電氣設(shè)備絕緣的檢測與診斷-交流耐壓試驗(yàn)（高電壓技術(shù)）

第三章電氣設(shè)備絕緣特性的檢測和診斷3-1絕緣電阻和吸收比的測量3-2泄漏電流的測量3-3介質(zhì)損失角正切值的測量3-4局部放電的測量3-5絕緣油實(shí)驗(yàn)3-6交流耐壓實(shí)驗(yàn)3-7直流耐壓試驗(yàn)一、交流耐壓試驗(yàn)?zāi)康呐c要求1、交流耐壓試驗(yàn)的目的交流耐壓試驗(yàn)是考驗(yàn)被試品絕緣承受各種過電壓能力的有效方法，特別是工頻耐壓試驗(yàn)的電壓、波形、頻率和在被試品絕緣內(nèi)部電壓的分布，均符合在工頻電壓下運(yùn)行時(shí)的實(shí)際情況，因此能真實(shí)有效地發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷。3-6耐壓實(shí)驗(yàn)工頻交流耐壓試驗(yàn)最有效最直接的試驗(yàn)方法二、交流耐壓試驗(yàn)的要求●交流耐壓試驗(yàn)應(yīng)該在被試品的絕緣電阻及吸收比的測量、直流泄漏電流的測量及介質(zhì)損失角正切值測量均符合要求后進(jìn)行。●交流耐壓試驗(yàn)必須選擇合適的試驗(yàn)電壓和耐壓時(shí)間。試驗(yàn)電壓越高，被試品被擊穿的可能性越大；反之，試驗(yàn)電壓越低，又不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷。另外，試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定交流耐壓的時(shí)間為1min，一方面這是為了便于觀察試品的情況，使有缺陷的絕緣來得及暴露出來；另一方面，又不至于因時(shí)間過長而引起絕緣損傷，甚至使合格的絕緣造成熱擊穿。1、試驗(yàn)接線及各元件的作用三、試驗(yàn)設(shè)備與試驗(yàn)接線試驗(yàn)變壓器控制箱1-調(diào)壓器——逐漸調(diào)節(jié)輸入電壓（不允許突然加壓或突然切斷電源）2-試驗(yàn)變壓器——獲得所需的實(shí)驗(yàn)電壓3-高壓測量儀表——直接測量作用在被試品兩端的電壓4-保護(hù)球隙——防止因誤操作或發(fā)生諧振時(shí)，在被試品兩端出現(xiàn)過高的電壓而損壞被試品（其放電電壓通常調(diào)整在實(shí)驗(yàn)電壓的115%~120%）5-毫安表——監(jiān)視回路電流6-R1——①限制被試品發(fā)生閃絡(luò)時(shí)回路電流②防止出現(xiàn)截波而損壞試變的縱絕緣。（一般取0.1Ω/V，常用水電阻）7-R2——限制保護(hù)球隙放電時(shí)的回路電流，一免燒傷球表面，影響放電電壓的特性。（一般取0.1~0.5Ω/V，常用水電阻）組成元件及作用VaxEFAXax為低壓繞組AX為高壓繞組FE為測量繞組調(diào)壓器自耦式——漏抗小、功耗小、體積小、波形畸變少，價(jià)格低，但容量小移卷式——容量大，但漏抗大，波形畸變少電動(dòng)—發(fā)電機(jī)組——波形好，可均勻調(diào)壓，不受電網(wǎng)電壓質(zhì)量的影響，但投資大試驗(yàn)變壓器1、與普通電力變壓器相比，具有的特點(diǎn)多為單相式（分單套管和雙套管兩種類型）電壓高（>750KV可采用串接方式來獲得）絕緣裕度小短時(shí)工作制容量小多為容性負(fù)荷2、容量的確定S=2πfCU2×10-3（KVA）式中U——試驗(yàn)電壓（KV，有效值）;C——被試品電容（μF）

