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套管和絕緣子故障診斷

日期:2018-09-07 19:13 人氣:

一、絕緣子運行狀態分析

絕緣子性能主要由電氣性能、機械性能、熱性能和抗老化性能等決定。

絕緣子的電氣性能主要包括:絕緣子閃絡特性、各種過電壓下的電氣性能、絕緣子的污穢閃絡特性、油中工頻擊穿電壓特性;

絕緣子的機械性能主要包括:抗彎強度;絕緣子的熱性能主要包括其冷熱性能。

《規程》規定,用2500V絕緣電阻測試儀測量絕緣電阻時,多元件支柱絕緣子和每片懸式絕緣子的絕緣電阻不應低于300M。500kV懸式絕緣子的絕緣電阻不低于500M。絕緣子的交流耐壓試驗前面已論述過。

二、套管運行狀態分析

套管式結構是一種容易發生滑閃放電的絕緣結構。為了提高套管的閃絡電壓,必須采取防止滑閃的措施,改善電場分布。瓷套形外絕緣套管,其放電性能要求與一般絕緣子相同;內絕緣套管是一個電場比較復雜的電容芯子,其熱穩定性、耐局部放電性能至關重要。

電容型套管絕緣電阻測量結果應滿足:導電芯對抽壓端子或測量端子間的絕緣電阻不小于10000M,抽壓端子和測量端子間的絕緣電阻不小于1000M,測量端子對法蘭的絕緣電阻應不小于1000M。

套管的耐壓試驗標準見表1-1,試驗時間為1min。若試驗中該套管無放電現象,內部無擊穿響聲,ZC-501A試驗變壓器的儀表指示穩定,則認為合格,試驗時允許套管上部有電暈現象。

表1-1 套管的交流耐壓試驗標準(kV)
                                                  額定電壓
                    試驗電壓
3 6 10 35 60 110 220
純瓷套管在交
接和大修中
戶外式 27 35 46 105 180 285 550
戶內式 25 32 42 92 165 265 490
非純瓷套管在交接和大修中 戶外式 24 32 42 95 165 265 500
戶內式 22 28 38 85 150 240 440

《規程》規定20℃時tan值(%)不應大于表1-2的規定值。末屏對地絕緣電阻小于1000M時,測量末屏對地的tan值,且不大于2%。電容型套管電容值與出廠值或上一次測量值相比超過±5%時要查明原因。在測量套管介質損耗角正切時,可以同時測得其電容值,其允許偏差為±5%。當套管受潮或電容套管中的一層或數層電容短路時,測得的電容值將增大,此時應查明原因,作出正確分析。

表1-2 高壓套管在20℃時的tan規定值(%)
                                  電壓等級
          類    型
20~35kV 63~110kV 220~500kV
交接/大修 運行中 交接/大修 運行中 交接/大修 運行中
充油型 3.0 3.5 1.5 1.5    
油紙電容型 1.0 1.0 1.0 1.0 0.8 0.8
充膠型 3.0 3.5 2.0 2.0    
膠紙電容型 2.0 3.0 1.5 1.5 1.0 1.0
膠紙型 2.5 3.5 2.0 2.0    

三、套管和絕緣子故障診斷

通常絕緣材料的老化大多是電的、機械的、熱的、環境方面等各種主要因素復雜地交叉作用而引起的,因此呈現的老化也是多種多樣的。這些異?,F象都是能在維護檢查時發現,為了事先預防事故而應列為檢查的重要項目。

1.龜裂

在發現瓷絕緣子、絕緣套管及環氧樹脂制品上有龜裂的情況,無論從電氣性能還是機械性能方面說,都是有危險的,必須盡快更換。局部的裙邊缺損或凸緣缺損,雖然不一定會引起事故,但由于會擴展成龜裂,所以應及時早日更換為好。

對于瓷制的和高分子材料制的絕緣子和絕緣套管來說,發生龜裂的原因有下列幾方面:

(1)瓷絕緣子、絕緣套管龜裂的原因

A.瓷件表面和內部存在著制造過程中產生的微小缺陷,因反復承受外力等作用,使其受到機械應力,然后發展出現龜裂、裙邊斷裂等。

B.過電壓或污損引起的閃絡,使瓷件受到電弧、局部過熱而引起破壞。

C.絕緣子上涂敷硅脂,一般是作為防污損的措施。當長時間不重涂硅脂而繼續使用時,會因硅脂的老化產生漏電流和局部放電,以及發生瓷絕緣子表面釉劑的剝落,裙邊缺損和裂縫。

D.由于緊固金具過緊,使瓷件的某些部位上受到過大的應力。

E.由于操作時的疏忽,使絕緣子受到意外的外力打擊或投石等外力破壞等原因引起損傷。

F.使用于設備上的瓷套,如內部設備配合不好,有時會引起瓷套間接性的破壞。

(2)高分子材料的絕緣子、套管龜裂的原因

A.制造過程中材料固化收縮時產生的殘留內應力會引起龜裂。

B.設備在反復運行、停運的過程中造成的熱循環,會因不同材料熱膨脹系數的差別,而使制品受到循環熱應力,從而引起埋入樹脂中的金屬剝離和發生龜裂。

C.由于長期運行中絕緣材料機械強度下降或是反復應力引起的疲勞,也會發生龜裂。

D.緊固部位過份緊固而產生機械應力過大引起龜裂。

2.爬電痕跡

當有機絕緣材料表面被污損而且濕潤時,表面流過泄漏電流會形成局部的、絕緣電阻較高的干燥帶,使加在這一部分上的電壓升高,從而產生微小放電。其結果,絕緣表面被炭化形成了導電通路,這就是爬電痕跡。如果對已產生爬電痕跡的絕緣子原樣放置而不顧,就會逐漸發展,最后因閃絡而引起接地短路事故。

在更換產生有爬電痕跡的絕緣子的同時,必須設法加強對污損及受潮之類問題的管理,設法采用耐爬電痕跡性能優良的材料等,力求防止爬電痕跡再次發生。

3.漏油

內部裝有絕緣油的絕緣套管,會由于瓷套管龜裂,過大的彎曲負載引起瓷管錯位,或因密封材料老化等引起漏油。當漏油嚴重時,不僅會引起套管絕緣擊穿而且還可能對裝有套管的設備本身如變壓器、電抗器、油斷路器等造成很大的損害。因此,在萬一發現有漏油時,應立即調查其嚴重程度,根據情況采用必要的措施,如停止運行或更換等。

通過觀察油面位置及檢查套管安裝部位四周的情況就能監視漏油。監視油面位置的方法(結構)隨不同的制造廠而略有差別,當油面低于油位計的可見范圍時應引起注意。

還有,套管的密封材料是采用丁腈共聚物軟木和合成橡膠等有機材料,所以隨使用時間增長不可避免地會發生老化。因此必須定期檢查,每隔適當的期限要更換密封材料。

4.電暈聲音

端子金具上突出部分的電暈放電、被污損的絕緣表面產生的沿面放電會發生可聽得見的聲音。但是絕緣子、套管的龜裂和內部缺陷等也會成為發出電暈聲音的原因。聽到電暈聲音時必須及早查明原因,采取適當的措施。另外,此類電暈放電產生的雜散電波會對無線電、電視產生干擾。

5.端子過熱

絕緣套管的中心部位貫穿著通電流的導體,此導體經過套管頭部的端子金具與母線等相連接。如端子的連接不良,就會發生過熱而使端子變色,絕緣物的壽命縮短等故障。

因此,在用示溫涂料或示溫片等對導體連接部位進行溫度監視的同時,須定期檢查此處各種螺栓的緊固狀態。


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