【最新】交流耐压

交流耐压试验的目的和意义 交流耐压试验是鉴定电气设备绝缘强度最直接的方法 它对于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 交流耐压试验是破坏性试验 在试验之前必须对被试套管先进行绝缘电阻 吸收比 介质损失角及绝缘油等项目的试验 若试验结果正常方能进行交流耐压试验 若发现设备的绝缘情况不良 如受潮和局部缺陷等 通常应先进行处理后再做耐压试验 避免造成不应有的绝缘击穿 1 PPT专业文档 交流试验的方法 交流耐压试验原理接线T1 试验变压器 T2 调压器 R1 R2 保护电阻器 F 球隙 S 开关 被试品 C1 C2 分压电容器 1 试验接线 2 PPT专业文档 交流试验方法 2 试验设备1 交流电源2 调压装置应能够从零开始平滑地进行调节 以满足试验所需的任意电压 并且在调节过程中电压波形不发生畸变 常用的调压器有自耦调压器 移圈式调压器和感应调压器 调压器的输出波形应尽可能接近正弦波 调压器的容量通常要求与试验变压器容量相同 3 PPT专业文档 交流试验方法 2 调压装置 自耦调压器现场常用的一种简单的调压方式 优点 体积小 重量轻 效率高 可以平滑地调压 输出波形好 功耗小缺点 移动碳刷接触调压 动触头容易产生电弧 负载能力较差 不宜工作在过载状态 容量受到限制 单台容量可作到30kVA 一般用于电压50kV以下小容量试验变压器的调压 4 PPT专业文档 交流试验方法 2 调压装置 移圈式调压器优点 移圈式调压器没有滑动触头 因此容量能造得较大 目前国内可以生产电压10kV 容量2500kVA的移圈式调压器 缺点 体积较大 运输不便 主磁通要经过一段非导磁材料 空气或变压器油 磁阻较大 因此激磁电流相当大 漏抗也很大 铁芯不易饱和 工频电压输出的波形具有一定影响 铁芯不易饱和使输出波形畸变的因素减弱 而漏抗很大将促使波形发生畸变 效率低 空载电流大 在低电压和接近额定电压下使用 波形易发生畸变 5 PPT专业文档 交流试验方法 高压试验变压器试验变压器是产生工频高压的主要设备 其工作原理与单相电力变压器相同 高压侧电压较高 需采用较厚的绝缘和较大的间隙距离 阻抗电压也较高 优点 变比较大 试验电压高 容量可以做到很大缺点 体积及重量大 携带不便 6 PPT专业文档 交流试验方法 3测量装置 低压测量装置在试验变压器的低压侧或测量绕组的端子上 用0 5级电压表测量二次电压 然后利用经过校核过的试验变压器变比 换算出高压侧的电压 这种测量方法简便 但准确性不高 仅适用于被试品电容量较小时 如油断路器 瓷绝缘 绝缘用具等 7 PPT专业文档 交流试验方法 高压侧测量可有效克服 容升现象 对试验电压的测量误差 高压侧测量的方法有以下几种 1 用电压互感器测量体积大 成本高 且不易携带2 用静电电压表测量额定电压1000V及以上的静电电压表的电极暴露在外面 无屏蔽密封措施 现场使用时受风 天气 外界电磁场干扰影响较大 现场不宜使用 多用于试验室内 8 PPT专业文档 交流试验方法 高压侧测量的方法3 用球隙测量球隙测量准确度不高 受强气流 灰尘等影响使得放电较分散 测量较费时间 所以基本不在现场使用 4 分压器测量分压器可分为电阻分压器 电容分压器和阻容分压器 测量总的误差应不大于3 9 PPT专业文档 交流耐压试验的控制与保护 交流耐压试验要求做到的是对试验整个过程可控可制 对控制回路的基本要求是 1 只有在试验人员全部离开高压危险区 并关好安全门 室内 后才能加上电压 2 升压必须从零开始 3 当被试设备被击穿时 应能自动切断电源 4 在自动式升压装置中还要能控制升压 