绝缘试验基础培训.ppt
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1、绝缘试验基础培训,华北电力科学研究院有限责任公司 高压所 吕明 2010年8月,主要内容,一、电气设备绝缘基本知识 二、电介质基本知识,一、电气设备绝缘基本知识,1. 绝缘的作用?,绝缘是电气设备结构的重要组成部分,其作用是将不同电位的导体分开,使各自保持应有的电位。,2. 电气设备绝缘的构成?,电气设备绝缘由各种电介质构成,一般有气体、液体和固体三类,三者及其不同的组合构成了各种电气设备的绝缘。,3. 运行中起绝缘作用的电介质 需要承受以下几方面的作用:,(1)电压的作用。 (2)温度的作用。 (3)机械力的作用。 (4)化学的作用。 (5)大自然的作用。,4. 绝缘缺陷来源及分类,来源:
2、制造过程遗留。 运行中外界作用。,绝缘缺陷一般分两大类:,集中性缺陷。 分布性缺陷。,5.几个电气设备故障实例介绍,(1)陡河电厂7号发电机定子绕组相间短路,(1)陡河电厂7号发电机定子绕组相间短路 机组型号:QFSN-200-2 发生时间:1987年 故障原因:定子绕组手包绝缘缺陷,机组漏油严重,发电机内氢气湿度大,(2)大港电厂2号发电机转子接地,(2)大港电厂2号发电机转子接地 机组型号:THAR-2-376470-3000-20000型,意大利产 发生时间:2006年8月 故障原因:护环下,六包、七包线圈间短路,绝缘块炭化。制造质量问题。,(3)张家口电厂2号高厂变绕组变形,(3)张家
3、口电厂2号高厂变绕组变形 发现时间:2007年11月 故障原因:变压器抗短路能力差,运行中曾发生出口短路,(4)北京超高压公司城北站220kV避雷器运行中折断,(4)北京超高压公司城北站220kV避雷器运行中折断 发生时间:2006年7月 故障原因:避雷器结构设计不合理,导致避雷器进水受潮,造成避雷器内部绝缘击穿。,(5)大同超高压供电公司浑源开闭站500kV断路器内部放电故障,(5)大同超高压供电公司浑源开闭站500kV断路器内部放电故障 型号: LW56-550 发生时间:2007年6月 故障原因:拉杆连接件缺损;密封环部分碎片掉到绝缘筒里,使绝缘筒内部电场分布发生畸变,也影响其绝缘性能。
4、,(6)北京超高压公司姜家营站2号主变跳闸故障,(6)北京超高压公司姜家营站2号主变跳闸故障,(6)北京超高压公司姜家营站2号主变跳闸故障 型号:ODFPSZ-250000/500,重庆ABB变压器厂 发生时间:2007年11月 故障原因:导线质量较差 ,变压器长期满载运行,6. 绝缘试验的分类,试验可分为两类;,非破坏性试验 破坏性试验,非破坏性试验: 即绝缘特性试验,特点是电压较低方法简单。 如绝缘电阻、直流泄漏、介质损耗、色谱分析、水分含量等。,破坏性试验: 模拟绝缘在运行中承受的过电压而施加与之等价的高电压来考核绝缘的电气强度。,二、电介质基本知识,1. 电介质的极化,1.1电介质极化
5、的物理特征,电介质的极化-电介质中的荷电质 点在电场作用下相应于电场方向产生有限位移的现象。,1.2 介质极化现象,介质极化现象示意图 a)极间为真空 b)极间为介质,1.3 介电常数,极化的强弱可以用相对介电常数来表示,物理上通常用r表示。,相对介电常数:由电介质材料所决定,是综合反映电介质极化行为的物理量。 其物理意义是金属极板间放入电介质后的极间电容(或极板间电荷)与真空时金属极板的极间电容(或极板间电荷)之比。,1.4 常用介质相对介电常数,1.2 几种主要的极化形式,电介质的极化是电介质在电场中的固有现象,不同电介质的分子结构不同,荷电质点也不同,因此电介质的极化可以分为以下4类:,
6、1.2.1 电子式极化,电子式极化-对原子或离子外施电场。,电子式极化存在于一切气体、液体和固体介质中。 特点1:完成极化的时间极短(因电子质量极小),约10-1510-13S,在各种频率下均能产生。 特点2:极化具有弹性,即当外界电场消失后,电子有返回原来轨道。 特点3:不消耗能量,不发热。,电子式极化的特点,2.2 离子式极化,离子式极化-固体无机化合物多数属于离子式结构,如云母、陶瓷材料等。,离子式极化示意图 a)无外电场时 b)有外电场时,离子式极化的特点,特点1:完成极化的时间比电子式极化长,但仍然很短,约10-1310-11S,在各种频率下均能产生。 特点2:极化具有弹性,即当外界
7、电场消失后,电子有返回原来轨道。 特点3:几乎不消耗能量,不发热。,1.2.3 偶极子极化,偶极子极化-即使不施加电场,在某些电介质中(极性电介质)具有永久性偶极子,这种电介质称为极性电介质,如橡胶、胶木、纤维素等。 若外施电场,永久性偶极子将沿着电场方向排列而产生偶极子效应。也称定向极化。,偶极子极化示意图 a)无外电场时 b)有外电场时,偶极子极化的特点,特点1;完成极化的时间比电子式极化长,约10-610-2S,在某些频率下,偶极子极化可能来不及完全建立,所以偶极子极化与电场频率有关。 特点2:在交变电场中偶极子反复转向,电介质内部将发生摩擦损耗,消耗电场能量。,1.2.4 夹层介质界面
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