电气设备试验方法

电气设备试验方法宁夏电力公司超高压分公司姓名：朱宏峰第一篇

电力设备预防性试验的基本知识与基本方法电力设备试验的种类：出厂试验、型式试验、特殊试验、交接试验、预防性试验。什么是电力设备预防性试验？

电力设备预防性试验是指对已投入运行的设备按规定的试验条件(如规定的试验设备、环境条件、试验方法和试验电压等)、试验项目、试验周期所进行的定期检查或试验．以发现运行中电力设备的隐患、预防发生事故或电力设备损坏。它是判断电力设备能否继续投入运行并保证安全运行的重要措施。我国电力设备预防性试验规程的内容实际上超出厂预防性试验的范围，它不仅包括定期试验，还包括大修、小修后的试验及新设备投运前的试验。有在线、离线（常规）之分。常规预试缺点：试验时需要停电、试验时间集中、工作量大、试验电压低、试验周期长，灵敏性、有效性值得研究。电力系统主要设备---变压器直流输电系统主要设备---换流变压器直流输电系统主要设备---换流阀直流输电系统主要设备---平波电抗器直流输电系统主要设备---高压套管直流输电系统直流输电系统750kV绝缘子750kVGIS800kV1100kVMOA避雷器第二章绝缘电阻、吸收比、极化指数的测量第一节绝缘电阻、吸收比的原理:无损极化电流i1有损极化电流i2电导电流i3 i(t)=i1(t)+i2(t)+i3绝缘电阻Ri=U/i3 R60s=U/i(60s)

[R(t)=U/I(t)]吸收比K=R60s/R15s极化指数PI=R10m/R1m第二节绝缘电阻、吸收比、极化指数的测量

(1)绝缘电阻。读数时间为1min数值应归算到同一温度和过去值相比较，即存在一个温度修正的问题。它可以发现绝缘的整体和贯通性受湖、贯通性的集中缺陷。对局部缺陷反映不灵敏。

(2)吸收比。采用读数为60s和15s(或30s)的绝缘电阻的比值。我国采用15s：该值和温度无关*不用进行温度的换算，便于比较。61以较好地判断绝缘是否受潮，适用于电容量较大的设备。

(3)极化指数。采用读数为10min和1min的绝缘电阻的比值。该值和温度无关．不用进行温度的换算，便于比较。可以很好地判断绝缘受潮,适用于各种电气设备绝缘系统，特别是干式绝缘系统，如旋转电机、电缆、干式变压器等。第二节绝缘电阻、吸收比、极化指数的测量接线

为减小测量误差，应增大Rb2，故屏蔽环应靠近E端子第三节影响绝缘电阻测量的因素(1)湿度影响。当空气的相对湿度增大时，绝缘体受潮，从而使绝缘电阻降低。要求相对湿度小于80％。(2)温度影响。当温度升高时．绝缘的电导增大而使绝缘电阻降低。为了进行比较必须对温度进行修正。(3)表面状态的影响。表面的污染、受潮使绝缘体的表面电阻下降，从而使绝缘电阻也下降。(4)试验电压大小的影响。随着试验电压的增加，绝缘电阻会减少．对良好的干燥绝缘的影响较小。所以对于不同电压等级的电气设备应采用不同电压的兆欧表。(5)电气设备上剩余电荷的影响。剩余电荷的存在使被测数值会出现虚假现象(增大或减小)，所以在测试前应对被试设备进行充分的放电。(6)兆欧表容量的影响。兆欧表容量要求越大越好，推荐采用2mA及以上的兆欧表。(7)接线和表计型式的影响。对同一设备应采用同一型式的表计和接线方式，否则也会出现误判断。第三章直流泄漏电流试验和直流耐压试验第一节

泄漏电流试验及直流耐压试验的原理及特点：

(1)试验电压较高，并且可随意调节。

(2)用微安表监测泄漏电流，灵敏度高。可多次重复比较。

(3)根据泄漏电流测量值可以换算出绝缘电阻值，而用兆欧表测出的绝缘电阻值，一般不能换算出泄漏电流值。

(4)泄漏电流试验时可以作出泄漏电流与加压时间的关系曲线和泄漏电流与所加电压关系曲线，通过这些曲线可以判断绝缘状况。第三章直流泄漏电流试验和直流耐压试验将直流电压加到绝缘体上，其泄漏电流是不衰减的．在加压到一定时间以后，微安表的读数就等于泄漏电流值。绝缘良好时，泄漏电流和电压的关系几乎呈一直线，且上升较小；绝缘受潮时，泄漏电流则上升较大；当绝缘有贯通性缺陷时，泄漏电流将猛增，和电压的关系就不是直线了。因此，通过泄漏电流和电压之间变化的关系曲线就可以判断绝缘的好坏。第二节测量设备及接线一。直流高压的获得（一)半波整流电路：第三节影响测量泄漏电流的因素

