交流耐压试验现场几种异常现象的分析

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1、交流耐压试验现场几种异常现象的分析交流耐压试验现场几种异常现象的分析孙志强 曲芳 （河南省电力公司新乡供电公司 河南 新乡 453002）摘要：摘要：文中对几种电气设备交流耐压试验中的不正确接线造成的试验异常现象进行了分析。带电流互感器的断路器交流耐压试验时，若二次端子不短路接地，则容易损坏电流互感器的二次绝缘；变压器耐压时，若接线不正确，易造成耐压试验对象的不准确及低压绕组绝缘的损坏；母线或隔离刀闸耐压时，若试验电源与运行电压不同相，在隔离刀闸两端承受的电压比试验电压还高，可能造成放电危险；若试验变压器接线不正确，易造成输出电压降低、低压测量绕组绝缘损坏等问题。关键词：关键词：交流耐压 断路

2、器 变压器 母线及隔离刀闸 试验变压器 0. 引言引言交流耐压试验是鉴定高压电气设备绝 缘强度最有效和最直接的试验方法1,2。作 者在从事绝缘试验的过程中，经常碰到由 于接线不正确造成试验无法正常进行的情 况。文中针对各种接线不正确的情况进行 了原理分析，为今后正确进行交流耐压试 验提供了理论依据。1.SF6 高压断路器交流耐压试验高压断路器交流耐压试验2003 年，永安变电站 35kV 断路器更 新改造，交接耐压试验时（合闸对地时）， 电气试验人员发现电压升到 30kV 左右，听 到异常放电声响，随即退出试验电压。查 找原因，发现机构箱端子排电流互感器二 次绕组接线的个别端子有放电痕迹，对其

3、 进行短路接地处理后，继续试验，电压加 到 95kV，耐压一分钟无异常，试验成功。 分析原因如下：由于是新安装设备， 断路器机构箱二次配线可能未完成，即断 路器中电流互感器二次绕组回路未接地。 如果二次绕组未短路接地或虽然短路或经 低阻抗短接，但未进行一端接地，则会在 一次绕组对二次绕组及二次绕组对地（壳） 间形成电容反比分压，使二次绕组承受较 高试验电压而损坏二次绝缘。等值电路图 如图一所示： C1 为断路器导电部分对二次绕组间的 电容（三相并联值），C2 为二次绕组对地（金属外壳）电容（三相并联值），耐压 时相当于在断路器对地间串入了二次对地 的电容 C2，由于 C2 的存在，使试验电压

4、重新按电容分压比分配。图 1 PT 二次回路未接地等值电路图为验证此二次电压的高低，我们在试 验大厅对一台同型号的断路器进行了模拟 试验：经实际测量 C1 为 54pF，C2 为 160pF（三相并联值），则由公式： UC2=C1*US/C1+C2=54*30/54+160=7.57kV（1） 其中，US 取 30 kV 模拟实际测量，二次绕组短路不接地， 在二次引出线端子一端接静电电压表测量 电压，试验电压缓慢升到 25 kV，二次绕组 引线端子处逐渐有放电声响，此时静电电 压表电压 5.5 kV，但还未击穿，为保护设备 不必要损害，快速降压，结束试验。 此前未发生此类问题，很多试验人员 也

5、没注意这个问题，一是因为对设备结构 不熟悉，造成试验回路不清楚；二是因为 多数试验是在机构箱二次回路接线完毕， 接上了二次负载回路，阻抗很小，对二次 绕组来说类似于短路状态，且所有二次绕组一端已经接地，预防性试验时，被试品 二次绕组接线更是如此，所以平时即使没 检查注意这个问题也照样进行了耐压试验。通过试验和计算我们得出如下结论： 在对内置电流互感器的断路器进行交流耐 压时，必须对互感器二次进行检查，二次 绕组要短路接地才能使耐压顺利进行而不 伤害二次绝缘。2.变压器交流耐压试验变压器交流耐压试验变压器是电网最常见的电力设备之一， 检修、定期试验需要进行交流耐压试验。 但经常出现试验人员耐压时

6、对被试品等值 回路不清楚或由于接线不注意，出现错误 试验接线3-6。如：分别对高低压绕组进行 对地（外壳）耐压，而非被试绕组短路不 接地的耐压接线；高压侧加压对外壳，耐 压时不包含对低压绕组间绝缘的考核等。 采取上述接线是不正确的，另外还会对低 压绕组造成绝缘损伤，原因是由于电容传 递效应造成低压绕组对地电位过高，可能 超出低压绕组的试验电压，造成损害。其 原理如图 1 所示，低压绕组承受的电压计 算公式如公式 1，得出低压侧绕组承受的电 压为： U2=C1*US/C1+C2=1030*30/1030+145012.45(kV)（2） 设一台 10kV 配电变压器，型号 S9- 10/50，容

7、量 50kVA，测得 C1 为 1030pF，C2 为 1450pF，高压侧试验电压 30kV。 由计算数值可知，此电压远超出低压 绕组试验电压 2 kV，所以变压器耐压应严 格按高压对低压及外壳，低压对高压及外 壳试验接线方式，对有外露铁心接地的变 压器或干式变压器，注意应在铁心接地时 耐压，否则同上述原理在铁心部位也会产 生一个较高悬浮电位，损害铁心对地绝缘。3.35 kV 母线及隔离刀闸交流耐压母线及隔离刀闸交流耐压母线、隔离刀闸是开关站、变电站及 乡镇企业配电所常用的电气设备，检修后或例行试验均需做耐压试验。由于运行方 式的原因，对于不完全停电的母线或刀闸， 有时需部分刀闸分闸状态，一

