电力高压试验简介

Excellenthandouttrainingtemplate电力高压试验简介电力高压试验简介目录三电力设备高压试验项目及其要求高压试验的基本原理和方法二一高压试验概述四现场预防性试验与其他专业的配合1、电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB50150－20062、中国南方电网有限责任公司企业标准电力设备预防性试验规程Q/CSG114002-20111、电力设备的试验项目及判断的依据第一章高压试验概述

出厂试验是检查产品设计、制造、工艺的质量防止不合格品出厂新产品时应有型式试验比较大型的设备出厂试验应有建设使用单位的人员现场监造出厂试验预防性试验出厂试验交接试验预防性试验交接试验交接试验主要是电气设备投运前按照交接规程和厂家技术标准等来检查产品有无缺陷、运输途中有无损坏、最终判断它能否投入运行并且为预防性试验积累参考数据等预防性试验则是电气设备在投运后按照一定的周期来检查运行中的设备有无绝缘缺陷和其他缺陷等预防性试验是判断设备能否继续投入运行预防发生事故或设备损坏以及保证设备安全运行的重要措施2、高压试验类型温度、湿度进行绝缘试验时被试品温度不应低于+5℃户外试验应在良好的天气下进行且空气相对湿度一般不高于80%3、高压试验环境要求目录三电力设备高压试验项目及其要求高压试验的基本原理和方法二一高压试验概述四现场预防性试验与其他专业的配合测量绝缘电阻1测量直流泄漏电流及直流耐压试验2测量介质损耗因数3测量断路器导电回路电阻4测量绕组直流电阻5交流耐压试验6第二章高压试验的基本原理和方法绕组变形试验7感应耐压试验及局放测试8第一节测量绝缘电阻欧姆定率R=U/I应当指出只有当绝缘缺陷贯通于两极之间时测量其绝缘电阻才会有明显的变化即通过测量才能灵敏地检出缺陷若绝缘只有局部缺陷而两极间仍保持有部分良好绝缘时绝缘电阻降低很少甚至不发生变化因此不能检出这种局部缺陷1、绝缘电阻测量基本原理2、电介质的吸收现象对于大电容试品如电力电缆、大型变压器等由于试品电容量大且多为复合介质吸收极化过程往往1min不能完成所以宜测量10min的绝缘电阻介质等效电路图吸收曲线图绝缘电阻R601极化指数R600/R60，一般要求不低于1.5，当绝缘电阻大于10000MΩ时，其值不低于1.3。3吸收比R60/R15，一般要求不低于1.3，当绝缘电阻大于10000MΩ时，其值不低于1.1。23、表征电力设备绝缘是否良好有三个指标：4、测量结果的分析判断：1、所测得绝缘电阻电阻值应大于规定的允许数值2、将所测得的结果与有关数据比较5、绝缘电阻试验仪器干式或油浸式CT绝缘电阻测量接线图6、绝缘电阻试验接线图500kV避雷器绝缘电阻测量接线图6、绝缘电阻试验接线图7、绝缘电阻试验案例1、2013年11月15日在对110kV园洲站2接地变干式铁芯进行绝缘电阻试验时发现加压至直流2500V时铁芯内部出现啪啪的放电声导致绝缘电阻表保护动作无法测量经现场判断是铁芯内部有灰尘或铁屑引起放电在对铁芯多次冲击试验后灰尘或铁屑引起的放电回路被破坏铁芯绝缘恢复正常2、试验研究所高压二班发现主变变低户外绝缘母线桥绝缘缺陷

110kV千帆站1主变变低绝缘母线桥A、B相的绝缘电阻在10GΩ以上而C相的绝缘电阻只有9.6MΩ而后的解体检查中发现C相绝缘母线内部进水受潮第二节测量直流泄漏电流及直流耐压试验1、直流泄漏试验概述测量泄漏电流的原理是与测量绝缘电阻的原理本质上完全相同的而且能检出的缺陷的性质也大致相同但是测量泄漏电流中所用的直流电源一般均由高压整流设备供给并用微安表直接读取泄漏电流第二节测量直流泄漏电流及直流耐压试验2、直流耐压试验概述直流耐压试验与测量泄露电流的测量方法基本一致但其作用不同前者是用于检查绝缘状况试验电压相对较低后者是考验绝缘的耐电强度其试验电压较高因此直流耐压更能发现某些局部缺陷110kV避雷器直流泄漏电流测量接线图3、直流泄漏试验接线图500kV避雷器直流泄漏电流测量接线图3、直流泄漏试验接线图2013年6月13日对500kV惠州站500kV惠茅甲线线路避雷器试验发现异常具体数据如下表所示：4、直流泄漏试验案例相别

