电气试验原理及常用仪器

1、电气试验的原理和常用仪器，国家电网技术研究所培训，主要内容，1电气试验导论，2电气试验项目简介，3试验，常用电气设备的检测和诊断，1电气试验导论，1.1电气试验的作用和意义，1.2电气试验的分类，1.3电气试验的技术和安全问题，1.4电气试验的一般要求，1.5预防性试验的要求和效果特征分析， 1.1电气试验的作用和意义电力系统包括众多电气设备，其中一些是电气设备。电力生产实践证明，它是防患于未然，确保电力系统安全经济运行的重要措施之一。 “预防性试验”得名于此。电气试验的作用和意义，对新安装和大修的电气设备的试验称为交接验收试验，其目的是鉴定电气设备本身及其安装和大修的质量。交接验收试验和预防

2、性试验的目的相同。电气试验的作用和意义，是因为电力设备在设计和制造过程中存在一些质量问题，在安装过程中可能会损坏，从而造成一些潜在的缺陷。电力设备在运行中经常受到热、化学、机械振动等因素的影响，其绝缘容易劣化甚至失去绝缘性能，导致事故发生。据统计，电力系统中60%以上的停电是由设备绝缘缺陷造成的。设备绝缘的恶化有一个发展时期。在这个发展时期，绝缘材料会发出一些反映绝缘状态变化的物理和化学信息。电气试验的作用和意义，这要求电气试验人员通过电气试验，了解绝缘情况，以便在故障发展的早期阶段能够及时、准确地发现缺陷并进行处理。1.2电气试验的分类根据试验的不同功能和要求，电气试验可分为绝缘试验和特性试

3、验。1.2.1绝缘试验，电气设备的绝缘缺陷，一是制造过程中潜在的；一种是在外界的影响下发展起来的。外部作用包括工作电压、过电压、湿度、机械力、热作用、化学作用等。上述原因造成的缺陷可分为两类(1)集中缺陷。如绝缘子的瓷裂；发电机绝缘部分磨损；在电压作用下，电缆绝缘的气隙会发生局部放电。(2)分布缺陷。指电气设备整体绝缘性能的下降。例如，发电机和套管等绝缘材料中的有机材料会受潮、老化和变质。测试方法的分类：绝缘缺陷的存在降低了电气设备的绝缘水平。我们可以通过测试方法找出隐藏的缺陷。测试方法一般分为两类：(1)无损测试，即在低电压或不损坏绝缘的基础上测量各种特性，从而判断绝缘内部缺陷。实践证明，这

4、种方法是有效的，但由于测试电压低，缺陷不能完全暴露，目前仅靠它来判断绝缘水平是不可能的。(2)破坏性试验或耐压试验可确保一定的绝缘水平和裕度，但其缺点是在试验过程中可能会损坏被测设备的绝缘。但目前仍是绝缘测试的主要方法。为了避免破坏性试验造成绝缘损坏，破坏性试验应在无损试验后进行。1.2.2特性试验，通常绝缘以外的试验统称为特性试验。这种测试主要测试电气设备的一些电气和机械特性，如变压器比测试和极性测试；线圈的DC电阻；断路器电阻、分合闸时间和速度测试等。上述测试有其共同的目的，即暴露缺陷，但每种测试都有一定的局限性。测试人员应根据测试结果，结合工厂和日历年的数据进行纵向比较，并与同类设备的测

5、试数据和标准进行横向比较，判断等效性1.3、电气试验技术和安全事项，1.3.1技术措施(1)认真准备。包括起草测试程序、准备测试设备和仪器等。(2)合理、整洁地布置试验场地。测试设备靠近测试设备，带电部件彼此分开，面向测试人员并在视线内；活动范围见表1-1。(3)测试接线清晰正确。(4)操作顺序有序。运行中，除非有特殊要求，不允许突然增压或失压。如有异常，立即停止升压，并立即采取降压、断电、放电、接地等措施。然后检查和分析。(5)做好测试后的善后工作。包括清理现场和妥善保管测试仪器。(6)测试记录。应详细记录试验项目、测量数据、试验物品名称、仪器编号、气象条件和试验时间等。作为分析和判断设备状

