高压试验技术培训教材

基本知识1、 高压试验技术培训的意义和目的： 电力系统中60%以上的停电事故都是由电气设备的绝缘缺陷引起的，而设备绝缘部分的劣化、缺陷的发展都有一定的发展期，在这个期间，绝缘材料会发出各种物理、化学等方面的信息。这就需要我们试验人员在工程交接或者设备运行过程中，通过各种试验方法去取得各种不同电气设备在不同时间的数据信息，并通过规程的要求来判断其能否投入运行或者能否继续运行。2、高压试验人员应具备的基本素养和要求： 高压试验人员的责任重大，既不能放过任何设备隐患，又不能误判断。 对于一个电气调试工程，只要高压试验能够放心，整个工程就基本上不会出什么问题。如此说来对我们电气调试员工就提出了较高的素质要求。 首先应具有全面的安全技术知识，既有设备带电前的试验设备运行过程中的维护；有低压作业、更有高压工作；既有低空、也有高空；有停电试验、也有带电测试。因此我们必须要有良好的自我保护意识、具有全面个安全技术知识、严格遵守安全规程的各项规定，如高压试验不应少于2人、设置足够的安全区域和围栏、悬挂“高压危险”的警告牌、必须有专门的监护人、运行中的设备试验必须开具工作票，断电验电隔离挂接地线、大电容设备如电机电缆试验时的放电、试验完成后要拆除的短接线等等。 其次应具有全面熟练的试验技术，它既是高强度的体力劳动，有些试验还偏要选择阳光日晒的时候，它又是一项复杂的脑力劳动，碰到一些问题或者要判断结论时要综合考虑。因此要求我们了解电厂（变电所）各种电气设备的型式、用途、结构及原理，了解各种绝缘材料的性能、各种绝缘结构的用途；熟悉发电厂和变电所的电气主接线以及系统运行方式、了解继电保护和电气设备的控制原理及现场接线等；熟悉各类电气试验设备的原理、结构、用途和使用方法，并能排除简单的故障；能正确完成各种设备试验接线、操作及测量并保证仪器在合格有效的使用周期内，熟悉各种影响试验结果的因素及排除方法等。 另外应具有严肃认真的工作作风，任何一个试验项目，从试验前的仪器准备、设备选取、现场试验场地的勘查、环境温湿度的影响，试验过程中设备布置、人员安排、安全监护、异常情况的处理，到试验结果的数据分析、记录的整理、现场设备的维保和临时措施的拆除等都要求我们有“严”“细”“实”的良好品质，尤其要诚实，“诚”是指知之为知之，不知为不知，要不耻下问，要三思而后行，千万不能盲目指挥和行动；“实”则指要踏实，对于高压试验的每一个步骤心中有底，电压加到哪里，会感应到何处，先接地，再放电“实”还有一个意思，则是从事高压试验的人员应不断地提高自己的理论水平，不断地研究新设备新工艺的试验方法，端正工作心态，落“实”工作方法。 3、高压电气试验的分类： 电气试验一般可分为出厂试验、交接试验、大修试验和预防性试验。 出厂试验是检查产品设计、制造、工艺的质量，防止不合格品出厂，新产品时应有型式试验，比较大型的设备出厂试验应有建设使用单位的人员现场监造。任何电气设备的出厂应附合格的出厂试验报告，以供后续的试验和运行参考。 交接试验主要是电气设备投运前按照交接规程和厂家技术标准等来检查产品有无缺陷、运输途中有无损坏、最终判断它能否投入运行并且为预防性试验积累参考数据等。 预防性试验则是电气设备在投运后，按照一定的周期来检查运行中的设备有无绝缘缺陷和其他缺陷等。按照试验的性质和要求，高压试验又分为绝缘试验和特性试验两大类：绝缘试验可分为非破坏性试验和破坏性试验，非破坏性试验即用不损坏设备绝缘的方法来判断缺陷，它有绝缘电阻、吸收比试验和介质损耗因数tg试验、油色谱分析等，他们能够发现设备绝缘的整体性缺陷，其灵敏性还是有限，因为电压较低，但目前这类试验仍是一种必要的有效的手段；而破坏性试验如交流和直流耐压试验，因其电压较高，易于发现设备的集中性缺陷，其缺点是会给设备造成绝缘损伤积累，影响其使用寿命。特性试验主要是对设备的电气和机械方面的特性进行测试，如断路器的分合闸时间参数、GIS和断路器的主回路接触电阻、电流电压互感器的变比误差、极性、安伏曲线，发电机变压器的直流电阻等。一般电气设备的高压试验顺序应该是非破坏性试验、特性试验，最后才是破坏性试验，以免给设备造成不必要的击穿，如电容式套管和CT，其末屏很容易受潮，若不处理或者维保不善，就进行高压试验，可能造成其整体性绝缘缺陷；又比如交流电动机的试验，在其绝缘电阻未合格之前绝对不允许进行交流耐压试验，否则就可能把电机击穿。4、高压电气试验的一些专业术语常规如电流、电压、频率、相位、相序、功率、容量、功率因素、磁通、互感、谐振、电阻、阻抗、接地、接地电阻、接触电压、跨步电压、过电压、防雷、内绝缘、外绝缘、绝缘配合、标准绝缘水平等，还深入一些的如功率表的接线和交流耐压设备容量的选取等。绝缘材料：防止导电元件之间导电的材料，如塑料、环氧树脂、油、真空、 SF6气体、云母、电容器纸、绝缘漆、陶瓷等，其主要功能是阻断电流通路，还应具有很强的机械性能和耐热特性，按照耐热能力的高低，其有以下几个等级：耐热等级OAEBFHC工作温度（）90105120130155180180 电介质：能够被电场极化的物质，可以理解为绝缘材料。它也有电导，但它的泄漏电流很小，即导体和电介质的本质区别就在于导体中有可以自由移动的带电质点，其电阻率很小仅有10-810-4m，而电介质因为材料原子中的原子核对电子的束缚，不能形成自由电子，只是分散的带电质点，其电阻率可达1071020m。但绝对不导电的电介质是不存在的，在外电场的作用下，这些分散的带电质点沿电场的方向运动就形成了泄漏电流。泄漏电流可分为表面泄漏和体积泄漏两部分。 电介质的极化：绝缘材料中的带电质点在外电场的作用下沿电场方向的有规律、有限的移动，并显示出极性，当外电场消失时期又恢复原状。