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高压试验基本知识 第一节高压试验的意义和分类 绝缘试验1 按内容分分类特性试验2 按目的任务分 非破坏性破坏性 绝组 吸收比泄漏电流介损 直流耐压交流耐压冲击耐压 工频感应 雷电操作全波截波 交接预防性其他 临时性带电测量和在线监测工厂 型式鉴定中间 成品抽样 第二节高压试验的总体要求 一 工作计划安排1 交接试验计划安排 电气安装竣工后 即将投入运行之前 2 预试的计划安排 按 规程 规定的试验周期安排计划 二 绝缘试验的总体要求 1 气候条件 温度不低于 5 空气相对湿度不高于80 2 试验顺序 先非破坏性 后破坏性 3 试验电压极性 直流采用负极性 4 额度电压高于实际工作电压的试验电压的确定 1 加强绝缘 按额定电压确定试验电压 2 代用设备 按实际电压确定试验电压 3 高海拔采用较高电压等级 按实际使用的额定电压确定试验电压 5 非标准电压的试验电压的确定 根据规程中相邻电压的同类设备按比例采用插入法计算出试验电压 6 连在一起的多个设备的试验电压 按最低标准 7 充油设备静止时间8 进口设备的交接试验标准 不低于我国的现行标准 500KV 72h220及330KV 48h110KV及以下 24h 三 保证质量 1 防止误试验2 防止误接线3 防止误判断4 定期校验试验仪器 第三节绝缘电阻和吸收比试验 流过介质总电流 1 电容充电电流 无损耗极化电流2 吸收电流 有损耗极化电流3 泄漏电流 直流电压下带电质点的定向移动 绝缘电阻试验目的 绝缘电阻测量是检查电气设备绝缘状况的最简单的方法 在现场普遍用兆欧表测量绝缘电阻 绝缘电阻测量可以灵敏的发现绝缘局部和整体受潮 脏污 绝缘油严重劣化 绝缘击穿和严重老化等故障 吸收比 判断绝缘是否受潮 一般将60s和15s时绝缘电阻的比值R60 R15称为吸收比 K1的最小值为1 变压器要求K1值大于1 3绝缘受潮时吸收比下降 吸收比值与温度无关 极化指数 对于吸收过程较长的大容量设备 如变压器 发电机 电缆等 有时用R60 R15吸收比值不足以反应绝缘介质的电流吸收全过程 为了更好地判断绝缘是否受潮 可采用较长时间的绝缘电阻比值进行衡量 称为绝缘的极化指数 表示为 极化指数应大于1 5变压器极化指数K2一般应大于1 5 以变压器为例的绝阻试验 如图示双绕组变压器 一 试验方法 依次测量各绕组对其他绕组及地的绝缘电阻 被测绕组短接 其余非被测绕组应短接接地 即1 高中 低 外壳及地2 中高 低 外壳及地3 低中 高 外壳及地 二 试验步骤 1 选择合适的电压等级的摇表 UN 1000V用2500V或5000V的表 UN 1000V用1000V或2500V的表 2 检查表的好坏 3 被试品充分放电 套管表面擦干净 4 各非被测绕组短路接地 被测绕组短路 记录15秒 60秒的绝阻 注意接地端接牢 每测完一侧都要充分放电 5 恢复现场6 记录环境温度 湿度 并记录顶层油温平均值作为绕组绝缘温度 三 分析判断 1 在10 30 范围内 K不低于1 3 P不低于1 52 交接时 R60S不低于出厂值的70 预试时 R60S不低于交接或大修后的测量值的50 3 不同温度下绝阻的换算R2 R1 1 5 t1 t2 10 四 注意事项 1 测量吸收比时应注意时间引起的误差 2 试验时L端与E端不能对调 3 试验时设法消除表面泄漏电流的影响 4 准确记录顶层油温 绝缘电阻测量的一般规定 测量在10 30 绝缘电阻一般不做规定 变压器不低于70 PT CT不低于60 电容型CT末屏大于1000M 高压并联电容器不低于1000M 铁芯和穿芯螺栓大于10M 二次回路小母线在断开所有其它并联支路时绝缘电阻值不应小于10M 二次回路的每一支路的断路器 隔离开关 操作机构的电源回路绝缘电阻值不小于1M 在潮湿的地方 允许降到0 5M 外护套及内衬绝缘电阻 每千米绝缘电阻值不低于0 5M 第四节直流泄漏电流和直流耐压 1 直流泄漏电流试验及目的直流泄漏电流试验与绝缘电阻测量原理基本相同 直流泄漏电流试验电压较高 并可任意调节 因此 它比兆欧表发现绝缘缺陷的灵敏度和有效性高 直流泄漏电流试验可灵敏地反映瓷质绝缘的裂纹 夹层绝缘的内部受潮和局部松散断裂 绝缘油劣化 绝缘的沿面炭化等缺陷 2 直流耐压试验直流耐压试验与直流泄露电流试验方法相同 但作用不同 