高壓試驗基本知識

1、 主要內(nèi)容n1電氣試驗介紹n2電氣試驗項目介紹n3常用電氣設(shè)備的試驗、檢測與診斷1電氣試驗介紹n1.1電氣試驗的作用和意義n1.2電氣試驗的分類n1.3電氣試驗技術(shù)和安全事項n1.4電氣試驗的總體要求n1.5預(yù)防性試驗的要求和效果特點分析1.1電氣試驗的作用和意義n電力系統(tǒng)包括眾多的電氣設(shè)備，而電力設(shè)備的安全運(yùn)行是保證安全可靠發(fā)供電的前提。有些電氣設(shè)備的故障甚至?xí){到整個系統(tǒng)的安全供電。電力生產(chǎn)的實踐證明，對電氣設(shè)備按規(guī)定開展檢測試驗工作，是防患于未然，保證電力系統(tǒng)安全，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要措施之一。 由于電力設(shè)備在設(shè)計和制造過程中，不免存在一些質(zhì)量問題，而且在安裝過程中也可能出現(xiàn)損壞，由此將造成

2、一些潛伏性缺陷。電力設(shè)備在運(yùn)行中經(jīng)常處于熱，化學(xué)，機(jī)械振動以及其他因素的影響，其絕緣易出現(xiàn)劣化，甚至失去絕緣性能，造成事故。n有關(guān)統(tǒng)計，電力系統(tǒng)60以上的停電事故是由設(shè)備絕緣缺陷引起的。設(shè)備絕緣的劣化，都有一個發(fā)展期，在這個發(fā)展期，絕緣材料會發(fā)出一些物理，化學(xué)信息，這些信息反映出絕緣狀態(tài)的變化情況。這就需n要電氣試驗人員通過電氣試驗，了解掌握絕緣情況，以便在故障發(fā)展的初期就能夠及時準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)缺陷并處理。絕緣預(yù)防性試驗由此而得名。n電氣設(shè)備的絕緣缺陷可分為兩大類n（1）集中性缺陷。如絕緣子的瓷質(zhì)開裂；發(fā)電機(jī)的絕緣局部磨損；電纜絕緣的氣隙在電壓作用下發(fā)生局部放電。n（2）分布性缺陷。指電氣設(shè)備的整體

3、絕緣性能下降。如發(fā)電機(jī)，套管等絕緣中的有機(jī)材料受潮，老化，變質(zhì)等。n絕緣內(nèi)部的缺陷存在，降低了電氣設(shè)備的絕緣水平，我們可以通過試驗的方法，把隱藏的缺陷檢查出來。1.2電氣試驗的分類n電氣試驗一般可分為出廠試驗，交接試驗，大修試驗，絕緣預(yù)防性試驗等。n按試驗的作用和要求不同，電氣試驗可分為絕緣試驗和特性試驗兩大類。 n絕緣試驗是指測量設(shè)備絕緣性能的試驗。n絕緣試驗一般分為兩大類：n第一類是非破壞性試驗。是指在較低的電壓下，或在不破壞絕緣的基礎(chǔ)上測量各種特性，從而判斷絕緣內(nèi)部的缺陷。實踐證明，這類方法是有效的，但由于試驗電壓較低，缺陷不能充分暴露，目前還不能只靠它判斷絕緣水平。n第二類是破壞性試驗

4、。通過這類試驗，能保證絕緣有一定的水平和裕度，其缺點是有可能在試驗中給被試設(shè)備的絕緣造成損傷。但目前仍是絕緣試驗中的一項主要方法。n為了避免破壞性試驗對絕緣的損傷，破壞性試驗要在非破壞性試驗之后進(jìn)行n特性試驗是指絕緣試驗以外的試驗。n這類試驗主要是對電氣設(shè)備的電氣機(jī)械方面的某些特性進(jìn)行測試，如變壓器的變比試驗，極性試驗；線圈的直流電阻；斷路器的導(dǎo)電回路電阻，分合閘時間和速度試驗等。n 上述試驗有他們的共同目的，就是發(fā)現(xiàn)缺陷，但又各具一定的局限性。試驗人員應(yīng)根據(jù)試驗結(jié)果，結(jié)合出廠及歷年的數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向比較，并與同類設(shè)備的試驗數(shù)據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行橫向比較，經(jīng)過綜合分析來判斷設(shè)備缺陷或薄弱環(huán)節(jié)。 1.3電氣