降压及停止 跳闸等 10 PPT专业文档 交流耐压试验的控制与保护 对保护回路的基本要求除过流保护 球隙保护等外 还有以下保护措施 1 试验接线的高压回路中接入电阻器 以限制当被试品击穿或内络时流过试验变压器或被试设备中的电流 以免缺陷扩大 同时又要防止球隙击穿后与被试品电容间引起振荡 产生过电压而损坏被试品的绝缘 同时保护球极表面不被电流烧损 大多采用水电阻 沿面绝缘距离一般按150kV m考虑 2 在试验回路的低压部分出现高电压的地方都安装保护放电管或金属氧化物压敏电阻器 以免高压侵入危及人身安全 11 PPT专业文档 交流耐压试验的技术要求 1对试验电压波形的要求 试验电压频率应是45 65Hz的交流电压 通常称此频率范围内的交流试验电压为工频试验电压 试验电压的波形为两个半波相同的近似正弦波 且峰值和方均根 有效 值之比应在 2 0 07以内 如满足这些要求 则认为高压试验结果不受波形畸变的影响 2电压测量的容许偏差如果有关设备标准无其他规定 在整个试验过程中试验电压的测量值应保持在规定电压值的 1 以内 当试验持续时间超过60s时 在整个试验过程中试验电压测量值可保持在规定电压值的 3 以内 注 容许偏差为规定值和实测值的差 它与测量误差不同 测量误差是指测量值与真值之差 12 PPT专业文档 交流耐压试验的技术要求 3试验设备的选择根据被试设备的参数 试验电压的大小和现有试验设备的条件 选择合适的试验设备 如工频试验变压器的输出电压 电流 容量 各测量仪器的量程 都应满足试验的要求 1 试验变压器的选择选择试验变压器时 主要考虑以下几点 电压 依据试品的要求 首先选用具有合适电压的试验变压器 使试验变压器的高压侧额定电压Un高于被试品的试验电压Us 即Un Us 其次应检查试验变压器所需的低压侧电压 是否能和现场电源电压 调压器相匹配 电流 试验变压器的额定输出电流In应大于被试品所需的电流Is 即In Is 被试品所需的电流可按其电容估算 Is UsCx 其中Cx包括试品电容和附加电容 容量 根据上述所选试验变压器输出的额定电流及额定电压 便可确定所需试验变压器的容量 即W UnIn 13 PPT专业文档 交流耐压试验的技术要求 2 测量系统的选择 在交流耐压试验中必须测量试验电压的峰值 其主要原因有 a 波形畸变 非线性负荷 增大了谐波电流分量 使电网电压波形产生畸变 此外 高压试验变压器等设备 由于结构和设计问题 也会引起高压波形发生畸变 如试验变压器铁芯饱和 使激磁电流出现明显的3次谐波 试验电压出现尖顶波 因此试验电压波形畸变对试验结果带来明显的误差和问题 b 电力设备绝缘的击穿或闪络 放电取决于交流试验电压峰值 由于交流电压波形在峰值时 绝缘中的瞬时电场强度达到最大值 若绝缘不良 一般都在此时发生击穿或闪络 放电 交流高电压试验常遇到试验电压波形畸变的情况 因此形成了交流高电压试验电压值应以峰值为基准的理论基础 基于上述原因 试验电压值是指峰值除以 2 试验电压的波形应接近正弦 两个半波完全一样 且峰值和方均根值 有效值 之比应在 2 0 07的范围内 它是以测量交流电压的峰值作为基础的 交流电压的峰值是指最大值 试验电压值是指其峰值除以 2 交流电压测量系统可用电阻分压器 电容分压器 阻容分压器 电压互感器或静电电压表 一般情况下 对测量系统的要求是在额定频率下测量试验电压峰值的总不确定度应在 3 范围内 转换装置和传输系统的刻度因数的变化范围不超过 1 测量用峰值电压表的准确度应达0 5级 其不确定度不应超过 1 范围 测量系统的幅频响应在0 2 7倍的试验电压频率范围内的变化不应超过 2 在接上试品引起7次及以上谐波分量增大时 