电气试验原理及常用仪器

电气试验原理及常用仪器第一页，共九十一页，编辑于2023年，星期一主讲内容一.电气试验介绍二.电气试验项目介绍三.常用电气设备的试验、检测与诊断第二页，共九十一页，编辑于2023年，星期一一、电气试验介绍1.1电气试验的作用和意义1.2电气试验的分类1.3电气试验技术和安全事项1.4电气试验的总体要求1.5预防性试验的要求和效果特点分析第三页，共九十一页，编辑于2023年，星期一1.1电气试验的作用和意义电力系统包括众多的电气设备，有些电气设备的故障甚至会威胁到整个系统的安全供电。电力生产的实践证明，对电气设备按规定开展检测试验工作，是防患于未然，保证电力系统安全，经济运行的重要措施之一。“预防性试验”由此得名。对于新安装和大修的电气设备进行的试验，称为交接验收试验，其目的是鉴定电气设备本身及其安装和大修的质量。交接验收试验和预防性试验的目的是一致的。第四页，共九十一页，编辑于2023年，星期一电气试验的作用和意义由于电力设备在设计和制造过程中，不免存在一些质量问题，而且在安装过程中也可能出现损坏，由此将造成一些潜伏性缺陷。电力设备在运行中经常处于热，化学，机械振动以及其他因素的影响，其绝缘易出现劣化，甚至失去绝缘性能，造成事故。有关统计，电力系统60％以上的停电事故是由设备绝缘缺陷引起的。设备绝缘的劣化，都有一个发展期，在这个发展期，绝缘材料会发出一些物理，化学信息，这些信息反映出绝缘状态的变化情况。这就需要电气试验人员通过电气试验，了解掌握绝缘情况，以便在故障发展的初期就能够及时准确发现缺陷并处理。第五页，共九十一页，编辑于2023年，星期一1.2电气试验的分类按试验的作用和要求不同，电气试验可分为绝缘试验和特性试验两大类。按其对被试绝缘的危险性进行分类，可以分为破坏性试验和非破坏性试验。按停电与否进行分类，可以分为常规停电试验和不停电检测（包括在线监测和带电测量）

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绝缘试验电气设备的绝缘缺陷，一种是制造时潜伏下来的；一种是在外界作用下发展起来的。外界作用有工作电压，过电压，潮湿，机械力，热作用，化学作用等等。上述各种原因造成的缺陷，可分为两大类（1）集中性缺陷。指缺陷集中于绝缘的某个或某几个部分。列如局部受潮、局部机构损伤，绝缘内部气泡、瓷质裂纹等，它又分为贯穿性缺陷和非贯穿性缺陷，这类缺陷的发展速度较快，因而具有较大的危险性（2）分布性缺陷。由于受潮、过热、动力负荷及长时间过电压的作用导致电气设备整体绝缘性能下降，列如绝缘整体受潮、充油设备的油变质等，它是一种普遍性的劣化，是缓慢演变而发展的第七页，共九十一页，编辑于2023年，星期一试验方法分类：绝缘内部的缺陷存在，降低了电气设备的绝缘水平，我们可以通过试验的方法，把隐藏的缺陷检查出来。一般分两类：（1）非破坏性试验是指在较低的电压下，或在不破坏绝缘的基础上测量各种特性，从而判断绝缘内部的缺陷。实践证明，这类方法是有效的，但由于试验电压较低，缺陷不能充分暴露，目前还不能只靠它判断绝缘水平。（2）破坏性试验（耐压试验）通过这类试验，能保证绝缘有一定的水平和裕度，其缺点是有可能在试验中给被试设备的绝缘造成损伤。但目前仍是绝缘试验中的一项主要方法。为了避免破坏性试验对绝缘的损伤，破坏性试验要在非破坏性试验之后进行

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特性试验通常把绝缘以外的试验统称为特性试验。这类试验主要是对电气设备的电气机械方面的某些特性进行测试，如变压器的变比试验，极性试验；线圈的直流电阻；断路器的导电回路电阻，分合闸时间和速度试验、变压器绕组变形等。上述试验有他们的共同目的，就是揭露缺陷，但又各具一定的局限性。试验人员应根据试验结果，结合出厂及历年的数据进行纵向比较，并与同类设备的试验数据及标准进行横向比较，经过综合分析来判断设备缺陷或薄弱环节。第九页，共九十一页，编辑于2023年，星期一1.2.3不停电试验（在线监测）是指在不影响电气设备运行的条件下，即不停电对电气设备的运行工况和（或）健康状况连续或定时进行的监测。如变压器色谱在线监测系统、带电检测SF6气体、红外检测技术等。第十页，共九十一页，编辑于2023年，星期一1.3

电气试验技术和安全事项1.3.1技术措施（1）周密的准备工作。包括拟定试验程序，准备试验设备仪器等（2）合理整齐的布置试验场地。试验器具靠近试品设备，带电部分互相隔开，面向试验人员并处于视线之内；活动范围按表1－1。第十一页，共九十一页，编辑于2023年，星期一（3）试验接线清晰明了无误。（4）操作顺序有条不紊。在操作中，除非有特殊要求，均不得突然加压或失压，当发生异常，应立即停止升压，立即进行降压，断电，放电，接地等措施。而后检查分析。（5）做好试验的善后工作。包括清理现场，妥善保管试验器具。（6）试验记录。对试验项目，测量数据，试品名称，仪器编号，气象条件及试验时间等应进行详细的记录，作为分析和判断设备状态的依据，然后整理成试验报告。第十二页，共九十一页，编辑于2023年，星期一1.3.2

