高壓電氣設(shè)備試驗內(nèi)容與原理

1、高壓電氣設(shè)備試驗內(nèi)容與原理11 緒論隨著電力工業(yè)的飛速發(fā)展，機組參數(shù)、系統(tǒng)電壓等級逐步提高，電氣設(shè)備的絕緣強度、系統(tǒng)過電壓的限制水平對系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的影響日益突出。據(jù)統(tǒng)計，高壓電網(wǎng)的各種故障多是由于高壓電氣設(shè)備絕緣的損壞所致，因此了解設(shè)備絕緣特性，掌握絕緣狀況，不斷提高電氣設(shè)備絕緣水平是電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的根本保證。高壓電氣設(shè)備在運行中必須保持良好的絕緣，為此從設(shè)備的制造開始，要進行一系列絕緣測試。這些測試包括：在制造時對原材料的試驗、制造過程的中間試驗、產(chǎn)品的定性及出廠試驗、在使用現(xiàn)場安裝后的交接試驗、使用中為維護運行而進行的絕緣預(yù)防性試驗等。其中電氣設(shè)備的交接試驗和預(yù)防性試驗是兩類最重

2、要的試驗，中華人民共和國電力行業(yè)標準和國家標準：DL/T 5961996電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程和GB 50150-91電氣設(shè)備交接試驗標準 詳細地介紹了各項試驗的內(nèi)容和標準。12 絕緣預(yù)防性試驗電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗是保證設(shè)備安全運行的重要措施，通過試驗，掌握設(shè)備絕緣狀況，及時發(fā)現(xiàn)絕緣內(nèi)部隱藏的缺陷，并通過檢修加以消除，嚴重者必須予以更換，以免設(shè)備在運行中發(fā)生絕緣擊穿，造成停電或設(shè)備損壞等不可挽回的損失。絕緣預(yù)防性試驗可分為兩大類：一類是非破壞性試驗或稱絕緣特性試驗，是在較低的電壓下或用其他不會損壞絕緣的辦法來測量的各種特性參數(shù)，主要包括測量絕緣電阻、泄漏電流、介質(zhì)損耗角正切值等，從而判斷絕緣

3、內(nèi)部有無缺陷。實驗證明 ，這類方法是行之有效的，但目前還不能只靠它來可靠的判斷絕緣的耐電強度。另一類是破壞性試驗或稱耐壓試驗，試驗所加電壓高于設(shè)備的工作電壓，對絕緣考驗非常嚴格，特別是揭露那些危險性較大的集中性缺陷，并能保證絕緣有一定的耐電強度，主要包括直流耐壓、交流耐壓等。耐壓試驗的缺點是會給絕緣造成一定的損傷。13 電氣設(shè)備交接試驗為適應(yīng)電氣裝置安裝工程和電氣設(shè)備交接試驗的需要，促進電氣設(shè)備交接試驗新技術(shù)的推廣和應(yīng)用，國家標準GB 50150-91電氣設(shè)備交接試驗標準詳細地介紹了各項試驗的內(nèi)容和標準。電氣設(shè)備交接試驗除了部分絕緣預(yù)防性試驗還有其它一些特性試驗，例如變壓器直流電阻和變比測試、

4、斷路器回路電阻測試等。14絕緣預(yù)防性試驗的基本原理141 絕緣電阻的測試 絕緣電阻的測試是電氣設(shè)備絕緣測試中應(yīng)用最廣泛，試驗最方便的項目。絕緣電阻值的大小，能有效地反映絕緣的整體受潮、污穢以及嚴重過熱老化等缺陷。絕緣電阻的測試最常用的儀表是絕緣電阻測試儀（兆歐表）。絕緣電阻測試儀（兆歐表）通常有100V、250V、500V、1000V、2500V和5000V等類型。使用兆歐表應(yīng)按照DL/T596電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。142泄漏電流的測試一般直流兆歐表的電壓在2.5KV以下，比某些電氣設(shè)備的工作電壓要低得多。如果認為兆歐表的測量電壓太低，還可以采用加直流高壓來測量電氣設(shè)備的泄漏電流。

