高电压技术高压试验课件

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,高电压技术高压试验课件,*,第六章电气设备绝缘试验（二）,工频高压试验,直流高压试验,雷电冲击高压试验,操作冲击高压试验,高电压技术高压试验课件,6-1 工频高压试验,交流耐压：,是交流设备的基本耐压方式。适用于220kV以下的电力设备。 以变压器为例，如图所示,高电压技术高压试验课件,工频高压的产生,工频高压试验变压器,特点,外形结构,高电压技术高压试验课件,串级变压器,高压绕组中点接壳的串级变压器原理电路图,高电压技术高压试验课件,工频高压的测量,工频高压的测量,测量球隙,稍不均匀-Ub偏差小于3%,静电电压表,0-1MHz，量程小于200kV,分压器配用低压仪表,电容分压，注意杂散电容影响，措施-屏蔽,高压电容器配用整流装置,高电压技术高压试验课件,杂散参数的影响,工频分压器测压电路（杂散参数的影响）,高电压技术高压试验课件,6-2 直流高压试验,在被试品的电容量很大的场合，用工频交流高电压进行绝缘试验时会出现很大的电容电流，这就要求工频高压试验装置具有很大的容量，这时常用直流高电压试验来代替工频高电压试验。,工频高电压,-,整流器,-,直流高压，倍压整流,-,直流高压串级装置,-,更高直流电压。,高电压技术高压试验课件,(a) 经整流器V1向电容器C1充电，负半波则经V2向C2充电，最后C1和C2上的电压均达到Um，在输出端得到2Um的直流高压。,(b) 负半波期间经V1向C1充电，而正半波期间电源与C1串联起来经V2向C2充电，C2上也可得2Um的直流高压。,(c) 由(b)演变来的，可以得到3Um的直流高压。,T,V,1,V,2,C,1,C,2,(a),T,V,1,V,2,C,1,C,2,(b),T,V,1,V,2,V,3,C,1,C,2,C,3,(c),图5-7 几种倍压整流回路,高电压技术高压试验课件,串级直流高压发生器,利用 (b)中的倍压整流电路为基本单元，多级串联起来即可组成一台串级直流高压发生器，,理想情况可获得空载输出电压等于2nUm(n为级数),C,C,C,C,C,C,输出,图5-8 串级直流高压,发生器原理图,高电压技术高压试验课件,6-3 冲击高压试验,雷电冲击高压试验,雷电冲击耐压考验电力设备承受雷电过电压的能力。只在制造厂进行本项试验，因为,试验会造成绝缘的积累效应,，所以在规定的试验电压下只施加3次冲击。,国家标准规定额定电压220kV，容量120MVA的变压器出厂时应进行本项试验。,高电压技术高压试验课件,操作冲击高压试验,330kV电力设备的出厂试验应进行本项试验。,在电力系统现场进行各个电压等级变压器的耐压试验时，可采用操作冲击感应耐压方式来取代工频耐压试验。由于利用被试变压器自身的电磁感应作用来升高电压，所以冲击电源装置电压较低，装备比较简单。而且试验本身不会在绝缘中产生残留性损伤,高电压技术高压试验课件,冲击高压试验,冲击电压波形,冲击电压发生器原理,冲击电压发生器结构,冲击电压测量,高电压技术高压试验课件,a、雷电冲击电压波,国标规定：,冲击电压波形,高电压技术高压试验课件,b、操作冲击电压波,国标规定：,高电压技术高压试验课件,高电压技术高压试验课件,冲击电压的一般表达式：,u,2,= U,1,exp（-t/,1,）- exp（-t/,2,）,时间常数：,1,和,2,1.2/50s的雷电波：,1,2,u,2,由两个指数分量相加构成,波前时间T,f,由较小的时间常数,2,决定；,半峰值时间T,t,由相对大得多的时间常数,1,决定,高电压技术高压试验课件,波头的形成：,放电电阻R,t,，球隙g,0,放电后，电压u,2,上升。,T,f,=3.24R,f,C,1,C,2,/（C,1,C,2,）,因C,1,C,2,，T,f,3.24R,f,C,2,波尾的形成：,电压,u,2,到达峰值,U,2m,后，电容,C,1,和,C,2,一起经过电阻,R,t,放电。因一般,C,1,C,2,，,放电快慢主要决定于,C,1,T,t,0.69R,t,(C,1,C,2,)0.69R,t,C,1,C,2,上电压u,2,的波形,波前,波尾,高电压技术高压试验课件,冲击电压发生器的基本原理,冲击电压发生器概念：冲击电压发生器由一组并联的储能高压电容器，自直流高压源充电几十秒钟后，通过铜球突然经电阻串联放电，在试品上形成陡峭上升前沿的冲击电压波形。