安全措施交接和预防性试验中的多数试品装设在发电厂，变电站现场，由于试品的对外引线，接地装置易触及附近的带电设备，加之人员及外界的影响，均增加了工作的复杂性，因此，在试验项目中，必须具备完善的安全措施。（1）现场工作必须执行工作票制度，工作许可制度，工作监护制度，工作间断和转移及终结制度。（2）在试验现场应装设遮拦或围栏，悬挂警示牌，并派专人看守。（3）高压试验不得少于两人，试验负责人应由经验人员担任。开始前，负责人应对全体试验人员详细交待试验中的安全事项。第十三页，共九十一页，编辑于2023年，星期一（4）因试验需要断开电气设备接头时，应做好标记，恢复后应进行检查。（5）试验器具的外壳应可靠接地，高压引线应尽可能短，必要时用绝缘物支持，为了在试验时确保高压回路的任何部分不对接地体放电，高压回路与接地体必须留有足够的距离。（6）加压前须认真检查接线，表计量程，确认调压器处于零位，仪表开始状态正确无误，并通知有关人员离开被试设备，得到负责人许可后，方可加压。（7）变更接线或试验结束，应首先降下电压，断开电源，并将升压装置的高压部分短路接地。（8）未装接地线的大容量试品，应先放电再进行试验。第十四页，共九十一页，编辑于2023年，星期一1.4

电气试验的总体要求电气设备的预防性试验是判断设备能否继续投入运行，预防性设备损坏及保证安全运行的重要措施。凡电力预防性试验，均应根据《电气设备预防性试验规程》要求进行预防性试验。1）《电气设备预防性试验规程》的各项规定是检查设备的基本要求，应认真执行。坚持预防为主，积极改进设备，使设备能长期。安全，经济地运行。2）坚持科学的态度，对试验结果必须全面综合分析，掌握设备性能变化的规律和趋势，要加强技术管理，健全资料档案，不断提高试验水平。第十五页，共九十一页，编辑于2023年，星期一1.5

预防性试验的要求和效果特点分析每一项预防性试验项目对反映不同绝缘介质的各种特点及灵敏度各不相同，因此，对各项预防性试验结果不能孤立地，单独地对绝缘介质作出试验结论，而必须将试验结果联系起来，进行系统地，全面地分析比较，并结合各种试验方法的有效性及设备的历史情况，才能对被试设备的绝缘状态和缺陷性质作出科学的结论。一般地说，如果电气设备各项预防性试验结果能结合《电气设备预防性试验规程》的规定，则认为该设备状况良好，能投入运行。但是，有些试验项目在规程中不作具体规定，有的虽有规定，试验结果却在规程范围内出现异常，及测量结果合格，增长率却很快，对这些情况，应使用比较法进行综合分析判断。综合分析判断包括下列几项内容：第十六页，共九十一页，编辑于2023年，星期一（1）与电气设备历年试验结果相互比较。一般的电气设备都应定期进行预防性试验，如果设备绝缘在运行过程中没有什么变化，则历次的试验结果都应当接近，如果有明显的差异，则说明绝缘可能有缺陷。（2）与同类型设备试验结果相互比较。对同类的设备而言，其绝缘结构相同，在相同的运行和气候条件下，其测试结果应大致相同，若悬殊很大，则说明绝缘可能存在缺陷。

第十七页，共九十一页，编辑于2023年，星期一（3）同一设备相间的试验结果相互比较。同一设备的各相绝缘情况应基本一样，如果存在差异明显，则说明有异常相的绝缘可能有缺陷。（4）与《电气设备预防性试验规程》规定的“允许值”相互比较。对有些试验项目，《规程》规定了“允许值”，若测量值超过“允许值”，则应认真分析，查找原因，或再用其他试验项目来查找缺陷。第十八页，共九十一页，编辑于2023年，星期一二、电气试验项目介绍2.1绝缘电阻及吸收比试验1.测量绝缘电阻测量绝缘电阻是预防性试验的基本方法之一。它能发现电气设备贯通的集中性缺陷，整体受潮或有贯通性的受潮，它不能发现未贯通的集中性缺陷。2.测量吸收比测量吸收比主要是用来判断电气设备绝缘是否受潮。它能发现受潮或贯通性的集中缺陷；它不能发现未贯通的集中性缺陷，绝缘整体老化缺陷。第十九页，共九十一页，编辑于2023年，星期一2.2泄漏电流和直流耐压试验测量泄漏电流是预防性试验的基本试验方法之一。它较灵敏的发现贯通的集中性绝缘缺陷，整体受潮或有贯通的受潮部分缺陷；它不能发现未贯通的集中性缺陷，绝缘老化及游离缺陷直流耐压试验和直流泄漏试验原理及方法完全相同。差别在于直流耐压试验的试验电压较高，所以它除能发现设备受潮、劣化外，对发掘绝缘的局部缺陷具有特殊的作用。第二十页，共九十一页，编辑于2023年，星期一2.3介质损失角正切值试验（35KV及以上）测量介损是预防性试验的基本方法之一。它能发现绝缘整体受潮，劣化，小体积的被试品贯通及未贯通性缺陷；不能发现大体积的被试品集中性缺陷。2.4交流耐压试验交流耐压试验在预防性试验属于破坏行试验，是对电气设备进行的最后绝缘检验，也是鉴定电气设备绝缘强度的最有效方法。它能发现电气设备主绝缘中的所有缺陷，保证电气设备的绝缘有一定的水平和裕度。第二十一页，共九十一页，编辑于2023年，星期一三、常用电气设备的试验、检测与诊断3.1电力变压器试验3.2发电机试验3.3断路器试验3.4电力电缆的试验3.5避雷器的试验3.6互感器试验3.7绝缘油试验第二十二页，共九十一页，编辑于2023年，星期一表3-1

