工頻交流耐壓試驗(yàn)

1、工頻交流耐壓試驗(yàn)工頻交流（以下簡(jiǎn)稱交流）耐壓試驗(yàn)是考驗(yàn)被試品絕緣承受各種過(guò)電壓能力最嚴(yán)格有效的方法，對(duì)保 證設(shè)備安全運(yùn)行具有重要意義。交流耐壓試驗(yàn)的電壓、波形、頻率和在被試品絕緣內(nèi)部電壓的分布，均符合實(shí)際運(yùn)行情況，因此，能 有效地發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷。交流耐壓試驗(yàn)應(yīng)在被試品的絕緣電阻及吸收比測(cè)量、直流泄漏電流測(cè)量及介質(zhì)損失 角正切值tg 8測(cè)量均合格后進(jìn)行。如在這些試驗(yàn)中已查明絕緣有缺陷，則應(yīng)設(shè)法消除，并重新試驗(yàn)合格后 才能進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，以免造成不必要的損壞。交流耐壓試驗(yàn)對(duì)于固體有機(jī)絕緣來(lái)說(shuō)，會(huì)使原來(lái)存在的絕緣弱點(diǎn)進(jìn)一步發(fā)展（但又不致于在耐壓時(shí)擊 穿），使絕緣強(qiáng)度逐漸衰減，形成絕緣內(nèi)部劣化的積累效

2、應(yīng)，這是我們所不希望的。因此，必須正確地選 擇試驗(yàn)電壓的標(biāo)準(zhǔn)和耐壓時(shí)間。試驗(yàn)電壓越高，發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷的有效性越高，但被試品被擊穿的可能性越 大，積累效應(yīng)也越嚴(yán)重。反之，試驗(yàn)電壓低，又使設(shè)備在運(yùn)行中擊穿的可能性增加。實(shí)際上，國(guó)家根據(jù)各 種設(shè)備的絕緣材質(zhì)和可能遭受的過(guò)電壓倍數(shù)，規(guī)定了相應(yīng)的出廠試驗(yàn)電壓標(biāo)準(zhǔn)。具有夾層絕緣的設(shè)備，在 長(zhǎng)期運(yùn)行電壓的作用下，絕緣具有累積效應(yīng)，所以現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定運(yùn)行中設(shè)備的試驗(yàn)電壓，比出廠試驗(yàn) 電壓有所降低，且按不同設(shè)備區(qū)別對(duì)待（主要由設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性和安全性來(lái)決定）。但對(duì)純瓷套管、充油套管及支持絕緣子則例外，因?yàn)樗鼈儙缀鯖]有累積效應(yīng)，故對(duì)運(yùn)行中的設(shè)備就取出廠試驗(yàn)電壓標(biāo)準(zhǔn)。絕

3、緣的擊穿電壓值與加壓的持續(xù)時(shí)間有關(guān)，尤以有機(jī)絕緣特別明顯，其擊穿電壓隨加壓時(shí)間的增加而 逐漸下降。有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定耐壓時(shí)間為一分鐘，一方面是為了便于觀察被試品情況，使有弱點(diǎn)的絕緣來(lái)得及 暴露（固體絕緣發(fā)生熱擊穿需要一定的時(shí)間） ；另一方面，又不致時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而引起不應(yīng)有的絕緣擊穿。第一節(jié)試驗(yàn)方法一、原理接線交流耐壓試驗(yàn)的接線，應(yīng)按被試品的要求（電壓、容量）和現(xiàn)有試驗(yàn)設(shè)備條件來(lái)決定。通常試驗(yàn)變 壓器是成套設(shè)備（包括控制及調(diào)壓設(shè)備），對(duì)調(diào)壓及控制回路加以簡(jiǎn)化如圖一所示。Ri圖1圖一所示是串級(jí)升壓的試驗(yàn)變壓器，當(dāng)試驗(yàn)變壓器的輸出電壓不能滿足試驗(yàn)所需的電壓時(shí)，可采用串 級(jí)升壓的方法。需要注意的是串級(jí)升壓時(shí)，兩

