電氣設(shè)備的絕緣試驗

1、電氣設(shè)備的絕緣試驗電氣設(shè)備的絕緣試驗 制作人：李華東制作人：李華東 郵郵 箱：箱：本次培訓(xùn)主要內(nèi)容： 一、一、電力變壓器試驗 二、二、斷路器試驗 三、三、電力電纜的試驗第一節(jié) 電力變壓器試驗電力變壓器是電力系統(tǒng)電網(wǎng)安全性評價的重要設(shè)備，它的安全運行具有極其重要意義，預(yù)防性試驗是保證其安全運行的重要措施。預(yù)防性試驗的有效性對變壓器故障診斷具有確定性影響，通過各種試驗項目，獲取準確可靠的試驗結(jié)果是正確診斷變壓器故障的基本前提。對電力變壓器進行絕緣性試驗是保證進行安全運行的重要措施。電力變壓器絕緣性試驗項目主要有以下，如表6-1 所示：表6-1 電力變壓器試驗項目序號試驗項目序號試驗項目1繞組絕緣電

2、阻、吸收比或（和）極化指數(shù)的測量2繞組泄漏電流的測量3繞組連同套管介質(zhì)損耗角正切tg的測量4交流耐壓試驗的測量5直流耐壓試驗的測量6繞組直流電阻的測量7繞組所有分接頭的電壓比的測量8鐵心對地絕緣電阻的測量9沖擊電壓試驗10校核三相變壓器的組別或單相變壓器極性11空載電流和空載損耗的測量12絕緣油試驗及油中溶解氣體色譜分析13檢查有接開關(guān)的動作情況一、繞組絕緣電阻、吸收比或和極化指數(shù)試驗1測量方法及接線 測量繞組絕緣電阻、吸收比或極化指數(shù)，它能有效檢查出變壓器絕緣整體受潮、部件表面受潮或臟污以及貫穿性的集中缺陷，如各種貫穿性短路、瓷件破裂、引線接殼、器身內(nèi)有銅線搭橋等現(xiàn)象引起的半貫通性或金屬性短

3、路等。 測量繞組絕緣電阻時，應(yīng)依次測量各繞組對地及對其他繞組間的絕緣電阻值。測量時，被測繞組各引出端均應(yīng)短接在一起，其余非被測繞組均應(yīng)短路接地。測量時的接線圖如圖6-1，絕緣電阻和吸收比測量的順序和部位如表6-2所示。表6-2 變壓器絕緣電阻和吸收比測量的順序和部位順序雙繞組變壓器三繞組變壓器被測繞組接地部位被測繞組接地部位1低壓繞組外殼及高壓繞組低壓繞組外殼、高壓繞組及中壓繞組2高壓繞組外殼及低壓繞組中壓繞組外殼、高壓繞組及低壓繞組3高壓繞組外殼、中壓繞組及低壓繞組4高壓繞組及低壓繞組外殼高壓繞組中壓繞組外殼及低壓繞組5高壓繞組、中壓繞組及低壓繞組外殼 如為自耦變壓器時，應(yīng)按如下測量： 低壓

4、繞組高、中壓繞組及地； 高、中、低壓繞組地； 高、中壓繞組低壓繞組及地。 測量繞組絕緣電阻時，對額定電壓為10000V以上的繞組用2500V兆歐表，其量程一般不低于10000M，1000V以下者用1000V 兆歐表。 為避免繞組上殘余電荷導(dǎo)致較大的測量誤差，測量前或測量后均應(yīng)將被測繞組與外殼短路充分放電，放電時間不小于2min。對于新投入或大修后的變壓器，應(yīng)充滿合格油并靜止一段時間，待氣泡消除后方可試驗。一般110kV及以上變壓器應(yīng)靜止20h以上，310kV的變壓器需靜止5h以上。測量時，以變壓器頂層油溫作為測量時的溫度。（a）（b）圖1 用兆歐表測量變壓器絕緣電阻示意圖（a）高壓繞組對外殼及

