智能电网框架论述下的继电保护技术

智能电网框架论述下的继电保护技术
【摘要】：讨论电力电气设备的介质损耗角正切等参数、交直流耐电压试验的预防性试验的试验方法及有关概念。

【关键词】：预防性试验；电力电气设备；方法
0.引言
据有关报道，某些化工企业几乎每年会因电力电气设备发生故障导致局部或全部发生停电。

该现象会影响企业的正常运转，对化工生产可造成巨大危害。

因为发生突然跳闸停电，会导致管理人员措手不及，对故障原因分析不透彻，如处理不当会发生有毒化学品泄漏，造成化工污染，严重者可导致着火、爆炸等事故，人身安全危及，也会带来巨大的经济损失。

因此，经常性的对电力电气设备进行预防性试验非常有必要。

1.电气设备预防性的重要性与绝缘材料分类
1.1电气设备预防性的重要性
电力电气材料可分为非导电体、导电体与绝缘体三类，日常生活中随处可见，也必不可少。

电气设备组成材料主要为绝缘体与导电体，例如10kV开关动静触头与电气设备连接处由导电材料组成，触头外包裹绝缘体材料可避免电压加到本体对地击穿而酿成三相短路突然跳闸停电发生事故。

且变压器中的变压器油也可起到绝缘作用。

但是，绝缘部件在绝缘电气设备运行中可在一定条件下被击穿，而导致绝缘部件绝缘失效，从而对电气设备造成危险。

因此，有些电气设备安装了绝缘部件并不一定一直安全，必须做好预防性试验，以防万一。

1.2电气设备绝缘材料的分类
绝缘材料种类繁多，主要有以下三大类：1、气体绝缘材料，例如空气、SF6气体等；2、固体绝缘材料，日常生活中随处可见，较常用的可有绝缘纤维制品如纸、纸板等，绝缘浸渍纤维制品如绑扎带，电工用层压制品，绝缘云母制品，电工用粘带、复合制品和薄膜、塑料、玻璃、橡胶、陶瓷等；3、液体绝缘材料，最常见到是变压器油，即绝缘矿物油，是从石油原油中提炼出来的。

绝缘材料的电气性能包括在介电性能、电场作用下材料的导电性能及绝缘强度。

它们分别以相对介电常数εr、介质损耗角正切tgδ及绝缘电阻R、击穿强度EB四个参数来表示。

电力电气设备的介质损耗角正切等参数、交直流耐电压试验为平日讨论的主要预防性试验，下文对以上两个预防性试验项目进行分析讨论。

2预防性试验的方法
2.1介质耗损角正切（tgδ）
在电场作用下，绝缘材料因介质极化和介质电导的滞后效应，在绝缘材料内部可导致能量损耗，通常称之为介质损失，简称介损。

在交变电场作用下，电介质中被转换成热能的能量为电介质损耗的意义。

这些转换的热能形成的发热量越来越多，可导致电介质稳定逐渐上升，导致散热量少于发热量恶性循环，以致电介质内部烧焦、熔化，最后完全丧失其绝缘的性能。

因此，衡量绝缘材料绝缘性能的一项重要指标是电介质损耗。

灵敏度很高的试验项目之一是介质损耗角正切（tgδ），它可发现电力电气设备绝缘材料劣化变质、整体受潮和小体积设备贯通的局部缺陷。

电介质损耗引发短原因通常包括：1、电介质随身配置的电导在电压作用下产生电流泄漏，造成电介质损耗；2、局部损耗，在电场作用下，电介质包含的油隙或气隙首先发生局部击穿，导致跳闸停电等事故发生；3、在电场作用下，电介质中的带电偶极子往复运动导致重新排列，彼此之间产生作用力，造成能量耗损，此电介质损耗称为极化损耗。