4、臺(tái)試驗(yàn)變壓器的額定電壓應(yīng)該是相同的，而Bsi這時(shí)的實(shí)際輸出的視在功率與裝置總?cè)萘恐?，（即利用率）?UeI/3UeI =67%進(jìn)行交流耐壓的被試品，一般為容性負(fù)荷，當(dāng)被試品的電容量較大時(shí)，電容電流在試驗(yàn)變壓器的漏抗 上就會(huì)產(chǎn)生較大的壓降。由于被試品上的電壓與試驗(yàn)變壓器漏抗上的電壓相位相反，有可能使被試品上的 電壓比試驗(yàn)變壓器的輸出電壓還高，因此要求在被試品上直接測(cè)量電壓。第1頁(yè)共5頁(yè)此外，由于被試品的容抗與試驗(yàn)變壓器的漏抗是串聯(lián)的，因此當(dāng)回路的自振頻率與電源基波或高次 諧撥頻率相同而產(chǎn)生串聯(lián)諧振時(shí)，在被試品上就會(huì)產(chǎn)生比電源電壓高得多的過(guò)電壓。通常調(diào)壓器與試驗(yàn)變壓器的漏抗不大，而被試品的容抗很

5、大， 所以一般不會(huì)產(chǎn)生串聯(lián)諧振過(guò)電壓。但在試驗(yàn)大容量的被試品時(shí)，若諧振頻率為50赫，應(yīng)滿足Cx<3184/Xl微法（即Xc<Xl）, Xl是調(diào)壓器和試驗(yàn)變壓器的漏抗之和。為避 免三次諧波分量諧振，可在試驗(yàn)變壓器低壓繞組上并聯(lián)LC串聯(lián)回路或采用 線電壓。當(dāng)被試品閃絡(luò)、擊穿或球隙放電時(shí)，也會(huì)由于試驗(yàn)變壓器繞組內(nèi)部的電磁震蕩，在試驗(yàn)變壓器的匝間或?qū)娱g產(chǎn)生過(guò)電壓。因此要求在試驗(yàn)回路內(nèi)串入保護(hù)電阻RrR2,將過(guò)電流限制在試驗(yàn)變壓器與被試品允許的范圍內(nèi)，但保護(hù)電阻不宜選得過(guò)大，太大了會(huì)由于負(fù)載電流而產(chǎn)生較大的壓降和損耗；Ri的另一作用是在被試品擊穿時(shí)，防止試驗(yàn)變壓器高壓側(cè)產(chǎn)生過(guò)大的電動(dòng)力。Ri

6、按1歐/伏選取（對(duì)于大容量的被試品可適當(dāng)選小些）。串聯(lián)在保護(hù)球隙回路中的 R2可按下式計(jì)算：R2=242U / 3aCx（歐）球間隙，是為了限制試驗(yàn)回路可能出現(xiàn)的過(guò)電壓，其放電電壓調(diào)整為試驗(yàn)電壓的1.1倍左右。二、串聯(lián)諧振、并聯(lián)諧振及串并聯(lián)諧振的試驗(yàn)方法對(duì)于長(zhǎng)輸電線路、靜電電容器、大型發(fā)電機(jī)和變壓器等電容量較大的被試品的交流耐壓試驗(yàn)，需要 較大容量的試驗(yàn)設(shè)備和電源，現(xiàn)場(chǎng)往往難以辦到。在此情況下，可根據(jù)具體情況，分別采用串聯(lián)、并聯(lián)諧 振或串并聯(lián)諧振（也稱串并聯(lián)補(bǔ)償）的方法解決試驗(yàn)設(shè)備容量不足的問(wèn)題。（一）串聯(lián)諧振（電壓諧振）法當(dāng)試驗(yàn)變壓器的額定電壓不能滿足所需試驗(yàn)電壓用串聯(lián)諧振的方法來(lái)解決試驗(yàn)電

7、壓的不足，試驗(yàn)接線如圖，但電流容量能滿足被試品試驗(yàn)電流的情況下，可 2所示。圖2被試品Cx上的電壓決定于試驗(yàn)回路中的電流I的大小，其值可比試驗(yàn)變壓器輸出電壓高許多倍，因此，用這種方法能得到所需的試驗(yàn)電壓。當(dāng)應(yīng)用串聯(lián)諧振法時(shí)，以被試品本身的電容和消弧線圈或電感線圈串聯(lián)，并調(diào)節(jié)線圈的電感量，使 其與被試品電容對(duì) 50赫產(chǎn)生諧振。利用串聯(lián)諧振作耐壓試驗(yàn)有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：若被試品擊穿，則諧振終止， 高壓消失；擊穿后電流下降，不致造成被試品擊穿點(diǎn)擴(kuò)大。（二）并聯(lián)諧振（電流諧振）法當(dāng)試驗(yàn)變壓器的額定電壓能滿足試驗(yàn)電壓的要求，但電流達(dá)不到被試品所需的試驗(yàn)電流時(shí)，可采用并聯(lián)諧振 對(duì)電流加以補(bǔ)償，以解決容量不足的問(wèn)題