它分为电子式极化、离子式极化、偶极子式极化、夹层式极化。电介质的损耗：绝缘材料在电场的作用下会产生泄漏电流和极化现象，这必然伴随着材料的发热和能量的损失。它可分为：电导损耗（既电导电流使介质发热，交直流电场中都有）、游离损耗（电压高于某一值时，局部放电，电压越高，损耗越大，在交直流电场中都存在）、极化损耗（只在交变电场中存在，偶极子扭来扭去，产生摩擦损耗和内部电场电势的平衡形成的电流产生的损耗）。一般用tg来表述电介质的损耗，它只与绝缘材料的性质有关，而与它的结构、形状、几何尺寸无关，有以下公式判断比较：tg = IR / IC = U / R /（UC）= 1 / R C P = U *（U / R）= U2 C tg 从式进行分析：U与频率一定时，P tg由于C = S / D 对于同类型的电介质，其是定值，电容基本不变，则可以直接从tg值判断绝缘的优劣，是否整体性受潮或者表面脏污等。 电介质的吸收现象：绝缘材料在外电场的作用下体现出来的电流的性质，可分为电容电流Ic，它主要体现在弹性极化过程中；吸收电流Ia，它主要体现在夹层式极化和偶极子式极化过程中；电导电流Ig，它主要体现为泄漏电流，因为表面电导和体积电导的存在。吸收现象与电介质表面脏污程度，温度高低，受潮程度的不同而变化。因此在试验过程中，一定要注意环境温度的影响和采取一定的屏蔽措施。由于材料的多层和复杂化，夹层式极化的现象尤为突出，则吸收比和极化指数的测试对检查材料绝缘的好坏，是否整体受潮和脏污时有着非常重要的作用。电介质的击穿：在强电场作用下，绝缘材料使出绝缘性能而成为导体即为击穿，一般可分为电击穿、热击穿、放电击穿（绝缘油）。绝缘性能丧失，一般空气间隙 30 KV / cm，固体绝缘是指达到温度极限形成热击穿，而绝缘油油应去除杂质，设置屏障，防止小桥形成以提高击穿电压。二、常规的试验方法 1、绝缘电阻、吸收比和极化指数试验：一般选用手动摇表、电动摇表、数字摇表，而兆欧表的基本原理，无论是指针式或数字式，都是基于同一原理，即两组线圈中流过的电流在同一磁场中产生不同方向的转动力矩，指针或数字的指示与下式相关：= f ( I1 / I2 )，其中I2对应其电压线圈，回路电阻固定，即要求摇测时转速恒定，使输出电压稳定。其接线端子有L高压端、E接地端、G屏蔽端，而屏蔽端子G，是直接与负极性相连的，表面泄漏电流经它直接流回，不经过测量机构，所以谓之“屏蔽”。前面已经描述过，当直流电压施加于绝缘介质上时，通过的电流有IC、Ia、Ig，IC为电容电流，很快完成充电，Ia为吸收电流，极化现象较漫长，因此用吸收比来确认大容量、复杂多层绝缘的情况，即K = R60“ / R15 ，近年来，随着变压器容量的不断增长，对其绕组的绝缘阻值误判现象增多，如其吸收比1.3，但运行良好，原因是其吸收电流衰减时间太长，因此规定了用极化指数来衡量即 R10min / R1min。 对于Ig，有体积和表面之分，因此在设备表面脏污时和绝缘受潮或开裂状态下，其传导电流剧增。因此，测绝缘及其吸收比可以很方便地判断其整体受潮的情况，例如湛江奥里油发电机耐压试验时测绝缘的过程和避雷器测试泄漏电流时的情况就可以明确说明问题。测绝缘时设备的选择，一般是根据被试设备电压等级的不同而选用不同电压等级的兆欧表，则依据交接规程有：250 V 电机测温元件、500 V 发电机转子绕组绝缘测试、1000 V 电动机轴承绝缘电阻、2500 V 一般电机、变压器、5000V大容量的变压器、水内冷摇表 水内冷发电机的绝缘测试，但也有例外，如隐极式发电机转子的交流耐压试验则规定可以用2500V摇表替代。交接规程上的相关规定：发电机：（1）各相绝缘电阻的不平衡系数不得大于2；（2）吸收比：对沥青浸胶及烘春云母1.3，对环氧粉云母绝缘1.6，在交接试验前，包括汇水 管电阻不同的厂家均有不同的规定，应区别对待；（3）转子绕组应使用500V摇表，不低于0.5 M。 交流电动机：380 V电机 0.5 M；1000 V 以上电机，应测试吸收比 1.2。 电力变压器：（1）不低于产品出厂试验值的70 %；（2）35 KV及以上且容量为4000 KVA及以上，测量吸收比 1.3 ；（3）220KV及以上且容量为 120 MVA 及以上，应用5000V 摇表测量极化指数 1.3。互感器：（1）应测量一次绕组对二次绕组及外壳、各二次绕组之间及对外壳的绝缘。应尤其注意半绝缘 PT 测绝缘时应拆开一次侧的N端接线来测试，另外每个二次绕组均应有体现，我们的报告格式应改进； （2）油纸电容式的CT应测试末屏对二次绕组对地的阻值，用2500V摇表 1000 M。断路器：（1）应测试绝缘拉杆的绝缘值；（2）操作回路的绝缘电阻应 10 M。套管：（1）套管的主绝缘；（2）电容式套管的末屏应用2500 V 摇表 1000 M，否则应进行末屏的介损试验。电力电缆：应测量各电缆线芯对地或对金属屏蔽层间和各线芯间的绝缘值。电容器：（1）耦合电容，断路器电容应在二极之间测试；（2）并联电容器应在电极与外壳之间进行。避雷器：应测试主绝缘及基座绝缘。测试绝缘的基本步骤和注意事项： （1） 被试品与外部的连接全部拆除，并对地放电充分。变压器的被试侧应外接接地，中性点能够拆开的要拆开，电动机绕组也要如此；不能拆开的则三相联在一起；（2） 检查摇表的好坏，开路为无穷大，短路则为零；（3） 在均匀转速下，即加压状态下（数字摇表），将“L”引至测试端，读取吸收比或极化指数（4） 测试读数正常后，将“L”先从测试线上拆开，再摇表停止，或“OFF”，（能自放电的摇表例外），否则会损坏摇表；（5） 将测试品对地充分放电；（6） 有泄漏影响时，可加屏蔽至“G”端，屏蔽线应靠近被试品的加压端，以免摇表过载；（7） 水内冷发电机必须引入汇水管的屏蔽；（8） 发电机和电缆电容电流大，必须充分放电。