5、低壓繞組（b）低壓繞組對高壓繞組及外殼2試驗結(jié)果的分析與判斷 將測得的數(shù)值與出廠測量結(jié)果比較進行判斷，當無出廠數(shù)據(jù)時，按表6-3做參考。表6-3油浸式電力變壓器絕緣電阻的最低允許值（單位：）繞組電壓等級/kV溫度/510203040506070803106754503002001309060402520359006004002701801208050356333018001200800540360240160100705004500300020001350900600400270180當測量溫度與出廠測量溫度不相符合時，按表6-4換算。 表6-4 油浸式電力變壓器絕緣電阻的溫度換算系數(shù)溫差K5

6、1015202530354045505560換算系數(shù)A1.21.51.82.32.83.44.15.16.27.59.211.2當變壓器電壓等級為35kV以上，且容量在4000kVA以上時，應(yīng)測量吸收比，吸收比與出廠試驗值應(yīng)無明顯差別，在常溫下不應(yīng)小于1.3 。二、泄漏電流試驗直流泄漏電流試驗原理與絕緣電阻試驗完全相同，但是，泄漏電流試驗所加的試驗電壓遠遠高于絕緣電阻試驗，并且是逐漸施加的、可以調(diào)節(jié)的，能發(fā)現(xiàn)某些絕緣電阻試驗所不能發(fā)現(xiàn)的絕緣缺陷。例如，能更靈敏地反應(yīng)變壓器絕緣的部分穿透性缺陷、套管的缺陷、絕緣油劣化等。測量方法及接線 現(xiàn)場常采用下圖6-2所示的接線方式：圖6-2 直流泄漏電流試

7、驗接線圖6-2 直流泄漏電流試驗接線圖6-2 直流泄漏電流試驗接線2標準及判斷 當變壓器電壓等級為35kV 及以上，且容量在10000kVA及以上時，應(yīng)測量直流泄露電流。 試驗電壓標準見表6-5。當施加電壓達到1min時，在高壓端讀取泄露電流。泄露電流也不宜超過表6-5所示。表6-5 油浸式電力變壓器絕緣直流泄露電流參考值額定電壓/kV試驗電壓峰值/kV在下列溫度時繞組泄露電流值（A）1020304050607080235111725395583125178615102233507711216625035620352033507411116725040057063330403350741111

8、672504005705506020304567100150235330如測得數(shù)值突升，則變壓器有嚴重的缺陷，應(yīng)查明原因。三、繞組介質(zhì)損耗角正切tg 測量變壓器繞組連同套管的介質(zhì)損耗角正切tg時，主要用于更進一步檢查變壓器是否受潮、絕緣老化、絕緣油劣化等嚴重的局部缺陷。 1測量方法及接線 用QS1西林電橋測量tg，考慮到實際情況，常采用反接法，接線如下圖6-3所示。圖6-3 用QS1西林電橋測量tg原理圖標準及判斷 當變壓器電壓等級為35kV 及以上時，且容量在8000kVA及以上時，應(yīng)測量介質(zhì)損耗角正切tg。 介質(zhì)損耗角正切tg執(zhí)行標準按如下表6-6所示。 測量的tg值不應(yīng)大于出廠試驗值的1

9、.3倍。若大于，且不符合表6-5的規(guī)定，應(yīng)取絕緣油樣測量tg值，如不合格，則更換標準油，換油后tg值還不能達標的，則將變壓器加溫至出廠試驗溫度并穩(wěn)定5小時以上，重新測量，還不達標則為不合格變壓器。 當測量溫度與出廠試驗溫度不同，則按如下表6-6所示換算。表6-6 油浸式電力變壓器繞組介質(zhì)損耗角正切tg（%）最高允許值電壓等級/kV溫度/51020304050607035及以下1.31.52.02.63.54.56.08.0352201.01.21.52.02.63.54.56.03305000.70.81.01.31.72.22.93.8表6-7 介質(zhì)損耗角正切tg（%）溫度換算系數(shù)溫差K51

