高电压技术(2)

1、dAUQC000dAUQQC000CCr12021CCUUt1221GGUUt1212GGCCTBAeIURPPPPCRRCCURUII1tanrCCIIrUUSSCr/tan2222222222tan1tan11sSsSCUrCrCUrCrUrIpCtan12PPSCCC22Ptan1tanRrPRr tan2CUP 2tanPRr tantantan22112222111122112211E,EEEUEEddUddUdd得：2112EE 绝缘电阻绝缘电阻吸收比吸收比泄漏电流泄漏电流，所加直流电压比绝缘电阻测试高得多，更易于发现绝缘缺陷。 二、绝缘电阻和吸收比（或极化指数）的测量5106 R

2、Rk101RRP三、泄漏电流的测量u tan的测量的测量 U G RX ZX CN ZN R3 Z3 R4 Z4 C4 CX 图4-5 QS1电桥测量原理（正接线） 调节电桥平衡后有：34ZZZZNX据上式，可求得：441tanRCRCxx34RRCCNx U G RX ZX CN ZN R3 Z3 R4 Z4 C4 CX 图4-6 QS1电桥测量原理（反接线） 1 1、 西林（西林（QS1）电桥法）电桥法NXXXCjZCjRZ111233RZ NCjRZ44112 2、 电流比较式电桥电流比较式电桥 U G CT R C A CN I2 IX CX RX n1 n2 n3 图 4-7 电流比

3、较仪式电桥原理图 电桥平衡时有：221InInXxxxCjRUI1)(12NNCCRjUCjI因：可得：)(tanNCCR)(12nnCCNx4.4 局部放电试验局部放电试验 一、局部放电基本概念一、局部放电基本概念 气隙实际放电量 )(rsbgrbaUUCCqCCgbgbaCCCCCCtuCCCumgbbgsin)(rsbabagrUUCCCCCqrsgU-UU 视在放电量aabaUCqCC,rbgbrqCCCqqq的表达式可得：，由)UU(UrsbabaCCC)()(rsbabaUUCUCCq高压电气设备绝缘内部由于各种原因，存在一些气泡，杂质等局部性缺陷，在运行电压作用下，在局部缺陷处就

4、会发生放电，称为局部放电，局部放电并不能立即引起绝缘击穿，但长时间持续的局部放电，会使绝缘不断劣化最终导致绝缘事故。 通过局部放电试验，可发现高压电气设备绝缘内部局部放电的严重程度，并可根据局部放电图形判断放电的部位。 二、二、 局部放电试验局部放电试验表征局部放电的参数有：视在放电量q，放电重复率N， 放电能量w等局部放电检测主要采用下述方法：（1）脉冲电流法：局部放电时，被试品两端会产生瞬时电压变化，从而在检测回路产生脉冲电流，通过检测仪器，测出脉冲电流，以判定局部放电的强度，此法应用最为广泛。（2）超声波法：高压电气设备绝缘内部发生局部放电时，会产生声波，通过安装于高压电气设备外壁不同位

5、置的多个超声波传感器，可检测到局部放电所产生的声波信号。超声波检测法和脉冲电流法结合，可对局部放电进行定位。 （3）无线电波法：高压电气设备绝缘内部发生局部放电时，产生无线电波，通过安装于高压电气设备内部不同位置的电波检测器，可检测到局部放电所产生的电波信号。可对局部放电进行定位。（4）气相色谱分析法：对充油的高压电气设备（如变压器，互感器等），由于局部放电时，会使油中产生各种气体，主要是H2 ，CH4，C2H2，CO，CO2等，利用变压器油气相色谱分析仪检测溶于油中的气体组分，可判断高压电气设备绝缘内部局部放电的严重程度及发生部位Z M Z M Z Zm M Cx Ck U U U Zm C

6、x Ck Ck Zm Zm Cx CX被试绝缘 CK耦合电容 Zm检波阻抗 M局部放电测试仪图 4-13 局部放电试验原理接线 （a）并联接线法 （b）串联接线法（c）平衡接线法局部放电测试局部放电测试-脉冲电流法脉冲电流法试验电源的获得：试验电源的获得：1. 直接通过试验变压器获得（适用于互感器等小电容量设备试验）直接通过试验变压器获得（适用于互感器等小电容量设备试验）2. 通过串联谐振法获得（变频谐振取得异频高压电源，参数谐振获得工频通过串联谐振法获得（变频谐振取得异频高压电源，参数谐振获得工频高电压）高电压）3. 采用采用0.1HZ超低频高压电源（适用于高压电缆试验）超低频高压电源（适用

7、于高压电缆试验） 局部放电试验步骤和加压时间：局部放电试验步骤和加压时间：1. 升压至升压至 持续持续5分钟，读取放电量及升压分钟，读取放电量及升压过程中的起始放电电压过程中的起始放电电压2. 再升压至再升压至 持续持续5秒钟，读取放电量秒钟，读取放电量3. 降压至降压至 每每5分钟，读取一次放电量，分钟，读取一次放电量，持续持续 30分钟，降压至零，读取分钟，降压至零，读取 降压过程中的熄灭电降压过程中的熄灭电压值。压值。 35 . 12muu muu 135 .12muu 判断：在判断：在u2 加压加压30分钟期间，放电量不超过允许值，分钟期间，放电量不超过允许值，且无明显增大趋势且无明显