幅频响应的变化也不应大于最高谐波频率的2 14 PPT专业文档 操作要点及异常现象分析 一 操作要点 1 试验前 应了解被试品的试验电压 以及被试品的其他试验项目及以前的试验结果 若被试品有缺陷及异常 应在消除后再进行交流耐压试验 对于电容性被试品 根据其电容量及试验电压估算试验电流大小 判断试验变压器容量是否足够 并考虑过流保护的整定值 一般应整定为被试品电容电流的1 3 1 5倍 2 试验现场应围好遮栏或围绳 挂好标示牌 并派专人监护 被试品应断开与其他设备的连线 并保持足够的安全距离 距离不够时应考虑加设绝缘挡板或采取其他防护措施 3 试验前 被试品表面应擦拭干净 将被试品的外壳和非被试绕组可靠接地 被试品为新充油设备时 应按 规程 规定使油静止一定时间再施压 4 接好试验接线后 应由有经验的人员检查 确认无误后方可准备升压 5 调整保护球隙 使其放电电压为试验电压的110 120 连续试验三次 应无明显差别 并检查过流保护动作的可靠性 6 加压前 首先要检查调压器是否在零位 调压器在零位方可升压 升压时应相互呼唱 7 升压过程中不仅要监视电压表的变化 还应监视电流表的变化 以及被试品电流的变化 升压时 要均匀升压 不能太快 升至规定试验电压时 开始计算时间 时间到后 缓慢均匀降下电压 不允许不降压就先跳开电源开关 因不降压即跳电源开关相当于给被试品做了一次操作波试验 极可能损坏设备绝缘 8 试验中若发现表针摆动或被试品有异常声响 冒烟 冒火等 应立即降下电压 拉开电源 在高压侧挂上接地线后 再查明原因 9 交流耐压试验前后均应测量被试品的绝缘电阻 有条件时 还要测量局部放电 15 PPT专业文档 操作要点及异常现象分析 二 试验中的异常现象分析 一 仪表指示异常时的分析 1 若给调压器加上电源 电压就有指示 可能是调压器不在零位 若此时电流表也出现异常读数 调压器输出侧可能有短路和类似短路的情况 如接地棒忘记摘除等 2 调节调压器 电压表无指示 可能是自耦调压器碳刷接触不良 或电压表回路不通 或变压器的一次绕组 测量绕组有断线的地方 3 若随着调压器往上调节 电流增大 电压基本不变或有下降趋势 可能是被试品容量较大或试验变压器容量不够或调压器容量不够 可改用大容量的试验变压器或调压器 4 若调压过程中电压稍有增长而电流急剧增长或电流增长而电压下降 则说明试验回路可能发生谐振 此时应立即将试验电压降到零 断开电源 将试验变压器高压绕组的高压出线套管接地 更换阻抗电压不同的变压器和调压器或改变试验变压器负载的参数 然后重新进行试验 5 试验过程中 电流表的指示突然上升或突然下降 电压表指示突然下降 都是被试品击穿的象征 16 PPT专业文档 操作要点及异常现象分析 二 放电或击穿时声音的分析 1 在升压阶段或耐压阶段 发生很象金属碰撞的清脆响亮的 当当 的放电声音 往往是由于油隙距离不够或者是电场畸变 如变压器引线没有进到套管均压球里去 圆弧的半径太小等 造成油隙一类绝缘结构击穿 当重复试验时 放电电压下降不明显 2 放电声音也是很清脆的 当当 声 但比前一种小 仪表摆动不大 在重复试验时放电现象消失 这种现象是被试品油中气泡放电所致 3 放电的声音如果是 哧 吱 喽 或者是很沉闷的响声 电流表的指示立即超过最大偏转指示 这往往是固体绝缘的爬电引起的 4 加压过程中 充油试品内部有如炒豆般的响声 电流表指示却很稳定 这可能是悬浮的金属件对地的放电 如变压器铁芯没有通过金属片与夹件连接 使铁芯在电场中悬浮 由于静电感应并在一定的电压下 铁芯对接地的夹件放电 5 在试验过程中 若由于空气湿度或被试品表面脏污等的影响 引起表面滑闪放电 