5、試驗技術(shù)和安全事項n1.3.1技術(shù)措施n（1）周密的準(zhǔn)備工作。包括擬定試驗程序，準(zhǔn)備試驗設(shè)備儀器等n（2）合理整齊的布置試驗場地。試驗器具靠近試品設(shè)備，帶電部分互相隔開，面向試驗人員并處于視線之內(nèi)；活動范圍按表11。n（3）試驗接線清晰明了無誤。n（4）操作順序有條不紊。在操作中，除非有特殊要求，均不得突然加壓或失壓，當(dāng)發(fā)生異常，應(yīng)立即停止升壓，立即進(jìn)行降壓，斷電，放電，接地等措施。而后檢查分析。n（5）做好試驗的善后工作。包括清理現(xiàn)場，妥善保管試驗器具。n（6）試驗記錄。對試驗項目，測量數(shù)據(jù)，試品名稱，儀器編號，氣象條件及試驗時間等應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的記錄，作為分析和判斷設(shè)備狀態(tài)的依據(jù)，然后整理成試

6、驗報告。 1.3.2安全措施n交接和預(yù)防性試驗中的多數(shù)試品裝設(shè)在發(fā)電廠，變電站現(xiàn)場，由于試品的對外引線，接地裝置易觸及附近的帶電設(shè)備，加之人員及外界的影響，均增加了工作的復(fù)雜性，因此，在試驗項目中，必須具備完善的安全措施。n（1）現(xiàn)場工作必須執(zhí)行工作票制度，工作許可制度，工作監(jiān)護(hù)制度，工作間斷和轉(zhuǎn)移及終結(jié)制度。n（2）在試驗現(xiàn)場應(yīng)裝設(shè)遮攔或圍欄，懸掛警示牌，并派專人看守。n（3）高壓試驗不得少于兩人，飾演負(fù)責(zé)人應(yīng)由經(jīng)驗人員擔(dān)任。開始前，負(fù)責(zé)人應(yīng)對全體試驗人員詳細(xì)交待試驗中的安全事項。n（4）因試驗需要斷開電氣設(shè)備接頭時，應(yīng)做好標(biāo)記，恢復(fù)后應(yīng)進(jìn)行檢查。n（5）實驗器具的外殼應(yīng)可靠接地，高壓引線應(yīng)

7、盡可能短，必要時用絕緣物支持，為了在試驗時確保高壓回路的任何部分不對接地體放電，高壓回路與接地體必須留有足夠的距離。n（6）加壓前須認(rèn)真檢查接線，表計量程，確認(rèn)調(diào)壓器處于零位，儀表開始狀態(tài)正確無誤，并通知有關(guān)人員離開被試設(shè)備，得到負(fù)責(zé)人許可后，方可加壓。n（7）變更接線或試驗結(jié)束，應(yīng)首先降下電壓，斷開電源，并將升壓裝置的高壓部分短路接地。n（8）未裝接地線的大容量試品，應(yīng)先放電再進(jìn)行試驗。1.4電氣試驗的總體要求n電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗是判斷設(shè)備能否繼續(xù)投入運(yùn)行，預(yù)防性設(shè)備損壞及保證安全運(yùn)行的重要措施。凡電力預(yù)防性試驗，均應(yīng)根據(jù)電氣設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程要求進(jìn)行預(yù)防性試驗。n1）電氣設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)