8、增大趋势 u1- 预加电压预加电压 ， U2-测量电压，测量电压，um-设备最大工作线电压设备最大工作线电压4.5 绝缘油中溶解气体分析l由于电，热，水分及其他因素作用。绝缘油和有机绝缘材料会分解出少量气体，在油中形成气泡，在油的对流，扩散时不断溶于油中。通过对绝缘油中气体组分及其含量进行检测，可发现设备内部存在的潜伏性故障，并随时监视故障的发展情况。l判断高压电气设备潜伏性故障的主要气体：氢气（判断高压电气设备潜伏性故障的主要气体：氢气（H2），）， 甲烷（甲烷（CH4），乙烷（），乙烷（C2H6），乙烯（），乙烯（C2H4），乙炔），乙炔 （C2H2），一氧化碳（），一氧化碳（CO），二氧

9、化碳（），二氧化碳（CO2）。）。l甲烷（甲烷（CH4），乙烷（），乙烷（C2H6），乙烯（），乙烯（C2H4），乙炔），乙炔 （C2H2）四种气体的总和称为总烃，总烃记为）四种气体的总和称为总烃，总烃记为C1+C2。一、绝缘油中溶解气体一、绝缘油中溶解气体 二、油中溶解气体气相色谱分析二、油中溶解气体气相色谱分析二次分流器 分流进样器 TCD Ni FID 柱1 柱2 N2(Ar) 2H Air TCD热传导检测器，FID氢火焰离子化检测器，Ni甲烷转化器图 4-14 气相色谱分析流程图以高纯度氮（或氢、氩）气为载气，将从油中脱出的气体从分流进样以高纯度氮（或氢、氩）气为载气，将从油中脱出的

10、气体从分流进样器注入，载气推动样气分别通过色谱柱器注入，载气推动样气分别通过色谱柱I和色谱柱和色谱柱II，使不同组分的气，使不同组分的气体按先后次序排出色谱柱，实现了气体组分的分离。经热导检测器体按先后次序排出色谱柱，实现了气体组分的分离。经热导检测器（TCD）可得到反映）可得到反映H2、O2 (N2)气体组分的电气量。经镍触媒转换气体组分的电气量。经镍触媒转换器（器（Ni）、氢火焰离子检测器）、氢火焰离子检测器(FID)可得到反映可得到反映CO、CO2和烃类气体和烃类气体组分的电气量。再经信号放大，数据处理后，便可得到各气体组分及组分的电气量。再经信号放大，数据处理后，便可得到各气体组分及其

11、含量。其含量。 脱气方法：机械振荡法，薄膜透析法脱气方法：机械振荡法，薄膜透析法气体组分检测：气体组分检测： TCD ， FID法；法；气敏传感器法气敏传感器法三、高压电气设备故障诊断三、高压电气设备故障诊断1. 特征气体法特征气体法 不同故障产生不同的气体组分不同故障产生不同的气体组分表表4-2 不同故障类型产生的气体组分不同故障类型产生的气体组分 表4-3 220kV及以下电压等级变压器、电抗器和套管油中溶解气体含量注意值 L/L 2. 根据气体含量及产期速率判断根据气体含量及产期速率判断故障性质愈严重，各种气体含量就越高，将油中气体含量与导则规定的注意值比较，大于注意值时，应跟踪分析查明

12、原因。 （1） 油中气体注意值油中气体注意值注：总烃-烃类气体（甲烷、乙烷、乙烯、乙炔）含量的总和表4-4 互感器油中溶解气体含量注意值 L/L （2）产气速率法为了对故障的严重程度作出判断，除了看油中气体含量的绝对之外，还应看气体的变化趋势-产气率产气率l 绝对产气率每天产生某种气体的平均值GtCCa12a-绝对产气速率，ml/d-第二次采样测得某种油中气体的浓度，l/l 2C-第一次采样测得某种油中气体的浓度，l/l 1Ct-两次采样时间间隔，d;G-设备中总油量，t -油的密度，t/m3 表4-5变压器和电抗器绝对气速率注意值 (Ml/d)l 相对对产气率每个月某种气体含量平均增加值的百分数%1001112tCCCii-绝对产气速率，%/月-第二次采样测得某种油中气体的浓度，l/l 2C-第一次采样测得某种油中气体的浓度，l/l 1Ct-两次采样时间间隔中设备实际运行时间，月;u总烃的相对产气率大于10%应引起注意u对总烃起始含量很低的设备，不宜采用此判据表4-6 三比值法编码规则 3. 三比值法三比值法将气相色谱分析所得的五种特征气体（H2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6）浓度构成三对比值，作为判断充油高压电气设备故障性质的方法，称为三比值法。 表