5、當設(shè)備存在某些缺陷時，高壓下的泄漏電流要比低壓下的大得多，亦即高壓下的絕緣電阻要比低壓下的電阻小得多。測量設(shè)備的泄漏電流和絕緣電阻本質(zhì)上沒有多大區(qū)別，但是泄漏電流的測量有如下特點：（1）試驗電壓比兆歐表高得多，絕緣本身的缺陷容易暴露，能發(fā)現(xiàn)一些尚未貫通的集中性缺陷。（2）通過測量泄漏電流和外加電壓的關(guān)系有助于分析絕緣的缺陷類型，如圖1-1所示。（3）泄漏電流測量用的微安表要比兆歐表精度高。圖1-1 某設(shè)備絕緣泄漏電流曲線曲線1：絕緣良好；曲線2：絕緣受潮；曲線3：絕緣中有未貫通的集中性缺陷；曲線4：絕緣有擊穿的危險143直流耐壓試驗直流耐壓試驗電壓較高，對發(fā)現(xiàn)絕緣某些局部缺陷具有特殊的作用，可

6、與泄漏電流試驗同時進行。直流耐壓試驗與交流耐壓試驗相比，具有試驗設(shè)備輕便、對絕緣損傷小和易于發(fā)現(xiàn)設(shè)備的局部缺陷等優(yōu)點。與交流耐壓試驗相比，直流耐壓試驗的主要缺點是由于交、直流下絕緣內(nèi)部的電壓分布不同，直流耐壓試驗對絕緣的考驗不如交流更接近實際。144交流耐壓試驗交流耐壓試驗對絕緣的考驗非常嚴格,能有效地發(fā)現(xiàn)較危險的集中性缺陷。它是鑒定電氣設(shè)備絕緣強度最直接的方法，對于判斷電氣設(shè)備能否投入運行具有決定性的意義,也是保證設(shè)備絕緣水平、避免發(fā)生絕緣事故的重要手段。交流耐壓試驗有時可能使絕緣中的一些弱點更加發(fā)展，因此在試驗前必須對試品先進行絕緣電阻、吸收比、泄漏電流和介質(zhì)損耗等項目的試驗，若試驗結(jié)果合

7、格方能進行交流耐壓試驗。否則,應(yīng)及時處理，待各項指標合格后再進行交流耐壓試驗,以免造成不應(yīng)有的絕緣損傷。145介質(zhì)損耗因數(shù)tg測試介質(zhì)損耗因數(shù)tg是反映絕緣性能的基本指標之一。介質(zhì)損耗因數(shù)tg反映絕緣損耗的特征參數(shù)，它可以很靈敏地發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備絕緣整體受潮、劣化變質(zhì)以及小體積設(shè)備貫通和未貫通的局部缺陷。介質(zhì)損耗因數(shù)tg與絕緣電阻和泄漏電流的測試相比具有明顯的優(yōu)點，它與試驗電壓、試品尺寸等因素無關(guān)，更便于判斷電氣設(shè)備絕緣變化情況。因此介質(zhì)損耗因數(shù)tg為高壓電氣設(shè)備絕緣測試的最基本的試驗之一。介質(zhì)損耗因數(shù)tg可以有效的發(fā)現(xiàn)絕緣的下列缺陷：（1）受潮；（2）穿透性導電通道；（3）絕緣內(nèi)含氣泡的游離，絕

8、緣分層、脫殼；（4）絕緣有臟污、劣化老化等。常用名詞解釋1電介質(zhì)：又稱絕緣材料，簡稱絕緣，是電工中應(yīng)用最廣泛的材料之一。2絕緣電阻：加直流電壓于電介質(zhì)，經(jīng)過一定時間極化過程結(jié)束后，流過電介質(zhì)的泄漏電流對應(yīng)的電阻稱絕緣電阻。3吸收比： 在同一次試驗中，60s時的絕緣電阻值與15s時的絕緣電阻值之比。4極化指數(shù)：在同一次試驗中，10min時的絕緣電阻值與1min時的絕緣電阻值之比。5介質(zhì)損耗：在外加電壓作用下，電介質(zhì)中的一部分電能被轉(zhuǎn)換為熱能，這種現(xiàn)象稱為介質(zhì)損耗。6阻性電流：有損耗的介質(zhì)可以用一個理想電容和一個有效電阻的并聯(lián)電路表示，通過電阻的電流稱阻性電流。7容性電流：有損耗的介質(zhì)可以用一個理