8、程的各項規(guī)定是檢查設(shè)備的基本要求，應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行。堅持預(yù)防為主，積極改進(jìn)設(shè)備，使設(shè)備能長期。安全，經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。n2）堅持科學(xué)的態(tài)度，對試驗結(jié)果必須全面綜合分析，掌握設(shè)備性能變化的規(guī)律和趨勢，要加強(qiáng)技術(shù)管理，健全資料檔案，不斷提高試驗水平。 3）額定電壓為110kV以下的電氣設(shè)備，應(yīng)按電氣設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程規(guī)定進(jìn)行交流耐壓試驗。對于電力變壓器和互感器，在局部和全部更換繞組后，應(yīng)進(jìn)行耐壓試驗。 n4）進(jìn)行絕緣試驗時，應(yīng)盡量將連接在一起的各種設(shè)備分離開來單獨(dú)試驗，同一試驗標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備可以連在一起試驗。為了便利現(xiàn)場試驗，已經(jīng)有了單獨(dú)試驗記錄的若干統(tǒng)一試驗標(biāo)準(zhǔn)的電氣設(shè)備，在單獨(dú)試驗有困難時，可以連在一起試驗，

9、此時，試驗標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)采用設(shè)備中最低標(biāo)準(zhǔn) n5）當(dāng)試驗設(shè)備的額定電壓與實際使用的額定工作電壓不同時，應(yīng)根據(jù)下列原則確定試驗電壓的標(biāo)準(zhǔn)：（1）當(dāng)采用額定電壓較高的電氣設(shè)備以加強(qiáng)絕緣者，應(yīng)按照設(shè)備的額定電壓標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗；n（2）采用額定電壓較高的電氣設(shè)備，在已滿足產(chǎn)品通用性的要求時，應(yīng)按照設(shè)備實際使用的額定工作電壓的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗；n（3）采用較高電壓等級的電氣設(shè)備，在滿足高海拔或污穢地區(qū)要求時，應(yīng)在安裝地點按照實際地工作電壓標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗。 n6）在進(jìn)行與溫度，濕度有關(guān)的各種電氣試驗時，應(yīng)同時測量被試物和周圍空氣的溫度，濕度。絕緣試驗應(yīng)在良好天氣下進(jìn)行。 1.5預(yù)防性試驗的要求和效果特點分析n每一項預(yù)防性

10、試驗項目對反映不同絕緣介質(zhì)的各種特點及靈敏度各不相同，因此，對各項預(yù)防性試驗結(jié)果不能孤立地，單獨(dú)地對絕緣介質(zhì)作出試驗結(jié)論，而必須將試驗結(jié)果聯(lián)系起來，進(jìn)行系統(tǒng)地，全面地分析比較，并結(jié)合各種試驗方法的有效性及設(shè)備的歷史情況，才能對被試設(shè)備的絕緣狀態(tài)和缺陷性質(zhì)作出科學(xué)的結(jié)論。n一般地說，如果電氣設(shè)備各項預(yù)防性試驗結(jié)果能結(jié)合電氣設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程的規(guī)定，則認(rèn)為該設(shè)備狀況良好，能投入運(yùn)行。但是，有些試驗項目在規(guī)程中不作具體規(guī)定，有的雖有規(guī)定，試驗結(jié)果卻在規(guī)程范圍內(nèi)出現(xiàn)異常，及測量結(jié)果合格，增長率卻很快，對這些情況，應(yīng)使用比較法進(jìn)行綜合分析判斷。綜合分析判斷包括下列幾項內(nèi)容： n（1）與電氣設(shè)備歷年試驗結(jié)

11、果相互比較。一般的電氣設(shè)備都應(yīng)定期進(jìn)行預(yù)防性試驗，如果設(shè)備絕緣在運(yùn)行過程中沒有什么變化，則歷次的試驗結(jié)果都應(yīng)當(dāng)接近，如果有明顯的差異，則說明絕緣可能有缺陷。n（2）與同類型設(shè)備試驗結(jié)果相互比較。對同類的設(shè)備而言，其絕緣結(jié)構(gòu)相同，在相同的運(yùn)行和氣候條件下，其測試結(jié)果應(yīng)大致相同，若懸殊很大，則說明絕緣可能存在缺陷。 n（3）同一設(shè)備相間的試驗結(jié)果相互比較。同一設(shè)備的各相絕緣情況應(yīng)基本一樣，如果存在差異明顯，則說明有異常相的絕緣可能有缺陷。n（4）與電氣設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程規(guī)定的“允許值”相互比較。對有些試驗項目，規(guī)程規(guī)定了“允許值”，若測量值超過“允許值”，則應(yīng)認(rèn)真分析，查找原因，或再用其他試驗項目