10、/1520253035404550換算系數(shù)A1.151.31.51.71.92.22.52.93.33.7 當測量時的溫度差不是以上時，可以按A=1.3K/10 計算。四、交流耐壓試驗 測量方法及接線 交流耐壓試驗是檢驗變壓器絕緣狀況最直接有效的方法，通常做法是對變壓器施加超過其一定倍數(shù)的工作電壓，并持續(xù)1min左右，以檢查其絕緣情況。常用的接線圖如下6-4所示。圖6-4 變壓器交流耐壓試驗接線標準及判斷 容量在8000kVA以上，且額定電壓在110kV以上的變壓器，按下表6-8所示標準施加試驗電壓進行交流耐壓試驗。（注：交接即變壓器經(jīng)過修理或定期試驗時）表6-8 油浸式電力變壓器試驗電壓標準

11、額定電壓（kV）最高工作電壓 （kV）1min工頻交流耐壓值（kV）出廠交接33.5181566.925211011.535301517.545382023.055473540.585726369.0140120110126.0200170 根據(jù)儀表指示及試驗過程可以迅速作出判斷：如試驗中是否發(fā)出聲響，是否出現(xiàn)冒煙、冒氣、火花、燃燒和閃絡(luò)等各種現(xiàn)象，指示儀表是否出現(xiàn)大幅度的擺動等。 當額定電壓為220kV、330kV和500kV時，應(yīng)進行局部放電試驗，試驗接線如下圖6-5所示，加壓時間為30min，執(zhí)行標準如下表6-9所示。圖6-5 變壓器局部放電試驗接線圖表6-9 油浸式電力變壓器局部放電試

12、驗電壓標準額定電壓（kV）最高工作電壓（kV）30min工頻交流試驗電壓值（kV）出廠交接220252.0395335330363.0510433500550.0680578注意事項：其放電量應(yīng)不大于500pC，交流耐壓試驗及局部放電試驗均需將變壓器充滿標準絕緣油，并靜止一段時間后才能進行，局部放電是在所加電壓達到一定值出現(xiàn)的現(xiàn)象，所以，當放電量急劇增加時，說明被試品將很快被擊穿。五、直流耐壓試驗 直流耐壓試驗?zāi)馨l(fā)現(xiàn)交流耐壓試驗所不能發(fā)現(xiàn)的缺陷，其原理接線及方法與直流泄露電流試驗相同，但是直流耐壓試驗所加電壓較高。外加電壓應(yīng)參考絕緣交流耐壓試驗電壓和交直流下?lián)舸╇妷?，并參考運行經(jīng)驗。 被試品是

13、否合格從其是否被擊穿可以迅速判斷，若接入電壓表讀數(shù)急劇減小或微安表讀數(shù)急劇增大，說明試品被擊穿。六、繞組直流電阻測量繞組直流電阻測量測量方法及接線使用變壓器直流電阻測試儀測量，接線時按說明書即可。標準及判斷 不同溫度下的R轉(zhuǎn)換按公式R2=R1（T+t2）/（T+t1）進行轉(zhuǎn)換。其中：T電阻溫度常數(shù)，銅為235，鋁為225，R1 、 R2 分別為t1 、 t2時的電阻值。對于容量在1600kVA以上的變壓器，應(yīng)有：R2% , 其中R為各相繞組電阻的差別, 為三相繞組電阻平均值。若變壓器無中性點引出，應(yīng)為：R% 。對繞組的歷次測量其結(jié)果不應(yīng)有明顯的差別。若是做交接試驗時則與出廠時的比較不應(yīng)有太大變

14、化。RRR七、測量繞組所有分接頭的電壓比測量方法及接線 使用變壓比測試儀，接線時按說明書即可，對繞組分接頭進行電壓比的測量，可以檢查分接開關(guān)的位置及出線端標志的正確性。特別提示：一定要按說明書將變壓比測試儀與被測變壓器正確接線，并仔細檢查。標準及判斷 各相測得的電壓比順序與銘牌應(yīng)一致 變壓器額定電壓在35kV以下，變壓比小于時其允許誤差為1，其他所有的額定電壓等級的變壓器其允許誤差為0.5。八、沖擊電壓試驗 沖擊電壓試驗可以模擬雷電波的侵襲，一般情況下，變壓器出廠時的沖擊電壓試驗要求試驗電壓大于300kV，變壓器改型定型時的型式試驗時試驗電壓可以小于300kV。 測量方法及接線： 使用沖擊電壓

