高压电气设备试验方法参考文档

2008-051第一章电力设备预防性试验第一节绝缘电阻、吸收比、极化指数的测量第二节泄漏电流试验和直流耐压试验第三节介质损失角正切值或功率因数试验第四节交流耐压试验第五节绝缘油试验第六节油中溶解气体的色谱分析第七节六氟化硫（SF6）的现场测试2008-052第一章电力设备预防性试验什么叫绝缘试验?主要内容有哪些?按照规定的试验条件(试验设备、环境条件、试验方法和试验电压)对电力设备的绝缘进行的各种高电压试验，统称绝缘试验。绝缘强度试验，亦称高电压耐受试验。绝缘特性测试。2008-053第一章电力设备预防性试验预防性试验的主要意义是什么?预防性试验，通过对年复一年的预防性试验所测得的结果的分析，可以反映出设备在实际运行中上述各代表性参数的变化规律为了发现运行中设备的隐患，预防发生事故或设备损坏，对设备进行的检查、试验或监测，也包括取油样或气样进行的试验。制造厂出厂试验，已认定产品达到了设计规定的技术条件和有关标准。安装交接试验，确认了设备经过运输和安装、调试，已经没有影响安全可靠运行的损伤。2008-054第一章电力设备预防性试验电气设备的预防性试验包括哪些内容?电气试验项目：如测量绝缘电阻、吸收比、极化指数、直流电阻、泄漏电流、介质损失角正切值、电压分布、局部放电和交直流耐压等；机械特性试验项目：开关动作特性（程序、时间、速度等）；理化测试：如油的化验，油中含气的色谱分析，SF6气体中的含水量测试。2008-055第一章电力设备预防性试验国家标准GB50150—2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》2006年11月1日实施电力行业标准DL/T596--1996《电力设备预防性试验规程》1997年1月1日实施企业标准（上海市电力公司）Q/SDJ1011--2004《电力设备交接和预防性试验规程》2006年1月出版企业标准（华北电网有限公司）华北电网生(2005)30号《电力设备交接和预防性试验规程》2005年11月1日实施2008-056第一节绝缘电阻、吸收比、极化指数的测量1.定义：绝缘电阻：在绝缘结构的两个电极之间施加的直流电压值与流经该对电极的泄漏电流值之比，常用兆欧表直接测得绝缘电阻值。本规程中若无说明，均指加压1min时的测得值。吸收比：在同一次试验中，1min时的绝缘电阻值与15ｓ时的绝缘电阻值之比。R60/R15极化指数：在同一次试验中，10min时的绝缘电阻值与1min时的绝缘电阻值之比。PI、2008-057第一节绝缘电阻、吸收比、极化指数的测量2.特点：绝缘电阻它可以发现绝缘的整体性和贯通性受潮、贯通性的集中缺陷。对局部缺陷反映不灵敏。测量值与温度有关，在同一温度下进行比较。吸收比可以比较好地判断绝缘是否受潮，适用于电容量大的设备，不用进行温度换算。极化指数可以很好地判断绝缘是否受潮，适用于电容量特大的设备，不用进行温度换算。2008-058第一节绝缘电阻、吸收比、极化指数的测量二、测量原理图1-1绝缘在直流电压下通过的电流图1-2测绝缘电阻时的等值回路图T时间、i总电流、ia吸收电流、ic电容电流、iL泄漏电流2008-059第一节绝缘电阻、吸收比、极化指数的测量泄漏电流iL：它包括表面泄漏和容积泄漏电流。这是绝缘中带电质点在电场力的作用下发生移动而形成的它基本上和时间无关。电流增加，绝缘电阻就减少。电容电流ic：它是由快速极化（电子、离子极化）而形成的，是时间的函数，随承受时间的增大而快速地减少，直至零。吸收电流ia：它是由缓慢极化而形成的（自由离子的移动），也是时间的函数，随时间的增长而缓慢减少，它和被试设备的受潮情况有关。总电流I是三种电流的合成。