电力变压器试验项目序号试验项目序号试验项目1绕组绝缘电阻、吸收比或（和）极化指数的测量2绕组泄漏电流的测量3绕组连同套管介质损耗角正切tgδ的测量4交流耐压试验的测量5绝缘油试验及油中溶解气体色谱分析6绕组直流电阻的测量7绕组所有分接头的电压比的测量8铁心对地绝缘电阻的测量9冲击电压试验10校核三相变压器的组别或单相变压器极性11空载电流和空载损耗的测量12绕组变形试验13检查有接开关的动作情况

3.1变压器试验第二十三页，共九十一页，编辑于2023年，星期一3.1.1绕组绝缘电阻、吸收比或和极化指数试验1．测量方法及接线测量绕组绝缘电阻、吸收比或极化指数，它能有效检查出变压器绝缘整体受潮、部件表面受潮或脏污以及贯穿性的集中缺陷，如各种贯穿性短路、瓷件破裂、引线接壳、器身内有铜线搭桥等现象引起的半贯通性或金属性短路等。测量绕组绝缘电阻时，应依次测量各绕组对地及对其他绕组间的绝缘电阻值。测量时，被测绕组各引出端均应短接在一起，其余非被测绕组均应短路接地。测量时的接线图如图6-1，绝缘电阻和吸收比测量的顺序和部位如表6-2所示。第二十四页，共九十一页，编辑于2023年，星期一表3-2变压器绝缘电阻和吸收比测量的顺序和部位顺序双绕组变压器三绕组变压器被测绕组接地部位被测绕组接地部位1低压绕组外壳及高压绕组低压绕组外壳、高压绕组及中压绕组2高压绕组外壳及低压绕组中压绕组外壳、高压绕组及低压绕组3————高压绕组外壳、中压绕组及低压绕组4高压绕组及低压绕组外壳高压绕组中压绕组外壳及低压绕组5————高压绕组、中压绕组及低压绕组外壳第二十五页，共九十一页，编辑于2023年，星期一

如为自耦变压器时，应按如下测量：①低压绕组——高、中压绕组及地；②高、中、低压绕组——地；③高、中压绕组——低压绕组及地。测量绕组绝缘电阻时，对额定电压为10000V以上的绕组用2500V兆欧表，其量程一般不低于10000MΩ，1000V以下者用1000V兆欧表。为避免绕组上残余电荷导致较大的测量误差，测量前或测量后均应将被测绕组与外壳短路充分放电，放电时间不小于2min。对于新投入或大修后的变压器，应充满合格油并静止一段时间，待气泡消除后方可试验。一般110kV及以上变压器应静止20h以上，3～10kV的变压器需静止5h以上。测量时，以变压器顶层油温作为测量时的温度。（a）第二十六页，共九十一页，编辑于2023年，星期一（b）图6-1用兆欧表测量变压器绝缘电阻示意图（a）高压绕组对外壳及低压绕组（b）低压绕组对高压绕组及外壳2．试验结果的分析与判断将测得的数值与出厂测量结果比较进行判断，当无出厂数据时，按表6-3做参考。第二十七页，共九十一页，编辑于2023年，星期一表3-3油浸式电力变压器绝缘电阻的最低允许值（单位：ΜΩ）绕组电压等级/kV温度/℃510203040506070803～106754503002001309060402520～3590060040027018012080503563～33018001200800540360240160100705004500300020001350900600400270180当测量温度与出厂测量温度不相符合时，按表3-4换算。表3-4油浸式电力变压器绝缘电阻的温度换算系数温差K51015202530354045505560换算系数A1.21.51.82.32.83.44.15.16.27.59.211.2当变压器电压等级为35kV以上，且容量在4000kVA以上时，应测量吸收比，吸收比与出厂试验值应无明显差别，在常温下不应小于1.3。第二十八页，共九十一页，编辑于2023年，星期一①当变压器电压等级为35kV及以上，且容量在8000kVA及以上时，应测量直流泄漏电流。②试验电压标准见表3-5。当施加电压达到1min时，在高压端读取泄漏电流。泄漏电流也不宜超过表3-5所示。表3-5油浸式电力变压器绝缘直流泄漏电流参考值额定电压/kV试验电压峰值/kV在下列温度时绕组泄漏电流值（μA）10℃20℃30℃40℃50℃60℃70℃80℃2～351117253955831251786～15102233507711216625035620～352033507411116725040057063～330403350741111672504005705506020304567100150235330如测得数值突升，则变压器有严重的缺陷，应查明原因。3.1.2绕组泄漏电流试验第二十九页，共九十一页，编辑于2023年，星期一

