高电压技术课件-第六章-电气设备绝缘试验(二)

第六章

电气设备绝缘试验（二）工频高压试验直流高压试验雷电冲击高压试验操作冲击高压试验工频耐压试验是在电气设备上施加规定的工频试验电压并保持一定的时间，以考验绝缘能否耐受该试验电压的作用。工频高压试验能有效发现绝缘中危险的集中性缺陷，是检验电气设备绝缘强度最有效和最直接的方法。试验电压持续时间为1min。§6-1工频高压试验工频耐压试验的接线及设备1、试验接线工频耐压试验的原理接线图2、试验变压器特点（1）工作电压高，调节范围广，一般为单相，最高电压为750kv；（2）绝缘欲度低，安全系数小，不会受到过电压的作用。（3）使用时间有限，通常为间歇工作方式，所以散热能力小，对应于不同的电压和电流负荷，有不同的允许持续工作时间。（4）漏抗大。一二次绕组的电压变比大，高压绕组电压高，所以两绕组间的绝缘间距大，导致漏抗较大。（5）容量小。（6）工作时经常要放电。3、工频高压的产生串级变压器在串接装置中，各试验变压器高压绕组的容量是相同的，设为S，各低压绕组的和累接绕组的容量不同。低压绕组的容量为累接绕组和高压绕组的容量和。T3的容量为ST2的容量为2ST1的容量为3S容量的关系：n级串级装置的容量利用率可见，随着试验变压器串接台数的增加，利用率降低，实际中，串接的试验变压器台数一般不超过三台。§6-2直流高压试验

在被试品的电容量很大的场合，用工频交流高电压进行绝缘试验时会出现很大的电容电流，这就要求工频高压试验装置具有很大的容量，这时常用直流高电压试验来代替工频高电压试验。工频高电压-整流器-直流高压，倍压整流-直流高压串级装置-更高直流电压。(a)经整流器V1向电容器C1充电，负半波则经V2向C2充电，最后C1和C2上的电压均达到Um，在输出端得到2Um的直流高压。(b)负半波期间经V1向C1充电，而正半波期间电源与C1串联起来经V2向C2充电，C2上也可得2Um的直流高压。(c)由(b)演变来的，可以得到3Um的直流高压。~TV1V2C1C2(a)~TV1V2C1C2(b)~TV1V2V3C1C2C3(c)图5-7几种倍压整流回路串级直流高压发生器利用(b)中的倍压整流电路为基本单元，多级串联起来即可组成一台串级直流高压发生器，理想情况可获得空载输出电压等于2nUm(n为级数)CCCCCC输出~图5-8串级直流高压发生器原理图§6-3冲击高压试验 (1)雷电冲击高压试验

雷电冲击耐压考验电力设备承受雷电过电压的能力。只在制造厂进行本项试验，因为试验会造成绝缘的积累效应，所以在规定的试验电压下只施加3次冲击。

国家标准规定额定电压≥220kV，容量≥120MVA的变压器出厂时应进行本项试验。(2)操作冲击高压试验

≥330kV电力设备的出厂试验应进行本项试验。在电力系统现场进行各个电压等级变压器的耐压试验时，可采用操作冲击感应耐压方式来取代工频耐压试验。由于利用被试变压器自身的电磁感应作用来升高电压，所以冲击电源装置电压较低，装备比较简单。而且试验本身不会在绝缘中产生残留性损伤冲击高压试验冲击电压波形冲击电压发生器原理冲击电压发生器结构冲击电压测量a、雷电冲击电压波国标规定：一、冲击电压波形b、操作冲击电压波国标规定：冲击电压的一般表达式：u2=U1[exp（-t/τ1）-exp（-t/τ2）]时间常数：τ1和τ21.2/50μs的雷电波：τ1＞＞τ2

u2由两个指数分量相加构成波前时间Tf由较小的时间常数τ2决定；半峰值时间Tt由相对大得多的时间常数τ1决定冲击电压的产生冲击电压发生器的基本回路(a)低效率回路(b)高效率回路电容C1在被间隙F隔离的状态下由滞留电源充电到稳态电压U0，球隙击穿后电容C1上的电荷一方面经R2放电，同时通过R1对电容C2充电，在被试品上形成上升的电压波前。当C2上的电压被充电达到最大值后，C2与C1一起对R2放电，在被试品上形成下降的波尾。一般选择R2比R1大得多，C1比C2要大得多，这样就可以在电容C2上，就可以得到所要求的波前时间较短（波前时间常数较小）而半峰值时间较长（波尾时间常数较大）的冲击波的波形。在C1向C2充电过程中，如果忽略C1经R2放掉的电荷，则在（b）图电路中，C2上的电压最大可达而在（a）图电路中，除了电容上的电荷分布外，还有R1和R2的分压作用，C2上的最大电压为利用系数：为了使问题简化，在决定波前时间时忽略R2的作用，而在决定半峰值时间时忽略R1的作用。于是可得到下图所示的等值电路。（a）决定波前时间；（b）决定半峰值时间二、冲击电压发生器的基本原理

如需更高的冲击电压，可采用多级的冲击电压发生器。

多级冲击电压发生器工作原理：其工作原理概括起来说就是利用多级电容器并联充电，然后通过球隙串联放电，从而产生高幅值的冲击电压。 发明人：产生较高电压的冲击发生器多级回路，首先由德国人E.马克思（E.Marx）提出，为此他于1923年获得专利，被称为马克思回路高效率多级冲击电压发生器放电时的等值电路三、冲击电压发生器结构户外冲击电压发生器及分压器户内冲击电压发生器及截波装置各种预防性试验方法的特点总结序号试验方法能发现的缺陷1测量绝缘电阻及泄漏电流贯穿性的受潮、脏污和导电通道2测量吸收比大面积受潮、贯穿性的集中缺陷3测量tgδ绝缘普遍受潮和劣化4测量局部放电有气体放电的局部缺陷5油的气相色谱分析持续性的局部过热和局部放电6交流或直流耐压试验使抗电强度下降到一定程度的主绝缘局部缺陷7操作波或倍频感应耐压试验(限于变压器)使抗电强度下降到一定程度的主绝缘或纵绝缘的局部缺陷表中序号6和7两项为破坏性试验，其它各项均属于非破坏性试验

绝缘预防性试验是在电力设备处于离线情况下进行的。离线监测的缺点是：①需停电进行，而不少重要的电力设备不能轻易地停止运行；②只能周期性进行而不能连续地随时监视，绝缘有可能在诊断期间发生故障；③停电后的设备状态，如作用电场及温升等和运行中不相符合，