絕緣預(yù)防性試驗(yàn)-工頻交流耐壓試驗(yàn)（高電壓技術(shù)課件）

2.4.2電力工程2.4.2.3國家工頻高電壓全系列基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)裝置關(guān)鍵技術(shù)與工程應(yīng)用一、簡介國家高電壓計(jì)量站1項(xiàng)成果《國家工頻高電壓全系列基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)裝置關(guān)鍵技術(shù)與工程應(yīng)用》榮獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎二等獎。該成果建立了1kV~1000kV全系列高電壓基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)裝置，使我國在高電壓量值的源頭上首次實(shí)現(xiàn)了完全獨(dú)立自主二、技術(shù)難題03絕緣要求高02精度等級高01現(xiàn)場使用難度大三、主要創(chuàng)新發(fā)明了全屏蔽半絕緣型高電壓比例串聯(lián)技術(shù)提出了工頻電壓比例串聯(lián)加法的電壓比例溯源方法發(fā)明了阻容等功率高電壓標(biāo)準(zhǔn)誤差測量裝置提出了適用于電壓測量設(shè)備現(xiàn)場檢測的量值傳遞保證方法四、獲得獎項(xiàng)2017年度中國電力科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎中國機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎一等獎國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎2016年度江蘇省科學(xué)技術(shù)獎一等獎2013年度中國計(jì)量測試學(xué)會科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎五、貢獻(xiàn)該項(xiàng)目成果以優(yōu)異的性能獲得了歐美發(fā)達(dá)國家的互認(rèn)，近年來促進(jìn)國產(chǎn)互感器等高電壓測量裝備出口至德國、日本、菲律賓等多個國家和地區(qū)，有力帶動了行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益增長。項(xiàng)目推動我國在工頻高電壓計(jì)量領(lǐng)域取得重大技術(shù)跨越，由長期跟跑西方發(fā)達(dá)國家躍變?yōu)閲H領(lǐng)先，在行業(yè)內(nèi)真正掌握了話語權(quán)。

6.7工頻交流耐壓試驗(yàn)習(xí)題

選擇題1.交流耐壓試驗(yàn)會對某些設(shè)備絕緣形成破壞性的積累效應(yīng)。而在下列各類設(shè)備中，()卻幾乎沒有積累效應(yīng)。A．變壓器和互感器；B．電力電容器和電力電纜；C．純瓷的套管和絕緣子；D．發(fā)電機(jī)和調(diào)相機(jī)。2.油浸式變壓器繞組額定電壓為10kV，交接時或大修后該繞組連同套管一起的交流耐壓試驗(yàn)電壓為()。A．22kV；B．26kV；C．30kV；D．35kV。3.規(guī)程規(guī)定電力變壓器，電壓、電流互感器交接及大修后的交流耐壓試驗(yàn)電壓值均比出廠值低。這主要是考慮()。A．試驗(yàn)容量大，現(xiàn)場難以滿足；B．試驗(yàn)電壓高，現(xiàn)場不易滿足；C．設(shè)備絕緣的積累效應(yīng)；D．絕緣裕度不夠。CCC選擇題4.工頻高壓試驗(yàn)變壓器的特點(diǎn)是額定輸出()。A．電壓高，電流??；B．電壓高，電流大；C．電壓低，電流??；D．電壓低，電流大。5.當(dāng)球間距不大于球半徑時，常用的測量球隙是典型的()電場間隙。A．均勻；B．稍不均勻；C．不均勻；D．極不均勻。6.額定電壓為110kV及以下的油浸式變壓器，電抗器及消弧線圈應(yīng)在充滿合格油，靜置一定時間后，方可進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。其靜置時間如無制造廠規(guī)定，則應(yīng)是()。A．≥6h；B．≥12h；C．≥24h；D．≥48h。7.互感器二次繞組，在交接或大修后的交流耐壓試驗(yàn)電壓為()kV。A.1；B．2；C．3；D．4。ABBB判斷題

1.在交流耐壓試驗(yàn)時，真空斷路器斷口內(nèi)發(fā)生電暈藍(lán)光放電，則表明斷口絕緣不良，不能使用。()2.交流耐壓試驗(yàn)電壓波形應(yīng)是正弦或接近正弦，兩個半波應(yīng)完全一樣，且波頂因數(shù)即峰值與有效值之比應(yīng)等于±0．07。()3.發(fā)電機(jī)定子繞組交流耐壓試驗(yàn)時，試驗(yàn)電壓的測量可以在試驗(yàn)變壓器低壓側(cè)進(jìn)行。()4.交流高壓試驗(yàn)電壓測量裝置(系統(tǒng))的測量誤差不應(yīng)大于1％。()5.對串級式或分級絕緣的電磁式電壓互感器做交流耐壓試驗(yàn)，應(yīng)用倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)的方法進(jìn)行。()√√√××判斷題