f——頻率（Hz)2.工頻高壓的測量（一）在低壓側(cè)間接測量（對(duì)小容量試品）在試變的低壓繞組上用電壓表測量，再乘以變比K，即U2=KU1（二）在高壓側(cè)直接測量（對(duì)大容量試品）容升效應(yīng)按測量設(shè)備的不同可分為1、球隙（1）原理：在均勻（或稍不均勻）電場中，擊穿電壓分散性小，一定的距離d對(duì)應(yīng)一定的擊穿電壓Ub。為此，應(yīng)保證d≤0.5D（D為銅球直徑）。球隙要保持光滑，測試時(shí)應(yīng)取4~5次平均值。（2）特點(diǎn)可測量DCHV、ACHV和沖擊高壓，測AC時(shí)是幅值。（3）適用范圍高壓試驗(yàn)室2）特點(diǎn)可測DCHV、ACHV，測AC時(shí)是有效值。2、靜電電壓表1）原理可動(dòng)電極在電場力作用下帶動(dòng)反光鏡轉(zhuǎn)動(dòng)并折射到標(biāo)尺上指示。3）適用范圍高壓實(shí)驗(yàn)室3、電容分壓器

(1)原理K為分壓比，C1為高壓臂電容，C2為低壓臂電容。如圖所示：（2）特點(diǎn)可測ACHV，有效值。（3）適用范圍工程現(xiàn)場、實(shí)驗(yàn)室4、電壓互感器工程現(xiàn)場，≤250kV的電壓3、試驗(yàn)結(jié)果分析加壓一分鐘內(nèi)無任何異?，F(xiàn)象即為合格。

(1)電流表指示情況1）XC/XL=2時(shí)，擊穿前后試驗(yàn)回路電流不變;2）XC/XL>2時(shí)，擊穿前后試驗(yàn)回路電流上升;3）XC/XL<2時(shí)，擊穿前后試驗(yàn)回路電流下降;（2）有否異聲、冒煙、跳火、燃燒（3）對(duì)有機(jī)絕緣材料，耐壓后有否發(fā)熱（4）對(duì)有機(jī)絕緣材料，耐壓后R∞有否嚴(yán)重下降（一般不得超過30%）4、試驗(yàn)注意事項(xiàng)（1）試驗(yàn)應(yīng)記錄氣象條件（2）工頻耐壓只能檢測有線圈設(shè)備的主絕緣缺陷，縱絕緣缺陷往往不能測出。（3）對(duì)大容量試品(如電纜、電容器）的交流耐壓試驗(yàn)通常采用串聯(lián)諧振法、超低頻試驗(yàn)法。高電壓技術(shù)—交流耐壓試驗(yàn)

導(dǎo)言交流耐壓試驗(yàn)電氣設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)在運(yùn)行中要經(jīng)受工作電壓、暫時(shí)過電壓、雷電過電壓以及操作過電壓的作用，而交流耐壓試驗(yàn)是鑒定電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度最有效和最直接的方法。

交流耐壓試驗(yàn)的意義和特點(diǎn)1交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備2試驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)4實(shí)操演練6目錄CONTENTS交流高壓的測量3對(duì)交流耐壓試驗(yàn)結(jié)果分析判斷5交流耐壓試驗(yàn)拓展7交流耐壓試驗(yàn)會(huì)描繪工頻耐壓試驗(yàn)回路，懂得回路中各元件的作用目標(biāo)了解交流耐壓試驗(yàn)?zāi)康暮吞攸c(diǎn)及試驗(yàn)電壓、試驗(yàn)時(shí)間的確定知曉試驗(yàn)變壓器與普通變壓器的區(qū)別，會(huì)根據(jù)被試品選擇試驗(yàn)變壓器的容量領(lǐng)會(huì)交流耐壓在高壓側(cè)直接測量的原因（容升效應(yīng)）掌握工頻耐壓試驗(yàn)的接線、試驗(yàn)方法及注意事項(xiàng)，能初步分析判斷工頻耐壓的試驗(yàn)結(jié)果交流耐壓試驗(yàn)會(huì)根據(jù)被試品計(jì)算與選擇試驗(yàn)變壓器的容量目標(biāo)了解交流高壓試驗(yàn)設(shè)備（試驗(yàn)變壓器）的作業(yè)和特點(diǎn)了解調(diào)壓器的類型及其特點(diǎn)，一般了解串級(jí)試驗(yàn)變壓器的原理了解交流高電壓的測量設(shè)備及方法了解交流高壓試驗(yàn)設(shè)備（串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置）的原理及意義01交流耐壓試驗(yàn)的意義和特點(diǎn)工頻交流耐壓試驗(yàn)?zāi)苡行У匕l(fā)現(xiàn)絕緣中危險(xiǎn)的集中性缺陷，可以鑒定電氣設(shè)備的耐電強(qiáng)度（優(yōu)點(diǎn)）。