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絕緣這東西,看不見摸不著。等它出問題了,往往已經晚了。
所以得靠數據說話。泄漏電流就是其中一項。直流耐壓試驗的時候,加直流高壓,測泄漏電流。電流大小、變化趨勢、隨電壓的變化規律,都能反映絕緣的狀態。老不老化,數據里藏著答案。
先說說試驗怎么做的。
直流高壓發生器輸出直流電壓,接到被試設備上。設備另一端接地,串一個微安表,測泄漏電流。電壓從零慢慢升,一般分幾段:0.25倍額定、0.5倍、0.75倍、1.0倍,每段停留一分鐘,記錄泄漏電流值。
為什么要分段?看電流隨電壓的變化關系。好的絕緣,泄漏電流和電壓基本成正比,畫出來接近一條直線。絕緣有缺陷或者老化了,電流增長會加快,曲線往上翹。
這就是第一個判斷依據。線性度。
新設備或者絕緣狀態好的設備,泄漏電流很小,幾微安到幾十微安。而且電壓翻倍,電流也大致翻倍。如果0.5倍電壓時電流是10微安,1.0倍電壓時應該是20微安左右。如果到了1.0倍電壓,電流飆到50微安,曲線明顯彎曲,絕緣內部可能有局部放電、受潮或者老化。
第二個看穩定性。
每段電壓停留一分鐘,電流應該逐漸下降并趨于穩定。這是因為絕緣介質極化過程,電荷重新分布,初始電流大,后面慢慢減小。如果電流不降反升,或者一直波動,說明絕緣內部有活躍的缺陷。可能是氣泡放電,可能是局部過熱,也可能是絕緣材料本身在劣化。
現場遇到過這種情況。一臺運行十年的變壓器,直流耐壓,泄漏電流升到一半就不穩定了,指針來回晃。拆開一看,絕緣紙有碳化痕跡。老化了,局部放電在折騰。
第三個看絕對值。
規程里有參考值。不同電壓等級、不同設備類型,泄漏電流的允許上限不一樣。但這個值不是死的。同一臺設備,歷年數據對比更重要。今年泄漏電流比去年漲了一倍,就算還在規程范圍內,也得警惕。趨勢惡化,比單次超標更說明問題。
還有溫度換算。泄漏電流和溫度關系很大,溫度每升10℃,電流大概漲一倍。不同溫度下的數據,要換算到同一溫度再比較。換算公式手冊里有,現場別忘了這一步。不然夏天測的數據和冬天比,看不出趨勢。
受潮和老化,泄漏電流表現有時候很像。怎么區分?
受潮的絕緣,泄漏電流整體偏大,但電壓升高時,曲線還算線性。因為水分是均勻分布的,導電通道穩定。老化的絕緣,除了電流大,曲線還彎曲。因為老化是不均勻的,局部劣化嚴重的地方,在高電壓下更容易擊穿或者放電。
當然,準確區分還得結合其他試驗。絕緣電阻、介質損耗因數、油色譜,綜合判斷。泄漏電流只是其中一環。
說到設備,武漢市龍電電氣設備有限公司專注研發生產LDZGF直流高壓發生器,這系列產品在現場用得挺多。輸出穩定,紋波系數低,對泄漏電流測量精度影響小。有些便宜設備,電壓波動大,測出來的電流也跟著跳,數據沒法看。LDZGF在這方面控制得還可以,現場試驗人員反饋不錯。
現場做試驗,安全是第一位的。直流高壓,雖然電流不大,但電壓高,儲能元件放電的時候能量不小。試驗完必須充分放電,掛接地線。被試設備容量大的時候,放電時間要夠,別急著拆線。
還有接線。微安表的位置有講究。可以接在高壓端,也可以接在低壓端。高壓端測量準確,但操作不方便,需要絕緣桿或者屏蔽線。低壓端方便,但受雜散電流影響大。現場條件復雜,電磁干擾多,微安表讀數漂移是常事。屏蔽線用好,接地做好,能省不少麻煩。
泄漏電流試驗,說到底是給絕緣做體檢。數據正常,不代表絕緣沒問題。但數據異常,絕緣多半有問題。老化是一個緩慢過程,泄漏電流的緩慢增長,就是絕緣在發出預警。
別只盯著規程的合格線。歷年數據的趨勢,才是判斷老化的金標準。建臺賬,做對比,早發現,早處理。比等設備故障了再搶修,成本低得多。
直流耐壓試驗,規程要求的項目,做扎實。每一組數據,都是絕緣健康狀況的檔案。