高压电网这些年电压等级越做越高,机组容量也越来越大,绝缘强度和过电压控制这两件事就成了系统能不能稳得住的关键。统计上高压电网出故障大多出在绝缘上,所以做电气试验的人必须把绝缘这件事吃透。
电气设备的绝缘测试从头到尾贯穿在设备生命周期里:原材料入厂要做试验,制造过程有中间试验,产品定型要做型式试验,出厂前有出厂试验,到现场安装完了要做交接试验,运行过程中还要做周期性的预防性试验。这里面最关键的两类是交接试验和预防性试验,国家和行业有对应的标准——DL/T 596《电力设备预防性试验规程》和 GB 50150《电气设备交接试验标准》,里面把试验项目、判据写得比较清楚。
绝缘试验本身分两大类。一类是非破坏性试验,电压低、不伤绝缘,主要测绝缘电阻、泄漏电流、介质损耗角正切值这些参数。非破坏性试验能反映不少问题,但电压低了有些隐患查不出来,所以这类试验目前还不能单独用来判断绝缘的耐电强度。另一类是耐压试验,包括交流耐压和直流耐压,电压高、考验严,能揭露一些比较危险的集中性缺陷,是判断绝缘强度最直接的方法。
具体到项目上,绝缘电阻测试用的是绝缘电阻测试仪,按 DL/T 596 的规定选电压等级;泄漏电流测试用直流高压加压,能发现低压下发现不了的缺陷;介质损耗因数 tgδ 反映绝缘整体状态,跟试品尺寸无关,便于做横向比较,所以是高压试验最基本的项目之一。耐压试验要在非破坏性试验合格后才能做,否则一上来就加高压可能造成不可恢复的绝缘损伤。
交接试验除了上面这些绝缘项目,还包括变压器直流电阻、变比测试、断路器回路电阻等特性试验,这些是判断设备能不能投运的关键依据。整套试验做下来数据齐了,设备的绝缘状态才真的算摸清楚了。
绝缘电阻的测量很依赖仪表量程和接线方式。常用绝缘电阻测试仪电压档位从 250V 到 5000V 不等,测量绕组绝缘要选对应档位,否则要么击穿要么查不出问题。测量前还要把设备表面清理干净、确认被试设备已经充分放电,否则读数虚高或虚低都会让结果失真。
泄漏电流测量用高压直流加压,常用设备是直流高压发生器。和绝缘电阻测试比起来,泄漏电流试验电压高,缺陷暴露更充分。试验中要关注电流随电压的变化曲线——线性变化说明绝缘稳定,非线性变化往往是绝缘里存在缺陷的信号。
介质损耗因数 tgδ 这个参数本身和试品尺寸、试验电压都没关系,所以判断起来比较干净:同一台设备、不同电压等级下测出来的 tgδ 数值如果突然变大,提示绝缘整体受潮或老化;如果在某一电压下 tgδ 出现拐点,往往意味着绝缘内部有气隙放电。
耐压试验中最容易出问题的环节是升压过程。升压不能一蹴而就,要分级缓慢升压,每一级停留一段时间观察泄漏电流或吸收比的变化。试验结束后还要充分放电,再做下一步。试验员如果图快,跳过这些环节,很容易在绝缘薄弱处造成不可逆的损伤。
从经验上看,绝缘试验里非破坏性试验是基础,破坏性试验是收尾。两类试验结果都合格,绝缘才算真的能放心投入运行。中间任何一项不合格,都需要查明原因、做完处理再继续。
介质损耗因数测量中,西林电桥的平衡调节要细心,电桥平衡后读数才是真实的 tgδ 值。如果现场电磁干扰比较大,建议在试验电源上加装滤波器,或者把试验回路用屏蔽线连接,减少外界干扰对测量的影响。
电气设备交接试验里有些细节容易被忽视,比如大型变压器注油后的静置时间。注油后变压器内部可能残留气泡,需要静置一段时间让气泡自然逸出,否则做局部放电或耐压试验时可能因为气泡放电产生误判。
试验报告是试验工作的最终交付物,重要性不亚于试验过程本身。报告里要把试验环境、设备状态、试验接线、加压过程、读数记录、判据对比、结论建议都写清楚,方便后续查阅和复测。
GB 50150 和 DL/T 596 这两个标准内容上有不少交叉,试验员用的时候要分清楚场景:交接试验对应 GB 50150,预防性试验对应 DL/T 596。两个标准里同一项目的判据可能略有差异,要按对应的标准来执行。


