交流耐压试验技术..

交流耐压试验技术一、概述交流耐压试验是鉴定电气设备绝缘强度最直接的方法，它对于判断电气设备能否投入运行具有决定性的意义，也是保证设备绝缘水平、避免发生绝缘事故的重要手段。因为交流耐压试验能充分反映电气设备在交流电压下运行时的实际情况，能真实有效地发现绝缘缺陷。交流耐压试验是破坏性试验。在试验之前必须对被试品先进行绝缘电阻、吸收比、泄漏电流、介质损失角等项目的试验，试验结果正常方能进行交流耐压试验，若发现设备绝缘情况不良，通常应先进行处理后再做耐压试验，避免造成不应有的绝缘击穿。二、交流耐压试验种类1.工频交流耐压试验2.串联谐振耐压试验3.并联谐振耐压试验4.串并联谐振耐压试验5.感应耐压试验1.工频交流耐压试验1.1基本原理1.2原理接线图1.3试验设备的选择1.4试验电压的测量1.5试验方法1.6试验步骤1.7试验分析1.8试验注意事项工频交流耐压试验工频交流耐压试验1.1基本原理由工频交流电源供电，通过控制器向调压器供电，调压器改变输出电压的幅值，经试验变压器将低电压变换成高电压，向被试品供电。交流耐压试验的电压、波形、频率和在被试品绝缘内部电压的分布，均符合实际运行情况，因此，能有效地发现绝缘缺陷。交流耐压试验对于固体有机绝缘来说，会使原来存在的绝缘弱点进一步发展（但又不致于在耐压时击穿），使绝缘强度逐渐衰减，形成绝缘内部劣化的积累效应。因此，必须正确地选择试验电压的标准和耐压时间。试验电压越高，发现绝缘缺陷的有效性越高，但被试品被击穿的可能性越大，积累效应也越严重。反之，试验电压低，又使设备在运行中击穿的可能性增加。工频交流耐压试验1.2原理接线图交流耐压试验的接线，应按被试品的电压、容量和现场实际试验设备条件来决定。图1是一种典型的试验接线。工频交流耐压试验1.3试验设备的选择1.3.1高压试验变压器1.3.1调压器工频交流耐压试验1.3.1高压试验变压器高压试验变压器，具有电压高、容量小（高压输出电流一般为0.1-1安培）、高压绕组一端接地、持续工作时间短的特点。1、设备电压的选择根据被试设备对试验电压的要求，选用电压合适的试验变压器，并应考虑试验变压器低压侧电压是否和试验现场电源电压及调压器相符。2、试验电流的选择试验变压器的额定电流，应能满足过流被试品的电容电流和泄漏电流的要求。一般按试验时所加的电压和被试品的电容量来所需的试验电源，可按下式计算：Ic=ωCxUT试验所需的电源容量按下式计算：P=ωCxUT2×10-3（千伏安）工频交流耐压试验Ic——试验时被试品的电容电流（mA）ω——电源角频率Cx——被试品的电容量（чF）UT——试验电压（KV）工频交流耐压试验1.3.2调压器调压器应能从零开始平滑地调节电压，以满足试验所需要的任意电压。调压器的输出波形，应尽可能地接近正弦波，容量也应满足试验变压器的要求，通常与试验变压器容量相同。如试验变压器工作时间较短，调压器的容量可略小些。1.自耦调压器自耦调压器的应用广泛，它具有体积小、重量轻、效率高、波形好等优点。自耦调压器是用移动碳刷接触调压，所以容量受到限制，适用于小容量调压。工频交流耐压试验1.4试验电压的测量1.4.1在试验变压器低压侧测量1.4.2用电压互感器测量1.4.3用高压静电电压表测量1.4.4用电容分压器测量工频交流耐压试验1.4.1在试验变压器低压侧测量对于一般瓷质绝缘、断路器、绝缘工具等，可测取试验变压器低压侧的电压，再通过变比换算至高压侧电压，适用于负荷容量比电源容量小得多，测量准确度要求不高的情况。1.4.2用电压互感器测量将电压互感器的原边并接在被试品的两端在电压互感器的副边测量电压，根据测得的电压和电压互感器的变压比计算出高压侧的电压。为保证测量的准确度，电压互感器的精度等级应不低于1级，电压表不低于0.5级。工频交流耐压试验1.4.3用高压静电电压表测量用高压静电电压表测量工频高压的有效值，将高压静电电压表接于被试设备的两端，可直接读出加于被试设备上的高压。