2008-0510第一节绝缘电阻、吸收比、极化指数的测量图1-3兆欧表原理结构图LALERARVLV∞GI1+-I20LARALVRVL3GLGE兆欧表等值电路图兆欧表结构原理示意图2008-0511第一节绝缘电阻、吸收比、极化指数的测量图1-4数字式兆欧表框图数码式兆欧表框图RREGL滤波器熔断器A/D数显A△控制设定高压发生器电压比较电流限定V2008-0512第一节绝缘电阻、吸收比、极化指数的测量图1-5数字式兆欧表2008-0513第一节绝缘电阻、吸收比、极化指数的测量三、测量方法：断开被试物电源，将被试物接地放电。拆除被试物一切对外联线，擦去被试物表面的污垢。抄录被试物的铭牌、规范，并记录运行编号(位置)、被试物温度和室温。将搖表放置平稳，搖动把手到额定转速(一般为每分钟120转)，此时应指“∞”。用线短接“火线(L)”端子与“地线(E)”端子，应指零(轻搖以免损坏表计)。然后将被试物地线接于搖表“E”端子上，被测量部分的引出线应接于搖表的“L”端子上。如果被试物表面泄漏可能较大时，需加屏蔽。屏蔽线应接在搖表的“G”端子上。在线接好后，使火线脱离被试物，悬空。空搖至额定转速，指针应指“∞”，然后将火线接至被试物并开始记时。以恒定转速搖动把手(一般为120转/分)，指针稳定后读数。测绝缘电阻记录1min的值。读数完毕，应在搖表转动的情况下立即断开火线，然后再停止转动。放电。时间不应少于2分钟，操作应该用绝缘工具进行。2008-0514第一节绝缘电阻、吸收比、极化指数的测量四、影响因素和分析判断：1.影响因素a)湿度相对湿度小于80%b)温度影响环境温度不低于5℃c)表面状态的影响必要时加屏蔽d)试验电压大小的影响e)电气设备上剩余电荷的影响f)兆欧表容量的影响1mAg)接线和表计型式的影响2.分析判断a)查“规程”应该大于规定的允许值b)纵（历史数据）、横（各相、同类设备）向比较c)排除外界因素2008-0515第二节泄漏电流试验和直流耐压试验一、概述测量绝缘体的直流泄漏电流与测量绝缘电阻的原理原理基本相同。不同的是直流泄漏试验的电压一般比兆欧表电压高，并可以任意调节，因而比兆欧表发现缺陷的有效性高，能灵敏反映瓷质绝缘的裂纹、夹层绝缘的内部受潮及局部松散断裂、绝缘油劣化、绝缘的沿面炭化等。提高试验电压来暴露绝缘本身的弱点；利用微安表直接读出泄漏电流值可以隨时进行监视；利用电流和电压、电流和时间的关系曲线来判断绝缘的缺陷。2008-0516第二节泄漏电流试验和直流耐压试验二、试验特点：1.试验设备轻小。2.能同时测量泄漏电流。3.对绝缘绝缘损伤较小。4.对绝缘的考验不如交流下接近实际。U2008-0517第二节泄漏电流试验和直流耐压试验三、测量方法1.接线图图1-8测量泄漏电流试验和直流耐压试验接线图T1调压变器一般取220伏；T2试验变压器220/50000伏；R1限流电阻一般用水阻10Ω/V；v高压整流硅堆；µA微安表；C稳压电容器0.01~0.1微法；mA测压用毫安表；R测压用电阻；r保护电阻2008-0518第二节泄漏电流试验和直流耐压试验该试验结线是典型结线其特点：微安表处于高压侧，不受杂散电流的影响；微安表对地需要良好的绝缘，试验中调整微安表量程需使用绝缘棒，操作不方便。图1-10测量泄漏电流试验和直流耐压试验接线图(B)B结线特点：微安表处于低压侧避免A结线的缺点，但杂散电流的影响很大。低压电源对地的寄生电流In流经微安表，虽对测量结果无影响，但使微安表抖动读数困难。2008-0519第二节泄漏电流试验和直流耐压试验图1-11测量泄漏电流试验和直流耐压试验接线图(C)采用上面结线，克服了A、B结线的缺点，但被试设备必需对地绝缘。已安装好的在用设备无法做到外壳对地绝缘。此结线适宜高压试验室内用。2008-0520第二节泄漏电流试验和直流耐压试验2.试验方法步骤：根据被试设备的条件选择合适的试验设备，非成套装置则根据试验设备选择合适结线。根据“规程”要求试验电压，计算1/4,1/2,3/4,全电压的直流试验电压时的交流输入电压值。