15、發(fā)生器，其接線參考沖擊電壓發(fā)生器使用說明書，對于變壓器則有多種方式，參考變壓器繞組連接方式即可。九、鐵心對地絕緣電阻的測量 方法 打開鐵心接地連接片，將地線端子用接地線和變壓器的外殼連接好，用絕緣把手將相線接觸被測變壓器的鐵心。測量60s并作好記錄。最后注意：試驗完畢后，應(yīng)先將把手從鐵心處斷開，并保持兆歐表勻速搖動，以防鐵心反擊兆歐表，而后關(guān)閉兆歐表并將鐵心放電。 試驗判斷 絕緣電阻10M（使用2500V） 加壓1min應(yīng)無閃絡(luò)現(xiàn)象。 鐵心絕緣電阻與變壓器本身有一定的對應(yīng)關(guān)系，若其絕緣電阻過低，應(yīng)查明原因。第二節(jié) 斷路器試驗 本節(jié)以少油斷路器為例，介紹其試驗項目、試驗過程及檢驗方法，其他型號的

16、斷路器試驗方法類似。 油斷路器試驗項目如表6-10所示：表6-10 油斷路器試驗項目序號試驗項目序號試驗項目1測量絕緣電阻4交流耐壓試驗2測量35kV及以上非純瓷套管斷路器的tg值5測量分合閘電磁鐵的最低動作電壓3測量35kV及以上少油斷路器的泄露電流6輔助回路和控制回路的交流耐壓試驗一、測量絕緣電阻絕緣電阻可以發(fā)現(xiàn)各種沿面貫穿性試驗，如引線套管和拉桿受潮及裂紋等。是斷路器試驗最基本的試驗。其接線方式參考圖6-1用兆歐表測量變壓器絕緣電阻示意圖，測量時使用2500V兆歐表，并記錄合閘時導(dǎo)電部分對地和分閘時斷口之間的絕緣電阻，若其拉桿為有機物，則絕緣電阻應(yīng)符合表6-11要求：表6-11 斷路器合

17、閘時導(dǎo)電部分對地和分閘時斷口之間的絕緣電 試驗類型額定電壓 kV2424405126252交接時或大修后（M） 120030006000運行中（M）60015003000整體絕緣電阻則參考廠規(guī)或按經(jīng)驗規(guī)定。二、tg值的測量一般只對35kV及以上非純瓷套管斷路器和多油斷路器測量介質(zhì)損耗角正切值。接線采用QS1西林電橋的正接線法。測量時，將被測斷路器從外電路斷開，在分閘狀態(tài)下分支測量，對tg值的分析主要參考規(guī)程中的規(guī)定進行。必須注意：歷年及同型號斷路器的測量值不應(yīng)有較大差異。三、測量泄露電流測量泄露電流是35kV及以上少油斷路器的試驗重要項目之一，它能發(fā)現(xiàn)斷路器的外殼污穢、拉桿及滅弧室受潮等缺陷。

18、試驗接線如圖6-6所示。圖6-6 測量少油斷路器泄露電流接線圖 根據(jù)規(guī)程及斷路器的額定電壓確定試驗電壓，一般情況下，額定電壓為35kV以下取試驗電壓為20kV，當額定電壓為35kV以上取試驗電壓為40kV。電壓表采用1.5級，微安表為0.5級。根據(jù)試驗電壓和估計的泄露電流選取合適電容和電阻，高壓引線要用屏蔽線，必要時還要將絕緣子表面進行屏蔽。試驗時應(yīng)對3相分別進行測量，并將其引線短路接地，從零開始逐漸加壓，試驗電壓按0.5Un分級升高，并停留1min，記錄此時的微安表讀數(shù)，并記下環(huán)境溫度。 對于35kV及以上的斷路器，其泄露電流不大于10uA，而當額定電壓為220kV以上時，泄露電流不大于5u