但對(duì)于固體有機(jī)絕緣，在較高的交流電壓作用時(shí)，會(huì)使絕緣中的一些弱點(diǎn)進(jìn)一步發(fā)展，引起絕緣內(nèi)部的累積效應(yīng)（缺點(diǎn)）。按規(guī)程要求施加工頻試驗(yàn)電壓，要求持續(xù)1min，這個(gè)時(shí)間規(guī)定一是為了保證全面觀察被試品的情況，使絕緣中危險(xiǎn)的缺陷來得及暴露出來，同時(shí)也是為了不致于因時(shí)間太長而引起不應(yīng)有的絕緣損傷，甚至使本來合格的絕緣產(chǎn)生熱擊穿。意義特點(diǎn)耐壓時(shí)間一.交流耐壓試驗(yàn)的意義和特點(diǎn)02交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備T——試驗(yàn)變壓器，用來升高電壓；AV——調(diào)壓器，用來調(diào)節(jié)試驗(yàn)變壓器的輸出電壓；G——保護(hù)球隙，用來限制試驗(yàn)時(shí)可能產(chǎn)生的過電壓，以保護(hù)被試品；R1——保護(hù)電阻，用來限制被試品突然擊穿時(shí)在試驗(yàn)變壓器上產(chǎn)生的過電壓及限制流過試驗(yàn)變壓器的短路電流電流，一般取0.1～1Ω/V；R2

——球隙保護(hù)電阻，用來限制球隙擊穿時(shí)流過球隙的短路電流，以保護(hù)球隙不被灼傷，一般取0.1～0.5Ω/V；CX——被試品。交流耐壓試驗(yàn)原理接線圖Ty—調(diào)壓器；T—試驗(yàn)變壓器；R—限流電阻；r—球隙保護(hù)電阻；G—球間隙；Cx—被試品電容；C1、C2—電容分壓器高、低壓臂；PV—電壓表二.交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備試驗(yàn)變1.電壓高2.絕緣裕度小4.漏抗較大3.短時(shí)工作，發(fā)熱輕5.容量小高壓試驗(yàn)變壓器一般為單相，原理上與電力變壓器并無區(qū)別，但由于使用中的特殊要求，在結(jié)構(gòu)和性能上有如上特點(diǎn)二.交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備213優(yōu)點(diǎn)：調(diào)壓范圍廣、漏抗小、波形畸變小、體積小、價(jià)格低局限：易發(fā)熱，容量小自耦調(diào)壓器感應(yīng)調(diào)壓器移圈式調(diào)壓器優(yōu)點(diǎn)：容量大局限：漏抗大，輸出波形有不同程度的畸變調(diào)壓性能與移圈式調(diào)壓器相似，但輸出波形畸變較大，漏抗較大，價(jià)格較貴，很少采用4電動(dòng)發(fā)電機(jī)組優(yōu)點(diǎn)：不受電網(wǎng)電壓質(zhì)量影響，可得到很好的正弦電壓波形和均勻的電壓調(diào)節(jié)，適用于要求高的場合。局限：價(jià)格昂貴，運(yùn)行費(fèi)用高二.交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備03交流高壓的測量01低壓側(cè)測量的方法是在工頻試驗(yàn)變壓器的低壓側(cè)或測量線圈(一般工頻試驗(yàn)變壓器中設(shè)有儀表線圈或稱測量線圈)的引出端接上相應(yīng)量程的電壓表，然后通過換算，確定高壓側(cè)的電壓。