高壓試驗基本知識（Word）

1、 高壓試驗基本知識東北電力科學(xué)研究院2011年7月 沈陽 高壓試驗的意義和分類一、高壓試驗的意義 及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備中潛伏的缺陷1、交接試驗的意義 安裝竣工后交接驗收時進(jìn)行2、預(yù)防性試驗的意義 及時發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備在運行中出現(xiàn)的各種潛伏性缺陷二、高壓試驗的分類1、根據(jù)試驗項目內(nèi)容不同分類 非破壞性試驗2、根據(jù)實驗?zāi)康娜蝿?wù)不同分類（1）交接試驗（2）預(yù)防性試驗（3）其他試驗：臨時性試驗、帶電測量和在線監(jiān)測 二、對于絕緣試驗的總體要求1 / 161、對氣候條件的要求被試品溫度不應(yīng)低于+5，空氣相對濕度一般不高于80%2、對試驗順序的要求 先非破壞性試驗，后破壞性試驗3、對試驗電壓極性的要求 直流高壓試驗采用

2、負(fù)極性接線4、電力設(shè)備的額定電壓高于實際使用工作電壓的試驗電壓確定（1）當(dāng)采用額定電壓較高的設(shè)備以加強絕緣時，按額定電壓確定試驗電壓。（2）當(dāng)采用額定電壓較高的設(shè)備作代用設(shè)備時，應(yīng)按照實際使用的工作電壓確定試驗電壓。（3）為滿足高海拔地區(qū)的要求而采用較高等級的設(shè)備時，應(yīng)在安裝地點按實際使用的額定工作電壓確定其試驗電壓。5、非標(biāo)準(zhǔn)電壓等級的電氣設(shè)備試驗電壓的確定 若未規(guī)定其交流耐壓試驗電壓值，可根據(jù)試驗規(guī)程中規(guī)定的相鄰電壓等級的同類設(shè)備按比例采用插入法記算出試驗電壓。6、連在一起的多個電氣設(shè)備的絕緣試驗的規(guī)定 宜分開來單獨試驗7、充油設(shè)備靜置時間的規(guī)定 靜置時間按照制造廠要求執(zhí)行，當(dāng)制造廠無規(guī)定

3、時，應(yīng)根據(jù)設(shè)備額定電壓滿足以下要求： 500kV>72h 220及330kV>48h 110kV及以下>24h8、對進(jìn)口設(shè)備的交接試驗標(biāo)準(zhǔn)： 按合同規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；簽訂設(shè)備合同時應(yīng)注意相同試驗的試驗標(biāo)準(zhǔn)不得低于我國現(xiàn)行電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。絕緣電阻和吸收比試驗一、直流電壓作用下流過絕緣介質(zhì)的電流 當(dāng)電氣設(shè)備絕緣的兩端施加直流電壓時，將有一電流流過絕緣介質(zhì)，這個電流具有這樣的性質(zhì)：隨時間而衰減，最后趨于一穩(wěn)定值。將此電流進(jìn)行分解，該電流可分為三個部分。 由充電電流、吸收電流、泄漏電流三部分組成。(1) 充電電流 瞬間電路中流過的最大電流是充電電流，它在開始階段起主導(dǎo)作用。

4、隨著時間的延長，充電電流很快的減少并消失，消失的快慢取決于電容器電容量的大小，外施電壓大小及電源內(nèi)阻情況。(2) 吸收電流 吸收電流也是隨時間變化的。電源接通的瞬間，由于電場的建立，在電場的作用下介質(zhì)產(chǎn)生了極化現(xiàn)象，在極化的過程中，電介質(zhì)中電荷由隨機排列轉(zhuǎn)變成有規(guī)律順序的排列，排列時電荷的運動所產(chǎn)生的電流稱為吸收電流。這個電流同樣隨著時間的延長而逐步消失，消失的快慢取決于介質(zhì)材料的不均勻程度和介質(zhì)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)。它隨時間的衰減比充電電流慢得多，在充電電流之后起主導(dǎo)的便是吸收電流。(3) 泄漏電流 從電壓建立的開始，它始終存在，一直不隨時間變化與電源共存的電流，也被稱為泄漏電流。在充電電流、吸收電流

