電氣試驗基礎知識1

1、高壓試驗基礎知識高壓試驗基礎知識2內容提要內容提要 34567n一、試驗工作的整體安排n1、交接試驗：交接試驗： 一般安排在電氣設備安裝竣工后，即將投一般安排在電氣設備安裝竣工后，即將投 入運行之前；但也有些項目入運行之前；但也有些項目必須必須在安裝施在安裝施 工中進行。比如測量變壓器與鐵芯絕緣的工中進行。比如測量變壓器與鐵芯絕緣的 各緊固件的絕緣電阻。各緊固件的絕緣電阻。n2 2、預防性試驗：嚴格按照規(guī)程規(guī)定的試驗周期安排，、預防性試驗：嚴格按照規(guī)程規(guī)定的試驗周期安排， 也可以根據(jù)實際情況，縮短或延長周期。也可以根據(jù)實際情況，縮短或延長周期。 8n二、對于絕緣試驗的總體要求二、對于絕緣試驗的

2、總體要求n1 1、氣候條件的要求：、氣候條件的要求： 絕緣試驗：被試品溫度不應低于絕緣試驗：被試品溫度不應低于+5+5，戶外試驗應在良好，戶外試驗應在良好 天氣進行，空氣濕度不高于天氣進行，空氣濕度不高于80%80%。 充油設備的上層油溫是被測溫度充油設備的上層油溫是被測溫度 溫度低于5時，受潮設備的介質損耗試驗測得的tg值誤差較大，這是由于水在油中的溶解度隨溫度降低而降低，在低溫下水析出并沉積在底部，甚至成冰。此時測出的tg值顯然不易檢出缺陷，而且儀器在低溫下準確度也較差，故應盡可能避免在低于5時進行設備的介質損耗試驗。9n2 2、試驗順序的要求：、試驗順序的要求： 應先進行非破壞性試驗，最

3、后進行破壞性試驗； 充油設備，只有在油試驗合格后方可進行破壞性試驗n3 3、試驗電壓極性的要求：、試驗電壓極性的要求： 進行直流高壓試驗，應采用負極性試驗n4 4、額定電壓高于實際使用工作電壓時的試驗電壓的確定、額定電壓高于實際使用工作電壓時的試驗電壓的確定1）加強絕緣時，應按照設備的額定試驗標準來確定；2）作為替代品時，應按實際使用的額定工作電壓來確定；3）高海拔地區(qū)，應在安裝地點，按實際使用的額定工作電壓n5 5、非標準電壓等級的電氣設備、非標準電壓等級的電氣設備 可根據(jù)規(guī)程中規(guī)定的相鄰電壓等級的同類設備按比例采用插入法計算10n6 6、連接在一起的多個電氣設備絕緣試驗的規(guī)定、連接在一起的

4、多個電氣設備絕緣試驗的規(guī)定 進行絕緣試驗時，除制造廠裝配的成套設備外，宜將連接在一起的各種設備分離開來單獨試驗。 同一試驗標準的設備可以連在一起試驗。為便于現(xiàn)場試驗工作，已有出廠試驗記錄的同一電壓等級不同試驗標準的電氣設備，在單獨試驗有困難時，也可以連在一起進行試驗。試驗標準應采用連接的各種設備中的最低標準。n7 7、充油設備靜止時間的規(guī)定、充油設備靜止時間的規(guī)定 油浸式變壓器、電抗器及消弧線圈的絕緣試驗應在充滿合格油靜置一定時間，待氣泡消除后方可進行。11 靜置時間按產品要求，當制造廠無規(guī)定時，對電壓等級500kV 72h500kV 72h以上；以上；220220330kV 48h330kV

5、 48h以上；以上；110kV110kV及以下及以下 24h 24h以上。以上。n8 8、進口設備的交接試驗標準、進口設備的交接試驗標準 按合同規(guī)定的標準執(zhí)行，不得低于我國現(xiàn)行電氣設備交接試驗標準 12n一、直流電壓作用下流過絕緣介質的電流n直流電壓加到絕緣介質上，會有一個隨時間逐漸減小，最后趨于穩(wěn)定的極微小的電流通過，這個電流由電容充電電流、吸收電流和泄漏電流構成。n1、電容充電電流Ic Ic的大小與電容量和外加的電壓有關n Ic 實際上是介質分子快速極化的位移電流，瞬間即逝。13n2、吸收電流Ib Ib的大小與電容量和外加的電壓有關n Ib實際上是偶極子緩慢移動引起的有損耗的極化（偶極子極

