高压电气设备试验内容与原理

《高压电气设备试验内容与原理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高压电气设备试验内容与原理（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、高压电气设备试验内容与原理高压电气设备试验内容与原理 1 11 1 绪论绪论 随着电力工业的飞速发展，机组参数、系统电压等级逐步提高，电气设备的绝 缘强度、系统过电压的限制水平对系统安全经济运行的影响日益突出。据统计， 高压电网的各种故障多是由于高压电气设备绝缘的损坏所致，因此了解设备绝 缘特性，掌握绝缘状况，不断提高电气设备绝缘水平是电力系统安全经济运行 的根本保证。 高压电气设备在运行中必须保持良好的绝缘，为此从设备的制造开始，要进行 一系列绝缘测试。这些测试包括：在制造时对原材料的试验、制造过程的中间 试验、产品的定性及出厂试验、在使用现场安装后的交接试验、使用中为维护 运行而进行的绝缘

2、预防性试验等。其中电气设备的交接试验和预防性试验是两 类最重要的试验，中华人民共和国电力行业标准和国家标准：DL/T 596 1996电力设备预防性试验规程和 GB 50150-91电气设备交接试验标准 详细地介绍了各项试验的内容和标准。1 12 2 绝缘预防性试验绝缘预防性试验 电气设备绝缘预防性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。 绝缘预防性试验可分为两大类：一类是非破坏性试验或称绝缘特性试验，是在 较低的电压下或用其他不会损

3、坏绝缘的办法来测量的各种特性参数，主要包括 测量绝缘电阻、泄漏电流、介质损耗角正切值等，从而判断绝缘内部有无缺陷。 实验证明 ，这类方法是行之有效的，但目前还不能只靠它来可靠的判断绝缘 的耐电强度。另一类是破坏性试验或称耐压试验，试验所加电压高于设备的工 作电压，对绝缘考验非常严格，特别是揭露那些危险性较大的集中性缺陷，并 能保证绝缘有一定的耐电强度，主要包括直流耐压、交流耐压等。耐压试验的 缺点是会给绝缘造成一定的损伤。 1 13 3 电气设备交接试验电气设备交接试验 为适应电气装置安装工程和电气设备交接试验的需要，促进电气设备交接试验 新技术的推广和应用，国家标准 GB 50150-91电

4、气设备交接试验标准详细 地介绍了各项试验的内容和标准。电气设备交接试验除了部分绝缘预防性试验 还有其它一些特性试验，例如变压器直流电阻和变比测试、断路器回路电阻测 试等。 1 14 4 绝缘预防性试验的基本原理绝缘预防性试验的基本原理1 14 41 1 绝缘电阻的测试绝缘电阻的测试 绝缘电阻的测试是电气设备绝缘测试中应用最广泛， 试验最方便的项目。绝缘电阻值的大小，能有效地反映绝缘的整体受潮、污秽 以及严重过热老化等缺陷。绝缘电阻的测试最常用的仪表是绝缘电阻测试仪 （兆欧表）。 绝缘电阻测试仪（兆欧表）通常有 100V、250V、500V、1000V、2500V 和 5000V 等类型。使用兆

5、欧表应按照 DL/T596电力设备预防性试验规程的有 关规定。1 14 42 2 泄漏电流的测试泄漏电流的测试 一般直流兆欧表的电压在 2.5KV 以下，比某些电气设备的工作电压要低得多。 如果认为兆欧表的测量电压太低，还可以采用加直流高压来测量电气设备的泄 漏电流。当设备存在某些缺陷时，高压下的泄漏电流要比低压下的大得多，亦 即高压下的绝缘电阻要比低压下的电阻小得多。 测量设备的泄漏电流和绝缘电阻本质上没有多大区别，但是泄漏电流的测量有 如下特点： （1）试验电压比兆欧表高得多，绝缘本身的缺陷容易暴露，能发现一些尚未 贯通的集中性缺陷。 （2）通过测量泄漏电流和外加电压的关系有助于分析绝缘的