因此，在电绝缘技术中，在高频或高电场强度时，此时使用绝缘材料应尽量选择电介质损耗角正切tgδ即介质损耗因数较低的材料。

电介质损耗角正切tgδ是电介质损耗与该电介质无功功率之比。

2.2交直流耐电压试验
使用交直流耐压试验，一般分为两种：交流工频耐压测试和直流耐压测试。

大部分绝缘材料由一系列不同的介质组成。

交流工频耐压测试按照交流电网的情况去模拟，按所使用的材料的尺寸及介电常数来分配电压情况。

而第二种直流耐压试验，电压按材料的电阻比例来分配。

其中，交流工频耐压测试具有准确考验绝缘材料的裕度、及时有效发现材料较危险的集中性缺陷的优点，缺点是绝缘中一些弱点可在较高的试验电压下加以发展。

直流耐压电力电气设备优点轻便、携带方便，其主要功能为检查电力电气设备中的绝缘材料的电力泄漏情况。

通常，在做交流耐压试验时，所用电压大小要比平日工作时电压高很多，如果使用绝缘性能良好的被试品，则不会造成破坏性，若使用绝缘性能不佳的绝缘材料作为被试品，则是一种破坏性试验。

一般使用造价昂贵，结构复杂的试验品，在进行交流耐压试验之前，首先应对其绝缘电阻进行测量，进行直流泄漏或直流耐压试验，看是否通过试验。

当发现该被试品绝缘性能不佳时，应结合各方面综合判断和分析被试品，是否能承受破坏性试验交流耐压试验的高电压，然后再进行试验，以避免造成被试品绝缘材料不必要的破坏和损失。

3电力电气设备预防性试验方法的讨论
由于电力电气设备的某些预防性试验属于非破坏性试验，用于测定设备的绝缘材料绝缘性能。

可在较低电压条件下进行，一般不会造成绝缘材料被高电压击穿破坏而破坏电力电气设备。

对于电力电气设备，我们应做好预防性试验，可有效避免电力电气设备在运行过程中设备因绝缘被击穿导致的停电事故，能较好的
保证设备能安全运行。

预防性试验是电力电气设备能安全运行的重要方案，通过预防性试验，电力电气设备绝缘内部缺陷可暴露出来，以便在检修设备时加以消除，防止设备中运行过程中绝缘被击穿造成设备故障或停电等事故。

交直流耐压试验分为直流耐压和交流耐压试验，其中的交流工频耐压试验属于破坏性试验。

通过采取交流耐压试验可考验被试品绝缘材料绝缘承受多种过电压的潜能，其波形、电压、频率在被试材料内部电压的分布均符合实际运行情况，能及时、有效的发现被试品绝缘性能方面的缺陷，交流耐压试验对被试品绝缘的考验十分严格，从而可有效遏制危险性较高的集中性缺陷，能有效保障绝缘有一定裕度及水平。

但交流耐压试验的缺点是，若电压较高，被试品绝缘不佳时，可对被试品绝缘带来一定损伤。

因此，为了避免交流耐压试验对被试品引起的破坏，一定要先进性非破坏性预防性试验之后再进行，即非破坏性试验检验合格之后才能允许进行交流耐压试验。

直流耐压试验可帮助测量电流泄漏情况来观察材料内部的绝缘缺陷。

一般考虑电力电气设备的绝缘性能好坏分为两个方面：1、由于长期受到电压、机械力、潮湿、化学反应、热效应等外界因素的作用下发展，导致电力电气设备的绝缘性能改变；2、来自于电力电气设备本身的因素缺陷，例如，电力电气设备的变压器本身不合格、绝缘性能差、变压器油的绝缘性能不达标、变压器油内含有水份及杂质等。

因此，在日常使用电力电气设备时，必须用心对其进行日常监督检测管理，当发现材料绝缘性能降低时，及时更换绝缘材料，并过滤变压器油、除去其杂质等措施，保障电力电气设备的绝缘性能一直处在正常水平。

4电力电气设备预防性试验效果
在电力电气设备使用过程中，我们做了一系列预防性试验，利用临时检修、计划检修和大修的时间，发现了许多隐藏性问题，并对该问题及时有效的解决，排除了导致绝缘性能变差的故障，在一定程度上降低了电力电气设备因跳闸停电影响生产事故的发生率，并提高了经济效益和安全效益。

在推荐使用预防性试验以来，电力电气设备跳闸停电次数明显少于前几年，安全性能提高，经济效益和社会效益明显提高。

5结束语
综上所述，在良好的绝缘状态下，是电力电气设备与电力网安全运行的保障，电力电气设备的绝缘性能好坏的判别是一个非常复杂的过程。

介质损耗角正切等参数、交直流耐电压试验等预防性试验是判断设备的绝缘状态的有效手段。

参考文献
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