一、高压引线的影响

高压引线及高压输出端均暴露在中气中，其对地、对绝缘支撑物和邻近设备等均有一定的杂散电流、泄漏电流流过。第三节影响测量泄漏电流的因素

二、温度的影响

与绝缘电阻测量相同，温度对泄漏电流测量结果影响较大，温度升高，绝缘电阻下降，泄漏电流增大，不同试品及不同材料、不同结构的试品其变化特性不同，经验证明，对于H级绝缘发电机的泄漏电流，温度每升高10℃，泄漏电流增加O．6倍。因此，对不同温度下测得的泄漏电流值进行比较时，应考虑温度的影响。＜规程＞给出了部分设备不向温度下的泄漏电流参考值。第三节影响测量泄漏电流的因素

三、电源电压的非正弦波形对测量结果的影响

电源电压的非正弦波会造成输出高压的偏低或偏高，因而影响测量结果。第三节影响测量泄漏电流的因素四、加压速度对泄漏电流测量结果的影响五、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。

六、直流输出电压极性对泄漏电流测量结果的影响

直流输出电压—极为负极性刚不采用正极性。第四节异常现象分析及注意事项一、异常分析二、注意事项：

(1)按要求接线

(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，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，均应先对被试品充分放电才能更改接线。第四章介质损耗角因数tgδ试验第一节tgδ测量的原理和意义（一）电介质损耗的基本概念

在电场作用下，电介质要产生能量损耗，在直流电场的作用下，电介质中没有周期性的极化过程，只要外加电压还没到达引起局部放电的数值，介质中的损耗将仅由电导所引起。在交流电场下,流过电介质的电流包含有功分量和无功分量，即:UU～IRCPUδφI(二)极化的概念第一节tgδ测量的原理和意义

P=UI

cosφ=UIR=UIC

tgδ=U2ωCp

tgδ式中:ω—电源角频率；φ—功率因数角；δ—介质损耗角。

产生介质损耗的主要原因一、电介质电导引起的损耗二、极化引起的损耗三、局部放电引起的损耗电桥平衡原理：

第二节测量tgδ的仪器一、QS-1高压西林电桥的工作原理第二节测量tgδ的仪器第三节QS1电桥的使用一、QS1电桥接线方式:有三种方式，即正接、反接、对角线。一、QS1电桥接线方式:

(1)正接线。试品两端对地绝缘．电桥处于低电位，试验电压不受电桥绝缘水平限制，易于排除高压端对地杂散电流对实际测量结果的影响，抗干扰性强。

(2)反接线。该接线适用于被试品—端接地。测量时电桥处于高电位，试验电压受电桥绝缘水平限制，高压端对地杂散电容不易消除，抗干扰性差。

(3)对角线接线。接线适用于试品一端接地，而电桥又没有足够绝缘强度进行反接线测量时，试验电压不受电桥绝缘水平限制。由于该接线电源两端都不接地，电源间干扰和几乎全部杂散电流均引进了测量回路，测量结果误差大，因而很少被采用。第四节电磁场干扰下的tgδ试验（一）磁场干扰（二）电场干扰

(1)提高试验电压

(2)尽量采用正接线

(3)屏蔽

(4)选相、倒相法、

(5)移相法

(6)变频法

第五节影响tgδ测量的因素

1．温度的影响：应尽量选择在相近温度条件下进行绝缘tgδ试验2．电压的影响：3．频率的影响：4．局部缺陷的影响：数字式介损测试仪第五章耐压试验耐压试验目的检验设备的绝缘水平。耐压是在比运行条件更加严格的试验。是一种破坏性试验。因此，在进行耐压之前，必须先进行绝缘电阻、吸收比、极化指数、泄漏电流、介损试验、绝缘油等非破坏性试验。耐压试验对于固体有机绝缘．会使原来的绝绿缺陷进一步发展、使绝缘强度进一步降低．虽然耐压试验不致于造成击穿，但形成了绝缘内部劣化的积累效应、创伤效应。第一节耐压试验的种类:1.工频耐压试验(50Hz)2.感应耐压试验(工频50Hz、中频100--400Hz)交流耐压

3.三倍频感应耐压试验

4.谐振工频耐压

5.0.1Hz第一节耐压试验的种类正极性半波、全波整流直流耐压产生方法高频高压负极性串级倍压整流

雷电冲击1.2/50µS冲击耐受操作冲击250/2000µS

截断冲击波前

第二节交流耐压试验方法:

一、交流高压的产生:工频变压器升压(单级、串级）谐振法产生工频高压（串联、并联）逆变典型单级升压电路1)工频变压器升压(单级、串级）典型串级升压电路2)谐振法产生工频高压（串联、并联）