6、缺陷类型，如图 1-1 所示。 （3）泄漏电流测量用的微安表要比兆欧表精度高。图 1-1 某设备绝缘泄漏电流曲线 曲线 1：绝缘良好；曲线 2：绝缘受潮； 曲线 3：绝缘中有未贯通的集中性缺陷； 曲线 4：绝缘有击穿的危险 1 14 43 3 直流耐压试验直流耐压试验 直流耐压试验电压较高，对发现绝缘某些局部缺陷具有特殊的作用，可与泄漏 电流试验同时进行。 直流耐压试验与交流耐压试验相比，具有试验设备轻便、对绝缘损伤小和易于 发现设备的局部缺陷等优点。与交流耐压试验相比，直流耐压试验的主要缺点 是由于交、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 交流更接近实际。 1 14 4

7、4 4 交流耐压试验交流耐压试验 交流耐压试验对绝缘的考验非常严格,能有效地发现较危险的集中性缺陷。它 是鉴定电气设备绝缘强度最直接的方法，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。 交流耐压试验有时可能使绝缘中的一些弱点更加发展，因此在试验前必须对试 品先进行绝缘电阻、吸收比、泄漏电流和介质损耗等项目的试验，若试验结果 合格方能进行交流耐压试验。否则,应及时处理，待各项指标合格后再进行交 流耐压试验,以免造成不应有的绝缘损伤。 1 14 45 5 介质损耗因数介质损耗因数 tgtg 测试测试 介质损耗因数 tg 是反映绝缘性能的基本指标

8、之一。介质损耗因数 tg 反映 绝缘损耗的特征参数，它可以很灵敏地发现电气设备绝缘整体受潮、劣化变质以及小体积设备贯通和未贯通的局部缺陷。 介质损耗因数 tg 与绝缘电阻和泄漏电流的测试相比具有明显的优点，它与 试验电压、试品尺寸等因素无关，更便于判断电气设备绝缘变化情况。因此介 质损耗因数 tg 为高压电气设备绝缘测试的最基本的试验之一。 介质损耗因数 tg 可以有效的发现绝缘的下列缺陷： （1）受潮；（2）穿透性导电通道；（3）绝缘内含气泡的游离，绝缘分层、 脱壳；（4）绝缘有脏污、劣化老化等。 常用名词解释常用名词解释 1电介质：又称绝缘材料，简称绝缘，是电工中应用最广泛的材料之一。2绝

9、缘电阻：加直流电压于电介质，经过一定时间极化过程结束后，流过电 介质的泄漏电流对应的电阻称绝缘电阻。3吸收比： 在同一次试验中，60s 时的绝缘电阻值与 15s 时的绝缘电阻值之 比。4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。5介质损耗：在外加电压作用下，电介质中的一部分电能被转换为热能，这 种现象称为介质损耗。6阻性电流：有损耗的介质可以用一个理想电容和一个有效电阻的并联电路 表示，通过电阻的电流称阻性电流。7容性电流：有损耗的介质可以用一个理想电容和一个有效电阻的并联电路 表示，通过电容的电流称容性电流。8全电流：有损耗的介质可以用一个理想电

10、容和一个有效电阻的并联电路表 示，通过电容的容性电流与通过电阻的阻性电流的相量和称全电流。9介质损耗角：电介质中全电流与电容电流之间的夹角（通常用 表示），称 为介质损耗角。 10在线测量：对在运行电压下的设备，采用专用仪器，由人员参与进行的测 量。11在线监测：在不影响设备运行的条件下，对设备状况连续或定时进行的监 测，通常是自动进行的。12状态检修：由美国通用电气公司等提出要从以时间为基准的检修方式发展 到以设备运行状态为基准的检修方式。13预防性试验：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。14变比：变压器高压侧绕组

11、与低压侧绕组匝数之比称为变比，近似可用高压 侧与低压侧额定电压之比表示。15伏安特性：加在电气设备或者元件两端电压和通过电流的关系叫伏安特性。介损专题介损专题 一测量介质损耗角正切值一测量介质损耗角正切值 tgtg 有何意义？有何意义？ 介质损耗角正切值又称介质损耗因数或简称介损。测量介质损耗因数是一项灵 敏度很高的试验项目，它可以发现电力设备绝缘整体受潮、劣化变质以及小体 积被试设备贯通和未贯通的局部缺陷。例如：某台变压器的套管，正常 tg 值 为 0.5，而当受潮后 tg 值为 3.5，两个数据相差 7 倍；而用测量绝缘电 阻检测，受潮前后的数值相差不大。 由于测量介质损耗因数对反映上述缺