不应视被试品为不合格 应对被试品表面进行清擦 烘干等处理后 再行试验判断其合格与否 若被试品表面瓷套釉层绝缘损坏 老化或有裂纹 应视为不合格 17 PPT专业文档 操作要点及异常现象分析 三 其他异常分析 1 根据耐压试验前后油中气体含量及局部放电量变化的趋势 可判断是否还有一些不明显的潜伏性故障 如某气体含量或总烃有明显增长 或局部放电量耐压试验前后有明显增长时 应根据情况具体分析缺陷的性质或缺陷的部位 2 有机绝缘材料如绝缘棒 绝缘梯等试验后 触摸时发现试品普遍或局部发热应视为绝缘不良 需经烘干处理后再行试验 3 试验时被试品是合格的 无明显异常 试验后却发现被击穿了 这往往是由于试验后没有降压就直接拉掉电源造成的 4 在交流耐压试验中 若试品 试验设备等有问题 试验仪表的表计常常会发生摆动 试品可能会冒烟 发光 有焦糊味 并伴有放电声或其他不正常的声音 保护球隙将放电 过电压和过电流保护将动作等 发生以上任何一种现象时 都应立即将试验电压降到零 断开电源 挂上接地线 在查明原因和排除故障后 才可重新进行交流耐压试验 18 PPT专业文档 电流互感器交流耐压试验 电流互感器交流耐压试验通常采用外施工频电压的方法 一次绕组短路接高压 所有的二次绕组短路与铁芯 外壳一起接地 对于电容型电流互感器 末屏也应接地 19 PPT专业文档 常见被试品电容量 20 PPT专业文档 电压互感器的交流耐压试验 电磁式电压互感器外施工频电压法 仅适用于额定电压为35kV及以下的全绝缘电压互感器的交流耐压试验 试验接线和方法与电流互感器的交流耐压试验相同感应耐压 110kV及以上的电压互感器多为分极绝缘 其一次绕组的末端绝缘水平很低 5kV左右 因此 一次绕组末端不能与首端承受同一试验电压 因而必须采用感应耐压的方法 可以把电压互感器的一次绕组末端接地 从某一个二次绕组激磁 在一次绕组首端感应出所需要的试验电压 这对绝缘的考核同实际运行中的电压分布是一致的 21 PPT专业文档 电压互感器的交流耐压试验 同时由于感应耐压试验时一次绕组首尾两端的电压比额定电压高得多 绕组电动势也比正常运行时高得多 因此感应耐压试验可以同时考核电压互感器的纵绝缘 从而检验出由于电压互感器中电磁线质量不良 如露铜 漆膜脱落和绕线时打结等原因造成的纵绝缘方面的缺陷 当试验电压较高时 为了避免铁芯饱和而损坏被试互感器 必须提高激磁电压的频率 制造厂多采用倍频发电机作为试验电源 所以现场电压互感器感应耐压试验时使用最多的是三倍频发生器 22 PPT专业文档 电压互感器的交流耐压试验 用三倍频发生器对串激式电压互感器进行感应耐压试验的接线 23 PPT专业文档 电压互感器的交流耐压试验 当试验电压为UA时 调压器输出至被试互感器二次绕组an两端的电压式中k 被试互感器一次绕组与加压二次绕组的变比 k 容升修正系数 k 对35kV的电压互感器取3 对63kV的电压互感器取4 对110kV的电压互感器取5 对于220kV的电压互感器取8 对于不同型号的电压互感器上述容升修正系数k 可能有些差异 但这种差异对试验电压的影响在工程上是允许忽略的 Uan 24 PPT专业文档 电压互感器的交流耐压试验 当用倍频电源对串级式电压互感器进行感应试验时 试验电压持续时间t按下式计算 但最短不得少于15s t 式中t 电压持续时间 s fn 额定频率 HZ ft 试验时倍频电源的频率 HZ 对于三倍频感应耐压试验 试验电压持续时间为40s 由于试验电压持续时间短 升压时速度不可太慢 以免增加耐压时间而造成被试电压互感器的损坏 25 PPT专业文档 现场交流耐压试验中交流电压产生方式 工频试验变压器方式谐振方式变频方式 