工频交流耐压试验

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,工频交流耐压试验,2024/9/20,1,目录,1.,概述,2.,交流试验电压的产生,3.,试验设备,4.,试验电压的测量,5.,试验方法,6.,交流耐压试验的注意事项,7.,习题,2024/9/20,2,工频交流耐压试验,1.概述,交流耐压试验是鉴定电气设备绝缘强度最直接的方法，它对,于判断电气设备能否投入运行具有决定性的意义，也是保证设备,绝缘水平、避免发生绝缘事故的重要手段。因为交流耐压试验能,充分反映电气设备在交流电压下运行时的实际情况，能真实有效,地发现绝缘缺陷。,交流耐压试验是破坏性试验。在试验之前必须对被试品先进,行绝缘电阻、吸收比、泄漏电流、介质损失角等项目的试验，若,试验结果正常方能进行交流耐压试验，若发现设备绝缘情况不良，,通常应先进行处理后再做耐压试验，避免造成不应有的绝缘击穿。,2024/9/20,3,工频交流耐压试验,2.交流试验电压的产生,2.1 高压试验变压器回路,交流耐压试验的接线，应按被试品的电压、容量和现场实,际试验设备条件来决定。图1是一种典型的试验接线。,2024/9/20,4,工频交流耐压试验,2.2 串联谐振电路,对于发电机、变压器、,SF,6,组合电器(,GIS),和交联电缆等电容,量较大的被试品进行交流耐压试验，需要大容量的试验设备，,这时可以采用串联谐振试,验装置，它能以较小的电,源容量试验较大电容和较,高试验电压的试品，回路,由被试品负载电容和与之,串联的电抗器和电源组成，,如图2所示。,2024/9/20,5,工频交流耐压试验,图3为串联谐振的等效电路及其相量图。,其中,X,L,=L、X,C,=1/C、2f。,当,X,L,=X,C,，即,时电路处于谐振状态。此时回路中的电流达到最大。,2024/9/20,6,工频交流耐压试验,加在被试品上的电压为,输出电压与输入电压之比称为试验回路的品质因数,Q。,由于试验回路中的,R,很小，故试验回路的品质因数很大，因此,用这种方法能用电压较低的试验变压器得到较高的试验电压。而且,当被试品击穿时，电路失去谐振条件（不再满足,X,L,=X,C,），电源输,出电流自动减小，试品两端的电压骤然下降，从而限制了对被试品,的损坏程度。,2024/9/20,7,工频交流耐压试验,目前根据调节方式的不同，串联谐振装置分为工频串联谐振装,置和变频串联谐振装置两大类。,前一种工频串联谐振装置工作频率为,50Hz，,带可调电抗器。该,电抗器的电感量能连续可调，当试验电压较高时，可以作成几个电,抗器串联使用。后一种变频串联谐振装置带固定电抗器，工作频率,一般为30300,Hz。,该装置依靠大功率的变频电源，使回路达到谐振，,所用电抗器的电感量是不可调的，而试验频率随被试品的电容量不,同而改变。由于变频串联谐振装置的试验频率随不同电容量的被试,品而变化，所以其使用范围受到了一定的限制。,下图为电抗器可调的串联谐振装置。输出电压最高（两节电抗,器串联使用时）为460,kV，,适用的电容量范围为15006000,pf。,2024/9/20,8,工频交流耐压试验,2024/9/20,9,工频交流耐压试验,3.试验设备,交流耐压试验用的设备通常有试验变压器、调压设备、电压,测量装置、保护球隙、保护电阻及相关的控制装置等。,3.1 高压试验变压器,高压试验变压器具有电压高、容量小、持续工作时间短等特点，,因此我们在进行耐压试验前应根据这些特点及被试品的实际情况来,加以正确地选择。,2024/9/20,10,工频交流耐压试验,3.1.1 电压的选择,我们应根据被试品该进行的试验类型，再根据相关的技术标,准，如华北电力集团公司2002年电力设备交接和预防性试验规,程、,GB 50150-91,电气装置安装工程电气设备交接试验标准、,DL/T,电力设备预防性试验规程等来确定试验电压，根据该试验,电压我们再来选择电压合适的试验变压器。当试验电压比较高时，,可采用多级串接式试验变压器。此外，还应考虑试验变压器所需低,压侧电压是否与现场电源电压、调压器相匹配等问题。,2024/9/20,11,工频交流耐压试验,3.1.2 电流的选择,试验变压器的额定电流应能满足被试品的电容电流和泄漏电流,的要求，一般可以按下式计算,式中：,I,试验变压器高压侧输出电流，,mA,角频率，,2,f,C,X,被试品电容量，,F,U,试验电压，,kV,还可以相应求出试验所需电源容量,试验时，按,P,值选择变压器容量，一般不得超载运行。,2024/9/20,12,工频交流耐压试验,3.2 调压器,调压器应能从零开始平滑地调节电压，以满足试验所需的任意,电压。调压器的输出波形，应尽可能地接近正弦波，容量也应满足,试验变压器的要求，通常与试验变压器容量相同。