12、陷具有较高的灵敏度，所以在电工制造及 电力设备交接和预防性试验中都得到了广泛的应用。变压器、发电机、断路器 等电气设备的介损测试规程都作了规定。 二当前国内介损测试仪的现状及技术难点？二当前国内介损测试仪的现状及技术难点？ 介损测试仪的技术发展很快，以前在电力系统广泛使用的 QS1 西林电桥正被智 能型的介损测试仪取代，新一代的介损测试仪均内置升压设备和标准电容，并 且具有操作简单、数据准确、试验结果读取方便等特征。虽然目前介损测试技 术发展很快，但与国际水平相比，在很多方面仍有很大差距，差距主要表现在 以下几个方面： （1）抗干扰能力 由于介质损耗测试是一个灵敏度很高的项目，因此测试数据也极

13、易受到外界电 场的干扰，目前介损测试仪采取的抗干扰方法主要有：倒相法、移相法、异频 法等。虽然这些方法能在一定程度下解决干扰的问题，但当外界干扰很强的情 况下，仍会产生较大的偏差。 （2）反接法的测试精度问题 现场很多电力设备均已接地，因此必须使用反接法进行检测，但反接时，影响 测试数据的因素较多，往往数据会有很大偏差，特别是当被试品容量较小（如 套管），高压导线拖地测试时（有些介损测试仪所配高压导线虽能拖地使用， 但对地泄漏电流较大），会严重影响测试的准确度。 三什么是三什么是“全自动反干扰源全自动反干扰源”，与其它几种抗干扰方法相比有何特点？，与其它几种抗干扰方法相比有何特点？ 所谓“全自

14、动反干扰源”，即仪器内部有一套检测装置，能检测到外界干扰信 号的幅值和相位，将相关信息传送给 CPU，CPU 输出指令给“反干扰源控制装 置”，该装置会在仪器内部产生一个和干扰信号幅值相同但相位相反的“反干 扰信号”，与“干扰信号”叠加抵消，以达到抗干扰的目的。由于在整个测试 过程，“反干扰源”自动产生，用户无需干预，我们称之为“全自动反干扰源” 。四传统的抗干扰方法主要有倒相法、移相法、异频法等，其工作原理如何？四传统的抗干扰方法主要有倒相法、移相法、异频法等，其工作原理如何？ 1、倒相法 将仪器工作电源正、反两次倒相测试，将两次测试结果进行分析处理，达到抗干扰目的，该方法在外界干扰很弱的情

15、况下有一定的效果。 2、移相法 思路缘于“倒相法”，只是将工作电源倒相改为移相至干扰信号相位相同而达 到减弱干扰影响的目的，实践表明，在干扰强烈的情况下，数据仍然偏差较大。3、异频法 这是近几年来发展起来的一种方法，其基本原理是工作电源的频率不是 50Hz，即与工频不同，这样采样信号为两个不同频率信号（测试电流和干扰电 流）的叠加，通过模拟滤波器和数字滤波器对信号滤波，衰减工频信号，以达 到抗干扰的目的，实践表明：该方法的抗干扰能力优于“倒相法”和“移相法” ，但在一些特定场合下，由于干扰影响，数据仍有偏差，甚至出现负值。另外， 由于其自身原理特点存在几个方面的矛盾： （1）频率的选择问题：频

16、率与工频越接近，抗干扰能力越弱，但等效性越好； 频率与工频越远，抗干扰能力越强，但等效性越差。 （2）为了增强等效性，有的仪器使用了“双变频”，即可选用两种频率进行 测试，比如 40Hz 和 60Hz，但问题是两种频率测试结果不一致怎么办？只作简 单的平均处理能与工频等效吗？ （3）模拟滤波器均存在相移问题，固定的相移可由计算机补偿，但当温度等 条件变化引起相移特性发生变化后，就会严重影响介损值的测试结果。回路电阻专题回路电阻专题 一、高压断路器为什么需检测回路电阻？一、高压断路器为什么需检测回路电阻？ 高压断路器导电回路的电阻主要取决于断路器的动、静触头间的接触电阻。接 触电阻的存在，增加了导体在通电时的损耗，使接触处的温度升高，其值的大 小直接影响正常工作时的载流能力，在一定程度上影响短路电流的切断能力。 因此，断路器每相导电回路电阻值是断路器安装、检修、质量验收的一项重要 数据。 二、为什么规程规定必须用至少二、为什么规程规