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耐压试验原理及方法交、直流耐压试验相关知识CONTENTS前言交、直流耐压试验介绍1直流耐压试验相关知识直流泄露、直流耐压的原理、特点；直流高压的产生；直流电压和泄露电流的测量；影响因素和结果分析及注意事项2交流耐压试验相关知识交流耐压试验的目的与意义；交流试验电压的产生与测量；工频交流耐压试验方法；试验分析及注意事项3交、直流耐压试验能不能互相代替？4目录PART交流耐压和直流耐压都是耐压试验,是鉴定电力设备绝缘强度的方法。“”电气设备绝缘试验是保证设备安全运行的重要措施，通过试验，掌握设备绝缘状况，及时发现绝缘内部隐藏的缺陷，并通过检修加以消除，严重者必须予以更换，以免设备在运行中发生绝缘击穿，造成停电或设备损坏等不可挽回的损失。1.试验设备轻小直流耐压试验设备比较轻便，便于在现场进行试验2.能同时测量泄漏电流直流耐压试验可以在逐步升压的同时，通过测量泄漏电流，更有效地反映绝缘内部的集中性缺陷。3.对绝缘损伤较小直流高压有抑制气隙内的局部放电过程的作用，交流耐压是降低绝缘性能的破坏性试验。1234电压U（kV）0.5UT泄漏电流I（µA）由于交、直流下绝缘内部的电压分布不同，直流耐压试验对绝缘的考验不如交流下接近实际。因此，对于交联聚乙烯电缆，也不主张用直流耐压试验。A直流耐压试验电压值选择是参考绝缘的工频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制定的。BPART原理基本相同；i1为电容电流；i2为吸收电流；i3为泄漏电流。i=i1+i2+i3从吸收曲线可以看出，电容电流i1和吸收电流i2经过一段时间后趋于零，因此i趋于i3。𝑅=𝑈/i3U——加于试品两端的电压，V；i3——对应于电压U，试品中的泄漏电流，μA；R——试品的绝缘电阻，MΩ。试验电压较高，并且可随意调节。用微安级电流表监测泄漏电流，灵敏度高，可多次重复比较。可根据泄漏电流换算出绝缘电阻值，但一般不能用绝缘电阻表测出绝缘电阻值换算出泄漏电流。泄漏电流试验中可作出泄漏电流与加压时间关系曲线和泄漏电流与所加电压的关系曲线，通过曲线可判断绝缘状况。1交流高压电源2整流部分3保护电阻R14微安级电流表微安表接在高压侧不受高压对地杂散电流的影响，测量的泄漏电流较准确。但微安表及从微安表至被试品的引线应加屏蔽。由于微安表处于高压，故给读数及切换量程带来不便。微安表接在低压侧微安表处于低电位，具有读数安全、切换量程方便的优点。当被试品的接地端能与地分开时，宜采用(a)的接线。若不能分开，则采用（b）的接线，由于这种接线的高压引线对地的杂散电流I’将流经微安表，从而使测量结果偏大，其误差随周围环境、气候和试验变压器的绝缘状况而异。全波倍压整流电路，输出电压接近试验变压器高压侧峰值电压Umax的2倍，适合于一端接地的被试品。常用的倍压整流电路，不仅可输出对地为2倍Umax的直流电压，而且可采用一端接地的变压器.当电源为负半波时，V1、V3、V5导通，正半波时，V2、V4、V6导通。当试验变压器电压为Umax时，空载时直流高压端输出电压可达6Umax。右侧每台电容器上的电压为2Umax，1、2、3各点电压分别为2Umax、4Umax、6Umax。左侧电容器C1上的电压是Umax，其余两台为2Umax。在试验变压器低压侧测量用高压静电电压表测量用高压电阻串联微安级电流表测量用分压器测量用球隙或棒——棒间隙测量在试验变压器低压侧测量用高压静电电压表测量用高压电阻串联微安级电流表测量用分压器测量用球隙或棒——棒间隙测量高压引线的影响PA1——𝐼𝑃𝐴1=𝐼0+𝐼3+𝐼4+𝐼5;PA2——𝐼𝑃𝐴2=𝐼0+𝐼1+𝐼2+𝐼3+𝐼4+𝐼5;PA3——𝐼𝑃𝐴3=𝐼0+𝐼5;高压引线的影响电源电压的非正弦波形对测量结果的影响1）用波形畸变小的自耦变压器调压；2）选择电源时最好用波形不易畸变的线电压；3）直接在高压侧测量直流高压。