6、态的依据，然后编制试验报告。1.3.2安全措施、交接和预防性试验，大部分样品安装在发电厂和变电站。由于样品的外部引线，接地装置容易接触到附近的带电设备，人员和外界的影响增加了工作的复杂性。因此，在试验项目中，必须提供完善的安全措施。(1)现场工作必须执行工作票制度、工作许可证制度、工作监护制度、工作中断和转移及终止制度。(2)在试验现场应安装垫块或围栏，悬挂警示牌，并派专人看守。(3)高压试验不少于两人，负责人应为有经验的人。开始前，负责人应向所有试验人员详细解释试验中的安全事项。(4)当电气设备的连接器因试验需要断开时，应在恢复后进行标记和检查。(5)实验仪器外壳应可靠接地，高压引线应尽可能

7、短，必要时用绝缘体支撑。为了确保高压电路的任何部分在测试过程中不会使接地体放电，高压电路和接地体必须有足够的距离。(6)加压前，仔细检查接线和仪表量程，确认调压器处于零位，仪表启动状态正确，通知相关人员离开被测设备，经负责人许可后加压。(7)要改变接线或结束试验，首先降低电压，断开电源，并将升压装置的高压部分接地。(8)无接地线的大容量样品应在测试前放电。1.4电气试验的一般要求和电气设备的预防性试验是判断设备能否继续投入运行、防止设备损坏和保证安全运行的重要措施。所有电力预防性试验应根据电气设备预防性试验规程进行。1)电气设备预防性试验规程的规定是设备检验的基本要求，应认真执行。坚持预防为主

8、，积极改进设备，使设备能长期使用。安全经济地运行。2)坚持科学态度，全面分析试验结果，掌握设备性能变化的规律和趋势，加强技术管理，完善数据档案，不断提高试验水平。3)对于额定电压低于110千伏的电气设备，应按电气设备预防性试验规程进行交流耐压试验。对于电力变压器和变压器，应在部分和全部更换绕组后进行耐压试验。4)进行绝缘测试时，尽量将连接在一起的各种设备分开测试，测试标准相同的设备可以连接测试。为了便于现场测试，几个具有统一测试标准、有单独测试记录的电气设备，在难以单独测试时，可以一起测试。此时，测试标准应采用设备中最低的标准。5)当试验设备的额定电压与实际使用的额定工作电压不同时，试验电压标

9、准应按以下原则确定：(1)当用额定电压较高的电气设备加强绝缘时，应按设备的额定电压标准进行试验；(2)额定电压较高的电气设备，在满足产品通用性要求时，应按该设备实际使用的额定工作电压标准进行测试；(3)电压等级较高的电气设备，在满足高海拔或污染地区要求时，应按实际工作电压标准在安装现场进行测试。6)在进行各种与温度和湿度有关的电气试验时，应同时测量被测物体和周围空气的温度和湿度。绝缘测试应在好天气下进行。1.5预防性试验的要求和效果特征分析，每个预防性试验项目有不同的特征和灵敏度，反映不同的绝缘介质。因此，有必要将试验结果相互联系，进行系统全面的分析比较，并结合各种试验方法的有效性和设备的历史

10、情况，对被测设备的绝缘状态和缺陷性质做出科学的结论。一般来说，如果电气设备的预防性试验结果能够与电气设备预防性试验规程的规定相结合，则认为该设备状态良好，可以投入运行。但是，有些检测项目在规定中没有规定，有些检测结果在规定范围内异常，测量结果合格，但增长速度很快。对于这些情况，应采用比较法进行综合分析和判断。综合分析判断包括以下内容：(1)与历年电气设备试验结果进行对比。一般电气设备应定期进行预防性测试。如果运行期间设备绝缘没有变化，所有以前的测试结果应相互接近。如果有明显的差异，绝缘可能有缺陷。(2)将试验结果与同类型设备的结果进行比较。对于类似的设备，绝缘结构是相同的，在相同的操作和气候条

11、件下，测试结果应该大致相同。如果差异很大，绝缘可能有缺陷。(3)对同一设备的试验结果进行比较。同一设备的各相绝缘条件应基本相同。如果有明显差异，异常相的绝缘可能有缺陷。(4)与电气设备预防性试验规程中规定的“允许值”进行比较。对于某些测试项目，规程规定了“允许值”。如果测量值超过“允许值”，则应仔细分析以找出原因，或使用其他测试项目来发现缺陷。电气试验项目介绍，2.1绝缘电阻和吸收率试验，2.2泄漏电流和DC耐压试验，2.3介质损耗正切值试验，3.4交流耐压试验，2.1绝缘电阻和吸收率试验，1。绝缘电阻测试的使用范围绝缘电阻测试是电气设备绝缘测试中最简单也是最常用的测试方法。当电气设备的绝缘潮