当试品电容较大时，做交流耐压试验所需的工频试验变压器和调压器就根笨重，从而给现场试验造成困难。用串联谐振的试验回路，可以大大减小电源设备的容量。

2)谐振法产生工频高压（串联、并联）2)谐振法产生工频高压（串联、并联）

因此，电源设备包括变压器、调压器、断路器或接触器设备等的容量可以减小到试品容量的1／Q。串联谐振耐压试验不仅可以减小电源容量。还有其他优点。①升压平稳，输出电压波形为正弦(畸变小)；②设备轻巧、便于线场试验。③安全可靠，被试品击穿时，谐振被破坏，电流自动下降。为解决高压和高压大电流(例如电缆)等电气设备的现场耐压试验提供了有利条件。(a)并联补偿；(b)串联补偿；(c)串并联补偿二.交流高压的测量(1)低压侧测量电压(容升)(2)用电压互感器测量电压(3)用电容分压器测量电压(4)放电球间隙(5)静电电压表(1)低压侧测量电压(容升)工频耐压时的等值电路和相量图(a)等值电路图(b)相量图(2)用电压互感器测量电压使用电压互感器时注意如下事项:1)电压互感器的额定电压应大于或等于试验电压。2)电压互感器二次绕组应有一点接地o3)电压互感器二次不能短路。(3)用电容分压器测量电压=k

电容分压器分压比(4)放电球间隙(5)静电电压表三、交流时压试验的注意事项

(1)关于试验波形。对于大型交流耐压应考虑它的影响，要求波形为正弦，应用示波器观察波形（如出现非正弦，要进行必要的补偿）。电容C—般选6—10Uf根据需要滤掉的谐波频率、按下式计算出L的数值三、交流时压试验的注意事项

(2)试验设备和试验接线。试验设备和表计的选择要适当，现场布置要合理，线路联接应正确可靠，高压部分须保持足够的安全距离，高压引线及其支持体都应有足够的机械强度和绝缘强度。试品及高压试验设备外壳均应可靠按地。第二篇电气设备预防性试验第六章电力变压器试验（预防性试验项目）测量绕组绝缘电阻和吸收比、极化指数：测量绕组泄漏电流；测量绕组介质损失耗tgδ

；交流耐压试验；电容型套管的介质损耗tgδ

、电容量；测量扼铁梁和穿芯螺丝(能接触到的)的绝缘电阻，测量铁；芯对地、铁芯对扼铁梁、穿芯螺栓对铁芯的绝缘电阻：测虽绕组的直流电阻；检查绕组所有分接的电压比；校验三相变压器的组别、单相变压器的极性测量空载电流、空载损耗；绝缘油试验及油中溶解气体色谱分析；检查有载分接揩关的动作情况；例行试验(1)绕组电阻测量。(2)电压比测量初联结组标号枪定。(3)短路阻抗和负载损耗的测量。(4)空载电流和空载损耗的测量。(5)绕组对地绝缘电阻和(或)绝缘系统电容介质损耗tgδ的测量。(6)绝缘例行试验见表l的试验项目。(7)有载分接开关试验。(8)绝缘油试验。型式试验(1)温升试验：(2)绝缘型式试验

特殊试验

(1)绝缘特殊试验，即全绝缘三相变压器，当中性点不引出时，中性点的全波冲击试验是特殊试验。

(2)绕组对地和绕组间电容量的测量。

(3)暂态电压传输特性的测定。

(4)三相变压器零序阻抗的测量。

(5)短路承受能力试验i(6)声级测定o(7)空载电流谐波的测量。

(8)风扇和油泵电机所吸取功率的测量。第一节绕组绝缘电阻、吸收比、极化指数

绕组绝缘电阻测量：测量各绕组对地和绕组之间的绝缘电阻值。被测绕组引线端均短接在一起，其余非被测绕组短路接地。第二节泄漏电流试验第三节介质损tgδ试验第四节交流耐压试验第四节交流耐压试验（感应耐压试验）

感应耐压试验通常是在变压器低压绕组端子施加两倍的额定电压

，其他绕组开路，其波形应尽可能为正弦波，在额定频率下，试品低压侧施加大于其额定电压的试验电压，铁心磁密将与电压成止比增加。当外施电压约为12倍额定电压时，铁心磁密将达到饱和，使得空载电流急剧增加。表及里由变压器的电磁感应原理可知，感应电动势为：

E--感应电动势(V)f—电源频率(Hz)N--绕组匝数第四节交流耐压试验（感应耐压试验）全绝缘变压器感应耐压试验线路第四节交流耐压试验（感应耐压试验）分级绝绝变压器:

对于分级绝缘变压器，外施耐压试验只能考核中性点的绝缘水平、由于分级绝缘变压器的高压均为星形联结，若采用全绝缘变压器的感应耐压试验方法，当线端对地达到试验电压时，相间电压已达到线端对地电压的1.73倍，这一电压值已超过其绝缘耐受水平、是不允许的。因此，分级绝缘变压器感应耐压试验，只能采用单相感应的方法。第四节交流耐压试验（感应耐压试验）三相三柱式变压器感应耐压试验原理接线图第五节直流电阻试验电压、电流表法。电桥法恒流源法暂态过渡过程法

LR=U/I

i(t)=U/R(1-E)Rτ=L/RR一般为mΏ