A相

B相

C相

节数

1

2

3

1

2

3

1

2

3

U1mAkV

208.7

206.7

203.1

206.5

206.2

206.8

191

196.8

195.7

75%U1mA下泄电流μA

86

80

85

125.4

80

90

139

78.9

70

１、75%U1mA下泄电流大于规程要求的50μA；２、C相U1mA超过上次试验结果-５％要求变化不应大于初始值或制造厂规定值的±5%

上次试验结果三节U1mA分别为：218.5kV、216.8kV、219.4kV处理结果：更换500kV惠州站500kV惠茂甲线线路三相避雷器济南山开电力设备有限公司生产的ZCF-3005型直流高压发生器最高输出直流电压300kV最大输出电流5mA主要用于500kV避雷器试验5、直流泄漏试验仪器仪表任何绝缘材料在电压作用下总会流过一定的电流所以都有能量损耗我们把在电压作用下电介质中产生的一切损耗称之为介质损耗或介质损失这个损耗的大小是衡量绝缘介质电性能的一项重要指标第三节测量介质损耗因数1、介质损耗因数测量概况介质损耗向量图电介质的等效电路图2、介质损耗因数测量仪器

目前在测量介质损耗因数上主要都采用常规10kV电压下测量电介质的损耗因数tgδ国内流行的试验设备主要是山东济南泛华生产的AI-6000型其通过双变频测量原理：在50Hz对称位置45Hz和55Hz各测量一次然后将测量数据平均使误差大大减小例如用55Hz测量时测量系统只允许55Hz信号通过50Hz干扰信号被有效抑制一、常规10kV试验方法存在的问题：

1、10kV的试验电压远低于设备的运行电压不能真实反映设备运行时的状况

2、被试设备内部受潮、存在局部放电或导电性杂质等缺陷时其介质损耗tanδ与试验电压关系非常大

二、在现场测试中有时发现西门子、阿尔珐、ABB等进口开关的均压电容的10kV下介质损耗值极容易出现超标现象容易判断设备不合格由于在油纸和膜纸的高压电容器中均存在GARTON高通效应在常规10kV介质损耗试验电压往往远低于额定电压测试结果较高压下偏大从而可能误判断设备不合格国外制造厂商其介质损耗测试是在额定电压下进行的3、额定电压下做介质损耗因数的必要性3、额定电压下做介质损耗因数的必要性HV9003F2-2/10型高压介损测试仪25项反措现场应进行高电压运行电压下的介损试验介损的测量不仅要看其绝对值的大小其相对变化值和在不同电压下的变化趋势同样非常重要它可以反映绝缘内部潜在缺陷的类型和发展情况

2014年3月25日500kV祯州站500kV胪祯甲线线路高抗变高套管高压介损试验照片4、高压介损试验现场图片500kV惠州站1主变B相套管缺陷通过安装在1主变上的北京圣泰公司SIM3高压电气设备状态监测系统发现1主变B相套管在线介损最大值从0.343%增长至0.499%2013年8月5日至6日维持在接近0.5%增长趋势明显经停电使用高压介损进行测量发现：10kV至110kV试验电压下介质损耗绝对值由0.363％增长为0.573％增量为0.21%增幅较大而后在电科院技术专家介入对该套管返厂进行检查及试验试验结果表明该套管由于出厂时电容芯干燥不彻底残留的水分在运行温度及电压共同作用下损耗增大是导致本次缺陷的主要原因5、高压介损试验案例高压断路器是电力系统中的重要控制设备对电网的安全运行起着举足轻重的作用高压开关导电回路电阻是控制开关质量和运行状态的一项重要技术指标在其型式试验、出厂试验、交接试验和预防试验项目中均要求按照规定的方法直流压降法进行测量高压断路器第四节测量断路器导电回路电阻1、断路器导电回路电阻概述2、断路器导电回路电阻的测量固定连接电阻导电材料本身电阻活动连接的接触电阻110kV断路器回路电阻测量接线图3、导电回路电阻测量接线图500kV断路器回路电阻测量接线图3、导电回路电阻测量接线图4、导电回路电阻测量案例案例案例一：2010年12月02日110kV象山站10kV1电容器组5C1开关进行高压试验时发现：开关A、C相回路电阻值超标测得值为119.14μΩ、113.5μΩ同时在对5C2开关进行回路电阻测量时发现C相回路电阻值为115.15μΩ均超过了回路电阻不大于50μΩ的要求案例二：

2014年1月9日500kV博罗站35kV2M第一组电容器321开关进行高压试验时现场发现其回路电阻不合格测试值A相59μΩB相103μΩC相143μΩ后经运回试验研究所高压试验大厅解体发现开关触头位置吸附有一些电弧合成物经清洗后回路电阻合格HLC5502回路电阻测试仪由单片机控制测试全过程操作简便显示器采用带背光的点阵图形液晶显示适用于不同工作环境采用恒流输出输出电流为100A、200A最高输出电压可达10V设备设有正常测量10秒和60秒以上时间测量仪器测试数据稳定适用于各种开关设备的回路电阻测试5、导电回路电阻测量仪器第五节测量绕组直流电阻1、测量绕组直流电阻的目的检查层、匝间有无短路的现象检查并联支路的正确性检查绕组的焊接质量检查绕组或引出线有无折断处1、电流电压表法电压降法