低壓側(cè)測量02在對(duì)重要設(shè)備、特別是容量較大的設(shè)備進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)時(shí)，由于“容升效應(yīng)”的存在，要求直接在被試品的兩端測量電壓，否則將會(huì)產(chǎn)生很大的測量誤差；也可能會(huì)人為的造成絕緣損傷。被試品的電容量及試驗(yàn)變壓器的漏抗越大，則“電容效應(yīng)”越顯著。高壓側(cè)測量工頻試驗(yàn)變壓器在耐壓試驗(yàn)時(shí)的簡化等值電路電容效應(yīng)引起的電壓升高原理示意三.交流高壓的測量1.靜電電壓表測量工頻電壓有效值3.電容分壓器測試法高壓側(cè)測量方法2.球隙測量工頻電壓幅值4.電壓互感器測試法三.交流高壓的測量04試驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)選擇試驗(yàn)設(shè)備與接線圖現(xiàn)場布置與接線調(diào)整保護(hù)球隙確定試驗(yàn)電壓值根據(jù)被試品情況與現(xiàn)有儀器條件，選擇合適的試驗(yàn)方法與試驗(yàn)儀器根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，恰當(dāng)?shù)拇_定交流耐壓試驗(yàn)值非被試相應(yīng)可靠接地，接線應(yīng)由第二人復(fù)核無誤空升均勻緩慢地升壓，調(diào)整球隙距離由于交流耐壓試驗(yàn)會(huì)使絕緣中的一些缺陷更加發(fā)展，對(duì)絕緣有一定的破壞，所以必須在做了其他試驗(yàn)(包括直流耐壓試驗(yàn))之后，并查明通過其他各項(xiàng)試驗(yàn)，設(shè)備絕沒有發(fā)現(xiàn)什么問題，才能進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。若通過其他項(xiàng)目的試驗(yàn)，認(rèn)為設(shè)備絕緣存在問題，應(yīng)查明原因，并加以消除，否則不應(yīng)輕率地決定作交流壓試驗(yàn)四.試驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)耐壓后的檢查記錄進(jìn)行耐壓耐壓后應(yīng)進(jìn)行絕緣復(fù)核，并進(jìn)行充分放電接地按規(guī)定速度進(jìn)行升壓，并密切觀察現(xiàn)場情況是否異常記錄時(shí)應(yīng)包含溫度、天氣狀況等四.試驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)05交流耐壓試驗(yàn)結(jié)果分析判斷1.耐壓中發(fā)生擊穿被試物是否發(fā)生擊穿可通過下列情況進(jìn)行分析：a.表計(jì)的指示b.電磁開關(guān)的動(dòng)作情況c.耐壓中其它異常情況2.耐壓后普遍或局部發(fā)熱對(duì)有機(jī)絕緣，耐壓試驗(yàn)以后經(jīng)試驗(yàn)人員觸摸，若出現(xiàn)普遍的或局部的發(fā)熱，都應(yīng)認(rèn)為絕緣不良(如受潮)，需進(jìn)行處理(如干燥)3.耐壓后絕緣明顯下降對(duì)綜合絕緣的設(shè)備，或者有機(jī)絕緣，其耐壓后的絕緣電阻與耐壓前的比較不應(yīng)明顯下降，否則須進(jìn)一步查明原因。4.沿面閃絡(luò)或空氣放電若經(jīng)清潔、干燥處理后，耐壓中仍然發(fā)生沿面閃絡(luò)或局部有火紅現(xiàn)象，則說明絕緣存在問題，如老化、表面損耗過大等。五.交流耐壓試驗(yàn)結(jié)果分析判斷06交流耐壓試驗(yàn)實(shí)操演練手車開關(guān)斷口間耐壓原理接線圖10kV手車式真空斷路器交流耐壓試驗(yàn)實(shí)操演練六.