交流耐压试验 26 PPT专业文档 1一试品 2一分压器 耦合电容器3一试验变压器 4一补偿电抗器5一调压器 6一开关 7一控制测量单元9一励磁变压器11一变频器 1 交流耐压试验 27 PPT专业文档 28 交流耐压试验 28 PPT专业文档 变频电源特点 1 重量轻 体积小 可移动性好 2 输入功率小 或所需电源容量小 3 输出波形好4 没有运动部件 噪音小5 一旦发生放电 不会扩大对被试设备损害 29 交流耐压试验 29 PPT专业文档 1 利用工频高压试验变压器进行试验 由于试品的电容量比较大 有时达10000PF 用试验变压器的话 其容量相当大 加之同等容量的调压设备 整套设备将相当笨重 不便搬运 2 采用电抗器并联补偿进行试验 电抗器可补偿部分电容电流 从而减少试验设备的容量 但试验设备数量仍较多 容量仍较大 且电感量不可调 对不同试品的适应性不够好 30 交流耐压试验 30 PPT专业文档 3 调感式串联谐振耐压 由于谐振可大大降低试验容量 等效性也很好 只是有运动部件 有噪音和振动 品质因素也难做得很高 4 变频式串联谐振耐压 通过调频达到谐振 品质因素可以很高且没有运动部件 设备重量较轻 数量较少 移动较为方便 31 交流耐压试验 31 PPT专业文档 串联谐振系统配置图 VF 变频电源T1 励磁变压器L1 谐振电抗器MOA 避雷器C1 分压器 高压臂 C2 分压器 低压臂 Cx 试品 32 交流耐压试验 32 PPT专业文档 交流耐压试验 对变压器 SF6组合电器 GIS 发电机和交联电缆 高压断路器等电容量较大 试验电压高的被试品进行交流耐压试验 需要大容量的试验设备 可采用串联谐振试验装置 它能够以较小的电源容量试验较大电容和较高试验电压的试品进行耐压试验 回路由被试品负载电容和与之串联的电抗器和电源组成 33 PPT专业文档 交流耐压试验 当电源频度 电感L及被试品电容C满足下式时回路处于串联谐振状态 此时回路中电流为式中 励磁电压 R 高压回路的有效电阻 被试品上的电压为式中 电源角频率 Cx 被试品电容量 输出电压与励磁电压之比为试验回路的品质因数Qs 34 PPT专业文档 交流耐压试验 常见电气设备电容值 35 PPT专业文档 交流耐压试验 交流耐压试验时应注意问题 容升效应和电压谐振电压读取低压回路保护保护的整定更换高压接线安全问题 36 PPT专业文档 感应耐压试验 国内110kV及以上的电力变压器 是直接接地或加避雷器保护间接接地运行方式 对变压器中性点的绝缘水平要求降低了 这种首尾绝缘水平不一样的变压器叫做分级绝缘变压器 分级绝缘变压器的感应耐压试验 必须满足以下要求 被试线端的试验电压 220kV绕组线端对地及相间为395kV 110kV绕组的线端对地及相间为200kV 感应耐压试验电压的倍数对非自耦变压器要达到2倍额定电压 对自耦变压器允许高于额定电压的2倍 被试绕组线端对该相相邻绕组最近点之间的电压达不到试验电压时 不允许降低电压 应在设计中加强绝缘弱点 对自耦变压器 若在试验中某一绕组对地电压或相间电压超过试验电压时 除应在设计中考虑 以使各线端均达到试验电压外 也可考虑匝间和线端对地分别做试验 被试绕组线端对地 匝间 层间 段间和相间的感应耐压试验最好一次完成 不然 可按被试线端对地 匝间 相间的试验顺序分别进行 37 PPT专业文档 对变压器进行感应耐压试验的目的和原因 对变压器进行感应耐压试验的目的是 1 试验全绝缘变压器的纵绝缘 2 试验分级绝缘变压器的部分主绝缘和纵绝缘 对变压器进行感应耐压试验的原因是 1 由于在做全绝缘变压器的交流耐压试验时 只考验了变压器主绝缘的电气强度 而纵绝缘并没