2、平衡电桥法单臂电桥和双臂电桥

3、微机辅助测量法数字式直流电阻测试仪2、测量绕组直流电阻的试验方法1、助磁法介绍助磁法就是把高、低压绕组串联起来借助高压绕组的安匝数使变压器铁芯饱和降低电感即降低时间常数TT=L/R达到快速测量的目的2、铁芯剩磁的处理方法实践中发现变压器的剩磁不一定要完全消除实际上这种完全消除在实际应用上也不实际而是把它控制在一个合理的范围降低试验的电流可以有效的消除变压器的剩磁例如使用大电流测量后再使用小电流如5A进行测量其电阻值稳定就代表了小电流产生的剩磁重新建立2、测量绕组直流电阻的试验方法3、绕组直流电阻测量案例2014年1月13日500kV博罗站2主变在进行直流电阻试验中发现B相变低直流电阻偏大测得A相10.60mΩB相11.56mΩC相10.29mΩ变低三相直流电阻不平衡率超标现场运用了多种测量方法均显示直流电阻偏大在电科院专家及变压器厂家技术人员的指导下拆除B相变低套管一次接线柱发现B相变低套管绕组引出线的固定螺母有松动迹象现场紧固了引出线固定螺母后B相变低的直流电阻值恢复正常其中BZC3391E型是保定金达的最新产品该仪器集助磁测量和消磁功能于一体消磁功能可有效降低变压器直流电阻测量后的直流剩磁4、绕组直流电阻测量仪器第六节交流耐压试验1、交流耐压试验概述交流耐压试验

