第講絕緣診斷與絕緣試驗(yàn)二

1、高電壓技術(shù) +80798656 1第8講 絕緣診斷與絕緣試驗(yàn)絕緣監(jiān)測和診斷的基本概念絕緣電阻和泄漏電流的測量介質(zhì)損耗角正切的測量局部放電的測量耐壓試驗(yàn)與預(yù)防性試驗(yàn)方法的特點(diǎn)總結(jié)絕緣的在線監(jiān)測 2五、耐壓試驗(yàn)與預(yù)防性試驗(yàn)方法的特點(diǎn)總結(jié)交流耐壓直流耐壓雷電沖擊耐壓操作沖擊耐壓各種預(yù)防性試驗(yàn)方法的特點(diǎn)總結(jié)31.交流耐壓交流耐壓：是交流設(shè)備的基本耐壓方式。適用于220kV以下的電力設(shè)備。 以變壓器為例如圖所示4交流耐壓試驗(yàn)實(shí)施辦法：電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程（DL/T 596）已對各類設(shè)備的耐壓值作出了規(guī)定。以電力變壓器為例，當(dāng)大修而全部更換繞組后，按出廠試驗(yàn)電壓值進(jìn)行試驗(yàn)。在其它情況下，它們的耐壓值取出

2、廠試驗(yàn)電壓的85。規(guī)程給出了電力變壓器的交流工頻耐壓值如表所示 5電力變壓器交流試驗(yàn)電壓值括號內(nèi)數(shù)值適用于不固定接地或經(jīng)小電抗接地系統(tǒng) 額定電壓kV最高工作電壓kV線端交流試驗(yàn)電壓值kV中性點(diǎn)交流試驗(yàn)電壓值kV全部更換部分更換繞組全部更換部分更換繞組3540.5857285726672.5140120140120110126.0200170（195）9580220252.036039530633685（200）72（170）330363.046051039143485（230）72（195）500550.0630680536578851407212062.直流耐壓直流耐壓：是直流電力設(shè)備的基本

3、耐壓方式。對于交流電網(wǎng)中的長電力電纜等，在現(xiàn)場進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)常出現(xiàn)困難，因?yàn)殚L電纜的電容量較大。為了減小試驗(yàn)電源的試驗(yàn)容量，規(guī)程規(guī)定采用直流耐壓來檢查電纜絕緣的質(zhì)量。直流耐壓基本上不會對絕緣造成殘留性損傷7直流耐壓特點(diǎn)：無局部放電損傷：對于電纜等油紙絕緣，在交、直流電壓作用下，在油和紙上的電壓分布不一樣交流時(shí)電壓按介電常數(shù)分布：電壓較多作用在油層上直流時(shí)電壓按電阻系數(shù)分布：電壓較多作用在紙上紙的耐壓強(qiáng)度較高，所以電纜能耐受較高的直流電壓8為了加強(qiáng)絕緣的考驗(yàn)，電纜的直流耐壓值規(guī)定得較高。盡管如此，對于使用在交流電網(wǎng)中的電纜，進(jìn)行直流耐壓對絕緣的考驗(yàn)不如交流耐壓接近實(shí)際。對電力電纜的直流耐壓持續(xù)

4、時(shí)間為5分鐘，可同時(shí)進(jìn)行泄漏電流的測量，加壓極性為負(fù)對電力變壓器絕緣的泄漏電流測試時(shí)所施加的直流電壓不很高，可以認(rèn)為是非破壞性試驗(yàn)對電機(jī)絕緣進(jìn)行直流耐壓，也是發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷的重要方法93.雷電沖擊耐壓雷電沖擊耐壓用作為考驗(yàn)電力設(shè)備承受雷電過電壓的能力。對電力變壓器類試品不僅考驗(yàn)了主絕緣，而且是考驗(yàn)縱絕緣的主要方法只在制造廠進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)，因?yàn)楸卷?xiàng)試驗(yàn)會造成絕緣的積累效應(yīng)，所以在規(guī)定的試驗(yàn)電壓下只施加3次沖擊。對小變壓器是作為型式試驗(yàn)進(jìn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定額定電壓220kV ，容量120MVA的變壓器出廠時(shí)應(yīng)進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)。電力系統(tǒng)中的絕緣預(yù)防性試驗(yàn)，不進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)。對主絕緣的耐受雷電過電壓的能力，由交流

