交直流耐压试验相关知识培训PPT课件

1、CONTENTS前言交、直流耐压试验介绍1直流耐压试验相关知识直流泄露、直流耐压的原理、特点；直流高压的产生；直流电压和泄露电流的测量；影响因素和结果分析及注意事项2交流耐压试验相关知识交流耐压试验的目的与意义；交流试验电压的产生与测量；工频交流耐压试验方法；试验分析及注意事项3交、直流耐压试验能不能互相代替？4目录第1页/共59页1PART前言第2页/共59页第3页/共59页1.试验设备轻小直流耐压试验设备比较轻便，便于在现场进行试验2.能同时测量泄漏电流直流耐压试验可以在逐步升压的同时，通过测量泄漏电流，更有效地反映绝缘内部的集中性缺陷。3.对绝缘损伤较小直流高压有抑制气隙内的局部放电过程

2、的作用，交流耐压是降低绝缘性能的破坏性试验。1234电压U（ kV）0.5UT泄漏电流I（A）第4页/共59页由于交、直流下绝缘内部的电压分布不同，直流耐压试验对绝缘的考验不如交流下接近实际。因此，对于交联聚乙烯电缆，也不主张用直流耐压试验。A直流耐压试验电压值选择是参考绝缘的工频交流耐压试验电压和交、直流下击穿强度之比，并主要根据运行经验来制定的。B第5页/共59页2PART直流耐压试验相关知识第6页/共59页第7页/共59页i1为电容电流；i2为吸收电流；i3为泄漏电流。i=i1+ i2 + i3从吸收曲线可以看出，电容电流i1和吸收电流i2经过一段时间后趋于零，因此i趋于i3。U加于试品

3、两端的电压，V；i3对应于电压U，试品中的泄漏电流，A；R试品的绝缘电阻，M。第8页/共59页试验电压较高，并且可随意调节。用微安级电流表监测泄漏电流，灵敏度高，可多次重复比较。可根据泄漏电流换算出绝缘电阻值，但一般不能用绝缘电阻表测出绝缘电阻值换算出泄漏电流。泄漏电流试验中可作出泄漏电流与加压时间关系曲线和泄漏电流与所加电压的关系曲线，通过曲线可判断绝缘状况。第9页/共59页1交流高压电源2 整流部分3 保护电阻R14微安级电流表第10页/共59页微安表接在高压侧不受高压对地杂散电流的影响，测量的泄漏电流较准确。但微安表及从微安表至被试品的引线应加屏蔽。由于微安表处于高压，故给读数及切换量程

4、带来不便。第11页/共59页微安表接在低压侧微安表处于低电位，具有读数安全、切换量程方便的优点。当被试品的接地端能与地分开时，宜采用(a)的接线。若不能分开，则采用（b）的接线，由于这种接线的高压引线对地的杂散电流I将流经微安表，从而使测量结果偏大，其误差随周围环境、气候和试验变压器的绝缘状况而异。第12页/共59页全波倍压整流电路，输出电压接近试验变压器高压侧峰值电压Umax的2倍，适合于一端接地的被试品。常用的倍压整流电路，不仅可输出对地为2倍Umax的直流电压，而且可采用一端接地的变压器.第13页/共59页当电源为负半波时，V1、V3、V5导通，正半波时，V2、V4、V6导通。当试验变压

5、器电压为Umax时，空载时直流高压端输出电压可达6Umax。右侧每台电容器上的电压为2Umax，1、2、3各点电压分别为2Umax、 4Umax、 6Umax。左侧电容器C1上的电压是Umax，其余两台为2Umax。第14页/共59页第15页/共59页在试验变压器低压侧测量用高压静电电压表测量用高压电阻串联微安级电流表测量用分压器测量用球隙或棒棒间隙测量第16页/共59页在试验变压器低压侧测量第17页/共59页用高压静电电压表测量第18页/共59页用高压电阻串联微安级电流表测量第19页/共59页用分压器测量第20页/共59页用球隙或棒棒间隙测量第21页/共59页高压引线的影响第22页/共59页

6、高压引线的影响第23页/共59页电源电压的非正弦波形对测量结果的影响1）用波形畸变小的自耦变压器调压；2）选择电源时最好用波形不易畸变的线电压；3）直接在高压侧测量直流高压。第24页/共59页加压速度对泄漏电流测量结果的影响规程中对电缆直流耐压试验及泄漏电流测量规定的电压稳定时间为5min，这就是为了克服吸收现象造成的测量误差。第25页/共59页残余电荷的影响残余电荷极性与直流输出电压同极性时，泄漏电流有偏小误差；极性相反时，有偏大误差。第26页/共59页直流输出电压极性对泄漏电流测量结果的影响负极性测量电缆泄漏电流：若绝缘受潮，电缆芯加正极性试验电压时，由于绝缘中的水分带正电，在电场作用下，

