第11讲：耐压试验

1、高电压工程系李黎回顾回顾u局部放电n三电容模型分析n局部放电的过程n主要特征参数n基本测量回路u绝缘油的电气试验和气相色谱分析u绝缘在线监测2本次课程本次课程u交流工频耐压试验n试验目的n试验方法及其原理n试验设备及其原理u直流耐压试验n试验目的n试验方法及其原理n试验设备及其原理345 5 绝缘的耐压试验绝缘的耐压试验破坏性试验破坏性试验n交流（工频）耐压n直流耐压n雷电冲击耐压n操作冲击耐压55.1 5.1 工频耐压试验的概述工频耐压试验的概述u校核交流高压下的绝缘水平u220kV及以下设备的等效校核绝缘耐受冲击电压能力u国标要求n耐压时间1分钟u要使用专门的高压发生设备，严禁直接从电网严

2、禁直接从电网取电取电！6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 额额定定电电压压kVkV最高最高工作工作电压电压kVkV线端交流试验电压值线端交流试验电压值kVkV中性点交流试验电压值中性点交流试验电压值kVkV全部更换全部更换部分更换绕组部分更换绕组全部更换全部更换部分更换绕组部分更换绕组353540.540.58585727285857272666672.572.5140140120120140140120120110110126.0126.0200200170170（195195）95958080220220252.0252.0360360395395306

3、3063363368585（200200）7272（170170）330330363.0363.04604605105103913914344348585（230230）7272（195195）500500550.0550.06306306806805365365785788585140140727212012075.1.1 5.1.1 工频电压的获得工频电压的获得一、高压试验变压器的特点（1）电压变比大，漏抗大电压变比大，漏抗大（2）试验变压器的容量一般比较小容量一般比较小 ，容性阻抗大，电流小电流小。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

4、。 fCUI222 fCUPC为试品电容，U为试验电压，f是电源频率，I，P是高压试变额定电流和功率8u（3）连续运行时间短连续运行时间短，不需要有复杂的冷却不需要有复杂的冷却系统系统。一般不超过30分钟。u（4）工作环境好，绝缘裕度小工作环境好，绝缘裕度小，短路电流较小。9单套管式，其高压绕组的一端接地，另一端输出额定全电压，（300kV以下）1011对套管做工频高压试验对套管做工频高压试验1213双套管式，铁心和油箱均处于U/2电位，所以油油箱不能放在地上箱不能放在地上，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

5、管的制造难度和价格。u变压器试验要求高时，单台变压器实现困难n技术成本要求高u从技术经济性考虑n串级变压器n通常是自耦式连接14二二 串级试验变压器串级试验变压器15二二 串级试验变压器串级试验变压器T1、T2单套管试验变压器，AV-调压器，1、2T1的高低压绕组4、5T2的高低压绕组，3累接绕组，TO-试品。Z绝缘支柱两台单套管变压器串级联结示意图16串级工频试串级工频试验变压器验变压器U500kVI1A17u各级试验变压器的容量不一样，T1的容量为u uT2的容量为u u总的制造容量为u而串级装置的输出容量为u u串级装置的容量利用率为u u不难求出n级串级装置的容量利用率为容量利用率容量

6、利用率2233221112IUIUIUIUP33222IUIUP22213IUPPP22/2IUP32/PP12n调压装置调压装置u自耦式调压n适合小容量使用u移圈式调压n容量大n线圈漏抗大，且随短路线圈位置变化，因此波形畸变大u电动发电机n价格昂贵，专业设备1819无局放的密封式试验变压器无局放的密封式试验变压器20国内国内2250kV2250kV三级串试验变压器三级串试验变压器21225.1.2 5.1.2 工频耐压试验的基本接线工频耐压试验的基本接线容升效应容升效应235.1.3 5.1.3 工频谐振耐压试验工频谐振耐压试验CcXLXRUCcXIXU2)(2CLXX 谐振时谐振时11CR

7、RLRXRXQCL QUIQUIPQiC品质因素品质因素CLcXRUXRUUQUUCCQQP1解决容量不够的问题谐振时，Q1正弦稳态电路矢量分析24工频谐振耐压试验的优点工频谐振耐压试验的优点1减少电源容量（包括变压器、调压器等）2试品击穿时的故障电流减小3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255.2 5.2 直流高压实验直流高压实验特点：1试验设备轻便，容量小2可同时测量泄漏电流。3局放小，对绝缘的损伤小。缺点：1不如交流耐压实验更接近真实工况。26275.2.1 5.2.1 直流高压的获得直流高压的获得整流电路整流电路

8、一一 半波整流半波整流2minmaxUUUavLavavRUIavUUSCfRUULav2高压硅堆承受两倍的电源电压电压脉动系数RVTCRLR28全波整流和桥式整流全波整流和桥式整流D1TCRLD2D3D4D1TCRLD2桥式整流是高压桥式整流是高压直流输电的基础直流输电的基础29二二 倍压整流回路倍压整流回路(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30倍压整流回路tu0u1Umtu0u22Umtu0u1Umtu0u22Umtu0u32UmT1V2V1C2C12331三三 串级直流高压装置串级直流高压装置空载时，各点电压为：tUUms

9、in1tUUUmmsin2mUU23tUUUmmsin34mUU45两级直流高压装置两级直流高压装置32串级直流高压装置串级直流高压装置D1D2D1C1C1D2Cn-1CnCn-1CnDn-1DnDn-1Dn12(n-1)n12(n-1)nRLn0n033串级直流高压装置的技术参数串级直流高压装置的技术参数平均电压： 脉动电压： 4) 1(2minmaxnnfCiUUUpnn平均电压降落： 6234223nnnfCiUnUUppmp)234(62223nnnfCinUUnUUpmpmp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pUUS/脉动系数：5%(1)(2)(3)34减少串级直流高压装置的脉动的方法减少串级直流高压装置的脉动的方法1 合理选择级数nmpUIfCn最佳0nUp令得2 取C2CCn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)24(6)2(333nnfCInnfCIUppp与（2）式比较，减小3 从上到下逐级增加电容，即CkCk=kCfCnIUp2fCInUp2实际很少采用35