,常用的调压器有自耦调压器、移圈调压器和感应调压器等。由,于移圈调压器的输出电压波形在某一范围内有较大的畸变，所以现,场最好少使用移圈调压器调压。,3.2.1 自耦调压器,它利用变动碳刷接触的位置，改变一次绕组与二次绕组的匝数,比，以达到调压的目的。由于自耦调压器具有体积小、重量轻及波,形好等优点，所以其应用比较广泛。但又因为其是用碳刷接触调压，,所以容量受到限制，所以常用于500,V,及以下小容量调压。,2024/9/20,13,工频交流耐压试验,图4 单相调压器绕组联结图 图5 三相调压器绕组联结图,2024/9/20,14,工频交流耐压试验,3.2.2 移圈调压器,移圈调压器是通过移动一个自身短路的动绕组（线圈）的位置,改变主绕组和副绕组之间的磁链，从而改变其输出电压。,其原理接线如图6所示。,A、B,为两个匝数相等、绕向相反串在一,起的主、副绕组，另外还有一个可上下移动的短路绕组,K，,其匝数也,与,A、B,相同。当短路绕组,K,位于最下端时，,电源电压全降落在绕组,A,上，所以输出电压,为零；随着绕组,K,的上移，绕组,A,的电压降,低，而绕组,B,的电压升高，所以输出电压就,会增加，当绕组,K,位于最上端时，输出电压,达到最高。,2024/9/20,15,工频交流耐压试验,3.3 保护电阻,试验变压器的高压输出端应串接保护电阻，用来降低试品闪络,或击穿时变压器高压绕组出口端的过电压，并能限制短路电流。,此保护电阻的取值一般为0.10.5 /,V，,并应有足够的热容量,和长度。该电阻的阻值不易太大，否则会引起正常工作时回路产生,较大的压降和功耗。保护电阻可采用水电阻或绕线电阻，若选用绕,线电阻则应注意其匝间绝缘的强度，以免匝间闪络。保护电阻的长,度可以如下选择：当试品击穿或闪络时，保护电阻不应发生沿面闪,络，它的长度应能耐受最大试验电压，并有适当的裕度。,保护电阻的最小长度可以参照表一选用。,2024/9/20,16,工频交流耐压试验,表一： 保护电阻最小长度,与保护球隙串联的保护电阻，其电阻值通常取,1 /,V，,电阻的,长度也同样根据表一选用。,试验电压,kV,电阻长度,mm,50,250,100,500,150,800,2024/9/20,17,工频交流耐压试验,4.试验电压的测量,交流试验电压的测量装置（系统）一般可采用电容（或电阻）,分压器与低压电压表、高压电压互感器、高压静电电压表等测量系,统。交流试验电压测量装置（系统）的测量误差应满足,GB 311.4,高电压试验技术中规定的要求，即测量误差不应大于3。,4.1 在试验变压器低压侧测量,试验电压的测量一般应在高压侧进行，但对于小容量的被试品,也可在试验变压器的低压侧测取，然后再通过变比换算到高压侧。,计算式为：,U,2,=KU,1,。这适用于负荷容量比电源容量小得多，测量精,度要求不是很高的情况。,2024/9/20,18,工频交流耐压试验,4.2 用电压互感器测量,将电压互感器的一次侧并接于被试品，在其二次侧测量电压，,然后根据测得的电压经电压互感器变比计算出高压侧电压。为保证,测量的准确度，一般要求电压互感器,准确度不低于1级，电压表不低于0.5,级。,4.3 用高压静电电压表测量,用高压静电电压表可以直接测量,工频高压的有效值。但其缺点是：额,定电压 1000,V,及以上的静电电压表的,电极暴露在外面，受外界干扰大，现场不宜使用，多用于试验室内。,2024/9/20,19,工频交流耐压试验,4.4 用电容分压器测量,电容分压器如图所示，由,C,1,、,C,2,两电容器组成，并接在被试品,两端，用电压表测,C,2,上的电压,U,2,，,然后按分压比算出高压侧电压,U,1,。,由于流过,C,1,、,C,2,的电流,所以，分压比为,当,C,2,C,1,时，,2024/9/20,20,工频交流耐压试验,4.5 用球隙测量,在交流耐压试验中，球隙不仅可以作为保护用，还可以用作测,量用。球隙测量高电压的原理是在一定的大气条件下，一定直径的,铜球，球隙间的放电电压决定于球隙距离。,用球隙测量高压时，只有当球隙放电时，才能从相应的表中,（可查阅,GB 311.6-83,高电压试验技术第五部分 测量球隙）,查得电压。每次放电必须跳闸，而且放电时可能产生振荡，也可能,引起过电压，所以球隙测量电压不大方便。,2024/9/20,21,工频交流耐压试验,5 试验方法,5.1 一般规定,有绕组的被试品进行耐压试验时，应将被试品绕组自身的两端,短接，非被试品绕组亦应短接并与外壳连接后接地。,交流耐压试验时加至试验电压后的持续时间，如无特殊说明则,均为1,min。,升压必须从零开始，切不可冲击合闸。升压速度在75试验电,压以前，可以是任意的，自75电压开始应均匀升压，约为每秒2,试验电压的速率升压（以,DL 474.4-92,现场绝缘试验实施导则 交,流耐压试验为准）。