9、想電容和一個有效電阻的并聯(lián)電路表示，通過電容的電流稱容性電流。8全電流：有損耗的介質(zhì)可以用一個理想電容和一個有效電阻的并聯(lián)電路表示，通過電容的容性電流與通過電阻的阻性電流的相量和稱全電流。9介質(zhì)損耗角：電介質(zhì)中全電流與電容電流之間的夾角（通常用 表示），稱為介質(zhì)損耗角。10在線測量：對在運行電壓下的設(shè)備，采用專用儀器，由人員參與進行的測量。11在線監(jiān)測：在不影響設(shè)備運行的條件下，對設(shè)備狀況連續(xù)或定時進行的監(jiān)測，通常是自動進行的。12狀態(tài)檢修：由美國通用電氣公司等提出要從以時間為基準的檢修方式發(fā)展到以設(shè)備運行狀態(tài)為基準的檢修方式。13預(yù)防性試驗：為了發(fā)現(xiàn)運行中設(shè)備的隱患，預(yù)防發(fā)生事故或設(shè)備損壞，

10、對設(shè)備進行的檢查、試驗或監(jiān)測，也包括取油樣或氣樣進行的試驗。14變比：變壓器高壓側(cè)繞組與低壓側(cè)繞組匝數(shù)之比稱為變比，近似可用高壓側(cè)與低壓側(cè)額定電壓之比表示。15伏安特性：加在電氣設(shè)備或者元件兩端電壓和通過電流的關(guān)系叫伏安特性。 介損專題一測量介質(zhì)損耗角正切值tg 有何意義？介質(zhì)損耗角正切值又稱介質(zhì)損耗因數(shù)或簡稱介損。測量介質(zhì)損耗因數(shù)是一項靈敏度很高的試驗項目，它可以發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備絕緣整體受潮、劣化變質(zhì)以及小體積被試設(shè)備貫通和未貫通的局部缺陷。例如：某臺變壓器的套管，正常tg 值為0.5，而當受潮后tg 值為3.5，兩個數(shù)據(jù)相差7倍；而用測量絕緣電阻檢測，受潮前后的數(shù)值相差不大。由于測量

11、介質(zhì)損耗因數(shù)對反映上述缺陷具有較高的靈敏度，所以在電工制造及電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗中都得到了廣泛的應(yīng)用。變壓器、發(fā)電機、斷路器等電氣設(shè)備的介損測試規(guī)程都作了規(guī)定。二當前國內(nèi)介損測試儀的現(xiàn)狀及技術(shù)難點？介損測試儀的技術(shù)發(fā)展很快，以前在電力系統(tǒng)廣泛使用的QS1西林電橋正被智能型的介損測試儀取代，新一代的介損測試儀均內(nèi)置升壓設(shè)備和標準電容，并且具有操作簡單、數(shù)據(jù)準確、試驗結(jié)果讀取方便等特征。雖然目前介損測試技術(shù)發(fā)展很快，但與國際水平相比，在很多方面仍有很大差距，差距主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）抗干擾能力由于介質(zhì)損耗測試是一個靈敏度很高的項目，因此測試數(shù)據(jù)也極易受到外界電場的干擾，目前介損測試儀采

12、取的抗干擾方法主要有：倒相法、移相法、異頻法等。雖然這些方法能在一定程度下解決干擾的問題，但當外界干擾很強的情況下，仍會產(chǎn)生較大的偏差。（2）反接法的測試精度問題現(xiàn)場很多電力設(shè)備均已接地，因此必須使用反接法進行檢測，但反接時，影響測試數(shù)據(jù)的因素較多，往往數(shù)據(jù)會有很大偏差，特別是當被試品容量較?。ㄈ缣坠埽?，高壓導線拖地測試時（有些介損測試儀所配高壓導線雖能拖地使用，但對地泄漏電流較大），會嚴重影響測試的準確度。 三什么是“全自動反干擾源”，與其它幾種抗干擾方法相比有何特點？所謂“全自動反干擾源”，即儀器內(nèi)部有一套檢測裝置，能檢測到外界干擾信號的幅值和相位，將相關(guān)信息傳送給CPU，CPU輸出指令給