7、水分被排斥移向铅包，造成绝缘中水分相对减少，泄漏电流偏小；电缆芯加负极性高压时，在电场作用下，水分由铅包渗过绝缘向电缆芯集中，使绝缘中水分增加，泄漏电流增大。第27页/共59页湿度及表面脏污的影响第28页/共59页1）指针来回摆动2）指针周期性摆动3）指针突然冲击4）指针指示随测量时间而变化5）指针反指6）接好线，未加压，表有指示1）泄漏电流过大2）泄漏电流过小3）被试品低压端无法测量可用差值法第29页/共59页1）按要求接线，并由专人认真检查接线盒仪器仪表，尤其是检查操作部分外壳是否已可靠接地。确认无误后，方可通电升压。2）升压应均匀分级进行，不可太快。3）升压中若出现击穿、闪络等异常现象，

8、应马上降压断开电源，并查明原因。4）试验完毕，降压、断开电源后，应先对被试品充分放电才能更改接线。对较大容量被试品放电时，应用高电阻放电，不能用接地线直接放电。第30页/共59页3PART交流耐压试验相关知识第31页/共59页第32页/共59页一方面是为了便于观察被试品的情况，使有缺陷的绝缘来得及暴露（固体绝缘发生热击穿需要一定的时间）；另一方面，又不致因时间过长而引起不应有的绝缘伤害。第33页/共59页 施加工频电压，检验被试品对工频电压升高的绝缘承受能力 鉴定被试品绝缘强度最有效和最直接的试验方法。 只能检查主绝缘（绕组对地、相间和不同电压等级绕组间的绝缘）工频耐压试验（4565Hz） 采

9、用从二次加压而使一次得到高压的试验方法来检查被试品绝缘。 可检查被试品的主绝缘和纵绝缘（同一绕组层间、匝间及段间绝缘） 分为工频感应耐压、倍频（100400Hz）感应耐压。感应耐压试验 注意用于考验被测试品在操作波过电压和大气过电压下绝缘的承受能力。 分为操作波冲击电压试验和雷电冲击电压试验两种。冲击电压试验第34页/共59页交流试验电压的产生与测量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。典型的试验接线第35页/共59页交流试验电压的产生与测量串联谐振电路 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

10、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。其中XL=L、XC=1/C、2f。当XL=XC，即LCf21时电路处于谐振状态。此时回路中的电流达到最大。RUXXRUICL22)(第36页/共59页交流试验电压的产生与测量串联谐振电路其中XL=L、XC=1/C、2f。当XL=XC，即LCf21时电路处于谐振状态。此时回路中的电流达到最大。RUXXRUICL22)(加在被试品上的电压为URXXRUIXUULLLLC输出电压与输入电压之比称为试验回路的品质因数Q。RXUUUUQLLC由

11、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。第37页/共59页交流试验电压的产生与测量串联谐振电路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。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。变频串联谐振装置 带固定电抗器，工作频率一般为30300Hz。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

12、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。电抗器可调的串联谐振装置第38页/共59页交流试验电压的产生与测量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。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。电压的选择 根据被试品该进行的试验类型，再根据相关的技术标准，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

13、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。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 计算式中： I 试验变压器高压侧输出电流，mA; 角频率， 2f ; CX 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。UCIX)(1032kVAUCIUPX第39页/共59页交流试验电压的产生与测量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

14、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。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。单相调压器绕组联结图三相调压器绕组联结图第40页/共59页交流试验电压的产生与测量调压器移圈调压器 移圈调压器是通过移动

15、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。主要缺点是效率低、空载电流大，在低电压和接近额定电压下使用波形易发生畸变。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。第41页/共59页交流试验电压的产生与测量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，

16、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。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。试验电压kV电阻长度mm50250100500150800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。第42页/共59页交流试验电压的产生与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

17、量误差不应大于3。当波形较好时，可用有效值表计测量即可，而当波形畸变时，则宜采用测峰值的表计进行测量。第43页/共59页交流试验电压的产生与测量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。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。第44页/共59页交流试验电压

18、的产生与测量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 100kV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。 静电电压表的基本结构为两个平行板电极，两个电极中一个为固定电极，一个为可动电极。电极的一端接高压，另一端接地，在平行板电极承受一定电压以后，极板就会偏转，从电工理论计算可以知道极板的偏转角度与施加的测量电压之间有一定的对应关系。在静电电压表传动机构上有一面可以用来将偏转角度反射到刻度盘上的小镜，这样通过刻度盘上小镜反射的光标位置就可以间接反映测量电压的大小。第45页/共59页交流试验电压的产生与测量第4

19、6页/共59页交流试验电压的产生与测量用球隙测量 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。第47页/共59页工频交流耐压试验方法 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

20、特殊说明则均为1min。 升压必须从零开始，切不可冲击合闸。升压速度在40试验电压以前，可以是任意的，自40电压开始应均匀升压，约为每秒3试验电压的速率升压。耐压试验后，迅速均匀降压到零，然后切断电源。一般规定第48页/共59页工频交流耐压试验方法试验步骤 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

21、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。第49页/共59页工频交流耐压试验方法试验步骤 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。第50页/共59页试验分析及注意事项试验分析1.根据试验回路接入表计的指示进行分析一般情况下，电流表如突然上升，说明被试品击穿。若出现电流表指示不变，接在高压端测量被试品上的电压表指示明显下降，被试品被击穿。低压侧电压表的指示也会有所下降。第51页/共59页试验分析及注意事项试验分析2.根据控制回路的状况进行分析如果过流继电器整定适当，在被试品击穿时，