耐压试验后，迅速均匀降压到零，然后切断,电源。,2024/9/20,22,工频交流耐压试验,5.2 试验步骤,任何被试品在进行交流耐压试验前，应先进行其他绝缘试验，,合格后再进行耐压试验。通常在耐压试验前后均应测量绝缘电阻。,另外，充油设备若经滤油或运输，耐压试验前还应将试品静置一,段时间，以排除内部可能残存的空气。,接上试品，接通电源，开始升压进行试验。升压过程中应密,切监视高压回路，监听被试品有何异常的响声。升至试验电压，,开始计时。时间到后，降压然后切断电源。试验中如无破坏性放,电发生，则认为通过耐压试验。,在升压和耐压过程中，如发现电流表指示急剧增加，调压器,往上升方向调节，出现电流上升、电压基本不变甚至有下降的趋,势，被试品冒烟、焦臭、闪络、燃烧或发出击穿响声，应立即停,2024/9/20,23,工频交流耐压试验,止升压，降压停电后检查原因。这些现象如查明是绝缘部分出现的，,则认为被试品交流耐压试验不合格。如确定被试品的表面闪络是由,于空气湿度或表面脏污等所致，应将被试品清洁干燥处理后，再进,行试验。,对35,kV,穿墙套管及母线支持绝缘子进行交流耐压试验时，有时,在瓷套表面发生较强烈的局部放电现象，只要不发生线段对地的闪,络或击穿，可认为耐压合格。,有时耐压试验进行了数十秒钟，中途因故失去电源，使试验中,断，在查明原因，恢复电压后，应重新进行全时间的持续耐压试验，,不可仅进行 “补足时间” 的试验。,2024/9/20,24,工频交流耐压试验,6.,交流耐压试验的注意事项,6.1 容升效应及电压谐振,试验变压器所接的被试品大多是电容性的，在交流耐压时，容,性电流在试验变压器绕组上产生漏抗压降，造成实际作用到被试品,上的电压值超过,按变比计算的高,压侧所应输出的,电压值，这就是,容升效应。其简,化等值电路及相,量图如右图所示。,2024/9/20,25,工频交流耐压试验,被试品电容及试验变压器漏抗越大，则容升效应越明显。所以,我们在进行较大容量试品的交流耐压试验时，要求直接在被试品端,部进行电压测量，以免被试品受到过高的电压作用。,此外，由于被试品电容与试验变压器、调压器的漏抗形成串联,回路，一旦被试品容抗与试验变压器、调压器漏抗之和相等或接近,时，发生串联电压谐振，造成试品端电压显著升高，危急试验变压,器和被试品的绝缘。在试验大电容量的被试品时应注意预防发生电,压谐振，为此，除在高压侧直接测量试验电压外，并应在被试品并,接球隙进行保护。,2024/9/20,26,工频交流耐压试验,6.2 保护球隙距离的整定,对重要的试品（如发电机、变压器等）进行交流耐压试验时，,宜在高压侧设置保护球隙，该球隙的放电距离对发电机一般可整定,在1.11.15倍额定试验电压所对应的放电距离；对变压器整定在,1.151.2倍，且保护球隙应在现场施加已知电压进行整定。,不同距离球隙的放电电压可参见,GB 311.6-83,高电压试验技,术第五部分 测量球隙，以及教材后的附录,C。,这里还需说明的是：,一般我们做试验所需整定电压其相对应的球隙距离不一定刚好能从,表中查到，这就需要我们做相应的换算，找出我们所需整定电压相,对应的球隙距离。如表二所示（该表节取自,GB 311.6-83,高电压,试验技术第五部分 测量球隙中的续表1,）：,2024/9/20,27,工频交流耐压试验,表二,：,kV,（,峰值）,比如我们的球直径为10,cm，,需整定的电压为110,kV ，,而这电压,不能直接从表中查到，所以需用插值法求得。因为11510510，,4.54.00.5，所以每1,kV,对应的距离为0.05,cm，5kV,就是0.25,cm，,因此我们所需整定球隙的距离为4.00.254.25,cm。,球隙距离,cm,球 直 径,cm,10,12.5,15,4.0,105,119,122,4.5,115,129,133,2024/9/20,28,工频交流耐压试验,6.3,更换高压接线的安全问题,交流耐压试验结束，降压和切断电源后，试品中残余的电荷，,自动反向经过试验变压器高压绕组对地放电，因此试品对地放电问,题没有像直流耐压试验那样重要。但对于需要更换高压接线，有较,多人工换线操作的工作，为防止电源侧隔离开关或接触器不慎突然,来电等意外情况，在更换接线时应在试品上悬挂接地放电棒，以保,证人身安全。在再次升压前，先取下放电棒，以防带接地放电棒升,压。,6.4 耐压试验前后均应测量被试品的绝缘电阻。,2024/9/20,29,习题,1. 画出工频交流耐压试验的原理接线图，并简要说明各元件的作用。,2. 简述工频高压的测量方法有哪几种。,3. 简要叙述何为容升现象，并画出其电路图及相量图。,2024/9/20,30,