在安规中也对测绝缘有专门的规定：“电气设备在进行耐压试验前，应先测定绝缘电阻，用摇表测定绝缘电阻时，被试设备应确实与电源断开，试验中应防止带电部位与人体接触。试验完成后被试设备必须放电。”对数据的分析：（1） 注意环境温度与湿度，作好记录，在必要的情况下，如变压器的绝缘阻值与厂家比较时，可进行温度换算。一般测绝缘时的空气相对湿度不高于80%，温度在1040之间进行；（2） 残余电荷，如发电机绝缘测试时在直流耐压进行换相试验时如果间隔时间短就会造成绝缘电阻的虚假数值；（3） 感应电压的影响，一般感应电压较高时无法测试到准确地绝缘电阻值。对于兆欧表应每年检验一次。2、直流高电压和泄漏电流测量试验：其原理基本上与绝缘电阻测试基本相同，但电压稍高，能够更加有效地检测出绝缘受潮的情况和用兆欧表检测不出的尚未完全贯通的局部缺陷，尤其是端部缺陷比如发电机的手包绝缘，且能够从泄漏电流上直观地反映其绝缘情况，一般来说，在试验电压下其泄漏电流与加压时间的变化曲线是随着时间的延长其电流逐渐减小；与摇表一样，直流耐压也通常采用负极性，为了防止外绝缘的闪络和易于发现集中性的局部缺陷，原因是绝缘中的水分带正电，若采用正极性，则水分向地端排斥形成一个反向电势，因此相当于抬升了绝缘的击穿电压，使得测试的泄漏电流偏小。对于试验设备的选取，一般选择不同电压等级的直流高压发生器，具体原理都是通过硅堆倍压整流得来。但也可以通过现场组建，即用试验变压器高压串硅堆（半波或全波整流）和并滤波电容器来进行发电机、电缆或避雷器的耐压和泄漏电流的测试。交接规程的相关规定：发电机：其Us = 3Ue ，Us按0.5 Ue分阶段上升，每阶段停留1min。各相泄漏电流的差别不应大于最小值的100%；泄露电流不应随时间延长而加大；当泄漏电流不成比例上升时，应进行分析。（为什么要分段加压，且每阶段要停留，是因为大容量的被试品其吸收过程较长，若加压太快，在US下1min是读取的电流值不一定是真正的电导电流），水内冷发电机应采用低压屏蔽法。交流电动机：其Us = 3Ue，只针对1000V及1000KW以上容量的、中性点连线引出的绕组分相进行，并在Us下，各相泄漏电流的差值不应大于最小值的100%，当泄漏电流小于20A时，相间无明显差别即可。电力变压器：35KV及以上，且容量在800KVA及以上时，应测量泄漏电流。测试绕组连同套管的泄漏电流时，不同的电压出线等级规定了不同的Us 值，并给出了允许的泄漏电流值（不同温度下的参考值）。 金属氧化物避雷器：应测试其1mA下的直流参考电压和75%U1mA的泄漏电流，一般小于50A，6KV的避雷器因产品的型号和规格的不同会有区别，应注意产品的说明书和出厂试验报告。一般试验接线：主要涉及的是微安表的接入。当接在高压侧时精度稍高，误差小，一般读取发生器高压侧的泄漏值，其主要应用于被试品一极接地的场合，如变压器和电机、电缆等，其微安表可方便地引入高压引线的屏蔽。当被试品的一极对地有绝缘时，如避雷器，则可将微安表接在避雷器的基座之间，但必须先测试其基座的绝缘良好。如果接在高压侧则必须经过屏蔽，否则肯定超差。而水内冷发电机直流耐压时，微安表接在电源的低压侧，采用低压屏蔽法。另外试验电压的读取一般要求直读Us，而发电机试验时必须并接标准表，等级精度均应符合要求。当单独接入微安表时，应有保护防止冲击的措施如并接电感电容和短路刀闸等。基本试验步骤和注意事项：按作业指导书的相关程序，现场勘察环境，布置安全设施，按仪器的操作规程进行接线。 1、必须将被试设备绝缘检测合格； 2、应先空试，尤其是发电机直流耐压前，必须记录I0 ； 3、应消除表面泄漏和杂散电流影响，引入屏蔽，擦拭干净表面； 4、非被试侧三相应接地短接； 5、精神集中，关注微安表的变化； 6、测试完后必须充分放电后才能进行换相； 7、记录环境温度，如变压器绕组连同套管的泄漏与温度有很大关系，应记录准确。安规中的相关内容： （1）试验设备的接地，应使用4mm2的多股软铜线； （2）被试品的外壳和非被试相应可靠接地，高压引线尽量缩短，有安全距离，不得影响放电； （3）应挂“止步，高压危险”警示牌； （4）合闸前应检查设备的零位； （5）应大声喧唱； （6）进行电机、电容、电缆耐压后，应先用带电阻的接地棒放电，然后直接放电；（7）雷电天气或6级以上风时，严禁户外高试。 对于直流高压发生器和标准测试杆应每年检验一次3、介质损耗因数tg试验其原理在前面已经讲过，tg是IR / IC的比值，它能反映电介质内单位体积中能量损耗的大小，只与电介质的性质有关，而与其体积大小尺寸均没有关系。因此，tg的测试目的，也是能够有效地发现设备绝缘的普遍老化、受潮、脏污等整体缺陷。对小电容设备，如套管、互感器（电容式）也能够发现内部是否存在气隙及固定绝缘开裂等集中性的局部绝缘缺陷。但要说明一点的是，针对大电容的设备如变压器、电缆等进行tg的测量时，只能发现他们的整体分布性缺陷，而其局部集中性的缺陷可能不会被发现；而对于套管、互感器等小电容量的设备，测tg能有效地发现其局部集中性和整体分布性的缺陷，详见如下分析。这也是大型变压器不仅要单独测试引出线套管的tg，也要测套管连同绕组的介损tg，就是因为套管若有缺陷时在整体绝缘良好时不能体现出来。一般设备的绝缘结构都由多层绝缘、多种材料构成。