6、化、夾層極化）電流。n3、泄漏電流Ic Ic的大小與衰減的時間無關（不衰減），只與絕緣內部是否受潮，表面是否清潔等因素有關。n Ib的數(shù)值等于總電流I趨于穩(wěn)定后的數(shù)值14n二、絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)二、絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)n1、絕緣電阻 ：電氣設備絕緣層在直流電壓作用下呈現(xiàn)的 電阻值。單位是M，現(xiàn)場采用絕緣電阻 表測量電阻。n絕緣電阻能靈敏反應絕緣狀況，是否局部或整體受潮，有無過熱老化甚至存在貫穿短路。n2、吸收比: 60s時的絕緣電阻值與15s時的絕緣電阻值的比值n K=R60s/R15s. 1.3n由于受介質吸收電流衰減的影響，絕緣電阻隨時間逐步增大，一般高電壓大容量的電氣設備衰

7、減的時間較長(極化指數(shù))。15n電氣設備受潮、臟污或存在缺陷時，泄漏電流增電氣設備受潮、臟污或存在缺陷時，泄漏電流增大，吸收電流相對減小，總電流隨時間衰減平緩大，吸收電流相對減小，總電流隨時間衰減平緩，絕緣電阻的變化也變得平緩。，絕緣電阻的變化也變得平緩。16n3 3、極化指數(shù)、極化指數(shù)n對大容量吸收過程較長的變壓器、發(fā)電機、長電對大容量吸收過程較長的變壓器、發(fā)電機、長電纜，吸收比不足以反映吸收過程，需要延長測試纜，吸收比不足以反映吸收過程，需要延長測試讀取時間。讀取時間。nK2=R10min/R1minn220kV及以上且容量為120MVA及以上的變壓器，n200MW及以上的同步發(fā)電機17n

8、直流泄漏電壓是非破壞性試驗，直流耐壓試驗是破壞性試驗n一、試驗方法和特點n1、利用直流升壓裝置產生一個可以調節(jié)的試驗用直流高壓，施加在被試設備上。n2、特點n1）直流耐壓試驗和泄漏電流試驗一般都結合進行，隨著電壓的升高，先分段讀取泄漏電流值，最后進行直流耐壓試驗。18n2）試驗結果準確，直流泄漏電流測量是利用微安表精確測量泄漏電流的大小，對被試品的絕緣狀況可以作出更準確的判斷。n3）試驗電壓高，可隨意調節(jié)，試驗電壓穩(wěn)定。根據(jù)被試品不同的電壓等級施以相應的直流試驗電壓，這個電壓較絕緣電阻表的電壓高得多。如對110kV變壓器一次繞組，需施加40kV直流高壓。因此測泄漏電流比用絕緣電阻表測絕緣電阻更

9、易發(fā)現(xiàn)某些絕緣缺陷（如瓷質絕緣裂紋、局部損傷、絕緣油劣化、絕緣沿面炭化等）n4）根據(jù)泄露電流測量值可以換算出絕緣電阻值，而用絕緣電阻表一般不能換算出泄漏電流值。19n 5）試驗儀器設備輕便（與交流耐壓試驗比較），適于現(xiàn)場使用。20n二、對直流試驗電壓的要求n1 1、直流高電壓的產生、直流高電壓的產生n一般用交流低壓單相電源，經調壓器調壓、升壓變升壓，一般用交流低壓單相電源，經調壓器調壓、升壓變升壓，然后經整流裝置整流產生一個直流電壓，最后經過濾波電然后經整流裝置整流產生一個直流電壓，最后經過濾波電容輸出一個單極性、波形符合要求的直流電壓容輸出一個單極性、波形符合要求的直流電壓21n2、對直流電