5、過后，它起主導(dǎo)作用。它的大小取決于介質(zhì)的本身傳遞電流的能力 。區(qū)別：充電電流i1：無損耗極化電流，衰減特別迅速。吸收電流i2：有損耗極化電流，衰減緩慢。泄漏電流i3：大小與時間無關(guān)，不衰減，大小與絕緣內(nèi)部是否受潮、表面是否清潔等因素有關(guān)。絕緣電阻和吸收比試驗i流過絕緣介質(zhì)的總電流i1 充電電流i2 吸收電流i3 泄漏電流 二、絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)1、絕緣電阻： 是電氣設(shè)備絕緣層在直流電壓作用下呈現(xiàn)的電阻值。 測量前，應(yīng)將設(shè)備從各方面斷開，驗明無電壓，確實證 明設(shè)備無人工作后，方可進(jìn)行 現(xiàn)場普遍采用絕緣電阻表來測量。2、吸收比： 是指60s時的絕緣電阻值（R60s）與15s時的絕緣電阻值（

6、R15s）之比值。用K1表示。 大容量的電氣設(shè)備，規(guī)程上規(guī)定不小于1.3。3、極化指數(shù)： 對被試品進(jìn)行絕緣電阻測試，讀取10min時的絕緣電阻（R10min）和1min時的絕緣電阻，計算出比值R10min/R1min。用K2表示。 應(yīng)用： 和測吸收比一樣，測量極化指數(shù)也是為了判斷被試品是否存在受潮、臟污等絕緣缺陷，只是測量極化指數(shù)是用于高電壓、大容量絕緣電阻吸收曲線達(dá)到穩(wěn)定值需要特別長時間的電氣設(shè)備。 直流高壓試驗 產(chǎn)生直流高電壓回路 半波整流 直流耐壓試驗：考核電氣設(shè)備的絕緣介質(zhì)耐受直流高電壓的能力，實質(zhì)等效為在電容兩端施加直流高電壓，檢查電容兩極板間絕緣介質(zhì)在高電壓電場作用下，經(jīng)過一段規(guī)定

7、時間的考核，進(jìn)行觀察有無異常情況的出現(xiàn)，能達(dá)到耐電強度為通過測試考核，出現(xiàn)放電、擊穿或泄漏電流異常變化者則不能通過測試考核。 直流泄漏試驗：檢查電氣設(shè)備在直流高電壓電場的作用下，實際通過設(shè)備絕緣層的電導(dǎo)電流，電導(dǎo)電流也被稱為泄漏電流。此電流的大小標(biāo)志著絕緣介質(zhì)的絕緣程度及老化狀況。 作用：發(fā)現(xiàn)貫穿性受潮、臟物及導(dǎo)電通道一類的重要缺陷。 做法：將微安表上讀出的泄漏電流數(shù)值與以往測試的泄漏電流數(shù)值相對照，用來判斷介質(zhì)的絕緣現(xiàn)狀及已老化程度。 一、試驗方法和特點及注意事項 1、直流耐壓試驗和直流泄漏試驗的方法： 直流耐壓試驗： 1）一般將試驗電壓分為25段，每段幅度盡可能相等，升壓過程中要逐段進(jìn)行電

8、壓、電流觀察。 2）升壓的速度要均勻，每秒鐘1至2kV，如果被試品容量大，升壓的速度要適當(dāng)放慢，讓被試品上的電荷慢慢積累，升壓時，隨時監(jiān)視電壓表和電流表的情況進(jìn)行升壓。 3）升到最高電壓后，按規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在被試品上要保持一定時間的穩(wěn)定電壓。對電氣設(shè)備的考核，時間不可隨意延長或縮短。 直流泄漏試驗：1）觀察測試每個電壓段時的電導(dǎo)電流，每當(dāng)升至一電壓段時，要停止升壓，觀測停止一分鐘后的此電壓段泄漏電流，并做好記錄。2）當(dāng)升到最后電壓段時，進(jìn)行一分鐘后泄漏電流的觀測，再將最后電壓段的耐壓時間分成幾個時間段來測試泄漏電流，每個時間段的時間長度應(yīng)是相等的。記錄下每個時間段的泄漏電流值。3）達(dá)到時間后迅

9、速均勻的降下電壓，切斷電源，并進(jìn)行放電，來結(jié)束此次試驗 注意：被試品的放電要注意安全，要使用絕緣竿通過放電電阻來放電，并注意放電要充分，放電時間要足夠長，否則會帶來不安全因素。2、直流泄漏電流測量和直流耐壓試驗測試中注意事項： 1）試驗必須履行安全工作規(guī)程，高電壓操作規(guī)定，明確確定操作人和監(jiān)護(hù)人，并履行其職責(zé) 2）試驗前做好對試驗設(shè)備泄漏情況的了解，對試品狀況的了解，對試驗設(shè)備要進(jìn)行空升試驗，試驗無問題后再接入試品進(jìn)行試驗，測量直流高壓必須用不低于1.5級的表計。 3）升壓前分好電壓段，升壓時要逐段升壓，讀取每段相應(yīng)的泄漏值，要在一分鐘后讀取微安表指示穩(wěn)定的泄漏值。4）試驗前應(yīng)檢查試驗設(shè)備的擺