如局部有缺陷绝缘用C 1 tg1表示，其他良好绝缘用C 2tg2表示，两部分并联，则有P1 = C 1 tg1 P2 = C 2 tg2 而总的损耗为P = U2 C tg U、一定时，P与C、tg有关， P = C 1 tg1 + C 2 tg2 又C = C1 + C2 则 C 1 tg1 + C 2 tg2 = C tg tg= （C 1 tg1 + C 2 tg2）/（C1 + C2） 若套管电容C 1= 250PF，tg1= 5% （超差）而变压器电容C 2= 10000PF，tg2= 0.4% （良好）从式可以看出总tg= 0.5 % （合格），可见明显形成了误判断。设备的选取及常规试验方法：因为精度和灵敏度的原因，测变压器和一般套管的介损时（包括电容式CT），应采用GWS-1A光导介损测试仪，而当测试电容式PT电容量和tg时，可采用DX6000异频介损测试仪，它介绍了CVT的中压电容C 2 的测试方法，比较方便（自激法）。两者的原理前者是通过比较内部标准回路电流和被试品的电流的幅值及相互的相差，后者是电桥原理，离散傅立叶算法。一般接线形式主要有二种：正接法：适用于测量两相对地绝缘的设备，测试精度较高，如套管和电容式CT的主绝缘tg，耦合电容的的tg等；反接法：适用于测量一级接地的设备，仪器的外壳必须接地可靠，如变压器连同套管和绕组的tg，套管和电容式CT的末屏tg等。另外还有自激法，对角接线等，不同的试验设备均有不同的接线形式，取决于现场环境及标准设备。需要说明的是现场试验时要创造条件，力求测试精度，如主变高低压侧套管的tg测试必须要用正接法，应要求安装单位制作测试平台，以达到两极绝缘的条件。对于CVT中压电容的tg测试，应充分理解仪器的操作程序，按照其说明，操作规程进行试验。交接规程的一般要求及条款：电力变压器：当电压等级为35KV及以上，且容量在8000KVA以上时，应测试tg，其tg值不应大于产品出厂试验值的130%，对于300MW或600MW机组的厂高变，一般未达到上述要求，交接试验可不作；但一般厂家出厂试验均有该项目的数据，为充分体现对用户负责的思想，建议测试以便比较，但不出试验报告。互感器：规定了20下电流互感器（油纸电容式）的tg，220KV0.6%，330KV0.5，500KV0.5。其电容与铭牌差值应在10%之内，只针对主绝缘。而电压互感器只规定了35KV及以上油浸式的tg值，35KV的20时3.5%，35KV以上的不应大于出厂值的130%。套管：现场一般有油纸电容式，20-500KV下，tg0.7%，电容差值在10%范围内。说明一点，不管电容式CT还是电容式套管，都会有末屏，应在测主绝缘tg之前进行末屏的测绝缘，用2500V摇表，应大于1000M，有的出厂试验也有末屏tg值，因此绝缘达不到要求时，应测tg以便比较，但是试验电压应控制在2KV。另外，tg值都规定了相应的温度值，是因为温度对tg值的影响较大，一般随着温度上升，tg值也增大，因此规定了温度换算，一般应校正到20时进行与厂家试验数据的比较，换算公式为：（1） 环境温度高于20时，tg20 = tgt / A（2） 环境温度低于20时，tg20 = tgt * AA：与20温差绝对值不同的换算系数，见规程。一般操作步骤和注意事项：按常规的GWS-1A或DX6000的操作规程与相应的作业指导书相关条款进行操作。试验应良好的天气、环境温度不低于5和湿度不大于80%的条件下进行，测试前应测量被试品各电极间的绝缘电阻，必要时对小套管进行清洁和干燥处理。接地必须牢靠，符合“安规”中高压试验的条款规定，正接法时低压侧的引线也应有绝缘要求，不得与外壳接触。对于试验电压的大小，前面提到P = U2 C tg，P与电压有关，良好绝缘的tg不会随电压的升高而明显增加，但若有内部缺陷时则tg会随电压的升高而明显增加。因此对于试验电压一般为10KV，但对于电容式套管或CT的末屏和电容式电压互感器中压电容的tg测试时，则应降低电压标准使用2000V或3000V左右。测变压器的tg时应将其他侧短接接地。对试验结果的分析：应根据厂家出厂试验数据和交规进行综合判断，尤其应注意避免套管末屏的脏污情况，还有环境温度、湿度的影响，经过出厂测试合格的产品若现场测试值差，一般应考虑环境影响和受潮情况。例如湛江奥里油电厂500KV GIS 出线套管的过程防护的重要性和绝缘受潮经烘烤测试合格的情况，说明高压试验不能只关注试验本身，对于安装单位来说，一定要关注产品的全过程。对于介损测试仪应定期进行检验。4、交流耐压试验：交流耐压试验是电气设备鉴定其绝缘好坏的最直接的方法。它对于判断电气设备能否投入运行有着决定性的意义，也是保证设备绝缘水平，避免发生绝缘事故的重要手段。由于其试验电压比运行电压高，其属于破坏性，因此之前必须测定绝缘电阻和吸收比，直流耐压或经tg测试合格。若有受潮或缺陷，应先作干燥处理再耐压。交流耐压试验对于设备内部绝缘劣化有着累计效应，能使绝缘强度逐步衰减，因此，必须正确地选择试验电压大小和时间，Us越高，发现绝缘缺陷的有效性更高，但被试品击穿的可能性越大，积累效应更严重。因此国家标准参照各种绝缘材质和所能承受的过电压倍数，规定了出厂试验标准，而交接标准的电压低于出厂试验电压，但比如支柱绝缘子等几乎没有累积效应，因此其交接试验电压和出厂值几乎一样。绝缘的击穿电压Uj 与加压的持续时间有关，随时间的增加其Uj 下降，因此规定了一分钟。这一方面是为了观察被试品情况，使有缺陷的绝缘来得及暴露（固体绝缘发生击穿需要一定的时间）；另一方面不致于因为时间过长而引起的不应有的绝缘损害。