１．测量方法及接线交流耐压试验是检验变压器绝缘状况最直接有效的方法，通常做法是对变压器施加超过其一定倍数的工作电压，并持续1min左右，以检查其绝缘情况。常用的接线图如下3-6所示。3.1.3交流耐压试验第三十页，共九十一页，编辑于2023年，星期一图3-6

变压器交流耐压试验接线第三十一页，共九十一页，编辑于2023年，星期一２．标准及判断容量在8000kVA以下，且额定电压在110kV以下的变压器，按下表3-7所示标准施加试验电压进行交流耐压试验。（注：交接即变压器经过修理或定期试验时）

根据仪表指示及试验过程可以迅速作出判断：如试验中是否发出声响，是否出现冒烟、冒气、火花、燃烧和闪络等各种现象，指示仪表是否出现大幅度的摆动等。表3-7

油浸式电力变压器试验电压标准额定电压（kV）最高工作电压（kV）1min工频交流耐压值（kV）出厂交接33.5181566.925211011.535301517.545382023.055473540.585726369.0140120110126.0200170第三十二页，共九十一页，编辑于2023年，星期一

１．方法打开铁心接地连接片，将地线端子用接地线和变压器的外壳连接好，用绝缘把手将相线接触被测变压器的铁心。测量60s并作好记录。最后注意：试验完毕后，应先将把手从铁心处断开，并保持兆欧表匀速摇动，以防铁心反击兆欧表，而后关闭兆欧表并将铁心放电。２．试验判断①绝缘电阻≧10MΩ（使用2500V）②加压1min应无闪络现象。③铁心绝缘电阻与变压器本身有一定的对应关系，若其绝缘电阻过低，应查明原因。④运行中铁芯接地电流一般不大于0.1A

3.1.4铁芯对地绝缘电阻的测量第三十三页，共九十一页，编辑于2023年，星期一3.1.5绕组直流电阻的测量1.试验目的和测量方法

1）目的：检查绕组接头的焊接质量和绕组有无匝间短路；分接开关的各个位置接触是否良好以及分接开关的实际位置与指示位置是否相符；引出线有无断裂；多股导线并绕的绕组是否有断股的情况；

2）测量方法：电流电压法平衡电桥法数字式直流电阻测试仪第三十四页，共九十一页，编辑于2023年，星期一2.试验标准和判断1.6MVA以上变压器，各相绕组电阻相互的差别不应大于三相平均值的2%，无中性点引出的绕组，线间差别不应大于三相平均值的1%1.6MVA以下变压器，相间差别一般不大于三相平均值的4%，线间差别一般不大于三相平均值的2%；与以前相同部位测得值比较，其变化不应大于2%；

三相电阻不平衡的原因：分接开关接触不良，焊接不良，三角形连接绕组其中一相断线，套管的导电杆与绕组连接处接触不良，绕组匝间短路，导线断裂及断股等。注意事项不同温度下的电阻换算公式：R2=R1（T+t2）/(T+t1)式中R1、R2分别为在温度t1、t2时的电阻值，T为计算用常数，铜导线取235，铝导线取225。连接导线应有足够的截面，长度相同，接触必须良好（用单臂电桥时应减去引线电阻）。第三十五页，共九十一页，编辑于2023年，星期一3.1.6绕组连同套管介质损耗正切角tgδ测量

1）试验目的和测量方法目的：测量tgδ是一种使用较多而且对判断绝缘较为有效的方法，通过测量tgδ可以反映出绝缘的一系列缺陷，如绝缘受潮、油或浸渍物脏污或劣化变质，绝缘中有气隙发生放电等。测量方法：QS1西林电桥数字式自动介损测试仪接线方式：正接线反接线

CVT自激法外接法高电压测试第三十六页，共九十一页，编辑于2023年，星期一①正接法正接线法。所谓正接线就是正常接线，如图所示。在正接线时，桥体处于低压，操作安全方便。因不受被试品对地寄生电容的影响，测量准确。但这时要求被试品两极均能对地绝缘（如电容式套管、耦合电容器等），由于现场设备外壳几乎都是固定接地的，故正接线的采用受到了一定限制。

第三十七页，共九十一页，编辑于2023年，星期一②反接法反接线法。反接线适用于被试品一极接地的情况，故在现场应用较广，如图所示。这时的高、低电压端恰与正接线相反，因而称为反接线。在反接线时，电桥体内各桥臂及部件处于高电位，所以在面板上的各种操作都是通过绝缘柱传动的。此时，被试品高压电极连同引线的对地寄生电容将与被试品电容Cx并联而造成测量误差，尤其是Cx值较小时更为显著。第三十八页，共九十一页，编辑于2023年，星期一3.2发电机试验表3.2-1容量为6000kw及以上的同步发电机试验项目（常规试验）序号试验项目序号试验项目1定子绕组绝缘电阻、吸收比或极化指数的测量2定子绕组的直流电阻的测量3定子绕组直流耐压试验和泄漏电流的测量4定子绕组交流耐压试验的测量5测量转子绕组的绝缘电阻6测量转子绕组的直流电阻7转子绕组交流耐压试验8转子绕组的交流阻抗9空载特性曲线10短路特性曲线1.试验内容第三十九页，共九十一页，编辑于2023年，星期一3.2.1定子绕组绝缘电阻、吸收比或极化指数的测量