8、，原理接線如圖3所示。圖3并聯(lián)回路兩支路的感抗和容抗分別為Xl和Xc,當(dāng)Xl=Xc時(shí)，回路產(chǎn)生諧振。這時(shí)雖然兩個(gè)支路的電流都很大，但回路的總電流I = 0, Xc上的電壓等于電源電壓。實(shí)際上因回路中有電阻和鐵芯的損耗，回路電流不可能完全等于零。（三）串并聯(lián)諧振法除了以上的串聯(lián)、并聯(lián)諧振外，當(dāng)試驗(yàn)變壓器的額定電壓和額定電流都不能滿足試驗(yàn)要求時(shí)，可同 時(shí)運(yùn)用串、并聯(lián)諧振線路，通稱串并聯(lián)補(bǔ)償法，其原理如圖4所示。Ri圖4使L2對(duì)Cx欠補(bǔ)償，即并聯(lián)后仍呈容性負(fù)荷，再與Li形成串聯(lián)諧振，這樣能同時(shí)滿足試驗(yàn)電壓和電流的要求。對(duì)要求試驗(yàn)電壓高、電容量大的被試品，常采用圖4接線。（四）采用串聯(lián)、并聯(lián)諧振和串并

9、聯(lián)諧振法的注意事項(xiàng)1 .電源電壓和頻率要求穩(wěn)定，避免用電阻器調(diào)壓；2 .回路電阻Ri要有足夠的熱容量，并保持穩(wěn)定；3 .試驗(yàn)電壓直接在被試品兩端測(cè)量；4 .電感線圈應(yīng)滿足電流和絕緣強(qiáng)度的要求；5 .對(duì)于并聯(lián)諧振，當(dāng)被試品擊穿，諧振停止時(shí)，試驗(yàn)變壓器有過(guò)流的可能，因此，要求過(guò)流速斷保 護(hù)可靠動(dòng)作；6 .對(duì)于串聯(lián)諧振，當(dāng)被試品擊穿時(shí)，回路中的電流減小電壓降低，所以除了正常的過(guò)流保護(hù)外，還 應(yīng)有欠壓保護(hù)措施。第二節(jié)試驗(yàn)設(shè)備.高壓試驗(yàn)變壓器第3頁(yè)共5頁(yè)高壓試驗(yàn)變壓器，具有電壓高、容量小（高壓輸出電流一般為 0.1-1 安培） 、高壓繞組一端接地、持 續(xù)工作時(shí)間短的特點(diǎn)，在使用時(shí)應(yīng)考慮這些特點(diǎn)。1. 設(shè)

10、備電壓的選擇根據(jù)被試設(shè)備對(duì)試驗(yàn)電壓的要求，選用電壓合適的試驗(yàn)變壓器，并應(yīng)考慮試驗(yàn)變壓器低壓側(cè)電壓是否和試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)電源電壓及調(diào)壓器相符。2. 試驗(yàn)電流的選擇試驗(yàn)變壓器的額定電流，應(yīng)能滿足過(guò)流被試品的電容電流和泄漏電流的要求。一般按試驗(yàn)時(shí)所加的電壓和被試品的電容量來(lái)所需的試驗(yàn)電源，可按下式計(jì)算：I c=gjCXUS試驗(yàn)所需的電源容量按下式計(jì)算：P=3 GU2X 10-3（千伏安）二 . 調(diào)壓器調(diào)壓器應(yīng)能從零開始平滑地調(diào)節(jié)電壓，以滿足試驗(yàn)所需要的任意電壓。調(diào)壓器的輸出波形，應(yīng)盡可能地接近正弦波，容量也應(yīng)滿足試驗(yàn)變壓器的要求，通常與試驗(yàn)變壓器容量相同。如試驗(yàn)變壓器工作時(shí)間較短，調(diào)壓器的容量可略小些。常用

11、的調(diào)壓器有自耦調(diào)壓器、移卷調(diào)壓器和感應(yīng)調(diào)壓器。1 . 自耦調(diào)壓器自耦調(diào)壓器的應(yīng)用廣泛，它具有體積小、重量輕、效率高、波形好等優(yōu)點(diǎn)。自耦調(diào)壓器是用移動(dòng)碳刷 接觸調(diào)壓，所以容量受到限制，適用于小容量調(diào)壓。2 .移卷調(diào)壓器移卷調(diào)壓器是通過(guò)移動(dòng)一個(gè)可活動(dòng)的線圈來(lái)調(diào)壓的，移卷調(diào)壓器的調(diào)壓范圍寬，并與試驗(yàn)變壓器配套，電壓可達(dá) 10 千伏。主要缺點(diǎn)是效率低、空載電流大，在低電壓和接近額定電壓下使用，波形容易發(fā)生畸變。第三節(jié) 試驗(yàn)電壓的測(cè)量1 . 在試驗(yàn)變壓器低壓側(cè)測(cè)量對(duì)于一般瓷質(zhì)絕緣、斷路器、絕緣工具等，可測(cè)取試驗(yàn)變壓器低壓側(cè)的電壓，再通過(guò)變比換算至高壓側(cè)電壓，適用于負(fù)荷容量比電源容量小得多，測(cè)量準(zhǔn)確度要求