10、壓極性和波形的要求n（1）對極性的要求：負極加壓，正極接地，防止外絕緣的閃絡和易于發(fā)現(xiàn)絕緣受潮等缺陷。n（2）對波形的要求：n波紋系數(shù)（脈動系數(shù)）S是指脈動幅值與算數(shù)平均值之比。S=Umax-Umin/2Ud3%n3、對試驗電源容量的要求n試驗時所需電流一般不超過1mA.22 n絕緣介質在交流電壓下，可以看成由電容電流和電阻電流構成的并聯(lián)回路。n通過電阻性電流IR與電容性電流Ic的比值，可以判斷絕緣介質在交流電壓下的損耗情況。從而判斷被試品是否存在受潮和劣化。n介損正切值 ：電阻性電流IR R與電容性電流Ic的比值。n大綱要求：熟悉介損測量的原理、意義和測量方法大綱要求：熟悉介損測量的原理、意

11、義和測量方法n 熟悉影響測量結果的因素及消除方法熟悉影響測量結果的因素及消除方法 23n一、 測量的原理和意義測量的原理和意義24n如果絕緣內部的缺陷不是整體分布的， 對范圍較小的局部缺陷反映不夠靈敏。被試品體積電容越大，或局部集中缺陷越小， 對缺陷的反映就越不靈敏。25n二、 的測量方法的測量方法n1 1、西林電橋、西林電橋26n正接線：適用于被試品整體可以和地面隔離n反接線：適用于被試品整體不能和地面隔離 如測量變壓器整體 。27n2 2、MM型介質試驗器測試型介質試驗器測試MM型介質試驗器最高測試電壓為型介質試驗器最高測試電壓為2500V2500V28n三、影響測試結果的因素和消除方法n

12、1、溫度和濕度的影響n規(guī)程規(guī)定： 29n2、電場干擾及其消除方法n測試電力設備時，如果附近有帶電設備，則會產生電場干擾。n提高電壓可以減少干擾，正接線比負接線抗干擾強n1 1）屏蔽法）屏蔽法 用屏蔽線、屏蔽罩減少干擾；用屏蔽線、屏蔽罩減少干擾；n2 2）選相倒相法）選相倒相法 n3 3）移相法）移相法n4 4）干擾平衡法）干擾平衡法 施加一個反干擾電壓施加一個反干擾電壓30n3、避免磁場的干擾n主要措施：將測量儀器盡量遠離干擾源。n外界磁場最顯著的干擾是：在檢流計回路產生感應電流。n4、表面泄漏及消除方法n當被試品體積電容很小時，影響很大，必須考慮如何消除表面泄漏。n利用屏蔽環(huán)將表面泄漏電流直

13、接回流到實驗電源。31n四、實驗結果的判斷及注意事項n1 1、被試品具有較大電容時，、被試品具有較大電容時， n2 2、溫度對、溫度對32n工頻交流耐壓試驗是用來考核電氣設備的絕緣強度（絕緣裕度）的主要手段。n一、耐壓試驗的目的一、耐壓試驗的目的目的：考核電氣設備是否具備規(guī)程規(guī)定的絕緣裕度。目的：考核電氣設備是否具備規(guī)程規(guī)定的絕緣裕度。n二、交流耐壓試驗的分類二、交流耐壓試驗的分類n1 1、工頻耐壓試驗、工頻耐壓試驗n利用工頻電源和升壓設備產生工頻高壓利用工頻電源和升壓設備產生工頻高壓n電氣設備的主絕緣、開關的斷口絕緣、繞組之間或電氣設備的主絕緣、開關的斷口絕緣、繞組之間或繞組對地的絕緣。繞組

14、對地的絕緣。33n2 2、感應耐壓試驗、感應耐壓試驗n考核變壓器、互感器繞組的匝間、層間、段間絕考核變壓器、互感器繞組的匝間、層間、段間絕緣（統(tǒng)稱縱絕緣）和繞組的相間絕緣強度，必須緣（統(tǒng)稱縱絕緣）和繞組的相間絕緣強度，必須采取感應耐壓試驗。采取感應耐壓試驗。n感應耐壓試驗：利用本身電磁感應產生高壓對被感應耐壓試驗：利用本身電磁感應產生高壓對被 試品進行耐壓試驗試品進行耐壓試驗n規(guī)程要求：在低壓繞組施加的試驗電壓（匝電壓規(guī)程要求：在低壓繞組施加的試驗電壓（匝電壓） 一般為額定匝電壓的一般為額定匝電壓的2 2倍。為了避免鐵倍。為了避免鐵 芯的嚴重飽和，必須將試驗電源的頻率芯的嚴重飽和，必須將試驗電