1）测试方法如果各绕组的首末端单独引出，则应分别测量各绕组对机壳及绕组相互间的绝缘电阻，这时所有其他绕组应同机壳做电气连接。当中性点不易分开时，则测量所有连在一起的绕组对机壳的绝缘电阻。2）测试步骤测量前要把所有发电机出口电压互感器拉出或拆掉电压互感器的一次保险。测量并记录环境温度和湿度，如果绕组温度与环境温度相差较大应测量定子膛内平均温度作为绕组温度。将所有绕组充分放电。被测如果是水内冷发电机，将汇水管用导线引至试验场地。把汇水管所有引下线拧在一起，用万用表测量汇水管对地电阻，通常应达到30kΩ以上方可进行步骤e）。将汇水管引线接至专用兆欧表的屏蔽端子上。第四十页，共九十一页，编辑于2023年，星期一分相或分支测量时，每相或每个分支的绕组必须头尾短接，并将非被试绕组、转子绕组连接至机壳（见图1）。而测量绕组整体的绝缘电阻（如起机时不能分相测量）一般在发电机中性点接地变压器或电抗器隔离刀闸上口进行。将地线端子用接地线和发电机的外壳连接好，用绝缘把手将火线接触被测量绕组的引出端头上，开始测量。记录15秒、60秒、600秒的绝缘电阻值。将被测绕组回路对接地的机壳作电气连接5分钟以上使其充分放电。测量其他绕组。第四十一页，共九十一页，编辑于2023年，星期一

3）试验结果判断绝缘电阻值自行规定。若在相近试验条件下，绝缘电阻值低到历年正常值1/3以下时，应查明原因。各相或分支绝缘电阻的差值不应大于最小值的100％。吸收比不小于1.6或极化指数不小于2.0；水内冷绕组自行规定。200MW以上机组推荐极化指数。4）注意事项对水内冷绕组，绝缘电阻测量值受内冷水水质的影响，因此试验时应水质良好，电导率小于2μS/cm。如果测量带着封闭母线，有时绝缘电阻会较低，但达到(UN+1)MΩ机组即可启动(其中UN为发电机额定电压，单位：kV)。应考虑环境温度和湿度对测量结果的影响。第四十二页，共九十一页，编辑于2023年，星期一3.2.2定子绕组的直流电阻1）测试方法和步骤冷态测量，绕组表面温度与周围空气温度之差不应大于±3℃。如果各分支的首末端单独引出，则应分别测量各分支的直流电阻其他非被测的绕组短路接地，测量各相或各分支的直流电阻值。2）试验结果判断各相或各分支直流电阻值互差以及与初次测量值比较，相差值不大于最小值的2％相间或分支间互差=×100%与初次测量值互差＝×100%第四十三页，共九十一页，编辑于2023年，星期一3.2.3定子绕组泄漏电流和直流耐压1）测试方法尽量在停机后清除污秽前热状态下进行。交接或处于备用时可在冷态下进行。对水内冷发电机汇水管直接接地者，应在不通水和饮水管吹净条件下进行试验，试验方法（包括设备、接线图、步骤等）与空冷和氢冷发电机相同。

μA试验直流电源转子绕组直流电压测量设备第四十四页，共九十一页，编辑于2023年，星期一2）测试步骤转子绕组在滑环处接地。发电机出口CT二次绕组短路接地。埋置检温元件在接线端子处电气连接后接地。对绕组进行充分放电。确认一切正常后开始试验。先空载分段加压至试验电压以检查试验设备绝缘是否良好、接线是否正确。将直流电源输出加在被试相或分支绕组上，从零开始升压，试验电压按0.5Un分阶段升高，每阶段停留1min，并记录每段电压开始和1min时微安表的电流值。试验电压为电机额定电压的3倍该相或分支试验完毕，将电压降为零，切断电源，必须等到10kV以下充分放电后再改变接线对另一绕组进行试验或进行其他操作第四十五页，共九十一页，编辑于2023年，星期一3）试验结果判断在规定的试验电压下，各相泄漏电流的差别不应大于最小值的100％；最大泄漏电流在20μA以下者，相间与历次试验结果比较，不应有显著的变化。泄漏电流不随时间的延长而增大。任一级试验电压稳定时，泄漏电流的指示不应有剧烈摆动。试验过程中应无异常放电现象。第四十六页，共九十一页，编辑于2023年，星期一3.2.4定子绕组的交流耐压

1）测试方法和步骤推荐采用串联谐振或并联谐振以降低试验电源的容量，试验前应根据相关数据计算电抗器、变压器的参数，以保证谐振回路能够匹配谐振以达到所需的试验电压和电流。试验前先进行绝缘电阻和吸收比、直流泄漏等试验，各项试验合格后再进行本项试验。试验后再进行一次绝缘电阻和吸收比测量，比较试验前后的变化。如果试验设备容量允许，可以同时对各相或各分支同时试验。第四十七页，共九十一页，编辑于2023年，星期一2）试验标准及原理接线（如图）第四十八页，共九十一页，编辑于2023年，星期一3)试验注意事项和判断在试验过程中，如果发现电压表指针摆动很大，电流表指示急剧增加，绝缘烧焦气味或冒烟或发生响声等异常现象时，应立即降低电压，断开电源，被试绕组接地放电后再进行检查。出现上述中任一情况时，绝缘可能将要击穿或已经击穿，试验未通过。试验前应明确耐压值按制造厂的规定还是按规程规定。第四十九页，共九十一页，编辑于2023年，星期一3.2.5转子的绝缘电阻和交流阻抗1）绝缘电阻测试方法和要求500V（或制造厂要求电压等级的）兆欧表室温下，绝缘电阻一般不应小于0.5MΩ。室温下，水内冷转子绕组绝缘电阻值一般不小于5kΩ。2）交流阻抗测试方法和要求每次试验应在相同条件相同电压下进行，试验电压峰值不超过额定励磁电压（显极式转子自行规定）。交流阻抗Z计算公式为：Z=。在相同的试验条件下，将测量的Z与P和原始（或历次）数值比较，相差10％应引起注意。

