交、直流耐压试验-交、直流耐压试验的目的和意义(高电压技术)

交、直流耐压试验

交流耐压试验的目的和意义

一、交流耐压试验的目的和意义

电力设备的绝缘结构在运行中可能会受到以下四种电压

1.工频工作电压绝缘结构在其整个运行过程中，必须能够长期连续地承受工频最高工作电压，通常称之为系统最高运行相电压。2.暂时过电压它包括习惯上所指的工频电压升高和谐振过电压。工频电压升高是由于空载线路的电容效应、甩负荷和不对称接地引起的，谐振过电压则起因于含铁芯的非线性电感元件所引起的铁磁效应或谐振，其幅值较高，持续时间较长，其频率可以是工频基波，也可以是高次或分次谐波。2.暂时过电压它包括习惯上所指的工频电压升高和谐振过电压。工频电压升高是由于空载线路的电容效应、甩负荷和不对称接地引起的，谐振过电压则起因于含铁芯的非线性电感元件所引起的铁磁效应或谐振，其幅值较高，持续时间较长，其频率可以是工频基波，也可以是高次或分次谐波。3.操作过电压它是由于电力系统中的断路器动作产生的。这种过电压的波形很不规则，情况不同时变化甚大，可以是衰减震荡波，或是非周期性电压的冲击波。我国电力系统的操作过电压倍数如下：35kV为4.0倍；110～220kV为3.0倍；330kV为2.75倍；500kV为2.0倍。4.雷电过电压它是由雷云放电产生的，幅值很高；作用时间很短。雷电过电压往往造成电力设备的绝缘破坏，积极地预防雷电过电压是电力系统安全运行的保证。总之，我们的电力设备的绝缘结构必须能耐受以上四种电压，这就需要对我们的绝缘裕度进行考验。而之前我们介绍的其他试验方法的试验电压往往都低于电力设备的工作电压，作为安全运行的保证还不够有力。工频耐压试验所采用的试验电压比运行电压高得多，所以它可准确地考验绝缘的裕度，能有效地发现较危险的集中性缺陷。但是交流耐压试验有一重要缺点：即对于固体有机绝缘，在较高的交流电压作用时，会使绝缘中一些弱点更加发展，这样，试验本身就会引起绝缘内部的累积效应，加速绝缘缺陷的发展。所以我们首先应在耐压试验之前先进行前几章我们介绍的几种试验。在进行了绝缘电阻测量、介损测试等试验之后，要先对各项试验结果进行综合分析，看看该设备是否受潮或含有缺陷。如若发现存在问题，则需预先进行处理，待缺陷消除后方可进行耐压试验；其次恰当地选择合适的耐压试验电压值是一个重要问题。一般考虑到运行中绝缘的变化，耐压试验的电压值应取得比出厂试验电压低些，而且不同情况的设备应不同对待，这主要由运行经验确定。例如在大修前发电机定子绕组的试验电压常取1．3～1．5倍额定电压，对于运行二十年以上的发电机，由于绝缘较老，可取1．3倍额定电压来做耐压试验，但对与架空线路有直接连接的运行二十年以上的发电机，考虑到运行中大气过电压侵袭的可能性较大，为了安全，仍要求用1．5倍额定电压来做耐压试验。

通过本知识点的学习，使学生掌握交流耐压的目的意义，为今后的课程学习打下了良好的基础。交、直流耐压试验

直流耐压试验的目的和意义

直流耐压试验的目的和意义

直流耐压试验也能确定绝缘的电气强度，与交流耐压试验相比，它的优点是：

首先，可使试验设备轻小，也即大容量试品（电缆、电容器等）进行交流耐压试验时，试验设备容量往往过大（为使试验及调压设备轻便，可以采用谐振试验线路以减小电源设备容量）。其次、在绝缘进行直流耐压试验的同时，可通过测量泄漏电流来观察绝缘内部集中性缺陷。试验的接线同前面介绍的泄漏电流试验相同。图为一台30MW，10．5kV汽轮发电机各相绕组的直流泄漏电流试验曲线，当试验电压升至14kV时，A相泄漏电流突然急剧增加，经检查，A相端部对绑环有一处放电。第三、直流耐压试验比交流耐压试验更能发现电机端部的绝缘缺陷。其原因是直流下没有电容电流从线棒流出，因而无电容电流在半导体防晕层上造成的压降，故端部绝缘上的电压较高，有利于发现绝缘缺陷。第四、在电力电缆进行直流耐压试验时，通常也利用泄漏值寻找缺陷。当测得三相泄漏值相差过大或增长较快时，可依具体情况提高试验电压或延长耐压时间来发现缺陷。第五、直流耐压试验对绝缘损伤较小，如果被试绝缘中有气泡时，在直流电压作用下，当作用电压较高，以至于在气泡中发生局部放电后，在电场作用下，气泡中的正负电荷将分别反向移动，停留在气泡壁上，如图所示。这样，便使得外电场在气泡里的强度不断减弱，从而抑制了气泡内部的局部放电过程，当正、负电荷慢慢地通过周围的泄漏电流中和后，才会再发生一次放电。如果在交流电场中，每当电压改变一次方向，空间电荷非但不减弱，反而会加强气泡里的电场强度，因而加强了局部放电的发展。不仅如此，作交流耐压试验时，每个半波里都要发生局部放电。这种局部放电会促使油和有机绝缘材料的分解与老化、变质等，并使其绝缘性能降低，扩大其局部缺陷。因此直流耐压试验加压时间可以较长，一般采用5～10min。当然，直流耐压试验也是有缺点的。由于电力设备的绝缘大多数都是组合电介质，在直流电压作用下，其电压是按电阻分布的，所以交流电力设备在交流电场下的弱点用直流电压做试验就不易被发现。所以，与交流耐压试验相比，直流耐压试验的缺点是：对绝缘的考验不如交流下接近实际和准确。直流耐压试验电压的选取，系参考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确定。例如：对发电机定子绕组取2～2．5倍额定电压；对电力电缆，3KV、6KV、10kV的取5～6倍额定电压；20KV、35kV的取4～5倍额定电压；35kV及以上的则取3倍额定电压。直流耐压的时间可以比交流耐压长些，例如发