15、源的頻率 不低于額定頻率的不低于額定頻率的2 2倍。倍。f100Hzf100Hz t=60 t=60100100f f34n三、工頻耐壓試驗原理接線圖n1、試驗變壓器保護電阻（水電阻、線繞電阻器、電抗器）n作用：降低被試品閃絡或擊穿時，試驗變高壓繞組出口端 的過電壓，并限制了短路電流。但阻值不宜過大， 一般0.10.5/V35n2 2、球隙保護電阻、球隙保護電阻n1 1） 與保護球隙串聯(lián)使用的電阻一般與保護球隙串聯(lián)使用的電阻一般11V Vn作用：防止球隙放電時燒傷球面，同時也抑制可能出現(xiàn)的作用：防止球隙放電時燒傷球面，同時也抑制可能出現(xiàn)的n 球隙放電與被試品電容間產生振蕩。球隙放電與被試品電容

16、間產生振蕩。n2 2）與測量球隙串聯(lián)使用的電阻）與測量球隙串聯(lián)使用的電阻n一般試驗電壓為工頻時一般試驗電壓為工頻時11V V ；倍頻時為；倍頻時為0.50.5V Vn作用：與前面作用相同之外；測量用電阻還要防止引起測作用：與前面作用相同之外；測量用電阻還要防止引起測量誤差。所以要求保護電阻盡可能小。量誤差。所以要求保護電阻盡可能小。36n四、四、“容升容升”現(xiàn)象現(xiàn)象n1 1、定義：指工頻耐壓試驗時，施加在被試品上的、定義：指工頻耐壓試驗時，施加在被試品上的實際試驗電壓要大于由試驗變低壓側電壓乘試驗實際試驗電壓要大于由試驗變低壓側電壓乘試驗變壓器變比的電壓。變壓器變比的電壓。即即U U1 1KU

17、KU2 2n原因：試驗變壓器一、二次繞組的漏抗引起的。原因：試驗變壓器一、二次繞組的漏抗引起的。I 37通常，被試品都是電容性負荷，圖中以Cx表示，當被試品電容Cx較大時，流過試驗回路的電容電流Ic在試驗變壓器的漏抗XL上將引起與被試品電壓UCX反向的壓降，如圖2所示，從而導致被試品上的電壓比試驗變壓器高壓側的輸出電壓U還高，這種現(xiàn)象稱為電容效應；也稱容升現(xiàn)象。由于存在電容效應，所以就要求直接在被試品兩端用測量球隙或靜電電壓表進行測量。3839n2 2、交流電路末端電壓降低或升高的普遍規(guī)律、交流電路末端電壓降低或升高的普遍規(guī)律1）電感性電流流經電感使末端電壓產生的壓降；2）電感性電流流經電容使

18、末端電壓升高；3) 電容性電流流經電感使末端電壓產生“容升”；4）電容性電流流經電容使末端電壓產生的壓降；n3 3、工頻耐壓試驗影響、工頻耐壓試驗影響“容升容升”的因素的因素n1）試驗電流I1越大，“容升”越大；n2）一、二次漏抗越大， “容升”越大；n試驗變阻抗越大、變比越大、額定容量越小， “容升”越大；40n五、工頻耐壓時試驗電壓的測量五、工頻耐壓時試驗電壓的測量n高壓測量：由于高壓輸出端的“容升”現(xiàn)象，要求在高壓輸出端直接測量實際的電壓值。n測量方法：分高壓測量和低壓測量。電容分壓器、高壓PT配低壓表、靜電電壓表、高壓側接測量球隙校正、通過測量繞組測量。n1、高壓直接測量：n1）電容分

19、壓器 UT T=KcU2 Kc=C1+C2/C1n 試驗電壓：峰值電壓除以2n 判斷波形：峰值電壓與有效電壓之比是否 在20.0741n2）靜電電壓表 直接與被試品并接，承受高電壓。容易受外磁場和天氣條件的影響，現(xiàn)場很少采用。n3）空載校對n2、低壓間接測量和負載比對法n根據(jù)容升電壓數(shù)值，對低壓測量的讀數(shù)進行修正。n1）測量球隙 n在一定的大氣壓下，一定直徑的銅球，球隙間的放電電壓決定于球隙的距離。nS/D0.5 屬于稍不均勻電場 ，最佳值0.10.4n不得高于被試品耐受電壓的85%，一般取試驗電壓的80% 42n六、工頻耐壓試驗方法和異常處理n1、一般規(guī)定n2、試驗步驟和結果判斷n1）先進行