8、侧触头带点， 而另一侧触头与所连设备一起进行耐压试 验。如图 2 所示：图 2 耐压前母线及刀闸电气接线图段母线运行，段母线耐压，母联 刀闸两端分别承受运行电压和试验电压。 若试验电压电源与运行电压同相，即 加压位置试验电压与其对应端运行电压正 好同相位，则隔离刀闸断口间承受的电压D 如图 3 所示：图 3 隔离刀闸断口间承受电压分析图 1Ds-95-35/374.8 kV （3） 当试验电压为 A 相，运行电压为 B 相 对 B 相刀闸进行耐压时， 端口间电压 D 如图 4 所示：图 4 隔离刀闸断口间承受电压分析图 2Ds+（-B） 950+35/360 105.1+j17.49106.6

9、10.55（kV） （4） 由计算可知，如试验电源与运行电压 不同相时，在隔离刀闸两端承受的电压比 试验电压还高，可能造成放电危险，所以 进行这种耐压试验时应采取措施，如采用 试验电源与运行电压同相位的方法，断口 间加装绝缘隔板等措施。4.试验变压器低压绕组接线方式的试验变压器低压绕组接线方式的 影响影响试验变压器是耐压试验的核心设备， 由于使用不当也经常造成绝缘损伤。试验 变压器一般是高压线圈的尾端通过低电压 套管引出接外壳，两个低压绕组分别为励 磁用低压绕组和测量绕组，使用时励磁低 压绕组加压，测量绕组接电压表。正确接 线如图 5 所示。图 5 同极性连接的正确接线方式两台试验变压器串级使

10、用时应注意：第一级变压器高压输出的抽压绕组与 第二级变压器的低压励磁绕组接线时极性 要对应，否则会出现总输出电压降低，原 因是两变压器输出电压相减，使输出电压 降低。 第二种情况是，如不使用测量绕组时 应注意，测量绕组应开路并一端接外壳， 这种情况尤其在两台试验变压器串级使用 时经常遇到，试验人员经常在接线时只注 意第二级试验变压器高低压励磁绕组的接 外壳要求而不注意测量绕组的接外壳问题， 很多试验变压器的损坏就是测量线圈对外 壳绝缘丧失。 试验变压器低压测量绕组对外壳绝缘 损坏的原因分析如下： 设测量线圈对外壳电容为 C2，高压绕 组对测量绕组电容为 C1，耐压试验时第二 级试验变压器 T2

11、 高压侧对外壳的电压为 US，则测量绕组对外壳的电压 UC2 为： UC2=C1*US/C1+C2，经对一台现场常用容 量 5kVA、额定试验电压 50 kV 的试验变压 器测量，C1 为 650pF，C2 为 450 pF，设 US 为 40 kV。则： UC2=C1*US/C1+C2650*40/650+45023.6 kV（5） 由计算可知，如低压测量绕组不接外 壳，则会在其端子上产生较高的电压，这 个电压远远超出其可以承受的交流耐压值， 造成低压测量绕组绝缘损坏。 T2 正确接线如图 6 所示:图 6 第二级试验变压器 T2 的正确接线5.小结小结除了上述问题外，在现场的电气试验 中还

12、存在一下的一些问题：如对多油断路 器交流耐压，不再合闸位置耐压，而在分 闸状态用短接线短接六只套管一起耐压等。以上问题的出现，与试验人员对试验 回路原理不清楚有很大的关系。所以交流 耐压试验看似简单，其实有很多要注意的 地方，一定要引起大家的重视。同时，由 于交流耐压是一种破坏性试验，如有不慎 就会对被试品或试验装置本身造成伤害。 因此，耐压时还要注意,对大容量、绝缘裕 度低、较贵重的设备进行交流耐压，要谨 慎选择试验设备的容量、试验电压，采取 防止过电压防范措施，限制波形畸变的措 施等。 总之，广大电气试验人员，应加强技 术学习，不断增强技术和理论水平，切实做好电力系统高压电气设备的诊断“医

13、生” 。参考文献参考文献1陈化钢电力设备预防性试验方法及诊断技术北京：中国科学技术出版社，20012李建明，朱康高压电气设备试验方法北京：中国科学技术出版社，20013林梅芬,许晶变频串联谐振在大中型变压器交流耐压试验中的应用电气时代，2009，12：74-764史明彪变压器交流耐压几种接线方式的探讨山西电力，2010，161(4)：57-595覃东电站高压电气设备现场安装交流耐压实验浅析大众科技，2010，135(11)：130-1326仇新艳，李付亮， 彭春燕，等特高压变压器交流耐压及局部放电试验装置高压电器，2009，45(4)：94-97作者简介：作者简介：孙志强（1971-），男，河南新乡人，大专，高级技师，河南省电力公司新乡供电公司。 曲芳（1986-），女，河南安阳人，硕士，助工，河南省电力公司新乡供电公司。