6.發(fā)電機(jī)交流耐壓試驗(yàn)，主要考核的是定子端部絕緣。()7.交流外施耐壓或感應(yīng)耐壓試驗(yàn)中，正確使用并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振試驗(yàn)方法，都能夠獲得降低試驗(yàn)變壓器容量和電源容量的效果。()8.交流耐壓試驗(yàn)時，應(yīng)測量試驗(yàn)電壓的峰值Um，并使Um／=標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)電壓U(有效值)。()9.在外施交流耐壓試驗(yàn)中，存在著發(fā)生串聯(lián)諧振過電壓的可能，它是由試驗(yàn)變壓器漏抗與試品電容串聯(lián)構(gòu)成的。()10.對于多油斷路器，交流耐壓試驗(yàn)應(yīng)在分閘狀態(tài)下進(jìn)行。()×√√√×7.進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)，從設(shè)備效率和試驗(yàn)電壓波形兩因素考慮，選用移卷調(diào)壓器比選用接觸調(diào)壓器好。()×判斷題

11.SF6斷路器和GIS交接和大修后，交流耐壓或操作沖擊耐壓的試驗(yàn)電壓為出廠試驗(yàn)電壓的80％。()12.電流互感器一次繞組與母線等一起進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)時，其試驗(yàn)電壓應(yīng)采用相連設(shè)備中的最高試驗(yàn)電壓。()13.進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)采用移卷調(diào)壓器調(diào)壓時，由于其空載電流及漏抗較大，往往會造成試驗(yàn)變壓器輸出電壓波形畸變。()14.進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)，從設(shè)備效率和試驗(yàn)電壓波形兩因素考慮，選用移卷調(diào)壓器比選用接觸調(diào)壓器好。()×√√×判斷題

15.電流互感器一次繞組與母線等一起進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)時，其試驗(yàn)電壓應(yīng)采用相連設(shè)備中的最高試驗(yàn)電壓。()16.用電壓互感器配電壓表測量和用靜電電壓表測量已停電的變電設(shè)備(或線路)的感應(yīng)電壓，結(jié)果是一樣的。()×××問答題1.工頻交流耐壓試驗(yàn)的意義是什么?

答：工頻交流耐壓試驗(yàn)是考驗(yàn)被試品絕緣承受工頻過電壓能力的有效方法，對保證設(shè)備安全運(yùn)行具有重要意義。交流耐壓試驗(yàn)時的電壓、波形、頻率和被試品絕緣內(nèi)部中的電壓的布，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。

答：在做工頻交流耐壓試驗(yàn)時，當(dāng)稍微增加電壓就導(dǎo)致電流劇增時，說明將要發(fā)生電壓諧振。當(dāng)電源電壓增加，電流反而有所減小，這說明將要發(fā)生電流諧振。2.在工頻交流耐壓試驗(yàn)中，如何發(fā)現(xiàn)電壓、電流諧振現(xiàn)象?問答題.答：應(yīng)準(zhǔn)備足夠容量的電源引線、刀閘、控制箱、調(diào)壓器、試驗(yàn)變壓器、水阻：球隙(或其他過壓保護(hù)裝置)、高壓分壓器、電流表、電壓表、標(biāo)準(zhǔn)CT、連接導(dǎo)線、接地線等，必要時還需要補(bǔ)償電抗器。3.做電容量較大的電氣設(shè)備的交流耐壓時，應(yīng)準(zhǔn)備哪些設(shè)備儀表?問答題4.測量工頻交流耐壓試驗(yàn)電壓有幾種方法?答：(1)在試驗(yàn)變壓器低壓側(cè)測量。對于一般瓷質(zhì)絕緣、斷路器、絕緣工具等，可測取試變壓器低壓側(cè)的電壓，再通過電壓比換算至高壓側(cè)電壓。它只適用于負(fù)荷容量比電源容量小得多、測量準(zhǔn)確要求不高的情況。(2)用電壓互感器測量。將電壓互感器的一次側(cè)并接在被試品的兩端頭上，在其二次側(cè)測量電壓，根據(jù)測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。(3)用高壓靜電電壓表測量。用高壓靜電電壓表直接測量工頻高壓的有效值，這種形式的表計(jì)多用于室內(nèi)的測量。(4)用銅球間隙測量。球間隙是測量工頻高壓的基本設(shè)備，其測量誤差在3％的范圍內(nèi)。球隙測的是交流電壓的峰值，如果所測電壓為正弦波，則峰值除以拒即為有效值。(5)用電容分壓器或阻容分壓器測量。由高壓臂電容器C1與低壓臂電容器C2串聯(lián)組成的分壓器，用電壓表測量C2上的電壓U2，然后按分壓比算出高壓U1。問答題5.述應(yīng)用串并聯(lián)諧振原理進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)方法?

答：對于長電纜線路、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)備容量不足的問題。

(1)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，但電流能滿足被試品試驗(yàn)電流的情況下，可用串聯(lián)諧振的方法來解決試驗(yàn)電壓的不足。其原理接線如圖C-2所示。問答題(2)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，可采用并聯(lián)諧振對電流加以補(bǔ)償，以解決試驗(yàn)電源容量不足的問題。其原理接線如圖C-3所示。(3)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，可同時運(yùn)用串、并聯(lián)諧振線路，亦稱為串并聯(lián)補(bǔ)償法。問答題6.充油設(shè)備進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)如何分析判斷其試驗(yàn)結(jié)果?