进入现场按选择好接线图接线，（经第二人检查）调压器置零位，微安表短接。被试物放电，抺擦绝缘表面，测绝缘电阻。试验高压引线接地，检查试验装置的过流脱扣保护。高压引线接被试设备，开放微安表。接入被试物，合上电源，从零升压。电压逐段上升在1/4，1/2，3/4，全试验电压下停留1min，读出1min时泄漏电流值。升压速度控制在1kV/秒。做直流耐压试验时在全电压下停留要求的时间后再读一次泄漏电流值，做好记录。耐压试验时间到后，迅速均匀降低电压至零，拉开电源闸刀。被试物充分放电，测量耐压试验后的绝缘电阻。2008-0521第二节泄漏电流试验和直流耐压试验试验中的异常情况：微安表所反映：⑴指针来回抖动。⑵指针周期性摆动。⑶指针突然冲击。⑷指针随时间发生变化。(5)泄漏电流数值反映：1.泄漏电流过大。2.泄漏电流过小。3.可能出现负值。2008-0522第二节泄漏电流试验和直流耐压试验四、影响因素和分析判断1.影响因素a)温度因素：室温大於5℃发电机变压器b)湿度影响：应在空气相对湿度80%以下。c)表面污染的影响：d)各种结线对试验的影响：e)电压波形和极性对试验的影响：f)稳压电容器配置3~10KV0.06微法15~20KV0.015微法30KV0.01微法1075756.1ttII)(1212tttteII2008-0523第二节泄漏电流试验和直流耐压试验2.分析判断：a)电流随电压不成比例显著增长时，应加以分析。b)泄漏电流不随时间延长而增加。c)查“规程”泄漏电流不超过允许值。d)纵、横向比较。e)应排除湿度、温度、污染等影响因素。直流耐压试验的判断：a)被试物发生击穿。b)被试物发生间隙性击穿。c)耐压后的绝缘电阻值比耐压前显著降低时。d)泄漏电流比上次试验变化很大。2008-0524第二节泄漏电流试验和直流耐压试验2008-0525第三节介质损失角正切值或功率因数试验一、测量原理述如图1-13为在在交流电压作用下绝缘的等值电路和相量图由图可知，流过介质的电流由二部分组成，即通过Cx的电容电流分量ICx，通过Rx的有功电流分量IRx。通常ICx＞＞IRx，介质损失角δ甚小。介质中的功率损耗P=UIRx=UICxtgδ=U2ωCtgδtgδ为介质损失角的正切（或称介质损耗因数），一般均比较小。习惯上也称tgδ为介质损耗角的。xxxxxx图1-13介质损失角的等值电路图和相量图2008-0526第三节介质损失角正切值或功率因数试验介质损失是绝缘材料的一种特性，介质损失很大时，就会使介质的温度升高而老化，甚至导致热击穿。所以介质损失（耗）的大小就反映了介质的优劣状况。当电气设备绝缘受潮、老化时，有功电流IR增大，tgδ也增大，通过测量tgδ可以反映出绝缘的分佈性(整体性缺陷)。其正切值为介质损耗当U、f、C一定时，P正比于tgδCRωCωURUIIδtgCR1===δCtgωURUP22==δtgCωR××=12008-0527第三节介质损失角正切值或功率因数试验二、测量方法及结线目前在预防性试验中测量介损使用较普遍的仪器有西林电桥、不平衡电桥和数字电桥，在对特大型发电机测量可用瓦特表直接测量。2.1西林电桥原理：图1-14西林电桥的原理接线图2008-0528第三节介质损失角正切值或功率因数试验AC臂是被试品可看成R、C的并联或R、C的串联。当电桥达到平衡时：(1)由于是交流电桥此平衡条件的关係式包含二个意义：a.阻抗Z的绝对值成比例。(2)b.阻抗角的差相等。(3)上两式是交流电桥平衡的必要条件。43ZZZZNxNxZZZZ3443ZZZZNxNxZZZZ3443NxNx342008-0529第三节介质损失角正切值或功率因数试验对于普遍使用的国产西林电桥QS1型则：当电桥达到平衡时，应滿足式(1)，并将上述阻抗代入式(1)取其实数与虚数数部分相等，可得：(4)(5)取(6)在电桥中用可变电阻R3来改变臂