12、來查找缺陷。 2電氣試驗項目介紹n2.1絕緣電阻及吸收比試驗n2.2泄漏電流和直流耐壓試驗n2.3介質(zhì)損失角正切值試驗n3.4交流耐壓試驗一、絕緣電阻試驗使用范圍 絕緣電阻試驗是電氣設(shè)備絕緣試驗中一種最簡單、最常用的試驗方法。當(dāng)電氣設(shè)備絕緣受潮，表面變臟，留有表面放電或擊穿痕跡時，其絕緣電阻會顯著下降。根據(jù)絕緣等級的不同，測試要求的區(qū)別，常采用的兆歐表輸出電壓有100v、250V、500V、1000V、2500V、5000V、10000V等。 二、絕緣電阻試驗的主要參數(shù)及技術(shù)指標(biāo) 電氣設(shè)備的絕緣，不能等值為單純的電阻，其等值電路往往是電阻電容的混合電路。很多電氣設(shè)備的絕緣都是多層的，如圖1-1

13、為雙層電介質(zhì)的一個簡化等值電路。 當(dāng)合上開關(guān)K將直流電壓U加到絕緣上后，等值電路中電流i的變化如圖1-2中曲線所示，開始電流很大，以后逐漸減小，最后趨近于一個常數(shù)Ig； 圖1-2中曲線i和穩(wěn)態(tài)電流Ig之間的面積為絕緣在充電過程中從電源“吸收”的電荷Qa。這種逐漸“吸收”電荷的現(xiàn)象就叫做“吸收現(xiàn)象”。 在實際試驗中，規(guī)程規(guī)定，只需測量60s時的絕緣電阻值，即R60S的值，當(dāng)電容量特別大時，吸收現(xiàn)象特別明顯，如大型發(fā)電機(jī)，可以采用10min時的絕緣電阻值。 圖1-1 雙層電介質(zhì)簡化等值電路 圖1-2吸收曲線及絕緣電阻變 化曲線 工程上用“吸收比”來反映絕緣狀態(tài)是否良好，吸收比一般用K表示，其定義為

14、： K R60s / R15s （11） 式中 R60s為t=60s測得絕緣電阻值，R15s為t=15s時測得的絕緣電阻值。 對于電容量較大的絕緣試品，K可采用下式表示： K R10min / R1min （12） 式中 R10min為t=10min時測得的絕緣電阻值，R1min為t=1min時測得的絕緣電阻值，K在工程上稱為極化指數(shù)。 當(dāng)絕緣狀況良好時，K值較大，其值遠(yuǎn)大于1，當(dāng)絕緣受潮時，K值將變小，一般認(rèn)為如K50uA，則有可能有受潮情況。n 投運(yùn)后，隨著運(yùn)行時間增加，電流有一定增大。但電流不能超過50A。4.7 絕緣油試驗 在高壓電氣設(shè)備中廣泛、大量使用絕緣油，如變壓器油、斷路器油、電

15、容器油和電纜油等。這些液體都具有油類的粘稠性，所以都叫做“油”。它們大量用于變壓器、油斷路器中，用于改善電氣設(shè)備的絕緣狀況，統(tǒng)稱絕緣油。一、絕緣油的電氣性能試驗 絕緣油的電氣性能試驗有兩項，即電氣強(qiáng)度試驗和測量tg值。影響絕緣油電氣強(qiáng)度的主要因素，是油中所含的水分和雜質(zhì)。電氣強(qiáng)度不合格的絕緣油不能注入電氣設(shè)備。但經(jīng)過過濾處理除去其中所含的水分和雜質(zhì)后仍會變成好油。 油的tg值反應(yīng)油質(zhì)好壞的重要指標(biāo)之一。絕緣油老化后，將生成大量的極性基和極性物質(zhì)，這也使油的電導(dǎo)和松弛極化加劇。因此，測定絕緣油的tg，無論對新油或運(yùn)行中的油，都是十分必要的。.電氣強(qiáng)度試驗n（1）試驗方法：n電氣強(qiáng)度試驗，即測量絕

