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工频交流耐压试验


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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1.1~1.15倍额定试验电压所对应的放电距离;对变压器整定在 1.15~1.2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 ):
国电西高Biblioteka 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 ω — 角频率,ω =2πf CX — 被试品电容量,μF 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。
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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 1000V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。
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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500V及以下小容量调压。
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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。
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2.2 串联谐振电路 对于发电机、变压器、SF6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。
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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。
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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。
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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35kV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。
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4.4 用电容分压器测量 电容分压器如图所示,由C1、C2两电容器组成,并接在被试品 两端,用电压表测C2上的电压U2,然后按分压比算出高压侧电压U1。 由于流过 C1、C2 的电流
I
所以,分压比为
C1C2 U1 C2U 2 C1 C2
U1 C1 C2 U2 C1 U1 C2 U2 C1
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表一: 试验电压 kV 50 100 150 保护电阻最小长度 电阻长度 mm 250 500 800
与保护球隙串联的保护电阻,其电阻值通常取 1 Ω/V,电阻的 长度也同样根据表一选用。
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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:U2=KU1 。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。
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1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 概述 交流试验电压的产生 试验设备 试验电压的测量 试验方法 交流耐压试验的注意事项 习题
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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。
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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。
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图3为串联谐振的等效电路及其相量图。
其中XL=ω L、XC=1/ω C、ω =2π f。当XL=XC,即
时电路处于谐振状态。此时回路中的电流达到最大。
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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 XL=XC ),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。
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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。
当C2>>C1时,
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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。
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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
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