这种方法比较简单、准确，缺点是：测量时易受电磁场和风的影响，故一般被用于实验室测量。1.4.4用电容分压器测量用电容分压器测量高压的方法是目前现场经常采用的方法，分压器结构简单，携带方便准确度也比较高。现场常用的还有阻容分压器，接入并联电阻后使测量系统有良好的升降特性。工频交流耐压试验1.5试验方法有绕组的被试品进行耐压试验时，应将被试品绕组自身的两端短接，非被试品绕组亦应短接并与外壳连接后接地。交流耐压试验时加至试验电压后的持续时间，如无特殊说明则均为1min。工频交流耐压试验升压必须从零开始，切不可冲击合闸。升压速度在75％试验电压以前，可以是任意的，自75％电压开始应均匀升压，约为每秒2％试验电压的速率升压（以DL474.4-92《现场绝缘试验实施导则交流耐压试验》为准）。耐压试验后，迅速均匀降压到零，然后切断电源。工频交流耐压试验1.6试验步骤任何被试品在进行交流耐压试验前，应先进行其他绝缘试验，合格后再进行耐压试验。通常在耐压试验前后均应测量绝缘电阻。另外，充油设备若经滤油或运输，耐压试验前还应将试品静置一段时间，以排除内部可能残存的空气。接上试品，接通电源，开始升压进行试验。升压过程中应密切监视高压回路，监听被试品有何异常的响声。升至试验电压，开始计时。时间到后，降压然后切断电源。试验中如无破坏性放电发生，则认为通过耐压试验。工频交流耐压试验在升压和耐压过程中，如发现电流表指示急剧增加，调压器往上升方向调节，出现电流上升、电压基本不变甚至有下降的趋势，被试品冒烟、焦臭、闪络、燃烧或发出击穿响声，应立即停止升压，降压停电后检查原因。这些现象如查明是绝缘部分出现的，则认为被试品交流耐压试验不合格。如确定被试品的表面闪络是由于空气湿度或表面脏污等所致，应将被试品清洁干燥处理后，再进行试验。工频交流耐压试验对35kV穿墙套管及母线支持绝缘子进行交流耐压试验时，有时在瓷套表面发生较强烈的局部放电现象，只要不发生线段对地的闪络或击穿，可认为耐压合格。有时耐压试验进行了数十秒钟，中途因故失去电源，使试验中断，在查明原因，恢复电压后，应重新进行全时间的持续耐压试验，不可仅进行“补足时间”的试验。工频交流耐压试验1.7试验分析对于交流耐压试验结果的分析，主要根据仪表的指示、监听放电声音、观察有无冒烟冒气等异常情况进行判断。1.7.1由仪表的指示判断在交流耐压试验过程中，若仪表指示不抖动，被试变压器无放电声音，说明被试变压器能经受试验电压而无异常。但当被试品的容抗XC与试验变压器的漏抗XL之比等于2时，虽然被试品已击穿。但电流表的指示不变（因为回路电抗X=∣XC-XL∣，所以当被试品短路XC=0时，回路中仍有XL存在，与被试品击穿前的电抗值是相等的，故电流表的指示不会发生变化）；当XC与XL的比值小于2时，被试品击穿后，使试验回路的电抗增大，电流表指示反而下降。此时，应以接在高压端测量被试品上的电压表来判断，被试品击穿时，电压表指示明显下降。低压侧电压表的指示也会有所下降。通常XC》XL工频交流耐压试验当被试变压器内部绝缘击穿时，会出现两种情况。（1）电流表指示突然上升，且被试变压器发出放电响声。（2）电流表指示突然下降工频交流耐压试验1.7.1.2由放电或击穿的声音判断1、油隙击穿放电若在加压过程中被试变压器内部放电，发出很像金属撞击油箱的声音时，一般是由于油隙距离不够或电场畸变，而导致油隙贯穿性击穿，电流表指示突变。当重复试验时，由于油隙抗电强度恢复，其放电电压不会明显下降。若放电电压比第一次降低，则是固体绝缘击穿。工频交流耐压试验2、油中气体间隙放电试验时，若第二次出现的放电声比第一次的声音小，仪表指示摆动不大，再重复试验时放电又消失，这种现象常是油中气体间隙放电所致。当气隙局部击穿时，声音轻微断续，电流表指示也不会明显变动。油中气泡所引起的击穿，无论是贯穿性的还是局部性的，在重复试验时均有可能消失。这是由于击穿放电后，气泡溢出所致。因此，在进行耐压试验时，要注意放气，直至冒油为止。