《电气破坏性试验》PPT课件.ppt

1 二 绝缘的耐压试验 破坏性试验 交流 工频 耐压直流耐压雷电冲击耐压操作冲击耐压 2 2 1工频耐压试验 交流耐压 是交流设备的基本耐压方式 交流耐压试验实施办法 电力设备预防性试验规程 DL T596 已对各类设备的耐压值作出了规定 以电力变压器为例 当大修而全部更换绕组后 按出厂试验电压值进行试验 在其它情况下 它们的耐压值取出厂试验电压的85 规程给出了电力变压器的交流工频耐压值如表所示方法 1min工频耐压试验 3 电力变压器交流试验电压值括号内数值适用于不固定接地或经小电抗接地系统 4 2 1 1工频电压的获得 一 高压试验变压器 特点 1 绝缘裕度不需要取得太大 2 试验变压器的容量一般比较小 容性阻抗大 高压侧额定电流一般为1A 对于某些特殊试品和特殊试验项目 要求试验变压器的额定电流大于1A 5 续 3 油箱本体小 高压套管又长又大 单套管式 其高压绕组的一端接地 另一端输出额定全电压双套管式 铁心和油箱均处于U 2电位 所以油箱不能放在地上 而必须按全电压的一半对地绝缘起来 用两只额定电压只有U 2的套管来代替一只额定电压为U的套管 可以大大降低试验变压器和套管的制造难度和价格 4 连续运行时间短 不需要有复杂的冷却系统 一般不超过30分钟 5 试验变压器的漏抗较大 短路电流较小 6 续 7 二串级试验变压器 8 各级试验变压器的容量不一样 T1的容量为T2的容量为总的制造容量为而串级装置的输出容量为串级装置的容量利用率为不难求出n级串级装置的容量利用率为 续 9 10 2 1 2工频耐压试验的基本接线 容升效应与串联谐振 11 2 1 3工频谐振耐压试验 谐振时 品质因素 解决容量不够的问题 谐振时 Q 1 12 工频谐振耐压试验的优点 减少电源容量 包括变压器 调压器等 试品击穿时的故障电流减小电源中的谐波成分大大减少 并联谐振 当输出电压满足要求 而试验变压器的容量不够时 还可以考虑并联谐振的方法 13 2 2直流高压实验 特点 试验设备轻便 容量小可同时测量泄漏电流 局放小 对绝缘的损伤小 不如交流耐压实验更接近真实工况 14 2 2 1直流高压的获得 一半波整流和全波整流 高压硅堆承受两倍的电源电压 电压脉动系数 15 一半波整流和全波整流 16 二倍压整流回路 a 两倍电压 b 两倍电压 c 三倍电压 带上负载后 三种倍压装置的输出电压会降低 并出现脉动 17 倍压整流回路 18 三串级直流高压装置 空载时 各点电压为 两级直流高压装置 19 串级直流高压装置 20 串级直流高压装置的参数计算 平均电压 脉动电压 平均电压降落 可见 脉动与电压降落与电源频率 级数 电容量 负载电流有关 脉动系数 5 1 2 3 21 减少串级直流高压装置的脉动的方法 1合理选择级数n 令 得 2取C 2C Cn 的电压为其余电容器的一半 因而其高度可减小到一半 在相同的结构形式下 Cn 的电容量可为其他电容器的两倍 此时电压降落为 对于超高压直流装置 采用高电压 大电容量的电容器和高频整流是有利的 与 2 式比较 减小 3从上到下逐级增加电容 即Ck Ck kC 实际很少采用 22 2 2 2直流耐压试验的基本接线 23 2 3冲击高压试验 2 3 1冲击电压波形的定义 T1 波头时间 波前时间 T2 波尾时间 波长时间 半峰值时间 标准雷电冲击波 1 2 s 30 50 s 20 幅值误差 3 操作冲击波 一般推荐为非振荡形 250 30 2500 60 s 幅值误差 3 24 2 3 1冲击电压波形的定义 由双指数波叠加而成 波尾时间常数 波头时间常数 通常 25 2 3 2单级冲击电压发生器 一 单级冲击电压发生器的原理 1 在波头时间范围内 可将电压波形表示为 用直流电源向电容器充电的波形模拟 时间常数为 T 3 24R1C2 26 一 单级冲击电压发生器的原理 2 在波尾时间范围内 可将电压波形表示为 27 单级冲击电压发生器的原理电路 1 首先C1充电 然后合上开关 C1经R1向C2充电 形成波头同时C1和C2经过电阻R2放电 形成波尾 一般情况下 C1 C2 所以波尾主要由C1放电的快慢决定C2和R1 波头电容和波头电阻 C1和R2 波尾电容和波尾电阻 高效回路 定义放电回路的电压利用系数 为 28 单级冲击电压发生器的原理电路 2 对于 b 低效回路 对于 a 效率介于 a 和 c 之间 29 实际的单级冲击电压发生器回路 调整调压器的输出可以改变电容C1的充电电压 调整电阻R1和R2可以改变输出波形 放电球隙G的放电电压根据C1的充电电压和输出电压的要求进行调整 由于受到高压硅堆和电容器额定电压的限制 同时也考虑放电球隙的直径不宜过大 一般单级冲击电压发生器的最高输出幅值不超过200 300kV 30 放电回路的计算 利用试品的等效电容做波头电容C2 解以上方程 可得 K 回路系数 1 2 波尾时间常数和波头时间常数 1 31 放电回路的计算 将 2 带入 1 计算 得 令 可得理论波头时间 2 同理 可得波尾时间T2满足 则 32 2 3 3多级冲击电压发生器 一多级冲击电压发生器的原理并联充电 串联放电 首先调整球隙距离 使G1的放电电压为U0 G2 G4的放电电压在U0 2U0范围内 对各个电容器同时充电到U0G1首先击穿 导致G2 G4依次击穿 各个电容器串联起来对C2和R2放电 在输出端获得幅值很高的冲击电压 33 一多级冲击电压发生器的原理 充电结束时 上面一排杂散电容被充电到电压U0 下面一排未被充电G1首先击穿 1点电位瞬时降为零 2点电位瞬时变为 U0 杂散电容C30来不及放电 3点电位仍维持在U0 于是G2承受的电压 上升到2U0 从而导致G2击穿 G2击穿后 3点电位从 U0降为 U0 4点电位瞬时变为 2U0 杂散电容C50来不及放电 5点电位仍维持在U0 于是G3承受的电压上升到3U0 从而导致G3击穿 34 关键在于 杂散电容来不及放电杂散电容放电的快慢一方面取决于杂散电容的大小 另一方面取决于放电电阻R的大小 即杂散电容放电的时间常数 在实际当中 有时候为了确保各级球隙能顺利自动放电 还需要采取措施增大杂散电容雷电冲击与操作冲击波产生方法相同 续 35 二三电极球隙 作用 人为控制输出冲击