16、緣油的瞬時擊穿電壓值。試驗接線與交流耐壓試驗相同，即在絕緣油中放上一定形狀的標(biāo)準(zhǔn)試驗電極，電極間加上工頻電壓，并以一定的速率逐漸升壓，直至電極間的油隙擊穿為止。該電壓即絕緣油的擊穿電壓（kV），或換算為擊穿強(qiáng)度（kV/cm）。（2）試驗步驟及注意事項 清洗油杯 油樣處理 加壓試驗 擊穿時的電流限制.tg值的測量n將被試油裝入tg值測量專用的油杯中，并接在高壓交流平衡電橋上，在工頻電壓下進(jìn)行測量。（1）試驗儀器 油杯 交流平衡電橋（油介損儀） （2）試驗步驟n清洗油杯n適當(dāng)?shù)脑囼炿妷汉蜏囟榷?、油中溶解氣體的氣相色譜分析 對絕緣油中溶解氣體的氣相色譜分析，是近年我國發(fā)展的新的試驗方法。用這種方法分

17、析絕緣油中所溶解的氣體的組分和濃度含量，可以判斷變壓器（或其它充油電氣設(shè)備）內(nèi)部可能存在的潛伏性故障。目前，這種方法已得到普遍推廣，已成為提高充油設(shè)備運(yùn)行可靠性和杜絕運(yùn)行中發(fā)生燒損事故的有效方法之一，并已列入國家有關(guān)試驗標(biāo)準(zhǔn)中。分析方法 油中溶解氣體分析采用質(zhì)譜儀和氣相色譜儀。目前國內(nèi)多采用氣相色譜儀。對油中溶解氣體分析工作要求較高，主要有以下幾點要求：n （1）分析人員要求素質(zhì)高。n （2）分析人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行導(dǎo)則。n （3）取樣。油樣保存期不得超過4天。n （4）脫氣。n （5）分析和結(jié)果表示方法。.分析結(jié)果判斷方法n三比值法 油的熱分解溫度不同，烴類氣體各組分的相互比例不同。任一特定的氣態(tài)

18、烴的產(chǎn)氣率隨溫度而變化，在某一特定溫度下，有一最大產(chǎn)氣率，但各氣體組分達(dá)到它的最大產(chǎn)氣率所對應(yīng)的溫度不同。利用產(chǎn)生的各種組分氣體濃度的相對比值，作為判斷產(chǎn)生油裂變的條件，就是目前使用的“比值法”。 應(yīng)用三比值法時應(yīng)注意只有根據(jù)各組分含量的注意值或產(chǎn)氣速率的注意值判斷可能存在故障時，才能進(jìn)一步用三比值法判斷其故障性質(zhì)。氣體含量正常，三比值法沒有意義。綜合判斷方法 運(yùn)行中的充油設(shè)備色譜分析值與導(dǎo)則給出的注意值進(jìn)行比較，如果超出注意值，應(yīng)進(jìn)行分析。另外，如果測出有乙炔，雖色譜分析值未超過注意值，也應(yīng)認(rèn)真分析。n首先排除外界影響。 n根據(jù)上述介紹的方法，如產(chǎn)氣速率、特征氣體和三比值法，進(jìn)一步確定故障性質(zhì)。n有了故障性質(zhì)，還要結(jié)合其他檢查性試驗，如測各繞組的直流電阻、空載特征試驗、絕緣試驗、局部放電試驗和微水測量、油中微量金屬分析等，再進(jìn)一步確定故障性質(zhì)和部