10、放及接線，保證高電壓下操作人員的安全距離，儀表觀察應(yīng)合理方便，試驗接線應(yīng)牢固。5）試驗中升壓方法正確、測試讀數(shù)精確、時間掌握準(zhǔn)確。試驗后將調(diào)壓器退回零位、切斷電源、試品放電。6）記錄時要將當(dāng)時溫度記錄以便進(jìn)行換算，與上次測試結(jié)果進(jìn)行對照比較。7）試驗過程中若有擊穿、閃絡(luò)、微安表大幅度擺動或電流突變等異常情況，立即降壓斷開電源，查明原因后，處理完畢再做試驗。8） 將試驗電壓值保持規(guī)定的時間后，如試品無破壞性放電，微安表指針沒有向增大方向突然擺動，則認(rèn)為直流耐壓試驗通過 3、對直流試驗電壓極性和波形的要求（1）對極性的要求 在現(xiàn)場的直流電壓絕緣試驗中，規(guī)程中規(guī)定采用負(fù)極性接線，即負(fù)極加壓，正極接地

11、。其目的是為了防止外絕緣的閃絡(luò)和易于發(fā)現(xiàn)絕緣受潮等缺陷。（2）根據(jù)不同試品的要求，試驗電壓應(yīng)能滿足試驗的極性和電壓值，還必須具有充分的電源容量。GB311.3規(guī)定，在輸出工作電流下直流電壓的 脈動因數(shù)S應(yīng)按下式計 算，且S3%(見圖2)，即 4、 泄漏電流的測量 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。（3）泄漏電流測量用的微安表要比兆歐表精度高。 介質(zhì)損耗角正切值的測量一、定義： 電阻性電流IR與電容性電流

12、Ic的比值稱為介質(zhì)損耗角的正切值，用tan表示。 電介質(zhì)的損耗：絕緣介質(zhì)在交流電壓的作用下，介質(zhì)中流過電流，電介質(zhì)中的部分電能將轉(zhuǎn)變成熱能，這部分能量稱為電介質(zhì)損耗。做介質(zhì)損失測試是對設(shè)備絕緣狀況的有效判斷。 介質(zhì)損耗測試的辦法：測試介質(zhì)的損失角，即介質(zhì)上所做功產(chǎn)生的熱量對介質(zhì)絕緣的影響。 介質(zhì)中形成的電流分兩部分：一部分是電容的無功電流，另一部分是引起損耗的有功電流。 有功電流又分為三部分電流，分別產(chǎn)生三種損耗： 電導(dǎo)損耗：由通過介質(zhì)的電導(dǎo)電流引起的損耗； 極化損耗：極化過程中介質(zhì)的電荷在交變電場下反復(fù)排列，作周期運動時克服摩擦所形成的吸收電流引起的損耗； 游離損耗：氣體中的電暈，液體、固體

13、中的局部放電生成的電流引起的損耗。 西林電橋測量CVT接線 西林電橋測量CVT中間變壓器接線 西林電橋測量串極式PT二次繞組接線 西林電橋測量串極式PT支架接線兩種接線的適用范圍: 正接線適用于被試品整體可以與地隔離；反接線適用于被試品不能與地隔離時。五、測量tan時影響測試結(jié)果因素和消除方法：1、溫度和濕度的影響2、電場干擾影響及消除方法： 測試時排除電場干擾的方法主要有屏蔽、選相、倒相法、移相法和采用反干擾平衡干擾等方法。3、避免外界磁場干擾4、試品表面泄露的影響及消除方法： 利用屏蔽環(huán)將表面泄露電流直接回流到試驗電源，避免表面泄漏電流進(jìn)入儀器測量系統(tǒng)引起誤差。但是試驗中一般不加屏蔽環(huán)，加