交流耐壓試驗(yàn)實(shí)操演練交流耐壓各儀器接線示意六.交流耐壓試驗(yàn)實(shí)操演練10kV手車式真空斷路器交流耐壓試驗(yàn)實(shí)操演練手車開關(guān)實(shí)物示意圖六.交流耐壓試驗(yàn)實(shí)操演練10kV手車式真空斷路器交流耐壓試驗(yàn)實(shí)操演練試驗(yàn)變與球隙實(shí)物示意圖六.交流耐壓試驗(yàn)實(shí)操演練10kV手車式真空斷路器交流耐壓試驗(yàn)實(shí)操演練調(diào)壓控制箱實(shí)物示意圖六.交流耐壓試驗(yàn)實(shí)操演練10kV手車式真空斷路器交流耐壓試驗(yàn)實(shí)操演練07交流高壓耐壓試驗(yàn)拓展1.倍頻感應(yīng)耐壓2.串級(jí)高壓試驗(yàn)變壓器3.串聯(lián)諧振試驗(yàn)4.沖擊耐壓試驗(yàn)1.倍頻感應(yīng)耐壓隨著電壓等級(jí)的提高，線圈類電氣設(shè)備的匝間絕緣相對(duì)比較薄弱，于是對(duì)匝間絕緣的考驗(yàn)就顯得極其重要，因?yàn)樵陬~定頻率下，施加1.2倍的額定電壓時(shí)，鐵芯磁通將達(dá)到飽和，勵(lì)磁電流將急劇增加。故給鐵芯施加1.3倍額定值以上的工頻激磁電壓是行不通的，只有提高勵(lì)磁電源頻率來提高繞組匝間電壓，才能達(dá)到預(yù)期的電壓。一般感應(yīng)耐壓試驗(yàn)頻率為100、150、200H，是工頻的整數(shù)倍，故稱為倍頻感應(yīng)耐壓。倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)是指在被試品低壓繞組上施加倍頻電壓，在高壓繞組或中壓繞組上感應(yīng)產(chǎn)生高壓進(jìn)行的試驗(yàn)。當(dāng)試驗(yàn)所采用的頻率超過100Hz時(shí)，為了避免頻率的提高加重對(duì)絕緣的負(fù)擔(dān)，應(yīng)縮短試驗(yàn)的時(shí)間。倍頻耐壓意義耐壓時(shí)間七.交流耐壓試驗(yàn)拓展單臺(tái)試驗(yàn)變壓器的電壓更高時(shí)，其制造費(fèi)用隨電壓的升高而迅速增加，同時(shí)在機(jī)械機(jī)構(gòu)和絕緣上都有困難，試驗(yàn)變壓器的體積和重量也隨之急劇增加，所以目前單臺(tái)試驗(yàn)變壓器的額定電壓很少超過750kV。當(dāng)需要更高的輸出電壓時(shí)，可將2～3臺(tái)試驗(yàn)變壓器串接起來使用，使它們的電壓互相疊加得到更高的電壓，并且使單臺(tái)試驗(yàn)變的絕緣結(jié)構(gòu)大為簡化。2.串級(jí)高壓試驗(yàn)變壓器T1、T2、T3—三級(jí)試驗(yàn)變壓器；1—低壓繞組；2—高壓繞組；3、4—累接繞組；Z1、Z2—絕緣支柱；TM—調(diào)壓器；T0—被試品七.交流耐壓試驗(yàn)拓展在現(xiàn)場耐壓試驗(yàn)中，當(dāng)被試品的試驗(yàn)電壓較高或電容值較大，試驗(yàn)變壓器的額定電壓或容量不能滿足要求時(shí)，可采用串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)的原理接線圖和等值電路如左所示，等值電路中R為代表整個(gè)試驗(yàn)回路損耗的等值電阻，L為可調(diào)電感和電源設(shè)備漏感之和，Cx為被試品電容。3.串聯(lián)諧振試驗(yàn)T—?jiǎng)?lì)磁變壓器；L—電感；R—限流電阻；UCx—被試品上的電壓；Cx—被試品電容；C1、C2—電容分壓器高、低壓臂；PV—電壓表七.交流耐壓試驗(yàn)拓展3.串聯(lián)諧振試驗(yàn)當(dāng)回路發(fā)生諧振時(shí)，XL=XC串聯(lián)諧振實(shí)物示意圖七.