12、不高的情況。2 . 用電壓互感器測(cè)量將電壓互感器的原邊并接在被試品的兩端在電壓互感器的副邊測(cè)量電壓，根據(jù)測(cè)得的電壓和電壓互感器的變壓比計(jì)算出高壓側(cè)的電壓。為保證測(cè)量的準(zhǔn)確度，電壓互感器的精度等級(jí)應(yīng)不低于1 級(jí)，電壓表不低于 0.5 級(jí)。3 . 用高壓靜電電壓表測(cè)量用高壓靜電電壓表測(cè)量工頻高壓的有效值，將高壓靜電電壓表接于被試設(shè)備的兩端，可直接讀出加于被試設(shè)備上的高壓。這種方法比較簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確，缺點(diǎn)是：測(cè)量時(shí)易受電磁場(chǎng)和風(fēng)的影響，故一般被用于實(shí)驗(yàn)室測(cè)量。4 . 用電容分壓器測(cè)量用電容分壓器測(cè)量高壓的方法是目前現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常采用的方法，分壓器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，攜帶方便準(zhǔn)確度也比較高?，F(xiàn)場(chǎng)常用的還有阻容分壓器，接入

13、并聯(lián)電阻后使測(cè)量系統(tǒng)有良好的升降特性。第四節(jié) 試驗(yàn)分析和注意事項(xiàng). 試驗(yàn)分析對(duì)于絕緣良好的被試品，在交流耐壓中不應(yīng)擊穿，是否擊穿可根據(jù)下述現(xiàn)象來(lái)分析。1. 根據(jù)試驗(yàn)賄賂接入表記的指示進(jìn)行分析。一般情況下，電流表突然上升，說(shuō)明被試品已擊穿。但當(dāng)被試品的容抗Xc與試驗(yàn)變壓器的漏抗 XL之比等于2時(shí)，雖然被試品已擊穿。但電流表的指示不變（因?yàn)橘V賂電抗X=l Xc-Xl I ,所以當(dāng)被試品短路 Xc=0時(shí)，回路中仍有 Xl存在，與被試品擊穿前的電抗值是相等 的，故電流表的指示不會(huì)發(fā)生變化）；當(dāng)汽與Xl的比值小于2時(shí)，被試品擊穿后，使試驗(yàn)回路的電抗增大， 電流表指示反而下降。通常Xc XL ，不會(huì)出現(xiàn)上

14、述情況，只有在被試品電容量很大或試驗(yàn)變壓器容量不夠時(shí)，才有可能發(fā)生。此時(shí)，應(yīng)以接在高壓端測(cè)量被試品上的電壓表來(lái)判斷，被試品擊穿時(shí)，電壓表指示明顯下降。低壓側(cè)電壓表的指示也會(huì)有所下降。2. 根據(jù)被試品的狀況進(jìn)行分析。被試品發(fā)出擊穿響聲（或斷續(xù)放電聲） 、冒煙、出氣、焦臭、閃弧、 燃燒等，都是不容許的，應(yīng)查明原因。這些現(xiàn)象如果確定是絕緣部分出現(xiàn)的，則認(rèn)為是被試品存在缺陷或 擊穿。二 . 注意事項(xiàng)1） 被試品為有機(jī)絕緣材料時(shí)，試驗(yàn)后應(yīng)立即觸摸，如出現(xiàn)普遍或局部發(fā)熱，則認(rèn)為絕緣不良，應(yīng)即時(shí)處理，然后再作試驗(yàn).2） 對(duì)夾層絕緣或有機(jī)絕緣材料的設(shè)備，如果耐壓試驗(yàn)后的絕緣電阻，比耐壓前下降30%，則認(rèn)為該試品不合格。3） 在試驗(yàn)過(guò)程中，若由于空氣濕度、溫度、表面臟污等影響，引起被試品表面滑閃放電或空氣放電，不應(yīng)認(rèn)為被試品不合格，須經(jīng)清潔、干燥處理后，再進(jìn)行試驗(yàn)。4） 升壓必須從零開始，不可沖擊合閘。升壓速度在40%試驗(yàn)電