12、湿时，表面变脏，留下表面放电或击穿的痕迹，其绝缘电阻将显著下降。根据不同的绝缘等级和测试要求，常用的兆欧表输出电压有100伏、250伏、500伏、1000伏、2500伏、5000伏、10000伏等。如果绝缘严重潮湿或内部有集中的导电通道，这种现象会更明显。在工程中，这一特性通过“吸收比”来反映，吸收比通常用k表示，k定义为：k=R60s/R15s (2-1)，其中R60s是在t=60s时测量的绝缘电阻，R15s是在t=15s时测量的绝缘电阻。对于具有大电容的绝缘样品，k可由以下公式表示：k=R10min/R1min (2-2)，其中R10min是t=10分钟时测量的绝缘电阻，R1min是t=1

13、分钟时测量的绝缘电阻，k称为极化I当绝缘状况良好时，K值较大，远远大于1。当绝缘材料潮湿时，K值会变小。人们普遍认为K50uA可能是潮湿的。投入运行后，电流随着运行时间的增加而增加。但是，电流不应超过50 A，4.7绝缘油试验，广泛用于高压电气设备，如变压器油、断路器油、电容器油和电缆油。这些液体具有油的粘度，所以它们都被称为“油”。它们广泛用于变压器和油断路器中，以改善电气设备的绝缘，统称为绝缘油。1.绝缘油的电气性能试验绝缘油有两种电气性能试验，即电气强度试验和tg值测量。影响绝缘油电强度的主要因素是油中所含的水分和杂质。电气强度不合格的绝缘油不能注入电气设备。然而，经过过滤除去其中的水分

14、和杂质后，它仍然会成为好油。石油的Tg值反映了石油质量的重要指标之一。绝缘油老化后会产生大量的极性基团和极性物质，这也会加剧油的导电性和弛豫极化。因此，无论是新油还是流动油，都有必要测量绝缘油的tg。1.电气强度试验，(1)试验方法：电气强度试验，即测量绝缘油的瞬时击穿电压。测试接线与交流耐压测试相同，即把一定形状的标准测试电极放入绝缘油中，在电极之间施加工频电压，电压以一定的速率逐渐升高，直到电极之间的油隙击穿。电压是绝缘油的击穿电压(千伏)或击穿强度(千伏/厘米)。(2)试验步骤和注意事项，清洗油杯油样处理压力试验故障时电流限制，2。测量tg值，将被测油放入专用于测量TG 值的油杯中，连接

15、到高压交流平衡桥上，在工频电压下测量。(1)测试仪油杯交流平衡桥(油介损仪)；(2)测试步骤清洗油杯合适的测试电压和温度；(2)油中溶解气体的气相色谱分析，这是近年来我国发展起来的一种新的测试方法。通过这种方法分析绝缘油中溶解气体的成分和浓度，可以判断变压器(或其他充油电气设备)中的潜在故障。目前，该方法已被广泛推广，成为提高充油设备运行可靠性和防止运行中燃烧事故的有效方法之一，并已被纳入相关国家试验标准。1。分析方法：用质谱仪和气相色谱仪分析油中的溶解气体。目前，气相色谱仪在中国被广泛使用。对油中溶解气体的分析有很高的要求，主要包括以下要求：(1)分析人员需要高质量。(2)分析师应严格执行指

16、引。(3)抽样。油样的保质期不得超过4天。(4)脱气。(5)分析和结果呈现方法。2.分析结果判断方法：三比值法中，当油的热分解温度不同时，烃类气体各组分的比值也不同。任何特定气态烃的产气速率都随温度而变化。在一定的温度下，有一个最大的产气速率，但是对应于每个气体组分达到其最大产气速率的温度是不同的。用各种组分产出气体浓度的相对比值作为判断石油裂变的条件，是目前使用的“比值法”。在应用三比值法时，需要注意的是，只有根据各组分含量的关注值或产气率的关注值来判断可能的故障时，才能用三比值法进一步判断故障性质。气体含量是正常的，所以三比值法是没有意义的。综合判断法，将运行中的充油设备的色谱分析值与导则中给出的注意值进行比较，如果超过注意值，则应进行分析。此外，如果检测到乙炔，尽管色谱分析值没有超过注意值，但仍应仔细分析。(1)首先由于故障性质，有必要结合其他检查试验，如测量各绕组的DC电阻、空载特性试验、绝缘试验、局部放电试验、微水测量和油中微量金属分析，进一步确定故障性质和位置。根据