答：按規(guī)定的操作方法，當(dāng)試驗(yàn)電壓達(dá)到規(guī)定值時，若試驗(yàn)電流與電壓不發(fā)生突然變化，產(chǎn)品內(nèi)部沒有放電聲，試驗(yàn)無異常，即可認(rèn)為試驗(yàn)合格。對放電部位的確定，可通過放電聲音和儀表的指示分析，作出如下分析判斷：(1)懸浮電位放電，儀表指示無變化，若屬試品內(nèi)部金屬部件或鐵芯沒接地，出現(xiàn)的聲音是“啪”聲，這種聲音的音量不大，且電壓升高時，聲音不增大。(2)氣泡放電，這種放電可分為貫穿性放電和局部放電兩種。這種放電的聲音很清脆，“當(dāng)”、“當(dāng)”像鐵錘擊打油箱的聲音伴隨放電聲，儀表有稍微擺動的現(xiàn)象。產(chǎn)生這類放電的原因，多是引線包扎不緊或注油后抽真空或靜放時間不夠。這類放電是最常見的。(3)內(nèi)部固體絕緣的擊穿或沿面放電，這種情況下，產(chǎn)生的放電聲音多數(shù)是“嘭”、“嘭”的低沉聲或者是“咝咝”的聲音，伴隨有電流表指示突然增大。

另外，有些情況下，雖然試品擊穿了，但電流表的指示也可能不變，造成這種情況的原因是回路的總電抗為X=，而試品短路時XC=0，若原來試品的容抗XC與試驗(yàn)變壓器漏抗之比等于2，那么XC雖然為零，但回路的X仍為XL，即電抗沒變，所以電流表指示不變。

問答題7.交流耐壓試驗(yàn)中。往往要在高壓側(cè)用標(biāo)準(zhǔn)PT測量電壓，圖C-5中，(a)、(b)兩圖哪種測量方法正確，為什么?

答：按圖C-5(a)測量正確。因?yàn)樽鼋涣髂蛪涸囼?yàn)時被試品有電流通過，在限流電阻R上將產(chǎn)生電壓降，如按圖C-5(b)連接，測量出的電壓將包括電阻R兩端所產(chǎn)生的電壓降，如按圖C-5(a)連接消除了R上所產(chǎn)生的電壓降對測量的影響，測得的電壓與被試品所承受的電壓相同。問答題

答：做GIS交流耐壓試驗(yàn)時應(yīng)特別注意以下幾方面：(1)規(guī)定的試驗(yàn)電壓應(yīng)施加在每一相導(dǎo)體和金屬外殼之間，每次只能一相加壓，其他相導(dǎo)體和接地金屬外殼相連接。(2)當(dāng)試驗(yàn)電源容量有限時，可將GIS用其內(nèi)部的斷路器或隔離開關(guān)分?jǐn)喑蓭讉€部分分別進(jìn)行試驗(yàn)，同時不試驗(yàn)的部分應(yīng)接地，并保證斷路器斷口，斷口電容器或隔離開關(guān)斷口上承受的電壓不超過允許值。(3)GIS內(nèi)部的避雷器在進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時應(yīng)與被試回路斷開，GIS內(nèi)部的電壓互感器、電流互感器的耐壓試驗(yàn)應(yīng)參照相應(yīng)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。8.做GIS交流耐壓試驗(yàn)時應(yīng)特別注意什么?問答題

答：在做交流耐壓試驗(yàn)時，非被試?yán)@組處于被試?yán)@組的電場中，如不接地，其對地的電位，由于感應(yīng)可能達(dá)到不能允許的數(shù)值，且有可能超過試驗(yàn)電壓，所以非被試?yán)@組必須接地。9.變壓器做交流耐壓試驗(yàn)時，非被試?yán)@組為何要接地?10.對35kV多油斷路器電容套管進(jìn)行交流耐壓。分別對單套管試驗(yàn)時均正常，而幾只套管一起試驗(yàn)時往往發(fā)生閃絡(luò)，這是為什么?

答：試驗(yàn)變壓器帶電容性負(fù)荷后，因漏抗引起容升，其變比將要發(fā)生變化，高壓側(cè)電壓將比換算值高。而且電容負(fù)荷越大，變化也越大。單只套管試驗(yàn)時，由于電容負(fù)荷很小，變比變化很小，多只套管一起試驗(yàn)時，由于電容負(fù)荷增大，高壓側(cè)電壓將比換算值高得多。如仍在低壓側(cè)加同樣電壓則高壓側(cè)已超過欲加的電壓，因而往往會發(fā)生閃絡(luò)。問答題11.簡述測量球隙的工作原理。

答：空氣在一定電場強(qiáng)度的作用下才能發(fā)生碰撞游離，均勻或稍不均勻電場下空氣間隙的放電電壓與間隙距離具有一定的關(guān)系，測量球隙就是利用間隙放電來進(jìn)行電壓測量的。測量球隙是由一對相同直徑的金屬球構(gòu)成的，當(dāng)球隙直徑D大于球隙距離L時，球隙電場基本