19、A。如果在升壓過程中微安表讀數(shù)急劇變化，應(yīng)查明其原因。四、交流耐壓試驗交流耐壓試驗是鑒定斷路器最有效最直接的方法，本試驗屬破壞性試驗，所以應(yīng)在其他試驗完成后進行。35kV油斷路器在新安裝或大修后應(yīng)進行交流耐壓試驗，有時在預(yù)防性試驗中也要進行。交流耐壓試驗應(yīng)在其合閘狀態(tài)導(dǎo)電部分對地之間和分閘狀態(tài)下斷口之間進行。對于新加油的斷路器應(yīng)將絕緣油靜止至少3個小時后，待油中氣泡全部溢出，方可加壓試驗。以免氣泡引起擊穿放電。接線采用圖6-7所示。6-7 工頻串聯(lián)諧振耐壓試驗接線圖耐壓時間為1min，耐壓參考值見表6-12所示。表6-12 斷路器交流耐壓限定值（單位：kV）斷路器額定電壓10356611022

20、0耐壓值出廠試驗48（28）95140200395交接試驗38（25）85155180356注：括號內(nèi)為低電阻接地系統(tǒng)試驗時應(yīng)無擊穿無閃絡(luò)現(xiàn)象，試驗時應(yīng)在周圍設(shè)圍欄并有專人看護，如果發(fā)現(xiàn)電壓表指針擺動很大或電流表讀數(shù)急劇增加，或者絕緣燒焦氣味、 冒煙等情況時，應(yīng)立即停止加壓并斷開電源對被試品進行接地放電后再對其檢查。五、測量分合閘電磁鐵的最低動作電壓 方法 用直流電壓源可以測量斷路器的動作電壓，要求直流電壓輸出電壓為0250V，電流大于或等于5A，紋波系數(shù)小于3% 。將直流電壓源輸出經(jīng)刀閘開關(guān)分別接入斷路器二次側(cè)合閘或分閘回路，先加較小電壓，此時斷路器不動作，然后漸漸提高此電壓值，待斷路器正確

21、動作時，停止加壓并記錄此時所加電壓。則為其最低動作電壓。 判斷依據(jù) 合閘電磁鐵的最低動作電壓應(yīng)小于其額定電壓的80%，在其額定電壓的80%-110%范圍內(nèi)應(yīng)可靠動作。 分閘電磁鐵的最低動作電壓應(yīng)在其額定電壓的30%-65%范圍內(nèi)，在其額定電壓的65%-120%范圍內(nèi)應(yīng)可靠動作。當降到其額定電壓的30%時或更低時不應(yīng)引起脫扣。第三節(jié) 電力電纜的試驗電力電纜的試驗包括絕緣電阻的測量、交流耐壓試驗、直流耐壓和泄露電流試驗。一、絕緣電阻的測量 對電力電纜絕緣電阻的測量可以判斷電纜是否老化、受潮，通過耐壓試驗前后絕緣電阻的比較，還可以發(fā)現(xiàn)電纜在耐壓時所暴露出來的缺陷。1000V以下的電纜用1000V的兆

22、歐表，1000V以上的電纜用2500V的兆歐表。 運行中的電纜要充分放電，拆除一切對外連線，并用清潔干燥的布擦凈電纜頭，逐相測 量。由于電纜電容很大，操作時兆歐表的搖動速度要均勻。測量完畢后，應(yīng)先斷開兆歐表與電纜的連接再停止搖動，以免電容電流對兆歐表反沖充電；每次測量后都要充分放電，操作應(yīng)采用絕緣工具，以防止電擊。為了測得準確，應(yīng)在纜芯端部絕緣上或套管端都裝屏蔽環(huán)并接往兆歐表的屏蔽端子。此外，當電纜較長充電電流較大時，兆歐表開始時指示數(shù)值很小，如使用手動兆歐表，則應(yīng)繼續(xù)搖動。短電纜的讀數(shù)很快就趨于一穩(wěn)定值，而長電纜一般均取15s和60s的讀數(shù)R15和R60。 測量時要注意以下事項： （1）必須

23、在試驗現(xiàn)場設(shè)圍欄，被試電纜兩端均應(yīng)該有專人看護，且通訊暢通，負責(zé)升壓的人員一定要注意周圍情況，一有異常應(yīng)立即切斷電源，待查明原因后方可繼續(xù)進行試驗。 （2）檢查搖表：先不接L搖動手柄，指針應(yīng)指向“”，將L與E短接，緩慢旋轉(zhuǎn)手柄，指針應(yīng)指向零。 （3）手搖轉(zhuǎn)速應(yīng)大于額定轉(zhuǎn)速的80%。 （4）進行絕緣電阻和交流耐壓試驗后，應(yīng)對電纜充分放電。 （5）兆歐表停止搖動前，必須先斷開測試回路以防反充電。 （6）若被測電纜較長，由于充電電流較大，因此兆歐表開始指示數(shù)值較小，必須經(jīng)過較長時間搖才會得到正確的結(jié)果。 試驗接線按圖6-11所示：圖6-11 電力電纜絕緣電阻測量接線圖將被測相接兆歐表L端，其余兩相與