13、“反干擾源控制裝置”，該裝置會在儀器內(nèi)部產(chǎn)生一個和干擾信號幅值相同但相位相反的“反干擾信號”，與“干擾信號”疊加抵消，以達到抗干擾的目的。由于在整個測試過程，“反干擾源”自動產(chǎn)生，用戶無需干預(yù)，我們稱之為“全自動反干擾源”。四傳統(tǒng)的抗干擾方法主要有倒相法、移相法、異頻法等，其工作原理如何？1、倒相法將儀器工作電源正、反兩次倒相測試，將兩次測試結(jié)果進行分析處理，達到抗干擾目的，該方法在外界干擾很弱的情況下有一定的效果。2、移相法思路緣于“倒相法”，只是將工作電源倒相改為移相至干擾信號相位相同而達到減弱干擾影響的目的，實踐表明，在干擾強烈的情況下，數(shù)據(jù)仍然偏差較大。3、異頻法這是近幾年來發(fā)展起來的

14、一種方法，其基本原理是工作電源的頻率不是50Hz，即與工頻不同，這樣采樣信號為兩個不同頻率信號（測試電流和干擾電流）的疊加，通過模擬濾波器和數(shù)字濾波器對信號濾波，衰減工頻信號，以達到抗干擾的目的，實踐表明：該方法的抗干擾能力優(yōu)于“倒相法”和“移相法”，但在一些特定場合下，由于干擾影響，數(shù)據(jù)仍有偏差，甚至出現(xiàn)負值。另外，由于其自身原理特點存在幾個方面的矛盾：（1）頻率的選擇問題：頻率與工頻越接近，抗干擾能力越弱，但等效性越好；頻率與工頻越遠，抗干擾能力越強，但等效性越差。（2）為了增強等效性，有的儀器使用了“雙變頻”，即可選用兩種頻率進行測試，比如40Hz和60Hz，但問題是兩種頻率測試結(jié)果不一

15、致怎么辦？只作簡單的平均處理能與工頻等效嗎？（3）模擬濾波器均存在相移問題，固定的相移可由計算機補償，但當溫度等條件變化引起相移特性發(fā)生變化后，就會嚴重影響介損值的測試結(jié)果。 回路電阻專題一、高壓斷路器為什么需檢測回路電阻？高壓斷路器導電回路的電阻主要取決于斷路器的動、靜觸頭間的接觸電阻。接觸電阻的存在，增加了導體在通電時的損耗，使接觸處的溫度升高，其值的大小直接影響正常工作時的載流能力，在一定程度上影響短路電流的切斷能力。因此，斷路器每相導電回路電阻值是斷路器安裝、檢修、質(zhì)量驗收的一項重要數(shù)據(jù)。 二、為什么規(guī)程規(guī)定必須用至少100A直流電流來檢測開關(guān)回路電阻？1、由于開關(guān)觸頭之間存

16、在氧化膜，如果用較小的電流檢測，由于氧化膜的影響測試結(jié)果一般偏大很多，但氧化膜在大電流下是能被擊穿的，理論上，測試電流只要不超過額定電流，應(yīng)該是越大越好，但規(guī)程在制定的時候考慮到當時國內(nèi)相關(guān)儀器的生產(chǎn)水平，作出了不得小于100A電流的規(guī)定。2、由于斷路器接觸電阻很小，只有用很高的電流檢測，才能保證一定的精度，抗干擾能力也越強。三、HLY-200型回路電阻的測試電流多大？與同類產(chǎn)品相比，在電流源上有何不同？HLY-100型的最大輸出電流是100A，HLY-200型為200A，HLY-600型為600A。與同類產(chǎn)品相比，在電流源方面，區(qū)別還是很大的：1、大電流與輕便的完美結(jié)合，例如：HLY-200