加压速度对泄漏电流测量结果的影响《规程》中对电缆直流耐压试验及泄漏电流测量规定的电压稳定时间为5min，这就是为了克服吸收现象造成的测量误差。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。直流输出电压极性对泄漏电流测量结果的影响负极性测量电缆泄漏电流：若绝缘受潮，电缆芯加正极性试验电压时，由于绝缘中的水分带正电，在电场作用下，水分被排斥移向铅包，造成绝缘中水分相对减少，泄漏电流偏小；电缆芯加负极性高压时，在电场作用下，水分由铅包渗过绝缘向电缆芯集中，使绝缘中水分增加，泄漏电流增大。湿度及表面脏污的影响1）指针来回摆动2）指针周期性摆动3）指针突然冲击4）指针指示随测量时间而变化5）指针反指6）接好线，未加压，表有指示1）泄漏电流过大2）泄漏电流过小3）被试品低压端无法测量可用差值法1）按要求接线，并由专人认真检查接线盒仪器仪表，尤其是检查操作部分外壳是否已可靠接地。确认无误后，方可通电升压。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，应先对被试品充分放电才能更改接线。对较大容量被试品放电时，应用高电阻放电，不能用接地线直接放电。PART交流耐压试验应在被试品的非破坏性试验均合格之后才能进行！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有效性越高被试品被击穿可能性越大越低发现绝缘缺陷有效性越低设备运行中击穿可能性越大规程中根据各种设备的绝缘材料和可能遭受的过电压倍数，规定了相应的试验电压标准加压时间：规程中一般规定工频耐压时间为1min。一方面是为了便于观察被试品的情况，使有缺陷的绝缘来得及暴露（固体绝缘发生热击穿需要一定的时间）；另一方面，又不致因时间过长而引起不应有的绝缘伤害。交流耐压试验一般有以下几种加压方式：•施加工频电压，检验被试品对工频电压升高的绝缘承受能力•鉴定被试品绝缘强度最有效和最直接的试验方法。•只能检查主绝缘（绕组对地、相间和不同电压等级绕组间的绝缘）工频耐压试验（45~65Hz）•采用从二次加压而使一次得到高压的试验方法来检查被试品绝缘。•可检查被试品的主绝缘和纵绝缘（同一绕组层间、匝间及段间绝缘）•分为工频感应耐压、倍频（100~400Hz）感应耐压。感应耐压试验•注意用于考验被测试品在操作波过电压和大气过电压下绝缘的承受能力。•分为操作波冲击电压试验和雷电冲击电压试验两种。冲击电压试验交流试验电压的产生与测量高压试验变压器回路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。典型的试验接线交流试验电压的产生与测量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。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。交流试验电压的产生与测量串联谐振电路其中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。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。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。交流试验电压的产生与测量串联谐振电路串联谐振装置分为工频串联谐振装置和变频串联谐振装置两大类。工频串联谐振装置工作频率为50Hz，带可调电抗器。该电抗器的电感量能连续可调，当试验电压较高时，可以作成几个电抗器串联使用。变频串联谐振装置带固定电抗器，工作频率一般为30～300Hz。该装置依靠大功率的变频电源，使回路达到谐振，所用电抗器的电感量是不可调的，而试验频率随被试品的电容量不同而改变。