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高压电气设备试验技术

(1)试验设备可以做得比较轻巧,适合于现场预防性试
验的要求。
(2)在试验时可以同时测量泄漏电流。 (3)直流耐压试验比之交流耐压试验更能发现电机端部 的绝缘缺陷。 (4)在直流高压下,局部放电较弱。
冲击高电压试验
多级冲击电压发生器原理接线图
冲击高电压的测量
目前最常用的测量冲击电压的方法有: ①分压器-示波器; ②测量球隙; ③分压器-峰值电压表。 球隙和峰值电压表只能测量电压峰值,示波器则能记录波 序,即不仅指示峰值而且能显示电压随时间的变化过程。
对于某些大型被试品,用测“吸收比”的方法来替 代
t 15 s
t 60 s
I15
I 60 原理:令 和 比值。

瞬间的两个电流值的
R60 I15 K1 R15 I 60
(4-12)
R60
K1 已经接近于稳态绝缘电阻值 , 恒大于1,越 大表示吸收现象越显著,绝缘性能越好。
R
吸收比是同一试品在两个不同时刻的绝缘电阻 的比值,所以排除了绝缘结构和体积尺寸的影 响。
绝缘预防性试验的目
绝缘故障大多因内部存在缺陷而引起,有些绝缘缺陷是 在设备制造过程中产生和潜存下来的,还有一些绝缘缺陷则 是在设备运行过程中由外界影响因素的作用下逐渐发展和形 成的。当绝缘内部出现缺陷后,就会在它们的电气特性上反 映出来。我们就可以通过测量这些特性的变化来发现潜在的 缺陷,然后采取措施消除隐患。我们通过测量电气特性的变 化来发现隐藏着的缺陷。 由于缺陷种类很多、影响各异,所以绝缘预防性试验的 项目也就多种多样。每个项目所反映的绝缘状态和缺陷性质 亦各不相同,故同一设备往往要接受多项试验,才能作出比 较准确的判断和结论。
工频高电压试验
工频高电压的产生与测量
通常采用高压试验变压器或其串级装置来产生。 对电缆、电容器等电容量较大的被试品,可采用串联谐 振回路来获得试验用的工频高电压。
• • • •
测量球隙 峰值电压表 静电电压表 分压器
工频高压试验的基本接线图
工频高压试验的基木接线图
工频耐压试验的实施方法 工频耐压试验的实施方法如下:按规定的升压速 度提升作用在被测试品TO上的电压,直到等于所需的 试验电压 U为止,这时开始计算时间。为了让有缺陷 的试品绝缘来得及发展局部放电或完全击穿,达到 U 后还要保持一段时间,一般取一分钟就够了。如果在 此期间没有发现绝缘击穿或局部损伤(可通过声响、 分解出气体、冒烟、电压表指针剧烈摆动、电流表指 示急剧增大等异常现象作出判断)的情况,即可认为 该试品的工频耐压试验合格通过。
极化指数
R10 min K2 R1 min
某些集中性缺陷虽已相当严重,以致在耐压试验时 被击穿,但在此前测得的绝缘电阻、吸收比或极化 指数却并不低,因为缺陷未贯穿绝缘。可见仅凭上 述试验结果判断绝缘状态是不够的。
泄漏电流的测量
实际反映绝缘电阻值,但有一些特点:
加在试品上的直流电压比兆欧表的工作电压高得多。
牵引供电设备试验
牵引变压器
牵引变电所的变压器有:牵引变压器、电力变压器和所用变压器,它 们是牵引变电所最主要的电力设备,对这些变压器需进行预防性试验,以 保证牵引变电所安全运行。牵引变压器预防性试验项目主要有: (1) 测量绕组绝缘电阻和吸收比或极化指数; (2) 测量绕组泄漏电流: (3) 测量绕组介质损耗因数tanδ; (4) 交流耐压试验; (5) 测量电容型套管的介质损耗因数tanδ和电容值; (6) 测量轭铁和穿芯螺栓的绝缘电阻,测量铁芯对地、铁芯对轭铁粱、 穿芯螺栓对铁芯的绝缘电阻; (7) 测量绕组直流电阻; (8) 检查绕组分接位的电压比; (9) 检查三相变压器的联结组别或单相变压器的极性; (10) 测量空载电流和空载损耗; (11) 绝缘油介电强度试验及油中溶解气体色谱分析; (12) 有载分接开关的动作特性试验。
tanδ能反映绝缘的整体性缺陷(例如全面老化) 和小电容试品中的严重局部性缺陷。由于tanδ随电 压而变化的曲线,可判断绝缘是否受潮、含有气泡 及老化的程度。但是,测量tanδ不能灵敏地反映大 容量发电机、变压器和电力电缆(它们的电容量都 很大)绝缘中的局部性缺陷,这时应尽可能将这些
设备分解成几个部分,然后分别测量它们的tanδ。
度及其发展情况。
(1)看特征气体的组分和主次 (2)看特征气体的含量
(3)看特征气体含量随时间的增长率
绝缘油的高效液相色谱分析
高效液相色谱法是以液体作为流动相的一种色谱分析 法,它的基本概念及理论基础与气相色谱是一致的,但又 有不同之处。与气相色谱相比较,高效液相色谱同样具有 高灵敏、高效能和高速度的特点,但它的应用范围更加广
局部放电的测量
绝缘内部气隙局部放电的等值电路 局部放电时电压电流变化曲线
表征局部放电的参量
视在放电量

