6.交流耐压试验

交流耐压试验交流耐压试验与绝缘电阻及吸收比试验、介损试验、直流泄漏试验等都是绝缘性能试验，但由于后者试验电压一般较低，为非破坏性试验，对某些局部缺陷反映往往不灵敏，而这些局部缺陷在运行中可能会逐渐发展成为整体缺陷或更大的局部缺陷，成为影响安全运行的严重隐患，从而导致事故的发生。因此，为了更灵敏有效地查出某些局部缺陷，考验被试品绝缘承受各种过电压的能力，就必须对被试品进行交流耐压试验。交流耐压试验可以更灵敏有效地发现被试品的局部缺陷，考验被试品绝缘承受各种过电压的能力。交流耐压试验对于固体绝缘来说，会使原来存在的绝缘缺陷进一步发展，使绝缘强度进一步降低，虽在耐压时不至于击穿，但形成了绝缘内部劣化的积累效应、创伤效应，为尽可能地避免这种情况发生，必须正确选择试验电压的标准和耐压时间。1.交流耐压试验的组成交流耐压试验分为五个部分：交流电源、调压、控制保护、电压测量、波形改善。1.1交流电源部分交流耐压试验电源多为220V、380V和6kV、10kV交流电源。一般小容量的被试品试验时多采用220V、380V试验电源，对于试验电源电压要求较高时，多采用线电压380V。大容量超高压试验变压器多采用6kV～10kV移圈式调压器进行调压，6kV～10kV试验电源一般从系统中抽取。1.2调压部分常用的调压器有自耦调压器、移圈式调压器和感应调压器。要求电压调节平滑，输出波形尽可能接近正弦波，无畸变。配各种变压器图片1.2.1自耦调压器自耦调压器是现场常用的一种简单的调压方式。具有体积小、重量轻、效率高、可以平滑地调压、输出波形好、功耗小等优点，但受限于容量，一般用于50kV以下小容量的试验变压器。1.2.2移圈式调压器移圈式调压器效率低，波形易发生畸变，需装设滤波器，常用于100kV以上的试验变压器配套调压装置。1.2.3高压试验变压器1)特点高压试验变压器与电力变压器相比：容量不很大，额定电压较高、允许持续工作时间短、多工作在电容性负荷下、经常要放电、通常高压绕组一端接地、不需要附加散热装置、体积较小等特点2)容量选择试验时，根据被试品电容量及试验最高电压进行选择。额定电压不应低于所需施加的最高电压，低压侧电压应与试验现场的电源电压及调压器电压相配套。电容量较大时，常采用并联电抗器或利用串联谐振的方法（电抗器与被试品串联）来进行补偿，这样可以减少流经变压器高压绕组的电流，使试验变压器容量满足大容量被试器的试验要求。变压器容量可按下式计算：kVAULCSxT,10)110(32exp12其中：expU——被试品所加的试验电压，kVxC——被试品电容量，pF（见表1）——所加电压角频率L——补偿线圈电感，H3)串级式试验变压器单台试验变压器的电压不会太高，当试验需要较高的试验电压时，常采用几台变压器串接的方法来提高试验电压。三台试验变压器串级接线原理图图中：P—容量(kVA)U—电压(kV)G1、G2—绝缘支架串级高压试验变压器投资小，经济实惠。由于整个试验装置由数台试验变压器组成，单台试验变压器容量小、电压低、重量轻，便于运输和安装。它既可以串接成高出数倍的单台试验变压器输出电压组合使用，又可以分开成几套单台试验变压器单独使用。在第一级和第二级的试验变压器中都有一个励磁绕组A1C1和A2C2。低压电源加在试验变压器Ⅰ的初级绕组a1x1上，单台试验变压器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的输出电压都是U。励磁绕组A1C1给第二级试验变压器Ⅱ的初级绕组供电；第二级试验变压器Ⅱ的励磁绕组A2C2给第三级试验变压器Ⅲ的初级绕组供电。试验变压器Ⅰ的箱体接地，试验变压器Ⅱ、Ⅲ的箱体对地绝缘，分别处在对地为1U和2U的高电位上，。这样第一级、第二级、第三级试验变压器对地的额定输出电压分别为1U、2U、3U；其额定容量分别为3P、2P、1P。对于n台变压器串级使用时，试验装置利用率%10012n，可见，随着级数的增加，装置利用率显著降低，因此一般串级级数n小于3~4。