前者电压高 时间长 考验绝缘强度 后者电压相对低 检查绝缘状况 变压器绕组连同套管的泄漏电流 试验步骤 1 将各绕组引线断开 将试验高压引线接至被测绕组 各非被测绕组短路接地 2 保证试验设备 仪器接线正确 指示正确 3 确认正常后开始试验 先空载分段加压至试验电压 以检查设备绝缘是否良好 接线是否正确 4 将直流电源输出加在绕组上 测量时 加压到0 5倍试验电压 待1分钟后读取泄漏电流值 然后加压到试验电压 待1分钟后读取泄漏电流 5 试验完毕后 将电压降为零 切断电源 充分放电 记录顶层油温 环境温度和湿度 试验结果判断依据 1 试验电压 2 500KV变压器的泄漏电流一般不大于30 A 3 任一级试验电压时 泄漏电流的指示不应有剧烈摇摆 4 当年值不应大于上一年的150 温度的换算同电阻 注意事项 1 分级绝缘变压器试验电压应按被试绕组电压等级的标准 但不能超过中性点绝缘的耐压水平 2 高压引线应使用屏蔽线以避免引线泄漏电流对结果的影响 高压引线不应产生电晕3 微安表应在高压端测量 应采用负极性 4 如果电流异常 可采用干燥或加屏蔽等方法加以消除 电介质的损耗tan 介质损耗tan 在一定电压作用下所产生的各种形式的损耗 用tan 表示介质损耗的优点 只与绝缘材料性质有关 与它的结构 形状 几何尺寸等无关 电介质损耗的等值电路 并联等值电路和向量图 电介质损耗的测试目的 通过测量tan 可以反映绝缘受潮 油或浸渍物脏污或劣化变质 绝缘中发生的局部缺陷等 QS1平衡电桥 接线方式 a 正接线 正常接线 桥体处于低压 屏蔽接地 对地寄生电容影响小 测量准确 操作安全方便 适应两端能对地绝缘的试品 电容套管 耦合电容器等 用于测量CT PT一 二之间绝缘测量和判断 b 反接线 高 低压端与正接线相反 桥体处于高压 高压电极及引线对地寄生电容影响大 CS与CX并联 尤其对小电容试品 如CT 等 适应一端能对地绝缘的试品 如变压器 多油开关等 影响因素 1 温度和湿度2 电场干扰3 外界磁场干扰4 试品表面泄漏 消除方法 1 屏蔽法2 选相倒相法3 移相法4 干扰平衡法 影响tan 的因素和结果的分析 1 温度的影响温度对tg 有直接影响 影响的程度随设备的材料 结构不同而异 一般情况 随温度升高而增加 为便于比较 根据规程要求进行温度换算 由于设备结构原因 换算系数很难作的准确 因此 尽可能在10 30 进行测量 现场测量不能低于5 油纸绝缘的介质损耗与温度的关系取决于油与纸的综合特性 油 非 弱 极性介质 电导损耗 随T升高而增大 纸 极性介质 偶极子松弛损耗 40 60 随T升高而减小 CT和油纸套管 油纸绝缘 介质损耗变化小 不换算 当受潮时介质损耗随T升高而明显增大 2 被试品表面泄漏电流的影响表面脏污 受潮 表面泄漏电流大 介损增大 小容量试品屏蔽环 软裸线 靠近CX 表面擦净 减少对R3影响小容量试品加屏蔽环会影响电场分布 介损变化大 不宜采用 3 试验电压的影响a 良好绝缘tg 不随电压升高而明显增大 曲线1b 绝缘老化时 在气隙起始游离之前tg 较小 产生游离之后 tg 迅速增加 曲线2c 绝缘内部存在气隙 产生局部缺陷 曲线3d 绝缘受潮 电压低 tg 较大 电压升高 tg 迅速加大 由于介质损耗 绝缘温度高 回程tg 高 曲线4从以上可以明显看出 tg 与湿度的关系很大 所以tg 测量对电力设备的受潮具有显著效果 对纤维性材料及极性介质 M型介质试验器通过测量视在功率和有功功率求得tg COS P Stg P Q 小Q Stg P S由于电流很小 mA 损耗很小P的单位为毫瓦S的单位为毫伏安M型介质试验器工作电压为2500伏 变压器绕组连同套管的介损试验 一 目的 对发现中 小型变压器的绝缘整体受潮比较有效 二 试验方法 根据试品的接地状况选择正确的接线 被试绕组短接 各非被试绕组短路接地 试验前应将套管外绝缘清扫干净 记录顶层油温及环境温度和湿度 按照试验仪器操作说明进行试验 加压正确 三 试验结果判断依据 1 进行温度换算 tg 2 tg 1 1 3 t2 t1 10 20 时tg 不大于下列数据 500KV0 6 110 220KV0 8 35KV1 5 2 与原始值比较不应有明显变化 一般不大于30 四 注意事项 1 介损试验能发现变压器整体受潮 绝缘油劣化 严重的局部缺陷等 但对于大型变压器的局部缺陷而言 其灵敏度较低 2 