14、了會改變等值電路，除非天氣潮濕需加屏蔽環(huán)。六、試驗結(jié)果的判斷及注意事項：1、被試品容量較大時， tan測試不能有效反映試品中可能存在的局部缺陷。2、注意溫度影響3、試驗電壓變化對tan測試結(jié)果的影響。 交流耐壓試驗一、1.交流耐壓試驗?zāi)康暮鸵饬x 交流耐壓是在比運行條件更加嚴(yán)格的試驗。是一種破壞性試驗，是鑒定電力絕緣強度最有效和最直接的方法。因此，在進(jìn)行耐壓之前，必須先 進(jìn)行絕緣電阻、泄漏電流、介損試驗、絕緣油等非破壞性試驗。合格后才可進(jìn)行交流耐壓試驗，耐壓試驗對于原來的絕緣缺陷進(jìn)一步發(fā)展、使絕緣強度進(jìn)一步降低雖然耐壓試驗不致于造成擊穿，但會造成絕緣內(nèi)部劣化的積累效應(yīng)、創(chuàng)傷效應(yīng)。 用來考核、檢驗

15、和決定設(shè)備能否達(dá)到出廠標(biāo)準(zhǔn)； 是否達(dá)到施工驗收標(biāo)準(zhǔn)； 是否達(dá)到運行、檢修后再投入使用標(biāo)準(zhǔn)。 在諸多項目試驗中，高壓試驗是最具有權(quán)威性和否決權(quán)的電氣試驗，具有一錘定音的效能性。2. 交流耐壓試驗的種類:（1）工頻耐壓試驗(50Hz)（2）感應(yīng)耐壓試驗(中頻100-300Hz)（3）三倍頻感應(yīng)耐壓試驗（4）諧振耐壓試驗3. 試驗設(shè)備 （1）工頻變壓器升壓變壓器(單級、串級） （2）諧振變壓器諧振法產(chǎn)生高壓（串聯(lián)、并聯(lián)） （3）變頻電源4.交流高壓的測量 （1)低壓側(cè)測量電壓(容升) (2)用電壓互感器測量電壓 (3)用電容分壓器測量電壓 (4) 靜電電壓表 交流耐壓試驗電感補償回路（1）進(jìn)行交流耐

16、壓試驗時，電力設(shè)備被試端所有端子應(yīng)短路連接并接高壓，非被試端要短接可靠接地。（2）用峰值電壓表測量電壓。（3）升壓速度必須控制，應(yīng)從零開始，不可沖擊合閘，在40%的試驗電壓內(nèi)升壓速度可不受限制，其后應(yīng)均勻升壓，速度約為每秒3%的試驗電壓。(1) 試驗設(shè)備和表計的選擇要適當(dāng)，現(xiàn)場布置要合理，試驗接線應(yīng)正確可靠，高壓部分須保持足夠的安全距離，高壓引線及其支持體都應(yīng)有足夠的機械強度和絕緣強度。試品及高壓試驗設(shè)備外殼均應(yīng)可靠按地。(2)試驗波形。對于大型電力設(shè)備交流耐壓應(yīng)考慮它的影響，要求波形為正弦，應(yīng)用示波器觀察波形（如出現(xiàn)非正弦，要進(jìn)行必要的補償）。 對重要的被試品（如發(fā)動機、變壓器）進(jìn)行交流耐壓

17、時，宜在高壓側(cè)設(shè)置保護(hù)球間隙，該球間隙的放電距離對發(fā)電機一般可整定在1-1.15倍電壓所對應(yīng)的放電距離；對變壓器整定1.15-1.2倍電壓所對應(yīng)的放電距離。進(jìn)行試驗前，保護(hù)球隙應(yīng)在現(xiàn)場施加已知電壓進(jìn)行整定 8、工頻耐壓試驗時的“容升”現(xiàn)象1、定義： 所謂“容升”現(xiàn)象，是指工頻耐壓試驗時，施加在試品上實際試驗電壓要大于由試驗變壓器低壓側(cè)電壓乘以變壓器變比所得的電壓。 U1KU22、產(chǎn)生原因： 試驗時的容性電流流經(jīng)試驗變壓器一、二次繞組時在漏抗上的壓降所致。在同樣的試驗電流時，有如下關(guān)系：（1）試驗變壓器阻抗電壓愈大，“容升”數(shù)值愈大（2）試驗變壓器額定電壓比愈大，“容升”數(shù)值愈大（3）試驗變壓器的額定容量愈小，“容升”數(shù)值愈大 容升效應(yīng)9試驗結(jié)果判斷（1）從儀表指示情況來分析、判斷。儀表有指示不跳動，被試變壓器又無放電聲音，這標(biāo)志著被試變壓器承受住