20、其他絕緣試驗，合格后再進行耐壓試驗n2）有繞組的要短接n3）一般要求1minn4）零起升壓，75%后均勻升壓，每秒2%；n5）密切監(jiān)視，讀取數(shù)據(jù)，均勻降壓n6）無破壞性放電，認為通過n7）耐壓試驗前后，絕緣電阻無變化43n3、異常處理n1）升壓或耐壓過程中，出現(xiàn)電流上升、電壓不變或下降，被試品冒煙、焦臭、閃絡等現(xiàn)象，立即停止升壓。n2）被試品為有機絕緣材料，試驗后應觸摸表面，n3）穿墻套管及母線絕緣子只要沒有閃絡或擊穿，可認為耐壓合格n4）中途失電，要補足時間44n4、試驗時的諧振過電壓n發(fā)生條件：1）被試品的電容電流很小，接近試驗變的勵磁電流。n2）試驗變的鐵心磁密度很高，升壓時接近飽和n3

21、）試驗接線是采用高阻抗調壓。45n一、測量直流電阻的意義n防止線圈、開關觸頭或引接線等導電回路出現(xiàn)接觸電阻過大，產生過熱引起事故。n二、直流電阻的測試方法n1、直流壓降法n計算電阻時，要考慮計算電阻時，要考慮電流表和電壓表的內阻電流表和電壓表的內阻r rA A 和和 r rV VA A圖圖 電壓表的電壓包含電流表的壓降電壓表的電壓包含電流表的壓降 Rx=U-Rx=U-IrIrA A /I/IB B圖圖 電流表的電流包含流過電壓表的電流電流表的電流包含流過電壓表的電流Rx=U/Rx=U/A A圖適于大電阻圖適于大電阻 B B圖適于小電阻圖適于小電阻 vrUI 46n2、平衡電橋法n單臂電橋的工作

22、原理對角A、C兩端接電源，B、D之間連接一個檢流計作“橋”，直接比較兩端的電位。當達到平衡時橋兩端電位相等，Ig=0。此時n3、單臂和雙臂電橋A R 1B C D R 2R 3E K G RX312RRRRX47單臂電橋：測幾歐姆的低電阻時，由于引線電阻和單臂電橋：測幾歐姆的低電阻時，由于引線電阻和接觸電阻接觸電阻( (約約1010-2-21010-4-4),),已經不可忽略，致使已經不可忽略，致使測量值誤差較大。不能測量測量值誤差較大。不能測量1010-6-61010的低值電阻的低值電阻雙臂電橋：在單臂電橋的基礎上增加特殊結構，以雙臂電橋：在單臂電橋的基礎上增加特殊結構，以消除測試時連線和接

23、線柱接觸電阻對測量結果的消除測試時連線和接線柱接觸電阻對測量結果的影響。測量范圍為影響。測量范圍為1010-5 -51111，也有的測量范圍上，也有的測量范圍上限達限達2222。測量精度為。測量精度為0.2%0.2%。48n4、快速充電和自動測試儀n三、注意事項三、注意事項n1 1）測量電感性被試品時的充電過程）測量電感性被試品時的充電過程 如果用普通雙臂電橋測量高電壓大容量變壓器的直流如果用普通雙臂電橋測量高電壓大容量變壓器的直流電阻，需要很長的充電時間才能測得比較準確的結果。電阻，需要很長的充電時間才能測得比較準確的結果。n2 2）直流電阻與溫度有關）直流電阻與溫度有關 為了比較同一被試品