交流耐压试验属于破坏性在电力系统预防性试验中为了进一步暴露电力设备的绝缘缺陷检查设备绝缘水平和确定能否投入运行有必要进行耐压试验

交流耐压试验是检定电力设备绝缘强度的最严格、最有效和最直接的试验方法它对判断电力设备能否继续参加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在实际应用上我们对35kV及以下小容量的电力设备采用工频耐压试验试验研究所拥有宁夏银川中试生产的YDQ-5/50型试验变压器其参数如下：输入电压：200V容量：5kVA交流输出电压：50kV10kV设备要求最高耐压42kV低压电流：30A重量：19KG对于35kV的设备的耐压就需要两台这样的变压器进行串级试验2、35kV及以下小容量电力设备交流耐压试验3、35kV以上或者大容量电力设备交流耐压设备原理图回路要产生谐振其回路中的电容C和电抗L以及频率f必须满足以下公式即：4、变频串联谐振耐压装置试验原理通过调节变频电源的输出电压幅值使试品上的电压达到试验所要求的试验电压为保证频率能在工作频率范围内试验前需了解被试设备的电容量对于被试设备容量较低时系统谐振频率就比较高这时可以通过在试品两端并上补偿电容器的方法把系统谐振频率降低到期望的频率范围之内2013年国庆节期间对石湾镇一条110kV电缆故障抢修后进行交流耐压试验现场图4、变频串联谐振耐压装置试验现场图片1、110kV永汉站35kV开关柜在进行带电局放测试发现有放电迹象后在2013年8月4日停电检修检修完毕后我们利用串级耐压对35kV设备进行耐压试验耐压试验过程中也发现开关柜内部绝缘材料多处有放电迹象给检修提供了一个参考意见2、220kV荣田站220kV荣湾甲线、秋荣线GIS耐压试验中也发现了多处放电迹象220kV湾荣甲线B相II段母线刀闸220kV湾荣甲线B相II段母线侧刀闸支持绝缘子存在放电闪络痕迹4、变频串联谐振耐压装置试验案例第七节绕组变形试验1、绕组变形试验概述变压器绕组变形是指绕组受机械力和电动力的作用绕组的尺寸和形状发生了不可逆转的变化如：轴向和径向尺寸的变化器身的位移绕组的扭曲、鼓包和匝相间短路等变压器绕组变形的原因1、变压器发生近区短路时线圈在短路电流的电动力的作用下发生变形2、变压器绕组在运输安装过程中也可能受到碰撞冲击发生变形测试变压器绕组变形的目的及时发现变压器绕组变形及时检修延长变压器使用寿命绕组变形测试方法主要有：短路阻抗法、低压脉冲法和频率响应法目前较为流行2、绕组变形测量原理和方法频率响应法测量原理：把变压器等效为一个无源线性二端口网络如下图绕组纵向比较绕组横向比较3、绕组变形测量结果分析正常绕组频谱曲线图110kV变压器绕组变形试验接线图4、绕组变形测量接线型号：TDT6S1.扫频检测范围：0.1kHz~1000kHz可任意设定检测频段2.扫频检测方式：线性或对数分布3.扫频信号输出：10Vp-p4.频率扫描精度：0.005%5.扫频检测精度：在-100dB~20dB范围内的检测精确度不低于±0.5dB8.4、绕组变形测量仪器第八节感应耐压及局放试验1、感应耐压及局放试验概述感应耐压频率要求感应耐压频率不能使用工频感应耐压试验的目的检查全绝缘变压器的纵绝缘绕组层间、匝间及段间；检查分级绝缘半绝缘变压器主绝缘和纵绝缘主绝缘指的是绕组对地、相间及不同电压等级的绕组间绝缘在进行单相长时感应耐压的同时同时进行变压器绕组的局部放电试验变压器局放放电试验可以发现变压器内部绝缘是否存在缺陷2、变压器局放试验接线图近期试验研究所在进行500kV崇文站主变出厂试验见证过程中发现的一例局放试验异常介绍3、感应耐压及局放案例3、感应耐压及局放案例3、感应耐压及局放案例目录三电力设备高压试验项目及其要求高压试验的基本原理和方法二一高压试验概述四现场预防性试验与其他专业的配合第三章电力设备高压试验项目及其要求第4节电力电缆第3节变电站接地装置第2节开关类第1节电力变压器1、打*号的为重要见证项目其余为一般见证项目2、关于重要试验项目的说明：短时感应耐压试验对于110kV变压器为例行试验必须进行长时感应耐压试验对于220kV及以上电压等级变压器为例行试验必须进行第1节电力变压器绝缘电阻要求：铁芯、夹件及主绝缘电阻没有规定具体的要求主要是参照制造厂的要求但是其吸收比不低于1.5极化指数不低于1.3对于绝缘电阻达到10GΩ的变压器吸收比不低于1.3极化指数不低于1.1电容型套管主绝缘不低于10GΩ其末屏绝缘不低于1000MΩ电容型套管介损要求：110kV干式和油纸绝缘不低于1.0%220kV油纸不低于0.8%；对于末屏绝缘低于1000MΩ其末屏介损不大于2%直流电阻要求：1600kVA以上变压器相间差不低于三相平均值的2%无中性点引出的则不低于1%；1600kVA以下的变压器相间差不低于三相平均值的4%无中性点引出的则不低于2%；与以前的数据比较差别不大于2%这里主要介绍我们常使用到的真空断路器和SF6断路器以及封闭式GIS、HGIS设备第2节开关类均压电容试验局放试验导电回路电阻交流耐压绝缘电阻主要是介损试验目前均压电容大多都是采用膜纸绝缘其介损值不大于0.4%电容量与初始值比不超过±5%敞开式不大于制造厂规定的120%一般不大于50μΩ封闭式的要按制造厂规定GIS或HGIS在进行耐压试验的同时应进行局方测试测试的结果应未检测到局放信号没有规定具体的要求主要是参照制造厂的要求第3节变电站接地装置接地网腐蚀诊断检查土壤电阻率接地阻抗（主地网接地电阻）接触电压、跨步电压接地网安全性状态评价23456接地网电气完整性测试

1、接地网电气完整性试验测试要求测试变电站内所有接地引下线与主地网之间的回路电阻测试值应不大于50mΩ对于在50~200mΩ之间的应引起注意200Ω~1Ω之间的应尽快检查1Ω以上的说明与主地网未连接用柔性罗哥夫斯基线圈测量分流红相8000接地装置测试仪2、主地网接地电阻测试要求一般要求不大于0.5Ω3、接地网腐蚀诊断检查测试要求对变电站内选取5~8个接地引下线点进行开挖检查测量接地引下线裸露与土壤中的外径判断其腐蚀程度：腐蚀率小于10%腐蚀程度为一般；腐蚀率大于等于10%小于15%腐蚀程度为严重c.腐蚀率大于等于15%小于25%腐蚀程度为很严重；d.腐蚀率大于等于25%腐蚀程度为非常严重接触电压和跨步电压测试原理图温纳法四极法测土壤电阻率4、接触电压、跨步电压及土壤电阻率跨步电压接触电压土壤电阻率地网导通腐蚀性诊断接地电阻5、接地网安全性状态评价加拿大SES公司的CDEGS软件进行数据建模分析得到该变电站主地网的安全性状态评价电缆外护套直流耐压试验测量金属屏蔽层电阻和导体电阻比检查电缆线路两端的相位（核相）交叉互联系统试验测量绝缘电阻（耐压前后）交流耐压