5、耐壓試驗(yàn)等值地承擔(dān) 104.操作沖擊耐壓330kV電力設(shè)備的出廠試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)。對變壓器進(jìn)行出廠試驗(yàn)時(shí)，大多采用在高壓繞組上直接加壓法在電力系統(tǒng)現(xiàn)場進(jìn)行各個(gè)電壓等級變壓器的耐壓試驗(yàn)時(shí)，可采用操作沖擊感應(yīng)耐壓方式來取代工頻耐壓試驗(yàn)。由于利用被試變壓器自身的電磁感應(yīng)作用來升高電壓，所以沖擊電源裝置電壓較低，整個(gè)裝備比較簡單工頻耐壓試驗(yàn)本來是等值地代表雷電和操作過電壓的，所以從這個(gè)意義上來說，進(jìn)行操作沖擊耐壓試驗(yàn)是合理的 11IEC 1980年763刊物對電力變壓器內(nèi)絕緣操作波試驗(yàn)的波形，作出了下述規(guī)定，第一個(gè)半波極性為負(fù)，視在波前時(shí)間Tf 不小于20s，通常小于250s；視在波長時(shí)間Tz不小于

6、500s，90峰值持續(xù)時(shí)間Td 不小于200s IEC76-3和國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的操作沖擊波形 12國家標(biāo)準(zhǔn)GB744987文件對波形的規(guī)定，明確Tf 應(yīng)為20s250s，反極性的峰值U2m0.5Um電力工業(yè)部的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 5961996規(guī)定的波形，基本上符合IEC標(biāo)準(zhǔn)，唯Tf 規(guī)定為不小于20s，未作上限值的規(guī)定。因?yàn)楦袘?yīng)法產(chǎn)生的操作波，其Tf常會超過250s。若強(qiáng)行規(guī)定Tf不大于250s，波形上所迭加的高頻振蕩的幅值有可能會較高 IEC76-3和國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的操作沖擊波形 13不同電壓等級三相變壓器（Y/ 接法），采用感應(yīng)法產(chǎn)生操作波時(shí)的變壓器接線圖，兩個(gè)圖中，被試相全勵(lì)磁，其余兩相各半

7、勵(lì)磁 IEC規(guī)定的對330kV 對220kV及以下及以上變壓器的試驗(yàn)接線 變壓器的試驗(yàn)接線 14左圖：高壓繞組中性點(diǎn)接地，在被試相產(chǎn)生額定試驗(yàn)電壓；在其余兩相產(chǎn)生與它極性相反、幅值為1/2額定試驗(yàn)電壓值的操作波。這樣使被試相的對地絕緣受到了考核；相間絕緣在出線處受到了1.5倍額定試驗(yàn)電壓的考核 IEC規(guī)定的對330kV 對220kV及以下及以上變壓器的試驗(yàn)接線 變壓器的試驗(yàn)接線 15右圖：對于220kV的變壓器，其相間試驗(yàn)電壓不能高于相對地試驗(yàn)電壓，采用右圖接線，非試相出線端接地，中性點(diǎn)受到1/3的試驗(yàn)電壓，非試相繞組起著在電位上支撐被試相繞組的作用 IEC規(guī)定的對330kV 對220kV及以

8、下及以上變壓器的試驗(yàn)接線 變壓器的試驗(yàn)接線 1635500 kV變壓器的操作沖擊耐受電壓（DL474.692） 注：1. 220500kV有兩個(gè)數(shù)值是因?yàn)橛袃煞N絕緣水平2. 500kV原表列出一個(gè)耐受值為1300，根據(jù)國家標(biāo) 準(zhǔn)改列為1050及1175，與IEC763值相符 上表的耐受電壓值適用于大修全部更換繞組后試驗(yàn)用，部分更換繞組及交接試驗(yàn)時(shí)應(yīng)取表中值再乘以0.85電壓等級kV3563110220330500操作沖擊耐受電壓kV16027037568575085095010501175175.各種預(yù)防性試驗(yàn)方法的特點(diǎn)總結(jié)各種預(yù)防性試驗(yàn)方法的特點(diǎn) 序號試驗(yàn)方法能發(fā)現(xiàn)的缺陷1測量絕緣電阻及泄漏