第五十页，共九十一页，编辑于2023年，星期一3.3断路器试验

本节以少油断路器为例，介绍其试验项目、试验过程及检验方法，其他型号的断路器试验方法类似。油断路器试验项目如表6-10所示：表6-10油断路器试验项目序号试验项目序号试验项目1测量绝缘电阻4交流耐压试验2测量35kV及以上非纯瓷套管断路器的tgδ值5测量分合闸电磁铁的最低动作电压3测量35kV及以上少油断路器的泄露电流6辅助回路和控制回路的交流耐压试验1、测量绝缘电阻绝缘电阻可以发现各种沿面贯穿性试验，如引线套管和拉杆受潮及裂纹等。是断路器试验最基本的试验。其接线方式参考图3-1用兆欧表测量变压器绝缘电阻示意图，测量时使用2500V兆欧表，并记录合闸时导电部分对地和分闸时断口之间的绝缘电阻，若其拉杆为有机物，则绝缘电阻应符合表6-11要求：第五十一页，共九十一页，编辑于2023年，星期一表6-11断路器合闸时导电部分对地和分闸时断口之间的绝缘电阻试验类型额定电压kV﹤2424～40．5126～252交接时或大修后（MΩ）﹥1200﹥3000﹥6000运行中（MΩ）﹥600﹥1500﹥3000整体绝缘电阻则参考厂规或按经验规定。第五十二页，共九十一页，编辑于2023年，星期一2、交流耐压试验交流耐压试验是鉴定断路器最有效最直接的方法，本试验属破坏性试验，所以应在其他试验完成后进行。交流耐压试验应在其合闸状态导电部分对地之间和分闸状态下断口之间进行。接线采用图6-7所示。第五十三页，共九十一页，编辑于2023年，星期一耐压时间为1min，耐压参考值见表10.0.5所示。试验时应无击穿无闪络现象，试验时应在周围设围栏并有专人看护，如果发现电压表指针摆动很大或电流表读数急剧增加，或者绝缘烧焦气味、冒烟等情况时，应立即停止加压并断开电源对被试品进行接地放电后再对其检查。第五十四页，共九十一页，编辑于2023年，星期一3、测量分合闸电磁铁的最低动作电压

１．方法用直流电压源可以测量断路器的动作电压，要求直流电压输出电压为0—250V，电流大于或等于5A，纹波系数小于3%。将直流电压源输出经刀闸开关分别接入断路器二次侧合闸或分闸回路，先加较小电压，此时断路器不动作，然后渐渐提高此电压值，待断路器正确动作时，停止加压并记录此时所加电压。则为其最低动作电压。２．判断依据①合闸电磁铁的最低动作电压应小于其额定电压的80%，在其额定电压的80%-110%范围内应可靠动作。②分闸电磁铁的最低动作电压应在其额定电压的30%-65%范围内，在其额定电压的65%-120%范围内应可靠动作。当降到其额定电压的30%时或更低时不应引起脱扣。第五十五页，共九十一页，编辑于2023年，星期一4、导电回路电阻测量1）测试方法和要求首先，应和上开关，然后把测试夹分别夹到开关同相的两端接线排上。然后，启动测试仪器，进行测量，直至测完。测量时应记录被试设备的温度、湿度、气象情况、试验日期及使用仪表等。电流输入和电压输入应在不同位置，尽量清洁接触点，使之达到更好的测量效果应采用直流压降法测量，电流不小于100A

使用双臂电桥进行断路器导电回路电阻的测量时，由于双臂电桥测量回路通过的是微弱的电流，难以消除电阻较大的氧化膜，测出的电阻示值偏大，但氧化膜在大的电流下很容易被击穿，不妨碍正常电流通过。因此，测试采用直流压降法测试时，电流不得太小。