工频交流耐压试验3、带电悬浮电位的金属件放电在加压过程中，被试变压器内部如有像炒豆般的放电声，而电流表的指示又很稳定，这可能是带有悬浮电位的金属件放电（如在制造过程中，铁芯和接地的夹件未用金属片连接，当两者之间达到一定的电压时，便会发生放电）。4、固定绝缘爬电若出现哧哧的放电声，或是沉闷的响声，电流表指示突增，这是由于内部固体绝缘爬电，或线圈端部对铁轭爬电。再重复试验时，放电电压就明显下降。工频交流耐压试验5、外部试验回路放电当外部试验回路绝缘击穿时，将发生明显的响声和放电火花，这是容易观察判断的。此外，在试验时，空气中有轻微电晕或瓷件表面有很轻微的放电，仍属于正常现象。1.8试验注意事项1.8.1容升效应1.8.2电压谐振1.8.3其他事项工频交流耐压试验1.8.1容升效应试验变压器所接的被试品大多是电容性的，在交流耐压时，容性电流在试验变压器绕组上产生漏抗压降，造成实际作用到被试品上的电压值超过按变比计算的高压侧所应输出的电压值，这就是容升效应。其简化等值电路及相量图如右图所示。工频交流耐压试验工频交流耐压试验被试品电容及试验变压器漏抗越大，则容升效应越明显。所以我们在进行较大容量试品的交流耐压试验时，要求直接在被试品端部进行电压测量，以免被试品受到过高的电压作用。工频交流耐压试验1.8.2电压谐振由于被试品电容与试验变压器、调压器的漏抗形成串联回路，一旦被试品容抗与试验变压器、调压器漏抗之和相等或接近时，发生串联电压谐振，造成试品端电压显著升高，危急试验变压器和被试品的绝缘。工频交流耐压试验1.8.3其他事项1、被试品为有机绝缘材料时，试验后应立即触摸，如出现普遍或局部发热，则认为绝缘不良，应即时处理，然后再作试验.2、对夹层绝缘或有机绝缘材料的设备，如果耐压试验后的绝缘电阻，比耐压前下降30%，则认为该试品不合格。3、在试验过程中，若由于空气湿度、温度、表面脏污等影响，引起被试品表面滑闪放电或空气放电，不应认为被试品不合格，须经清洁、干燥处理后，再进行试验。4、升压必须从零开始，不可冲击合闸。升压速度在40%试验电压以内可不受限制，其后应均匀升压，速度约为每秒3%的试验电压。5、耐压试验前后均应测量被试品的绝缘电阻。串联谐振耐压试验2.串联谐振耐压试验2.1串联谐振电路2.2原理接线图2.3装置种类2.4串联谐振应用举例串联谐振耐压试验2.1串联谐振电路对于发电机、变压器、SF6组合电器(GIS)和交联电缆等电容量较大的被试品进行交流耐压试验，需要大容量的试验设备，这时可以采用串联谐振试验装置，它能以较小的电源容量试验较大电容和较高试验电压的试品，回路由被试品负载电容和与之串联的电抗器和电源组成。当试验变压器的额定电压小于所需的试验电压，但电流额定量能满足试品试品试验电流的情况下，可用串联补偿的方法进行试验。串联谐振耐压试验2.2原理接线图图2中元件如下：VF-2：变频电源Tl：励磁变压器Ll、L2：高压电抗器Cx：试品Cl、C2：高压分压器高、低压臂MOAl：避雷器(一般内置于励磁变内)串联谐振耐压试验图3为串联谐振的等效电路及其相量图。其中XL=ωL、XC=1/ωC、ω＝2πf。当XL=XC，即时，电路处于谐振状态。此时回路中的电流达到最大：串联谐振耐压试验加在被试品上的电压为输出电压与输入电压之比称为试验回路的品质因数Q，一般电抗器的为10-40。由于试验回路中的R很小，故试验回路的品质因数很大，因此用这种方法能用电压较低的试验变压器得到较高的试验电压。而且当被试品击穿时，电路失去谐振条件（不再满足XL=XC），电源输出电流自动减小，试品两端的电压骤然下降，从而限制了对被试品的损坏程度。串联谐振耐压试验2.3装置种类目前根据调节方式的不同，串联谐振装置分为：工频串联谐振装置、变频串联谐振装置两大类。串联谐振耐压试验2.3.1工频串联谐振装置工频串联谐振装置工作频率为50Hz，带可调电抗器，通过调节电抗值使回路达到谐振。该电抗器的电感量能连续可调，当试验电压较高