1.3控制保护部分交流耐压试验回路需有强大的控制保护和报警功能，它包括：过流保护、过压保护、闪络保护、零位保护、过热保护、高压异常保护等。从而极大地保证设备及人身的安全，保证试验顺利进行。如升压必须从零开始；当被试品被击穿时，能自动切断电源；在自动式升压装置中还应能够控制升压、降压及停止、跳闸等。1.4电压测量部分试验电压的测量分为两类：低压侧测量、高压侧测量。被试品电容量较小时，如断路器、瓷绝缘、绝缘用具等，试验电压可在低压侧测量；当被试品的电容量较大及对电压幅值有较高要求时，试验电压必须在高压侧测量。1.4.1低压侧测量低压侧测量是在试验变压器的低压侧或测量绕组的端子上，测量出二次电压U2，然后利用试验变压器变比k，换算出高压侧的电压U1=kU2。这种测量方法简便，但准确性不高。1.4.2高压侧测量1)用电压互感器测量在试验变压器高压侧与被试品并联一测量用电压互感受器；电压互感器二次侧接电压表测量电压；利用电压互感器变比换算出高压侧电压。这种测量方法，简单、准确度高，但测量电压不宜太高。2)用静电电压表测量将静电电压表与被试品并联，直接测出被试品的高压电压。但现场使用时，受风、天气、外界电磁场干扰较大，不宜现场使用，多用于试验室内。3)用球隙测量在交流耐压试验时，球隙不仅可以作保护用，也可作为测量使用。测量球隙由一对相同直径的金属球构成。用球隙测量高压时，只有当球隙放电时，才能从表中测得电压。每次放电时会跳闸，可能产生振荡或过电压，室外测量时受强气流、灰尘等影响使得放电较分散，测量较费时间，因此用球隙测量电压不很方便，不易在现场使用。图球隙测定高压接线图图中：F——球隙CX——被试品R1、R2——限流电阻T——试验变压器4)电容分压器测量电容分压器结构简单，携带方便，准确度高，是目前现场常用的方法。电容分压器测量高压接线图TVR1R2CXFSCXrT2T1VR1C1C2VU1U2图中，C1高压电容，C2低压电容，两电容串联分压，通过测量C2上的电压U2，再用分压比K测出电压U1。21KUU分压比121CCCK每次耐压试验时，需与试验变压器空载时的变比进行校准。将电容分压器与空载变压器连接，逐渐升高U1，记录低压电容上的电压U2，得到校正曲线。分压器校正曲线试验时，接上试品Cx，根据校正曲线找出所需加试验电压U2，进行升压试验。2.交流耐压试验加压方法加压方法工频耐压试验感应耐压试验冲击电压试验加压在一次侧直接加45~65Hz的高压从二次侧施压，使一次侧得到高压，又分为工频感应和倍频感应耐压操作波冲击雷电冲击鉴定效果是最直接、最有效的试验方法，但只考验了主绝缘不仅考验了主绝缘考验被试品在操作波过电压和大气过电压下的绝缘承受能力。U1(Kv)U2(kV)201050204060803.变频电源技术用交直流耐压装置进行试验时，接线方式可参照直流耐压时进行，只要将短路杆将高压硅堆短接，即可获得工频高电压，作为交流输出状态。但对于额定电压高、容量大的设备，高压试验变压器会非常笨重、不易调迁和搬动。目前，变频电源技术已经成熟，能够自动扫频、寻找并跟踪谐振点，保证在整个试验过程中，系统处于最优出力状态，变频电源的操作也非常简单，解决了高电压、大容量设备进行试验难的问题。变频电源可进行10~500kV电力设备交流耐压的试验，已广泛应用于现场交流耐压试验。硬件原理及接线如下图所示。PC104工控机模块电压调节RS232串口640x480Lcd显示外部接口DSP2407A波形产生模块波形输出及保护模拟信号采样+-三相电源整流电路C1C2CX键盘,鼠标高压信号频率调节4.变频电源装置介绍面板操作说明【1】变频电源的输出航插，连接到激励变压器输入端【2】变频电源的输入航插【3】变频电源220V输出航插,连接到激励变压器的风扇输入端【4】变频电源电源输入总开关【5】变频电源电源输入控制开关【6】用于置数的键盘【7】轨迹球，用于操作工控机的鼠标.