第五十六页，共九十一页，编辑于2023年，星期一3.4电力电缆的试验电力电缆的试验包括绝缘电阻的测量、交流耐压试验、直流耐压和泄漏电流试验(现在已经不做了）、震荡波局放。第五十七页，共九十一页，编辑于2023年，星期一1、绝缘电阻的测量对电力电缆绝缘电阻的测量可以判断电缆是否老化、受潮，通过耐压试验前后绝缘电阻的比较，还可以发现电缆在耐压时所暴露出来的缺陷。1000V以下的电缆用1000V的兆欧表，1000V以上的电缆用2500V的兆欧表。第五十八页，共九十一页，编辑于2023年，星期一运行中的电缆要充分放电，拆除一切对外连线，并用清洁干燥的布擦净电缆头，逐相测量。由于电缆电容很大，操作时兆欧表的摇动速度要均匀。测量完毕后，应先断开兆欧表与电缆的连接再停止摇动，以免电容电流对兆欧表反冲充电；每次测量后都要充分放电，操作应采用绝缘工具，以防止电击。为了测得准确，应在缆芯端部绝缘上或套管端都装屏蔽环并接往兆欧表的屏蔽端子。此外，当电缆较长充电电流较大时，兆欧表开始时指示数值很小，如使用手动兆欧表，则应继续摇动。短电缆的读数很快就趋于一稳定值，而长电缆一般均取15s和60s的读数R15和R60。第五十九页，共九十一页，编辑于2023年，星期一测量时要注意以下事项：（1）必须在试验现场设围栏，被试电缆两端均应该有专人看护，且通讯畅通，负责升压的人员一定要注意周围情况，一有异常应立即切断电源，待查明原因后方可继续进行试验。（2）检查摇表：先不接L摇动手柄，指针应指向“∞”，将L与E短接，缓慢旋转手柄，指针应指向零。（3）手摇转速应大于额定转速的80%。（4）进行绝缘电阻和交流耐压试验后，应对电缆充分放电。（5）兆欧表停止摇动前，必须先断开测试回路以防反充电。（6）若被测电缆较长，由于充电电流较大，因此兆欧表开始指示数值较小，必须经过较长时间摇才会得到正确的结果。第六十页，共九十一页，编辑于2023年，星期一电力电缆绝缘电阻测量接线图第六十一页，共九十一页，编辑于2023年，星期一试验结果判断

（1）110kV及以上电缆进行外护套绝缘电阻试验时，必须在有外电极下进行，可使用500V兆欧表，每500M电缆绝缘电阻值应大于0.25MΩ。（2）1kV及以下电缆进行绝缘电阻试验时，每500M电缆绝缘电阻值应不低与10MΩ。（3）3kV及以下电缆进行绝缘电阻试验时，每500M电缆绝缘电阻值应不低与200MΩ。（4）6～10kV之间电缆进行绝缘电阻试验时，每500M电缆绝缘电阻值应不低与400MΩ。（5）20～35kV之间电缆进行绝缘电阻试验时，每500M电缆绝缘电阻值应不低与600MΩ。第六十二页，共九十一页，编辑于2023年，星期一二、直流耐压试验和泄漏电流试验1．原理及接线直流耐压试验可以检查绝缘干枯、气泡机械损伤及出厂时的包扎缺陷，而泄露电流试验可以灵敏地反应绝缘老化和受潮等情况。第六十三页，共九十一页，编辑于2023年，星期一电缆直流泄漏电流及直流耐压试验接线图第六十四页，共九十一页，编辑于2023年，星期一2．试验判断

第六十五页，共九十一页，编辑于2023年，星期一注意事项：电力电缆必须在直流耐压试验合格后才能投入运行，泄露电流试验只能作为绝缘情况的参考,绝不能作为是否投入运行的判断标准。若试验过程中泄露电流急剧增大或随时间的延长不断增加，都说明绝缘有缺陷。第六十六页，共九十一页，编辑于2023年，星期一三、交流耐压试验试验步骤：（1）按上图所示接线完成并仔细检查，保证设备和仪器仪表工作正常，在空载下调整好保护间隙，（2）调整电压到高于试验电压5%并维持2min,后将电压归零，而后切断电源。（3）待高压引线接到试品上后，既可从零开始升压，当升压在试验电压的40%以内可以不受限制，其后按每秒3%的试验电压升压。如果试验过程中未发生击穿放电现象，则认为是试品合格。第六十七页，共九十一页，编辑于2023年，星期一工频串联谐振耐压试验接线第六十八页，共九十一页，编辑于2023年，星期一注意事项近年来，橡塑绝缘特别是交联聚乙烯电缆，因其具有优异的性能，得到了迅速的发展。目前在中低压电压等级中已基本取代了油浸纸绝缘电缆，超高压交联聚乙烯绝缘电缆已发展至500kV等级，110kV及220kV交联聚乙烯电缆正逐渐取代充油电缆。由于交联聚乙烯电缆材质、结构的特点，所以尽管在正式颁布的标准中要求在交接试验中做直流耐压，但实际上有不少人认为对交联聚乙烯电缆不宜采用直流电压试验。第六十九页，共九十一页，编辑于2023年，星期一直流电压试验缺点(1)直流电压试验过程中在交联聚乙烯绝缘电缆及附件中会形成空间电荷，对绝缘有积累效应，加速绝缘老化，缩短使用寿命。(2)直流电压下绝缘电场分布与实际运行电压下不同，前者按电阻率分布而后者按介电常数分布，因此，直流试验合格的交联聚乙烯电缆，投入运行后，在正常工作电压作用下也会发生绝缘事故。国内外一些运行经验也表明，采用直流电压试验不能有效地检出交联聚乙烯电缆及附件的缺陷。因此，有人建议除了对交联聚乙烯电缆金属外护套采用10kV、1min。直流试验外，对电缆主绝缘可采用交流电压试验，如用串联谐振法或0.1Hz超低频来进行试验。第七十页，共九十一页，编辑于2023年，星期一3.5避雷器的试验避雷器预防性试验的目的和意义(1)避雷器在制造过程中可能存在缺陷而未被检查出来，如在空气潮湿的时候或季节装配出厂，则会预先带进潮气；(2)在运输过程中受损，内部瓷碗破裂、并联电阻震断、外部瓷套碰伤；(3)在运输中受潮、瓷套端部不平、滚压不严、密封橡胶垫圈老化变硬、瓷套裂纹等原因；(4)并联电阻和阀片在运行中老化；(5)其他劣化。这些劣化都可以通过预防性试验来发现，从而防止避雷器在运行中的误动作和爆炸等事故。第七十一页，共九十一页，编辑于2023年，星期一氧化锌（MOA）的预防性试验由于MOA是一种新型的避雷器，所以前几年其试验方法和试验设备都不很完善，但随着MOA在电力系统中的推广和应用，对MOA的研究也越来越深入，运行经验也在逐渐积累，随之也发现了一些重要的问题。例如：①MOA阀片性能不佳，参数设计不合理；②内部绝缘部件爬电距离不够和材质不良，内部结构不合理；③在装配中受潮或密封不良造成运行中受潮；④额定电压选择不合理等。第七十二页，共九十一页，编辑于2023年，星期一随着运行时间的增加，MOA阀片在长期运行电压下的老化问题也变得突出。所以加强投运前的交接验收试验和运行中的监测，及时总结运行经验是一项重要的工作。目前国内预试规程对MOA的试验有三项规定：(1)绝缘电阻试验；(2)直流1mA下电压及75％该电压下泄漏电流的测量；(3)运行电压下交流泄漏电流及阻性分量的测量(有功分量和无功分量)。第七十三页，共九十一页，编辑于2023年，星期一1．绝缘电阻试验测量氧化锌避雷器绝缘电阻的目的是为了了解其内部是否受潮。氧化锌避雷器绝缘电阻试验与其他避雷器的绝缘电阻试验相同。电压等级在35kV及以下用2500V兆欧表，35kV以上用5000V兆欧表。由于氧化锌阀片在小电流区域具有很高的阻值，故绝缘电阻主要取决于阀片内部绝缘部件和瓷套。第七十四页，共九十一页，编辑于2023年，星期一2．直流1mA下电压及75％该电压下泄漏电流测量