交流耐压试验的加压方法一般有：一是工频耐压，包括用常规的交流试验变压器和工频串、并联谐振试验，可以对交流电动机和发电机、绝缘子、断路器、电流互感器等设备进行；二是感应耐压试验，如变压器、电磁式电压互感器等，采用从二次加压使得一次侧感应高压的方法，它不仅可以考验被试品的主绝缘（绕组对地、相间、相对地），还可以考验纵绝缘（同一绕组的层间、匝间），通常采用100400HZ的倍频进行；三是冲击电压试验，主要考验被试品耐受操作波过电压和大气过电压下绝缘的承受能力，它分为操作波冲击电压试验和雷电冲击电压试验。一般设备的选取和电压的产生及测量：针对不同的被试设备，应选取不同容量的耐压装置，因此首先必须计算电容电流，IC = Cx Us，Us已有规定，而Cx要参阅资料或实测。在进行发电厂和变电所的厂用系统比如CT和断路器的交流耐压时，采用50KV / 6KVA的一套、而耐电动机时则需要用15KV/10KVA的较大容量的试验变、在300或600MW机组的主封闭母线的耐压中，则应采用我室的一套100KV/50KVA的装置来进行，其试验电压的选取若封母中有CT时应按照CT 的耐压等级、而发电机耐压时应用并联谐振装置则已经非常方便，并联谐振即电流谐振，回路中电容电流和电感电流相互抵消，使得总回路电流很小，则电源电缆的截面可小一些，其品质因数Q可用试验电压和被试电流的乘积除以调压器的输出电压和电流的乘积得到，一般可达1040左右，Q=XC/R，而回路中的限流电阻R应尽量选小，否则调谐时很难达到谐振频率；另外串联谐振即电压谐振，须采用激励变压器，而可调电感的耐压等级应和被试品一样，因其串联回路的电压相互抵消，则激励变的容量可降低Q 倍。至于试验电压的测量，一般小电容量的被试品可只用变压器低压侧电压乘以变压器变比即可得到，但大容量诸如发电机的交流耐压试验电压，因为考虑到容升效应和被试电压的有效可靠，高压侧电压的测定必须用合格的高压测试仪如SVT-100进行，容升效应即在交流耐压时容性电流在绕组上产生漏抗压降，造成实际用到被试品上的电压值超过按变比计算出的高压侧输出的电压。试验电流的测量一般是在试验变高压侧尾端串电流表来监视，但应有短路刀闸保护，防止加压时冲坏和便于换档。在主回路中串入限流电阻是为了防止在被试品击穿时在试验变压器上产生过电压，但不宜太大，太大会由于负载电流而产生较大的压降和损耗，一般选0.10.5/V，在进行发电机的交流谐振耐压时还可小些，而球隙保护水阻一般取1/V。交接规程的一般规定和要求：发电机：对于水内冷电机时，应要求水质合格，电导率1.5s/cm；充氢前进行，耐压前的条件，一般是绝缘1000M以上，吸收比合格，尤其是大容量的，应达1.6左右，水质电阻应达30K，要求各汇水管测点连在一起，如600MW机组（哈尔滨）1-90测温端子，74、75、76汇水管端子等；但对于汇水管死接地的发电机，交流耐压前的绝缘根据厂家的规定，一般有23M就差不多了。交流电动机：6KV电机的Us为10KV，10KV电机的Us为16KV，大容量电机一般应分相进行，中性点不引出时可三相一同进行。变压器：应尽量利用规程的条款规定，8000KVA以下，Ue在110KV以下的应进行交流耐压试验，如6KV的所有干式变和油浸变等，应三相短接，非被试侧也应三相短接接地，否则会有容升现象。8000KVA及以上，Ue在110KV以上，在有试验设备时，应进行耐压试验，我们应灵活与监理、质检部门沟通。6KV的电压互感器和电流互感器：6KV的半绝缘PT，无法进行耐压，实际上作伏安特性时已经进行感应耐压，但全绝缘的就要进行24KV的耐压，此时的一次A、N短接，二次全部短接接地。6KV的CT耐压时，其二次侧不能开路，必须全部短接接地，一般随6KV断路器对地耐压一同进行，此时应作好相应的措施（PT抽出来，避雷器线拆开，CT二次短接）。真空断路器：断口的耐压等级一般按出厂试验电压的规定的75%或80%进行，不应有断口闪络和击穿。一般试验程序及注意事项：任何被试品在交流耐压前，应先进行其他绝缘试验，合格后再进行，充油设备如油浸变应静止规定的时间，以排除内部可能残存的气体。试验前应测试绝缘电阻，试验现场应设置安全区域、悬挂“高压危险“的标志牌和围栏，保护球隙应调整好，一般为 1.11.15 倍试验电压，整定过流保护，一般为1.5倍电容电流，加压前要检查调压器的零位，不可冲击加压。升压过程中应密切监听被试品有何异响、关注电流表的摆动，如无破坏性放电发生，则认为耐压通过，耐压后应测试被试品的绝缘电阻以比较。在耐压过程中如发现电压表指针摆动过大、电流表指示急剧增加、被试品冒烟、闪络或发出击穿响声，应立即停止升压。如发生试验过程中在US下突然停电，不能仅进行“补足时间“的试验。应进行防止谐振的校核，因为试验变的感抗和被试品的容抗是串联的，当两者相等时，会引起串联谐振，合闸时电流很大，在被试品上要引起很高的过电压，因此要求：CX3.18109/XK（PF），XK=Ue/IeUK%()；同时为避免并联谐振，又要求：0.08SN/UN2106CX1.3 SN/UN2106，CX单位为pF，一般情况下，被试品的容抗远大于试验变的感抗，不会出现谐振现象。三、各类电气设备交接试验方法 发电机定子绕组的绝缘性能包括：电气性能，即指绝缘的耐电强度和承受过电压的能力、热性能，即指绝缘在工作温度下不应有浸渍漆和粘合剂流出，具有承受持续热作用的能力、机械性能，即包括承受各种绝缘材料的膨胀延伸、正常运行和突然短路时的交变电动力等、化学性能，即能够承受严重的电晕产生的臭氧和各种氧化氮对绝缘材料的侵蚀和腐蚀。 发电机定子绕组的绝缘结构，主要有片云母带沥青浸胶绝缘、烘卷云母和环氧粉云母三种，属于复合式夹层绝缘，而环氧粉云母的耐电、耐热、机械性能均比前两者好，且较经济，因此目前高电压发电机基本上都是采用这种绝缘。 