-vfto2010-耐压实验课件

VFTOVFTO的特征特快速瞬态过电压(VFTO)是指波前时间在3~100ns范围内的瞬态过电压,在IEC60071-1:1993(绝缘配合第1部分定义、原理和原则和IEC60071-4:2004(绝缘配合第4部分绝缘配合和电气网络模拟用计算导则)中称之为VFTO。在我国国家标准GB31111-1997(高压输变电设备的绝缘配合)中称之为陡波前过电压。VFTO主要是由于GIS中的隔离开关操作等原因而引起的,所以有的国家又把它称之为隔离开关操作过电压。VFTOVFTO的起因在GIS里,隔离开关和断路器之间的连线非常短,其电容很小,波的来回折反射时间很短。在隔离开关合或切此短线时,其瞬态过电压的振荡频率极高。IEC60071-1:1993和GB31111-1997提出的VFTO或陡波前过电压典型波形,开始部分的振荡波的频率可达300kHz~100MHzVFTO的起因隔离开关操作过程中,由于其动触头移动速度较慢,会引起触头间的多次的预击穿或重击穿。合闸过程中,两触头靠近会发生预击穿。由于操作速度慢,首次击穿必然在工频电压峰值时发生。击穿电流给容性负荷(短线)充电至电源电压,加在触头间的电位差下降,火花放电熄灭,残余电荷留在短线上。随后的击穿就类似于重合闸,可导致较高电压幅值的VFTO。分闸过程中,也由于其动触头移动速度较慢,两触头之间会发生重击穿,也类似于重合闸,同样可导致较高的VFTO值。VFTO的危害暂态地电位升高和壳体暂态电位升高DS或CB的操作在GlS内产生的VFTO会引起TGPR，TGPR和TEV是由高频低能放电引起的上升及持续时间短的瞬态电压。尽管TGPR衰减很快,但若不加限制,会产生火花放电,甚至外壳击穿,危及人身安全，TGPR或TEV会引起与Gls相连的控制!保护!信号等二次设备的干扰损坏。对二次设备的影响

VFTO可以通过电压互感器(PT)或电流互感器(CT)内部的杂散电容传入与之相连的二次电缆进而进入二次设备;另外VFTO还可以通过接地网进入二次电缆的屏蔽层,进而感应到二次电缆的芯线，这样,GIS的二次电缆处于电磁污染严重的环境中,影响了GIS控制和保护设备的正常运行，二次设备的微型化、数字化和智能化也增加了二次设备对瞬态干扰的敏感性和脆弱性。VFTO的危害对变压器的影响VFTO的最大受害者是变压器，当GIS内部产生的VFTO以行波的方式通过母线传播到套管时,一部分祸合到架空线上并沿线传播,危及外接设备的绝缘。而系统中的主变压器直接和GIS相连,因此受VFTO的影响很大。不论是与GIS(通过SF6-油套管)直接连接的还是非直接连接(通过SF6-空气套管、架空线路、空气-油套管)的变压器,在受到VFTO作用时,都会有两种影响:1)当隔离开关触头击穿瞬间产生的阶跃波到达变压器时,在变压器端部加上了一个陡波头波,对直接连接的变压器,其上升时间可能只有数十ns,远远低于雷电冲击截波试验时的波头上升时间。VFTO的危害2)VFTO中含有的振荡谐波的频率与变压器中的若干固有振荡频率匹配,从而引起谐振,产生幅值很高的高频谐振过电压,导致绕组与铁芯以及匝间的绝缘破坏。由于变压器的绝缘设计只考虑了雷电冲击波以及操作波作用下引起的冲击情况,故匝间绝缘在高频振荡情况下显得很脆弱。此外,不论是与Gls直接连接的还是非直接连接的变压器,其内部的绝缘都将会受到很大的威胁,其中非直接连接的变压器受到的VFTO频率较低。交流耐压-感应耐压有些电气设备，如变压器、电抗器、消弧线圈，其绕组绝缘是分级的，线端绝缘较强，中性点或接地端绝缘教弱，这样，绕组的各不同部位应该耐受和能够耐受的试验电压比当然不一样，这种情况外施电压法就不能用了。另外，外施电压法对绕组的纵绝缘和相间绝缘（不能分相时）也不能试验。感应耐压解决办法是感应电压试验，即在其低压绕组上加足够高的电压，使高压绕组(中压绕组)感应出所需的试验电压来。试验标准规定，各绕组的感应电压应为各该绕组额定电压的两倍。由于是绕组自身感应电压，故这种电压在绕组绕组各点的分布足接近于运行情况的，也就是说，可以做到使中性点和线端主绝缘上承受的电压均符合试验标准的要求，同时，绕组的纵绝缘也受到相应的考验(其电位梯度将两倍于正常情况）交流耐压-感应耐压交流耐压-超低频耐压超低频绝缘耐压试验实际上是工频耐压试验的一种替代方法。在对大中型发电机、电动机、电力电缆等试品进行工频耐压试验时，由于它们的绝缘层呈现较大的电容量，所以需要很大容量的试验变压器或谐振变压器。这样一些巨大的设备，不但笨重，造价高，而且使用十分不便。为了解决这一矛盾，国际上普遍采用了降低试验频率，从而降低了试验电源容量的方法。从国内外多年的理论和实践证明，用0.1Hz超低频耐压试验替代工频耐压试验，不但能有同样的等效性，而且设备的体积大为缩小，重量大为减轻，理论上容量约为工频的五百分之一，且操作简单。交流耐压-串联谐振随着国民经济的发展以及城网供电电压等级的提高，交联聚乙烯绝缘电力电缆（XLPE）以其合理的工艺和结构，优良的电气性能和安全可靠的运行特点，在国内外获得越来越广泛的使用。尤其在高压输电领域更取得了巨大的进展。与充油电缆相比，交联电缆敷设安装方便，运行维护简单，不存在油的淌流问题。但是，近年来的运行和研究表明，交联聚乙烯电缆的绝缘在运行中易产生树枝化放电，造成绝缘老化破坏，严重地影响了交联聚乙烯绝缘电力电缆的使用寿命。因此，充分认识交联电缆的绝缘特性，及时有效地发现和预防绝缘中存在的某些缺陷，对保障设备乃至系统的安全运行具有十分重要的意义。阐述了影响交联电缆绝缘的主要因素以及电缆的交接试验原理，认为在现场对交联电缆实施交流耐压试验是必要和可行的。交流耐压-串联谐振为了保证电缆安全可靠运行，有关的国际标准对电缆的各种试验做了明确的规定。主要试验项目包括：测量绝缘电阻、直流耐压和泄漏电流。其中测量绝缘电阻主要是检验电缆绝缘是否老化、受潮以及耐压试验中暴露的绝缘缺陷。直流耐压和泄漏电流试验是同步进行的，其目的是发现绝缘中的缺陷。但是近年来国内外的试验和运行经验证明：直流耐压试验不能有效地发现交联电缆中的绝缘缺陷，甚至造成电缆的绝缘隐患。。交流耐压-串联谐振德国Sechiswag公司在1978～1980年41个回路的10kV电压等级的XLPE电缆中，发生故障87次；瑞典的3kV～24．5kV电压等级XLPE电缆投运超出9000km，发生故障107次，国内也曾多次发生电缆事故，相当数量的电缆故障是由