该项试验有利于检查MOA直流参考电压及MOA在正常运行中的荷电率，对确定阀片片数，判断额定电压选择是否合理及老化状态都有十分重要的作用。试验步骤：先以指针式微安表监测泄漏电流值，升至1mA。停止升压确定此时电压值，再降压至该电压的75％时，测量其泄漏电流，因该电流值较小，应用数字式微安表来检测。

第七十五页，共九十一页，编辑于2023年，星期一试验中应注意的问题：①试验必须与地绝缘，外表面应加屏蔽，屏蔽线要封口；②直流电压发生器应单独接地；③试品底部与匝绝缘应保持干燥；④现场测量应注意场地屏蔽。试验分析：①试验中如U1mA电压比工厂所提供的数据偏差较大，与铭牌不符时，应与厂家进行联系。②通常在70％U1mA下的电流值偏大或电压加不上去，则有可能严重受潮；电流>50uA，则有可能有受潮情况。投运后，随着运行时间增加，电流有一定增大。但电流不能超过50μA。第七十六页，共九十一页，编辑于2023年，星期一3.6互感器试验1.绝缘电阻测量一次绕组用2500V兆欧表测量，二次绕组用1000V兆欧表测量。测量时，被测量绕组短接至兆欧表，非被试绕组均短路接地。2.极性检查图1电流互感器极性检查接线图极性检查试验接线如图1所示，当开关S瞬间合上时，毫伏表的指示为正，指针右摆，然后回零，则L1和K1同极性。装在电力变压器套管上的套管型电流互感器的极性关系，也要遵循现场习惯的标法，即“套管型电流互感器二次侧的始端a与套管上端同极性”的原则。因为套管型电流互感器是在现场安装的，因此应注意检查极性，并做好实测记录。图1电流互感器极性检查接线图

第七十七页，共九十一页，编辑于2023年，星期一3.励磁特性试验

1）试验目的可用此特性计算10％误差曲线，可以校核用于继电保护的电流互感器的特性是否符合要求，并从励磁特性发现一次绕组有无匝间短路。2）试验步骤试验时电压从零向上递升，以电流为基准，读取电压值，直至额定电流。若对特性曲线有特殊要求而需要继续增加电流时，应迅速读数，以免绕组过热

图2电流互感器的励磁特性试验接线图（a）输出电压220～380V；（b）输出电压500V；TR一调压器；PA一电流表；PM电压表图6测量电压互感器的空载电流接线图第七十八页，共九十一页，编辑于2023年，星期一3）测量结果判断当电流互感器一次绕组有匝间短路时，其励磁特性在开始部分电流较正常的略低，如图3中曲线2或3所示，因此在录制励磁特性时，在开始部分多测几点。当电流互感器一次电流较大，励磁电压也高时，可用2（b）的试验接线，输出电压可增至500V左右。但所读取的励磁电流值仍只为毫安级，在试验时对仪表的选用要加以注意。根据规程规定，电流互感器只对继电保护有特性要求时才进行该项试验，但在调试工作中，当对测量用的电流互感器发生怀疑时，也可测量该电流互感器的励磁特性，以供分析。图3电流互感器二次绕组匝间短路时的励磁特性曲线1－正常曲线2－短路1匝；3－短路2匝第七十九页，共九十一页，编辑于2023年，星期一4.变比测试理想的电流互感器的电流比应与匝数比成反比，即：I1/I2=N2/N1式中：I1—一次电流（A）；I2—M次电流（A