1、 其主要交接试验项目有： 1 ）测量定子绕组的绝缘电阻和吸收比或极化指数； 发电机绝缘的等值电路是：图略，当加上直流电压后Ic1中通过的电流为电容电流，它衰减很快，随时间按指数曲线衰减，它与发电机的几何尺寸、绕组连接方式、绝缘厚度、所加试验电压大小有关；Ig通过的是传导电流，包括体积电阻和表面电阻，它是恒定的，不随时间而衰减，它和绝缘的导电率、工作温度、制造工艺、绕组的并联支路，另外潮气、脏污程度和局部缺陷也会增加其导电率； Ia为吸收电流，发电机是复合绝缘，它的极化过程也就是Ia随时间衰减的过程，且大容量发电机吸收时间较长，因此规定了极化指数；另外有气隙支路，我们在测试中发现摇表或微安表的摆动，往往是由于内部的严重局部放电引起。一般选取2500V摇表进行，测试前应断电、验电、将其充分放电，摇测前进行摇表的检查和测试中转速的平稳、时间的掌握，测试后先断开测试线再停止摇表等注意事项。与厂家的数值进行比较时应参照不同温度的换算公式计算后进行。2） 测量定子绕组的直流电阻；它主要检查焊接头的质量、线圈个股是否存在断线、匝间短路等现象。一般采用合格的直流电阻测试仪进行，要求分相测试，记录温度值，与厂家值比较时应进行换算，公式为：R2=R1*K , K=(T+75)/(T+t1) T:铜235、铝225。不平衡系数即最大值与最小值的差值除以最小值。 3） 定子绕组直流耐压试验和泄漏电流测量； 其原理与测绝缘一样，但它电压较高，能更有效发现整体性和端部缺陷，泄漏电流和直流电压一般呈线性曲线。 水内冷发电机的汇水管死接地时，应必须在其内部保持干燥、绝缘良好（达到1000 M以上，吸收比1.6 以上）、在定子手包绝缘和格后马上进行；当汇水管有绝缘时，耐压前应要求其水质小于1.5，电阻按照厂家的规定，一般要有30K左右；未充氢。非被试相必须短接接地，换相耐压应充分放电；保持联系畅通。 一般采用低压屏蔽法，汇水管电流必须屏蔽，试验装置用高压试验变压器串全波整流硅堆进行，高压侧电流大几百毫安。 若泄漏电流随试验电压不成比例地显著增长，就可能是整体性绝缘受潮或脏污，像湛江奥里油#1机；若泄漏在某一电压值电流突然增大，就可能是严重受潮或存在贯穿性的绝缘缺陷，如金竹山的手包绝缘。4） 定子绕组交流耐压试验；主要考核定子绕组的主绝缘强度，应分相进行，试验相短路加压、非被试相短路接地包括转子绕组、测温元件、出口CT二次线等，试验电压应在高压侧测量，时间1分钟。一般采用我室的谐振耐压装置进行，电容电流的计算可以参照厂家的绕组电容值进行，试验电压下的电流一般比较吻合。至于调谐，应在1/3试验电压下进行，其判断依据是：功率因数表指示接近1、一次侧电流指示最小。注意一次限流电阻应尽可能小，否则调谐达不到最佳点。 5） 测量转子绕组的绝缘电阻； 注意摇表电压的选择，一般水内冷发电机用500V的，在转子到位时和穿入定子之前应测试好做记录，以便于不间断地监督，防止现场保管不善而使绝缘受潮。6 ）测量转子绕组的直流电阻；与定子绕组一样7 ）转子绕组交流耐压试验；一般用2500V摇表替代进行，但应在确定绝缘良好之后。8） 测量发电机、励磁机的绝缘轴承和转子进水支座的绝缘电阻； 在运行中，由于发电机的磁通不平衡、大轴被磁化以及高速蒸汽产生的静电等因素，在大轴上会产生电势，若轴承绝缘不良，轴电势就会通过轴颈、轴瓦、机组的底座构成闭合回路从而产生轴电流，轴电流有时高达数百安培，它使轴承油的油质劣化、甚至会损坏轴颈和轴瓦，为了切断轴电流的通路，在发电机励磁侧的轴承下、励磁机轴承下及轴承的各个油管接头处都要装上绝缘垫，我们就是要测量这个绝缘垫的绝缘电阻，应结合机本体专业的安装进度进行，一般用1000V的摇表，达到0.5M即可。 9） 测量埋入式测温计的绝缘电阻并检查是否完好； 热校专业进行，一般用500V摇表进行 10 ）测量灭磁电阻器、自同期电阻器的直流电阻； 11） 测量转子绕组的交流阻抗和功率损耗（无刷励磁机组，无测量条件时，可以不测量）； 转子绕组发生匝间短路时，会使转子电流增加，绕组温度上升，限制发电机的无功输出，还有可能使机组剧烈振动。而有匝短时，则通过的交流电流比正常时大很多，它有强烈的去磁作用，导致交流阻抗大为降低，而功率损耗有明显增加。 所加的电流一般要达到30A，而其试验电压峰值不能超过转子额定励磁电压；为了防止测量时接地短路，必须在电源回路接入隔离变，最好使用线电压。 一般用转子交流阻抗测试仪进行，也可用调压器、隔离变和低功率因数瓦特表等组合接线，但一定要注意瓦特表的极性和读数。 一般应在膛外、膛内、不同转速下进行测量，而其结果的比较应在相同的条件和测试环境下进行，不然则可比性不强（我们的测试数据交流阻抗膛内大于膛外）。 12） 测录三相短路特性曲线； 13 ）测录空载特性曲线； 14 ）测量发电机定子开路时的灭磁时间常数和转子过电压倍数； 15） 测量发电机自动灭磁装置分闸后的定子残压； 16） 测量相序； 17 ）测量轴电压； 18） 定子绕组端部固有振动频率测试及模态分析； 发电机在安装运行后，由于端部的磨损，其固有频率会接近两倍频即100HZ，就可能引起电磁振动引发事故，该试验主要是为了与制造厂及以后的试验结果提供参考数据。 19 ）定子绕组端部现包绝缘施加直流电压测量。 定子绕组交流耐压试验由于电容压降的存在，不利于发现端部绝缘的缺陷，它更易于发现定子绕组槽部的绝缘缺陷，而直流耐压试验由于其施加的电压和绝缘强度成正比，因为端部绝缘中没有电容电流，则其泄漏电流小，端部绝缘上承受的电压较高。但是即使直流耐压试验合格的发电机，在运行中也会在手包绝缘处发生事故，因此要对现场手包绝缘进行施加直流电压测试，一种是测表面电位、一种是测泄漏电流。