 度分类 按发生的速度和发展 进程分类

故障的分类

按产生的原因分类 按工程技术的安全性 分类 按系统功能丧失的程 度分类 按发生的速度和发展 进程分类

永久性故障——必须更换某些 零件后，机器才能恢复其功能。 永久性故障又包括：全部丧失功 能的完全性故障和丧失局部功能 的部分性故障。

非永久性故障——或称间断性 故障，故障使部件丧失某些功能， 但不需更换零件就可以排除故障 使机器恢复其全部功能。

故障的分类

按产生的原因分类 按工程技术的安全性 分类 按系统功能丧失的程 度分类 按发生的速度和发展 进程分类

发生速度： 突发性故障 渐发性故障

发生进程：

初期故障偶发故障 磨损故障

设备的故障模式

故障模式是按故障状 态进行的分类，是故 障现象的综合表征， 与设备本身的特性和 运行环境都有一定的 关系。

设备常见故障模式 运动设备部件的磨损、 声音异常、振动异常、晃动、 温升异常、泄漏等； 静止设备部件的松动、 变形、断裂、龟裂、腐蚀、 材质变化等； 电气设备的绝缘击穿、 温度异常、绝缘裂化或烧损、 短路、断线等。

设备故障模式 [据日本统计]

金属材料 电力设备

绝缘

材料现代电气设备的造价及运行可靠性在很大程度上取决于 设备的绝缘结构。

绝缘结构的作用

绝缘介质

紧固支撑

冷却媒介

固体绝缘：绝缘纸、电瓷 、云母 交联聚乙烯等液体绝缘: 绝缘油

绝缘材料气体绝缘: 空气、SF6 真空绝缘

在实际运行中，绝缘结构的电气和机械性 能往往决定着整个电力设备的寿命，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。统计表明，电力设备运行中60 %一80%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。

第一节 电力设备绝缘老化及其特征量为了使设备的外形尺寸保持在可以接受的水平，现代电 气设备相对于以往的设计采用了更为紧凑的绝缘方式，因此 在运行中其内部各组件间的绝缘所需承受的热和电应力水平 显著提高。 电气因素 机械因素 温度和热稳定性 受潮 环境条件

1. 电气影响 长期工作电压

短时的过电压图1 有机绝缘的伏秒特性及运行中 各种电压下的场强1 油纸电气强度； 2 胶纸电气强度； 3 运行中各种电压下的场强； E0 长期工作场强

2.机械影响

机械负荷

长时间振动

短路应力

3. 温度影响 季节变化

长期过负荷 热老化

图2 不同耐热等级的绝缘材料在 各种运行温度下长期运行的寿命

电介质的耐热等级耐热等级 工作温度 (℃ ) 90 105 120 130 电介质

O A E B

木材、纸、纸板、棉纤维、天然丝；聚乙烯；聚氯乙烯；天然橡胶 油性树脂漆及其漆包线；矿物油及浸入其中的纤维材料 酚醛树脂塑料；胶纸板、胶布板；聚酯薄膜；聚乙烯醇缩甲醛漆 沥青油漆制成的云母带、玻璃漆布、玻璃胶布板；聚酯漆；环氧树脂

FH C

155180 >180

聚酰亚胺漆及其漆包线；改性硅有机漆及其云母制品及玻璃漆布聚酰胺聚酰亚胺漆及其漆包线；硅有机漆及制品；硅橡胶及玻璃漆布 聚酰亚胺漆及薄膜；云母；陶瓷；玻璃及其纤维；聚四氟乙烯

热老化规律 —— 6 度规则试验表明，对于常用的A级绝缘，如油纸绝

缘，则温度每超过6℃,则寿命约缩短一半。而对于 B、H级绝缘则分别约为10℃及12℃。

4. 受潮水分被吸收到电介质内部或吸附到电介质的表面以后， 它能溶解离子类杂质或使强极性的物质解离，严重影响介 质内部或沿面的电气性能：在外施电压下，或者在电极间 构成通路，或者在高温下汽化形成“汽桥”而使击穿电压 显著降低。水带局部电弧

绝缘介质