由于变频串联谐振装置的试验频率随不同电容量的被试品而变化，所以其使用范围受到了一定的限制。电抗器可调的串联谐振装置交流试验电压的产生与测量试验设备高压试验变压器高压试验变压器具有电压高、容量小、持续工作时间短等特点，因此我们在进行耐压试验前应根据这些特点及被试品的实际情况来加以正确地选择。交流耐压试验用的设备通常有试验变压器、调压设备、电压测量装置、保护球隙、保护电阻及相关的控制装置等。电压的选择根据被试品该进行的试验类型，再根据相关的技术标准，《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》、DL/T《电力设备预防性试验规程》等来确定试验电压，根据该试验电压我们再来选择电压合适的试验变压器。当试验电压比较高时，可采用多级串接式试验变压器。此外，还应考虑试验变压器所需低压侧电压是否与现场电源电压、调压器相匹配等问题。电流的选择试验变压器的额定电流应能满足被试品的电容电流和泄漏电流的要求，一般可以按计算式中：I—试验变压器高压侧输出电流，mA;ω—角频率，ω＝2πf;CX—被试品电容量，μF;U—试验电压，kV还可以相应求出试验所需电源容量试验时，按P值选择变压器容量，一般不得超载运行。交流试验电压的产生与测量试验设备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。常用的调压器有自耦调压器、移圈调压器和感应调压器等。由于移圈调压器的输出电压波形在某一范围内有较大的畸变，所以现场最好少使用移圈调压器调压。自耦调压器它利用变动碳刷接触的位置，改变一次绕组与二次绕组的匝数比，以达到调压的目的。由于自耦调压器具有体积小、重量轻及波形好等优点，所以其应用比较广泛。但又因为其是用碳刷接触调压，所以容量受到限制，所以常用于500V及以下小容量调压。单相调压器绕组联结图三相调压器绕组联结图交流试验电压的产生与测量试验设备调压器移圈调压器移圈调压器是通过移动一个自身短路的动绕组（线圈）的位置改变主绕组和副绕组之间的磁链，从而改变其输出电压。主要缺点是效率低、空载电流大，在低电压和接近额定电压下使用波形易发生畸变。A、B为两个匝数相等、绕向相反串在一起的主、副绕组，另外还有一个可上下移动的短路绕组K，其匝数也与A、B相同。当短路绕组K位于最下端时，电源电压全降落在绕组A上，所以输出电压为零；随着绕组K的上移，绕组A的电压降低，而绕组B的电压升高，所以输出电压就会增加，当绕组K位于最上端时，输出电压达到最高。交流试验电压的产生与测量试验设备保护电阻试验变压器的高压输出端应串接保护电阻，用来降低试品闪络或击穿时变压器高压绕组出口端的过电压，并能限制短路电流。此保护电阻的取值一般为0.1～0.5Ω/V，并应有足够的热容量和长度。保护电阻的长度可以如下选择：当试品击穿或闪络时，保护电阻不应发生沿面闪络，它的长度应能耐受最大试验电压，并有适当的裕度。试验电压kV电阻长度mm50250100500150800与保护球隙串联的保护电阻，其电阻值通常取1Ω/V，电阻的长度也同样根据表一选用。交流试验电压的产生与测量试验电压的测量交流试验电压的测量装置（系统）一般可采用电容（或电阻）分压器与低压电压表、高压电压互感器、高压静电电压表等测量系统。交流试验电压测量装置（系统）的测量误差应满足GB311.4《高电压试验技术》中规定的要求，即测量误差不应大于3％。当波形较好时，可用有效值表计测量即可，而当波形畸变时，则宜采用测峰值的表计进行测量。交流试验电压的产生与测量试验电压的测量在试验变压器低压侧测量试验电压的测量一般应在高压侧进行，但对于小容量的被试品也可在试验变压器的低压侧测取，然后再通过变比换算到高压侧。计算式为：U2=KU1。这适用于负荷容量比电源容量小得多，测量精度要求不是很高的情况。用电压互感器测量将电压互感器的一次侧并