17、型在保證200A電流輸出的同時，整機重量僅5.5kg左右，而其他公司同類產(chǎn)品100A型就要達到15kg。2、能長時間連續(xù)輸出大電流，而有些同類產(chǎn)品僅能瞬間輸出大電流，即“脈沖式”電源，在擊穿開關(guān)觸頭氧化膜的能力上差別是巨大的。3、數(shù)控恒流源式，電流輸出由軟件選擇輸出，無機械性調(diào)整裝置，穩(wěn)定、可靠。10KV(6KV)配電網(wǎng)中氧化鋅避雷器現(xiàn)場測試的意義YBL-3型氧化鋅避雷器現(xiàn)場測試儀關(guān)鍵詞配電網(wǎng)，氧化鋅避雷器，現(xiàn)場測試，TE1075測試儀電力系統(tǒng)10KV（6KV）配電網(wǎng)中，以前常用管式避雷器作為保護線路和配電變壓器遭受雷擊的措施。近幾年隨著避雷器技術(shù)的發(fā)展，由于氧化鋅避雷器的明顯優(yōu)點，所以氧化鋅

18、避雷器逐步取代了其它類型的避雷器，從而得到廣泛應(yīng)用。10KV配電網(wǎng)是電力網(wǎng)中電力線路結(jié)構(gòu)、使用環(huán)境最復(fù)雜的一個環(huán)節(jié)。對于數(shù)目眾多的配電變壓器和電纜線路等都要裝設(shè)避雷器作為防雷保護，因此，10KV配電網(wǎng)中避雷器故障的概率較大。若10KV配電網(wǎng)中避雷器發(fā)生故障，主要有下列危害：1、若避雷器未完全擊穿，避雷器泄漏增大，會造成線損增加，不利于電力網(wǎng)的經(jīng)濟運行。2、若避雷器被擊穿，造成一點接地故障，由于避雷器故障是隱形故障，需要消耗大量人力物力尋找故障點；若出現(xiàn)兩個避雷器不同相別接地故障，會造成開關(guān)保護動作而使用戶停電，影響生產(chǎn)和生活。3、避雷器爆炸會波及周圍其他設(shè)備，造成事故擴大。所以，電力系統(tǒng)的安全

19、評估已把配電系統(tǒng)避雷器的檢測提高到發(fā)電廠、變電所避雷器檢測的同等要求。電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程第14.2條中對金屬氧化物避雷器的直流測試作了明確規(guī)定。針對10KV電力網(wǎng)的特點，本公司開發(fā)了專門針對10KV(或者6KV)配電網(wǎng)的TE1075型氧化鋅避雷器現(xiàn)場測試儀，儀器具有以下特點：1、現(xiàn)場對避雷器測試不需要線路停電，只要斷開跌落式保險（令克）即可。2、儀器在測量1mA下的電壓U1mA時，同時可獲得0.75U1mA時的泄漏電流值，操作十分簡便。3、自帶充電式電源，克服了多數(shù)情況下現(xiàn)場無交流電源的困難。綜上所述，YBL-3型氧化鋅避雷器現(xiàn)場測試儀是配電網(wǎng)中氧化鋅避雷器測試的最佳選擇，對配電網(wǎng)的經(jīng)濟運

20、行、安全運行和提高供電的可靠性起著重要作用。 為什么要用大電流測量斷路器的回路電阻？超一流的TE200型高精度回路電阻測試儀 關(guān)鍵詞回路電阻，接觸電阻，200A，TE200型電力系統(tǒng)許多大電流電氣設(shè)備在預(yù)防性試驗和交接試驗中需要準確測量回路的電阻值。斷路器是電力系統(tǒng)重要的電氣設(shè)備，國標GB763、GB50150和電力行業(yè)標準DL/T596對斷路器導電回路電阻的測量均作了規(guī)定：應(yīng)采用直流壓降法測量，電流不小于100A。斷路器導電回路的電阻主要取決于斷路器的動、靜觸頭間的接觸電阻。接觸電阻的存在，增加了導體在通電時的損耗，使接觸處的溫度升高，其值的大小直接影響正常工作時的載流能力，在一定程度上影響短路電流的切斷能力。因此，斷路器每相導電回路電阻值是斷路器安裝、檢修和質(zhì)量驗收的一項重要數(shù)據(jù)。接觸電阻的測量有許多種方法。日本學者Isao Minowa提出用超導量子器件測量接觸電阻，H.Archi提出利用電解槽法