冲击波持续时间以微秒计，电压峰值一般为几十kV至几MV,发明人：产生较高电压的冲击发生器多级回路，首先由德国人E.马克思（E.Marx）提出，为此他于1923年获得专利，被称为马克思回路,高电压技术高压试验课件,单级冲击电压发生器回路,回路1,回路2,由于受到硅堆和电容器额定电压的限制，单级冲击电压发生器的最高电压不超过200300kV。,正极性冲击电压,负极性冲击电压,高电压技术高压试验课件,多级冲击电压发生器回路,T：供电高压变压器； D：整流用高压硅堆；,r：保护电阻； R：充电电阻； rd:每级的阻尼电阻；,C：每级的主电容； Cs：每级相应点的对地杂散电容；,g,1,：点火球隙； g,2,g,4,：中间球隙； g,0,：隔离球隙；,高电压技术高压试验课件,“电容器并联充电，而后串联放电”,电阻R的连接与隔离作用：,在充电时起电路的连接作用；放电时则起隔离作用,电容并联串联转换方法：,诸电容由并联变成串联是靠一组球隙分别处于绝缘和放电来达到,杂散电容与同步：,实际上因杂散电容Cs是很小的，所以各中间球隙在放电前所作用到的过电压时间非常短促。为使诸球隙易于同步放电，在采用简单球隙的条件下，它们应排列成相互能够放电（紫外线）照射的状态。,阻尼电阻：,为了防止杂散电感和对地分布的杂散电容引起高频振荡，电路中分布放置了阻尼电阻r,d,，一般每级为525。若级数为n，阻尼电阻的串联总值nr,d,称作为R,d,。R,d,也起着调节波前时间的作用，但在放电时它与Rt会造成分压，使输出的电压有所降低。,工作特点：,高电压技术高压试验课件,发生器电压效率,C,1,/（C,1,C,2,）R,t,/（R,d,R,t,）,放电时基本回路的等值回路,这意味着输出电压u,2,的峰值U,2m,低于电容C,1,上的初始充电压U,1,。它是由于C,1,与C,2,之间的分压和R,t,与R,d,之间的分压造成的,高电压技术高压试验课件,高效冲击电压发生器回路,冲击电压发生器高效回路接线,r,f,：,每级的波前电阻，一般约几十欧；,r,t,：,每级的放电电阻，通常约几百欧；,C,2,：,负荷电容，其值不仅取决于试品，而且与调波相关。一般处于几百皮法至几个纳法间,高电压技术高压试验课件,冲击电压发生器回路接线,等值电路,高电压技术高压试验课件,三、冲击电压发生器结构,高电压技术高压试验课件,高电压技术高压试验课件,高电压技术高压试验课件,户外冲击电压发生器及分压器,高电压技术高压试验课件,户内冲击电压发生器及截波装置,高电压技术高压试验课件,四、冲击电压的测量,球隙测电压峰值,分压器配用示波器、峰值电压表、数字记录仪等,分压器类型：电阻型、电容型、阻容并联型、阻容串联型,高电压技术高压试验课件,各种预防性试验方法的特点总结,序号,试验方法,能发现的缺陷,1,测量绝缘电阻及泄漏电流,贯穿性的受潮、脏污和导电通道,2,测量吸收比,大面积受潮、贯穿性的集中缺陷,3,测量tg,绝缘普遍受潮和劣化,4,测量局部放电,有气体放电的局部缺陷,5,油的气相色谱分析,持续性的局部过热和局部放电,6,交流或直流耐压试验,使抗电强度下降到一定程度的主绝缘局部缺陷,7,操作波或倍频感应耐压试验(限于变压器),使抗电强度下降到一定程度的主绝缘或纵绝缘的局部缺陷,表中序号6和7两项为破坏性试验，,其它各项均属于非破坏性试验,高电压技术高压试验课件,绝缘预防性试验是在电力设备处于离线情况下进行的。离线监测的缺点是：, 需停电进行，而不少重要的电力设备不能轻易地停止运行；, 只能周期性进行而不能连续地随时监视，绝缘有可能在诊断期间发生故障；, 停电后的设备状态，如作用电场及温升等和运行中不相符合，影响诊断的正确性。譬如前述的绝缘tg检测，采用电桥法时，由于标准电容器的额定电压的限制，一般只加到10kV，这对于220kV500kV的电力设备而言，电压是很低的。,离线监测的缺点,高电压技术高压试验课件,1）tg的在线监测,2）局部放电（PD）的在线监测,绝缘的在线监测,高电压技术高压试验课件,作业,第三章,1、什么叫间隙的伏秒特性曲线?它有什么作用?,2、举例提高气隙（气体间隙）击穿电压的各种方法。,第四章,1、液体的热击穿的发生过程。,第五章,P154： 51；52,补充：1、试画出用兆欧表测量绝缘套管体积电阻的接线图，并说明端子G 的作用是什么；如果在15s与60s时测得该套管的绝缘电阻为R15=1000M，R60 =3000M ，那么该套管的绝缘电阻是多大？它的吸收比为多少？,高电压技术高压试验课件,