试验中高压测试线电压为10KV 应注意对地绝缘 第六节工频耐压试验 目的 交流耐压试验是鉴定电气设备绝缘强度最直接的方法 判断电气设备能否投入运行具有决定性的意义 也是保证设备绝缘水平 避免发生绝缘事故的重要手段 因为交流耐压试验能充分反映电气设备在交流电压下运行时的实际情况 能真实有效地发现绝缘缺陷 在试验之前必须对被试品先进行绝缘电阻 吸收比 泄漏电流 介质损失角等项目的试验 若试验结果正常方能进行交流耐压试验 交流耐压试验是破坏性试验 传统交流耐压接线图 外施工频交流耐压试验 1 试验变压器的容量的选择 f xUn2 10 3 KVA Un 试验变压器额定电压 为适用于现场当变压器的容量不够大时 a 电压不满足 串级 串联谐振 b 电流不满足 并L 并联谐振 2 球隙 过电压保护 击穿电压为115 120 U试 球隙S 0 05D S 0 5DD为球直径 R2为阻尼电阻 1 V 限制放电电流 阻尼可能出现的振荡过电压 3 保护电阻R1 防止试品放电产生截波和过电压 0 1 V 感应耐压 三倍频发生器 由3相5柱变压器或3个单相变压器组成一次星接二次开口三角 输入3相电压 使铁芯过饱和 主磁通为平顶波 其中3次谐波磁通较高 故在二次开口三角感应出三倍频电压 试验接线 US UX K 1 K K 被试品变比K 容升修正系数35kVK 3 110kVK 5 220kVK 8 应在高压测量感应耐压在150Hz及以上应计算试验持续时间 t 60 100 ff不大于400Hzt不小于20s 试验电压的选择 根据被试品及试验类型 再根据相关的技术标准 来确定试验电压 非标准电压等级的电力设备的交流耐压试验值 可根据本标准规定的相邻电压等级按插入法计算 当电力设备的额定电压与实际使用的额定电不同时 应根据下列原则确定其试验电压 当采用额定电压较高的设备以加强绝缘时 应按照设备的额定电压确定其试验电压 当采用额定电压较高的设备作为代用设备时 应按照实际使用的额定工作电压确定其试验电压 二次绕组及之间对地耐压值为2kV 110kV以上末屏对地耐压值为3kV 35kV以上PT接地端耐压值为3kV 电容器耐压值为出厂75 SF6断路器耐压值为出厂80 低于附录值时 按附录值试验 二次回路试验电压为1kV 当回路绝缘电阻值在10M 以上时 可采用2500V兆欧表代替电缆6 10 8 7 1021 35 26 35交接2U02U0PT感应耐压值为出厂80 试验方法及一般规定 有绕组的被试品进行耐压试验时 应将被试品绕组自身的两端短接 非被试品绕组亦应短接并与外壳连接后接地 交流耐压试验时加至试验电压后的持续时间 如无特殊说明则均为1min 升压必须从零开始 切不可冲击合闸 升压速度在75 试验电压以前 可以是任意的 自75 电压开始应均匀升压 约为每秒2 试验电压的速率升压 以DL474 4 92 现场绝缘试验实施导则交流耐压试验 为准 耐压试验后 迅速均匀降压到零 然后切断电源 交流耐压试验的注意事项 清楚了解设备的型式 电压等级 绝缘水平 特别是进口设备 和绝缘形式 全绝缘及半绝缘 根据试验性质设备的型式 电压等级和绝缘水平选取耐压值试验报告标所明施加压的幅值 kV 频率 Hz 时间 min 和试验位置或有效长度 m 耐压前后的绝缘电阻都记录特别注意避雷器的拆除 保证足够的放电距离 必要时非被试设备应接地 容升效应 试验变压器所接的被试品大多是电容性的 在交流耐压时 容性电流在试验变压器绕组上产生漏抗压降 造成实际作用到被试品上的电压值超过按变比计算的高压侧所应输出的电压值 这就是容升效应 其简化等值电路及相量图如右图所示 被试品电容及试验变压器漏抗越大 则容升效应越明显 所以我们在进行较大容量试品的交流耐压试验时 要求直接在被试品端部进行电压测量 以免被试品受到过高的电压作用 此外 由于被试品电容与试验变压器 调压器的漏抗形成串联回路 一旦被试品容抗与试验变压器 调压器漏抗之和相等或接近时 发生串联电压谐振 造成试品端电压显著升高 危急试验变压器和被试品的绝缘 在试验大电容量的被试品时应注意预防发生电压谐振 为此 除在高压侧直接测量试验电压外 并应在被试品并接球隙进行保护 串联谐振电路 调感 发电机 变压器 SF6组合电器 GIS 和交联电缆等电容量较大的被试品进行交流耐压试验 需要大容量的试验设备 这时可以采用串联谐振试验装置 它能以较小的电源容量试验较大电容和较高试验电压的试品