24、電纜外皮相連并接E端，被測相外層加屏蔽短路圈接G端。 試驗結(jié)果判斷（以下測量溫度均為20）： （1）110kV及以上電纜進行外護套絕緣電阻試驗時，必須在有外電極下進行，可使用500V兆歐表，每500M電纜絕緣電阻值應(yīng)大于0.25M。 （2）1kV及以下電纜進行絕緣電阻試驗時，每500M電纜絕緣電阻值應(yīng)不低與10M。 （3）3kV及以下電纜進行絕緣電阻試驗時，每500M電纜絕緣電阻值應(yīng)不低與200M。 （4）610kV之間電纜進行絕緣電阻試驗時，每500M電纜絕緣電阻值應(yīng)不低與400M。 （5）2035kV之間電纜進行絕緣電阻試驗時，每500M電纜絕緣電阻值應(yīng)不低與600M。另外，多芯電纜各芯線

25、絕緣電阻中最大值與最小值之比不大于2.5。運行中的電纜，其絕緣電阻應(yīng)從各次試驗數(shù)值的變化規(guī)律及相問的相互比較來綜合判斷其相間不平衡系數(shù)一般不大于22.5。電纜絕緣電阻的數(shù)值隨電纜的溫度和長度而變化。為便于比較，應(yīng)換算為20時每千米長的數(shù)值，即 R20=Rt K L 式中R20電纜在20時的單位絕緣電阻(Mnkm)； Rt電纜長度為f，在f時的絕緣電阻(Mn)； L一電纜長度(km)； K溫度系數(shù)。見表6-16表6-16 電纜絕緣的溫度換算系數(shù)溫度（）0510152025303540K0.480.570.700.851.01.131.411.661.92二、直流耐壓試驗和泄露電流試驗1原理及接線

26、 直流耐壓試驗可以檢查絕緣干枯、氣泡機械損傷及出廠時的包扎缺陷，而泄露電流試驗可以靈敏地反應(yīng)絕緣老化和受潮等情況。直流耐壓試驗和泄露電流試驗可以采用如圖6-12所示的接線同時進行，注意：對于35kV以下的電纜，高壓側(cè)微安表處側(cè)應(yīng)加接屏蔽線，35kV以上的電纜采用兩端屏蔽的方法，可利用電纜的非測試相作為屏蔽線。圖6-12 電纜直流泄露電流及直流耐壓試驗接線圖 2試驗判斷 根據(jù)電力行業(yè)DLT596-1996試驗規(guī)程中各種電纜的直流耐壓試驗電壓，分別選用不同的試驗電壓進行試驗，表6-17為油浸紙絕緣電力電纜長度為250M及以下時的試驗電壓及泄露電流參考值。表6-17 油浸紙絕緣電力電纜長度為250M

27、及以下時的試驗電壓及泄露電流參考值電纜類型工作電壓/kV試驗電壓/kV泄露電流/(A)三芯電纜35140852080801050506303031515單芯電纜1050706304531530 因一般電纜的缺陷須持續(xù)5min才能暴露出來，所以，試驗時應(yīng)分別均勻升壓至0.25、 0.5、 0.75和1.0倍試驗電壓并停留1min，讀取泄露電流值，在1.0倍試驗電壓并停留5min，仍然讀取泄露電流值并作好記錄，并要求不超過上表的參考值。每次試驗結(jié)束后，應(yīng)降壓并切斷電源，并經(jīng)100 k-200k的限流電阻對地放電書次無火花后，再直接對地放電。 注意：電力電纜必須在直流耐壓試驗合格后才能投入運行，泄露電流試驗只能作為絕緣情況的參考,絕不能作為是否投入運行的判斷標準。若試