当绕组外加电压一定时，绝缘表面对地电位大小和绝缘强度有直线关系，绝缘强度越高、表面电位越低，反之亦然。 一般要用直流耐压的设备，通水后的水质合格，施加发电机额定电压，在所有被测接头、手包绝缘引线接头及过度引线并联块等处包裹一层0.010.02mm厚的铝箔纸，用带金属探针的表面电位测试杆进行试验。2、交、直流电动机试验2.1 直流电动机试验1） 测量励磁绕组和电枢的绝缘电阻；2） 测量励磁绕组的直流电阻；应确保励磁绕组不能开路，以防“飞车”（开路则没有反向电势） 3） 测量电枢整流片间的直流电阻； 4） 励磁绕组和电枢的交流耐压试验； 5） 测量励磁可变电阻器的直流电阻； 6） 测量励磁回路连同所有连接设备的绝缘电阻； 7） 励磁回路连同所有连接设备的交流耐压试验； 8） 检查电机绕组的极性及其连接的正确性；为了防止“环火“的出现，应要求电枢绕组和换向极绕组的极性相反，即其连接点的极性相同；串极绕组和并极绕组的极性应相同，试验时指针表应接在串极绕组上，以防冲坏表计。一般采用直流法，需要注意现在的直流电机有两组换相绕组、另外换向时一定要注意电机的铭牌标志，励磁绕组和电枢绕组都要调换极性，还要求机务一定要看准泵的转向。9） 测量并调整电机电刷，使其处在磁场中性位置；10） 测录直流发电机的空载特性和以转子绕组为负载的励磁机负载特性曲线； 11） 直流电动机的空转检查和空载电流测量。因为其电源是蓄电池，一般只空转30min，而测试空载电流的直流钳形表我室还没有，可以通过盘表或测量分流器的电压来计算。 2.2 交流电动机试验1） 测量绕组的绝缘电阻和吸收比；2） 测量绕组的直流电阻； 规程只规定了1000V及100KW以上的电动机有：相间的相互差别小于最小值的2%，中性点未引出的线间的相互差别小于最小值的1%。3） 定子绕组的直流耐压试验和泄漏电流测量； 4）定子绕组的交流耐压试验；5） 绕线式电动机转子绕组的交流耐压试验； 6） 同步电动机转子绕组的交流耐压试验； 7） 测量可变电阻器、起动电阻器、灭磁电阻器的绝缘电阻； 8） 测量可变电阻器、起动电阻器、灭磁电阻器的直流电阻； 9）测量电动机轴承的绝缘电阻；采用1000V兆欧表测量，绝缘电阻值不应低于 0.5M10） 检查定子绕组极性及其连接的正确性要重视极性的检查，若连错则不能产生三相旋转磁场，甚至会损坏电动机。但它的做法与互感器、直流电机等相反。 11） 电动机空载转动检查和空载电流测量。3、电力变压器试验1） 绝缘油试验或SF6气体试验； 绝缘油根据低温性能的不同分为#10、#25、#45三种牌号，它在高压电力设备中的主要作用是：作为绝缘介质、作为冷却介质、作为灭弧介质，高温下可以分解出70%左右的氢气从而灭弧、作为浸渍介质，可以防止潮气和气泡浸入。绝缘油在高温下氧化加快，有杂质和水分时其老化过程更快、击穿电压更低，氧化后绝缘油的颜色由淡黄色变为深暗红色、由透明变浑浊。绝缘油的几项主要指标是：黏度、闪点、水溶性酸和碱、酸值、机械杂质、透明度、凝点、游离碳等。绝缘油的电气性能包括电气强度试验和介质损耗因数tg试验，一般采用2.5mm的标准平板电极油杯，试验前应进行清洗和干燥。绝缘油中溶解气体分析的方法主要是特征气体法：正常运行时绝缘油老化过程中产生的气体有CO和CO2、当存在局部放电时，油裂解产生的气体有H2和CH4、当温度高于100时，如在电弧温度的作用下，油裂解产生的气体有C2H2。对绝缘油进行色谱分析，就可以判断其老化的程度。SF6气体作为优良的绝缘和灭弧介质，正常情况下是无色、无味、无毒的，但它在电弧作用的分解下能生成多种具有强腐蚀性和毒性的杂质，引起设备的化学腐蚀，并危及人员安全。因此对于SF6，应严格控制其泄漏和水分含量，一般采用检漏仪进行定性分析和微水测试仪检测，变压器和CT等的微水小于250ppm，微水仪在测试前必须进行通入高纯氮气干燥的过程，一般应降到10ppm左右。2） 测量绕组连同套管的直流电阻；直流电阻试验可以检查出绕组内部导线的焊接质量、引线与绕组的焊接质量、绕组的规格是否符合要求、分接开关、引线、套管等载流部分的接触是否良好、三相电阻是否平衡等。变压器绕组由于电感很大，又存在互感，且电阻较小，=L/R，时间常数很大，需要充电很长时间才能达到电流稳定，因此大型变压器的直流电阻试验缩短其测试时间具有现实意义。一般方法是减小L（可以增加电流，提高铁心的饱和程度）、增大R（可以串联适当的附加电阻来达到），但当测量大型变压器的低压绕组电阻时，由于低压侧激磁匝数少，即使较大电流也不能使铁心饱和，这时可以采用串联绕组助磁法，连接是应注意各绕组的接线方式（应使磁通为同一方向，一般 A、B、C、与a、b、c同极性）。一般采用电桥法或直流电阻测试仪进行，如3395应带附加电流源。3） 检查所有分接头的电压比；其测试原理为K=U1/U2=N1/N2，一般是线电压的比值；测试目的为：检查变压器绕组匝数比的正确性、检查分接开关的状况、检查是否存在匝间短路即等同测直阻、判断变压器能否并列运行。一般采用变比电桥法进行，注意不同仪器的使用说明书，而变电站使用的ZN-Y11的测试则应进行一些换算。4 ）检查变压器的三相接线组别和单相变压器引出线的极性；一般采用变比电桥法5） 测量与铁心绝缘的各紧固件及铁心（有外引接地线的）绝缘电阻；在变压器吊罩或内检时用2500V摇表进行，要测试1min。6） 非纯瓷套管的试验； 一般采用电容式套管，必须在吊装之前进行其绝缘和介损的试验。7） 有载调压切换装置的检查和试验；要求进行过渡电阻及切换时间及三相切换的同期性的测试，我室已有一套珠海的测试仪。