9、電流貫穿性的受潮、臟污和導(dǎo)電通道2測量吸收比大面積受潮、貫穿性的集中缺陷3測量tg絕緣普遍受潮和劣化4測量局部放電有氣體放電的局部缺陷5油的氣相色譜分析持續(xù)性的局部過熱和局部放電6交流或直流耐壓試驗(yàn)使抗電強(qiáng)度下降到一定程度的主絕緣局部缺陷7操作波或倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)(限于變壓器)使抗電強(qiáng)度下降到一定程度的主絕緣或縱絕緣的局部缺陷表中序號6和7兩項(xiàng)為破壞性試驗(yàn)，其它各項(xiàng)均屬于非破壞性試驗(yàn)18tg的在線監(jiān)測局部放電（PD）的在線監(jiān)測 六、絕緣的在線監(jiān)測19離線監(jiān)測的缺點(diǎn)：絕緣預(yù)防性試驗(yàn)方法，都是電力設(shè)備處于離線情況下進(jìn)行的。離線監(jiān)測的缺點(diǎn)是：需停電進(jìn)行，而不少重要的電力設(shè)備不能輕易地停止運(yùn)行只能周期

10、性進(jìn)行而不能連續(xù)地隨時(shí)監(jiān)視，絕緣有可能在診斷期間發(fā)生故障停電后的設(shè)備狀態(tài)，如作用電場及溫升等和運(yùn)行中不相符合，影響診斷的正確性。如前述的絕緣tg檢測，采用電橋法時(shí)，由于標(biāo)準(zhǔn)電容器的額定電壓的限制，一般只加到10kV，這對于220kV500kV的電力設(shè)備而言，電壓很低20在線監(jiān)測和診斷的優(yōu)缺點(diǎn)：在線監(jiān)測和診斷是電力設(shè)備在運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行的，故可避免離線監(jiān)測及診斷的上述缺點(diǎn)，可使判斷更加準(zhǔn)確。自70年代以來，隨著傳感、信息處理及電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，在線監(jiān)測和診斷技術(shù)也得到迅速的發(fā)展。根據(jù)在線監(jiān)測和診斷的結(jié)論，還可以做到有的放矢地進(jìn)行維修，這種維修稱為預(yù)知性維修。在線監(jiān)測和診斷技術(shù)的不足是投資費(fèi)

11、用較大，只適用于大型和重要設(shè)備及變電所 211.tg的在線監(jiān)測電橋法在線監(jiān)測 tg 時(shí)，仍可用前述的西林電橋測量方法。但由于原來應(yīng)用在電橋中的標(biāo)準(zhǔn)電容器的工作電壓大多僅為10kV，因此對于較高電壓的現(xiàn)場電力設(shè)備的測量，需引入一電壓互感器PT降壓，以適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)電容器的額定電壓 電橋法在線監(jiān)測tg 原理圖CX試品 Co標(biāo)準(zhǔn)電容器 PT電壓互感器 G指零儀 22角差：互感器所帶來的角差，可通過RC移相電路予以校正。然而角差會隨負(fù)載大小等因素的影響有所變動，所以校正也不可能是很理想的。電橋中R3、C4的調(diào)節(jié)可以手動，也可以自動。由于是有觸頭的調(diào)節(jié)，為了長年的使用，必須選擇十分可靠的R3、C4可調(diào)節(jié)元件 電橋法在線監(jiān)測tg原理圖CX試品 Co標(biāo)準(zhǔn)電容器 PT電壓互感器 G指零儀 23計(jì)數(shù)脈沖測相位差法 直接測量介質(zhì)損失角的方法。一般情況下，角很小，所以可以用測出的來代表tg，即：脈沖測相位差法原理波形圖24全數(shù)字測量法又稱數(shù)字積分法。這是一種用A/D轉(zhuǎn)換器分別對電壓和電流波形進(jìn)行數(shù)字采集，然后根據(jù)付里葉分析法的原理，進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算，最終可求得tg 值 252.局部放電（PD）的在線監(jiān)測電力變壓器PD的在線聲電聯(lián)合監(jiān)測CD電流脈沖檢測器 MC超聲壓力傳感器 RC羅戈夫斯基線圈26聲電信號圖形識別電力變壓器PD在線監(jiān)測時(shí)所獲得的電流脈沖及超聲信號 27現(xiàn)場帶電測量