【8】手动调节频率旋钮，按下旋钮0.1S钟，可循环选择调频步2134567891011712713147157167进值为5Hz，1Hz,2Hz,0.5Hz,0.1Hz，0.02Hz，左右旋转可增减手动控制的频率值。【9】手动调节电压旋钮，按下旋钮0.1S钟，可循环选择调压步进值为1、2、3、4，左右旋转可增减手动控制的输出电压值【10】高压指示灯【11】分压器的电压输入插孔【12】变频电源接地端子。.【13】外接鼠标接口。【14】外接键盘接口。【15】外接USB接口。【16】640x480液晶显示器。注意：当220V电源接入变频电源插座且面板上空开合上时，变频电源220V输出航插上已经带有220V电压，此时严禁碰触此航插插针。应在合空开前接好所有试验连线。5.操作要点5.1试验前准备工作5.1.1应了解被试品的试验电压，试验项目及以前的试验结果；5.1.2试验现场围好遮拦或围绳，挂好标志牌，并派专人监护；5.1.3断开与被试品相连接的其他设备，保证足够的安全距离，必要时可加装绝缘档板或采取其他防护措施；5.1.4盘柜耐压前，退出PT柜和保险，拆除所有避雷器接线；5.1.5盘柜耐压前，断开电流端子并将其短路接地，以防耐压时感应到保护装置；5.1.6有位置指示器装置和来电显示器的，要将其接线拆除并接地；5.1.7PT柜耐压时，要将PT二次侧短路并接地；5.1.8试验前，将被试品的外壳和非被试绕组可靠接地；5.2检查接线，确认无误后方可准备升压；5.3加压前，检查调压器是否在零位，升压时应相互呼唱；5.4均匀升压，不能太快，并防止突然加压，升到规定试验电压时，开始计时1min；5.5升压过程中，监视电压表、电流表的变化；5.6降压时缓慢均匀下降，不可未降压就跳开电源开关；5.7耐压试验前后均应测量被试品的绝缘电阻，检查绝缘情况。5.8盘柜耐压时，当加到额定电压时观察来电显示器指示灯是否亮，指示是否正确，确认无误后关掉指示灯开关，继续升压，以免造成指示灯不必要的损坏。6.交流耐压试验操作注意事项6.1试验人员应做好分工，明确相互间联系方法。并有专门人监护现场安全及观察试品状态。6.2被试品应先清扫干净，并绝对干燥，以免损坏被试品和试验带来的误差。6.3只有在试验人员全部离开高压危险区，并关好安全门后才能加电压；6.4对于大型试验，一般都应先进行空升试验。即不接试品时升压至试验电压，校对各种表计，调整球间隙。6.5调压器不在零位时不能合闸，也不能突然切断电源，一般应在调压器降至零位时拉闸。6.6在升压或耐压试验过程中，如发现下列异常，应立即降压，切断电源，停止试验并查明原因。1)电压表指针摆动很大；2)发现绝缘烧焦或冒烟；3)被试品内有不正常的声音。6.7当被试设备被击穿时，应能自动切断电源；6.8在试验回路的低压部分，可能出现高电压的地方安装保护放电管或压敏电阻器，以免高压侵入危及人身安全。7.异常现象及其分析交流耐压试验时应严密监视仪表指示，注意声音的变化和异常，同时根据仪表指示、放电声音等综合分析并判断试品是否合格。现列表对一些异常进行分析：异常现象分析与判断电压表无指示调压器接触不良，或回路不通，有断线的地方随着调压器上升调节，电流增大，电压不变或有下降被试品容量太大，或调压器容量不够电压上升缓慢，电流急剧上升被试品存有短路或容量过大，以及接近谐振等电流表突然上升、下降电压表突然下降被试品绝缘击穿有清脆响亮的“当当”放电声油隙距离不够或电场畸变有清脆的“当当”放电声，仪表摆动不大，再次重复试验时放电现象消失被试品油中有气泡沉闷的“哧，吱喽”声，电流表指示偏大固体绝缘爬电引起的有炒豆声，电流表指示稳定悬浮的金属件对地放电所致8.试验结果分析被试品经交流耐压试验，在持续时间内，不击穿为合格，反之为不合格。8.1一般情况下，若电流表突然上升或电压表突然下降，则表明被试品击穿；8.2试验控制回路中，如被试品发出击穿插声响，或断续声响，伴随冒烟，跳火，焦味及燃烧等都是不许可的，当查明确实发生在绝缘部分时，则认为被试品存在问题，或已击穿；8.3当被试品为有机绝缘材料