24、在不同溫度下的測量結果，必須為了比較同一被試品在不同溫度下的測量結果，必須進行溫度換算。進行溫度換算。n3 3）用電橋測量電阻選擇適當?shù)谋堵剩┯秒姌驕y量電阻選擇適當?shù)谋堵?9第八節(jié)第八節(jié) 接地電阻測量接地電阻測量n一、電力系統(tǒng)的接地和接地電阻一、電力系統(tǒng)的接地和接地電阻n1 1、電氣裝置接地的分類、電氣裝置接地的分類1 1）工作接地）工作接地2 2）保護接地）保護接地3 3）雷電保護接地）雷電保護接地n2 2、接地電阻、接地電阻n接地裝置的接地電阻：接地體的電阻和接地線電阻的總和接地裝置的接地電阻：接地體的電阻和接地線電阻的總和n工頻接地電阻工頻接地電阻/ /沖擊接地電阻沖擊接地電阻1150n

25、二、接地電阻的測量二、接地電阻的測量n1 1、接地電阻測量原理、接地電阻測量原理n接地電阻的數(shù)值主要由接地體附近約接地電阻的數(shù)值主要由接地體附近約20m20m半徑范圍內的電半徑范圍內的電阻決定。阻決定。n電壓輔助電極電壓輔助電極T T在在E E、F F中間中間是電位變化最平坦的區(qū)域，一般是電位變化最平坦的區(qū)域，一般E E和和T T、T T與與F F之間距離為之間距離為20m20m。RUIx51n2 2、接地電阻測量方法、接地電阻測量方法n常用常用ZC-8ZC-8型接地電阻表，屬于電橋法型接地電阻表，屬于電橋法n四個接線柱四個接線柱C1C1、C2C2、P1P1、P2P2nC1C1、C2C2構成電

26、流回路，構成電流回路，nP1P1、P2P2構成電壓回路構成電壓回路n當手搖發(fā)電機轉速達到當手搖發(fā)電機轉速達到120r/min120r/min時讀取讀數(shù)，并乘以倍率。時讀取讀數(shù)，并乘以倍率。52n三、接地電阻的允許值三、接地電阻的允許值n1 1、有效接地和低電阻接地系統(tǒng)的變電所、有效接地和低電阻接地系統(tǒng)的變電所n1kV以上中性點直接接地或經低電阻接地的變電所接地網(wǎng)的接地電阻應符合：nR R2000/I 2000/I 或或 R0.5 R0.5 n2 2、不接地、消弧線圈接地和高電阻接地系統(tǒng)、不接地、消弧線圈接地和高電阻接地系統(tǒng)n1）高壓與低壓共用接地裝置n R R120/I120/I，但不能大于但

27、不能大于44n2）高壓電氣裝置單獨接地n R R250/I250/I，但不能大于但不能大于101053n3 3、低壓電氣設備的接地電阻、低壓電氣設備的接地電阻總容量在100kVA及以上，接地電阻不超過4；總容量在100kVA以下，接地電阻不超過10；n4 4、防雷接地、防雷接地n1）獨立避雷針接地電阻不大于10；n2）與架空線直接連接的旋轉電機進線端上避雷器接地電阻不大于354n19、低壓電力設備，使用同一接地裝置設備容量在100kVA以下，接地電阻應符合的要求為（ ）。n A不大于20 B不大于15 C不大于10n20、采用ZC-8型接地電阻表測量接地電阻，手搖發(fā)電機的轉速要求達到（ ）。n

28、 A120r/min B200r/min C220r/min n21、工頻耐壓試驗采用電容分壓器直接測量高壓側試驗電壓的原理是：串聯(lián)電容C1、C2上的電壓分配與電容量成（ ）。n A正比 B反比 CU形函數(shù)關系n22、將用絕緣電阻表測量的60s時的絕緣電阻與15s時的絕緣電阻相比，稱為（ ）。n A介質損失 B極化指數(shù) C絕緣吸收比n23、進行絕緣試驗時，戶外試驗應在良好的天氣進行，且空氣相對濕度一般不高于（ ）。n A95 B90n C85 D80n55n26、為了防止電氣設備在投入運行時或運行中發(fā)生事故，必須對電氣設備進行（ ），以便及時發(fā)現(xiàn)設備中潛伏的缺陷。n A電流測試 B頻率測試n C功率測試 D高壓試驗nnn27、絕緣試驗中，（ ）是指使用較低的試驗電壓或其他不會損傷絕緣的辦法來測量絕緣的某些特性，從而判斷絕緣內部是否存在缺陷。 n A破壞性試驗 B