放电重复率
放电能量 平均放电电流 放电的均方率 放电功率 局部放电起始电压 局部放电熄灭电压
局部放电检测方法
电 检 测 法
声 测 法
光 测 法
化 学 检 测 法
其 他 检 测 法
当电器中存在局部过热、电弧放电或某些内部故障 时绝缘油或固体绝缘材料会发生裂解,就会产生较大量 的各种烃类气体和H2、CO、CO2 等气体,因而把这类气 体称为故障特征气体。
不同的绝缘物质,不同性质的故障,分解产生的气体
成分是不同的。因此,分析油中溶解气体的成分、含量 及其随时间而增长的规律,就可以鉴别故障的性质、程
为了检验电气设备的绝缘强度,在出厂时、安装调试时或大修
后需要进行各种高电压试验。在高压试验室用工频交流高压、 直流高压、雷电冲击高压、操作冲击高压等模拟电气设备的绝 缘在运行中受到的工作电压,从而实现对电气设备绝缘进行耐 压试验以考验各种绝缘耐受这些高电压作用的能力。
具有破坏性试验的性质。 一般放在非破坏性试验项目合格通过之后 要的损失。 进行,以避免或减少不必
西林电桥测量法的基本原理
4-6 西林电桥原理接线图
图中Cx,Rx为被测试样的等效并联电容与电阻, R 、R4表示电阻比例臂,Cn为平衡试样电容Cx的标准,
3
C 为平衡损耗角正切的可变电容。
4
介质损耗角正切测量的影响因素
外界电磁场的干扰影响
温度的影响
试验电压的影响
试品电容量的影响
试品表面泄漏的影响
常见试验项目:测量绝缘电阻,吸收比,泄漏电 流,介质损耗角正切,局部放电,电压分布等。
绝缘电阻测试仪


TE571(数字式局部放电测试仪)
绝缘电阻、吸收比与泄漏电流的测量
绝缘电阻 在绝缘上施加一直流电压U时,此电压 与出现的电流i的比值。 吸收比 在电流衰减过程中的两个瞬间t=15s和 t=60s时的两个电流值I15和I60或两个相应的绝缘电 阻值R60和R15的比值。 泄漏电流 在没有故障和不另行施加电压的情况下, 电器中相互绝缘的金属部件之间,或带电部件与 接地部件之间,通过周围介质或绝缘表面所形成 的电流。
高压电气设备试验技术所涉及的试验可分为两大类:
高电压试验 绝缘的预防性试验 根据是否需要停电测试,电气设备试验可以分为: 离线试验 在线检测
离线试验主要指的是目前常规的预防性试验,而随着电
气绝缘可靠性要求的提高和状态维修体制的实施,高压电气 设备绝缘在线检测技术的发展必将成为一种趋势。
电气设备绝缘预防性试验
直流高电压试验
直流高电压的产生
1.半波整流回路 2.倍压整流回路
3.串级直流发生器
直流高电压的测量
1. 高压高组法 2. 旋转电位计 3. 静电电压表 4. 标准棒一棒间隙 5. 标准球间隙 6. 纹波电压的测量
绝缘的直流耐压试验
直流高压能反映设备受潮、劣化和局部缺陷等多方
面的问题。它和交流耐压试验相比主要有以下一些特点:
电气强度试验
电气强度试验是变压器油的一项常规试验。 它是用来阐明变压器油被水分和其他悬浮物质物 理污染的程度。 电气强度试验方法是:将变压器油倒入专门 设备油杯中,以一定速率上升的交流电压加在油 杯上,直至变压器油击穿,变压器油击穿时的电 压,即为此次变压器油的击穿电压。
油中溶解气体的气相色谱分析
一般以 K1 1.3 作为设备绝缘状态良好的标准亦 不尽合适,有些变压器的 K 1虽大于1.3,但 R值 却很低;有些 K1 1.3 ,但 R 值却很高。 所以应将 R值和 K 1 值结合起来考虑,方能作出 比较准确的判断。
大容量电气设备中,吸收现象延续很长时间,吸收 比不能很好地反映绝缘的真实状态,用极化指数再 进行判断。
故能发现兆欧表所不能发现的缺陷。 施加在试品上的直流电压是逐渐增大的,这样就可以 在升压过程中监视泄漏电流的增长动向。 在电压升到规定的试验电压值后,要保持1min再读出 最后的泄漏电流值。当绝缘良好时,泄漏电流应保持 稳定,且其值很小。
发电机的泄漏电流变化曲线
泄漏电流试验接线图
介质损耗角正切的测量
绝缘的冲击耐压试验方法
电气设备内绝缘的雷电冲击耐压试验采用三次冲击法, 即对被测试品施加三次正极性和三次负极性雷电冲击试验电压 (1.2/50us)对变压器和电抗器类设备的内绝缘,还要再进行 雷电冲击截波(1.2/2~5us)耐压试验,它对绕组绝缘(特别 是其纵绝缘)的考验往往比雷电冲击全波试验更加严格。 电力系统外绝缘的冲击高压试验通常可采用15次冲击法, 即对被测试品施加正、负极性冲击全波试验电压各16次,相邻 两次冲击的时间间隔应不小于1min。在每组15次冲击的试验中, 如果击穿或闪络的闪数不超过2次,即可认为该外绝缘试验合 格。内、外绝缘的操作冲击高压试验的方法与雷电冲击全波试 验完全相同。
泛。
糠醛化合物是纤维性绝缘材料绝缘裂化的特有产物, 其来源具有唯一性,其浓度高低代表了变压器老化的最佳 指标。变压器在投运初期,因不会涉及到绝缘油的处理问 题,可以通过测量油中糠醛含量值作为判断变压器绝缘状
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