测时要注意其灵敏度的选择、高压侧中性点应断开、低压侧的三相应短接接地。 8） 测量绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数；被测绕组应短接、非被试绕组应短接接地：可以测试出被测绕组对地和非被测绕组之间的绝缘状态；同时能够避免非被试绕组中剩余电荷的影响。应在变压器注入合格油后静止一段时间且油试验合格后方能进行。500KV的变压器应用5000V的摇表且应进行极化指数的测量。9） 测量绕组连同套管的介质损耗角正切值 tan ； 10） 测量绕组连同套管的直流泄漏电流；当环境比较恶劣时，必须进行屏蔽，否则会使泄漏电流不合格 11） 变压器绕组变形试验；绕组产生局部变形后，其电感和电容等分布参数必然发生相对变化，也同时使集中参数发生变化即阻抗电压、短路电抗、漏抗、空载电流、空载损耗等，绕组变形试验就是测试这些参数的变化来判断。 12） 绕组连同套管的交流耐压试验； 13） 绕组连同套管的长时感应电压试验带局部放电试验； 14） 额定电压下的冲击合闸试验； 冲击合闸试验主要目的是检查差动保护的接线正确性和励磁涌流的测试，因此有冲击3次和5次之分，一般小型变压器没有差动保护就只进行3次。15） 检查相位；包括低压侧一、二次侧相序的测量和两路电源间的相位检查即核相。 16） 测量噪音。4、电流、电压互感器试验1）测量绕组的绝缘电阻；应测量一次绕组对地、各二次绕组之间的绝缘电阻，尤其要注意套管式CT在进行吊装时要仔细，不能漏项；而对于半绝缘的PT，要求解开接地的一次N点进行一次侧绝缘的测试。应大于1000M。2） 测量35kV 及以上电压等级互感器的介质损耗角正切值 tan ；介损测试可以较容易地发现小电容设备的集中性缺陷，而电容式电流互感器若绝缘受潮，其水分一般沉积在底部，即末屏处，因此先应用正接线进行主绝缘的介损测试，但要用2500V摇表对末屏检查绝缘大于1000M合格的前提下，否则要用反接法2KV进行末屏的介损测试，尤其要保证末屏的清洁和干燥。3） 局部放电试验； 4） 交流耐压试验； 5） 绝缘介质性能试验；一般是指充油互感器的油质检查、SF6互感器的微水、检漏等试验6） 测量绕组的直流电阻；一般电压互感器的一次绕组较细，容易断线。水渡河就发现PT 一次绕组断线的情况。新规程要求CT的所有二次绕组均应测试其直流电阻值。用PC9或电阻测试仪进行。 7） 检查接线组别和极性；电压互感器的极性应是A与a同极性，用直流法或变比测试仪进行，6KV的PT开口三角的二次绕组尤其要注意其三相连接的串联关系，否则受电时零序电压会异常。电流互感器的极性一定要测试出L1与K1等的关系，且要在图纸上和原始记录上记正确，以供继电保护参考，尤其是带差动保护的回路，像变压器的套管式CT。 8） 误差测量；一般只进行变比误差检查，又多个二次绕组的应该都要看，要重视试验数据与铭牌、设计院图纸、设备相互之间、继电保护要求的比较、还要注意CT一次绕组串并联的连接方式。现场已经多次出现过变比错误而在受电或整套启动时才发现的质量事故。一般用CT特性测试仪进行，也可以用升流器或试验变进行。9） 测量电流互感器的励磁特性曲线；电流互感器的励磁曲线一般只对保护级进行，其有测量级、P级、TP级、XP级等，P级为稳态保护用，TP级为暂态保护用，。保护用电流互感器要求在规定的一次电流范围内，二次电流的综合误差不超出规定值。对于有铁心的电流互感器，形成误差的最主要因素是铁心的非线性励磁特性及饱和。电流互感器的饱和可分为两类：一类是大容量短路稳态对称电流引起的饱和(以下称为稳态饱和)；另一类是短路电流中含有非周期分量和铁心存在剩磁而引起的暂态饱和(以下称为暂态饱和)。这两类饱和的特性有很大不同，引起的误差也差别很大。在同样的允许误差条件下，考虑暂态饱和要求的互感器铁心截面可能是仅考虑稳态饱和的数倍至数十倍。因而对互感器造价及安装条件提出了严峻的要求。以往在中低压系统和发电机容量较小的情况下，互感器暂态饱和的影响较轻，一般未采取专门对策。而对当前的超高压系统和大容量机组，为保证继电保护的正确动作，暂态饱和已成为必须考虑的因素。因此有的工程中的500KVCT包括发电机CT均为TPY或TPX 励磁特性的试验主要是检查其是否存在匝间短路和铁心质量的好坏。注意进行差动保护首尾 CT的特性曲线的对比，不应该有太大的差别。应当明白互感器如10%误差曲线和如5P20的概念：最大短路电流与其额定电流的倍数所对应的CT二次负载在允许范围内，该CT 的比值误差才能保证小于10%；5P20，30VA。其中5P为准确等级，30VA为二次负荷额定值，20为准确限值系数（即一次电流为额定电流的20倍时，此时综合误差应不超过5% ）。 10） 测量电磁式电压互感器的励磁特性；注意新规程的二次电压施加量达190%Ue 11） 电容式电压互感器（CVT）的检测； 其变比应在一次侧加压或用变比测试仪进行12） 密封性能检查；13） 测量铁心夹紧螺栓的绝缘电阻。5、真空、SF6断路器及GIS试验1） 测量绝缘电阻； 2） 测量每相导电回路的电阻（或整个主回路）；主要检查断路器或隔离开关的动、静触头的接触电阻的大小，因为接触电阻的存在，增加了导体通电时的损耗，使接触处的温度升高，影响了正常的载流能力。一般用回路电阻测试仪进行，100A，而GIS的整个回路的电阻选取测量点时应注意可比性，可以选取进出线的套管进行。3） 交流耐压试验；真空断路器的断口的耐压一般采用厂家值的80%。 GIS的交流耐压一般采用串联变频谐振装置，加压前应确认绝缘良好、尤其是每个气室的微水应监测合格、架空线断开、电磁式电压互感器和氧化锌