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1、第六章 用户变电所电气设备预防性试验,目录,第一节 电力变压器试验 第二节 互感器试验 第三节 断路器试验 第四节 电容器试验 第五节 电力电缆试验 第六节 高压套管的试验 第七节 避雷器的试验 第八节 GIS及SF6气体的试验 课后复习题,电气设备预防性试验的概念,电力设备预防性试验是指对已投入运行的设备按规定的试验条件(如规定的试验设备、环境条件、试验方法和试验电压等)、试验项目、试验周期所进行的定期检查或试验以发现运行中电力设备的隐患、预防发生事故或电力设备损坏。 它是判断电力设备能否继续投入运行并保证安全运行的重要措施。预防性试验是电力设备运行和维护工作中的一个重要环节，是保证电力系统
2、安全运行的有效手段之一。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。,第一节 电力变压器试验,电力变压器是电力系统电网安全性评价的重要设备，它的安全运行具有极其重要意义，预防性试验是保证其安全运行的重要措施。预防性试验的有效性对变压器故障诊断具有确定性影响，通过各种试验项目，获取准确可靠的试验结果是正确诊断变压器故障的基本前提。对电力变压器进行预防性试验是保证进行安全运行的重要措施。,电力变压器预防性试验项目,1绕组绝缘电阻、吸收比或（和）极化指数 的测量 2绕组连通套管泄漏电流的测量 3绕组连同套管介质损耗角正切tg的测量 4. 交流耐压试验的测量 5.
3、绕组直流电阻的测量 6. 铁心对地绝缘电阻的测量 7. 绝缘油试验及油中溶解气体色谱分析 8. 检查有接开关的动作情况 9. 绕阻变形试验,1测量方法及接线,绝缘电阻试验是电气设备绝缘试验中一种最简单、最常用的验方法。当电气设备绝缘受潮，表面变脏，留有表面放电或击穿痕迹时，其绝缘电阻会显著下降。根据绝缘等级的不同，测试要求的区别，常采用的兆欧表输出电压有100V、250V、500V、1000V、2500V、5000V、10000V等。 测量绕组绝缘电阻、吸收比或极化指数，它能有效检查出变压器绝缘整体受潮、部件表面受潮或脏污以及贯穿性的集中缺陷，如各种贯穿性短路、瓷件破裂、引线接壳、器身内有铜线
4、搭桥等现象引起的半贯通性或金属性短路等。,1测量方法及接线,测量绕组绝缘电阻时，应依次测量各绕组对地及对其他绕组间的绝缘电阻值。测量时，被测绕组各引出端均应短接在一起，其余非被测绕组均应短路接地。测量时的接线图如图6-1，绝缘电阻和吸收比测量的顺序和部位如表6-1所示。,1测量方法及接线,(a)高压绕组对低压绕组及外壳,(b)低压绕组对高压绕组及外壳,图6-1 用兆欧表测量变压器绝缘电阻示意图,1测量方法及接线,如为自耦变压器时，应按如下测量： 低压绕组高、中压绕组及地；高、中、低压绕组地；高、中压绕组低压绕组及地。,表6-1 变压器绝缘电阻和吸收比测量的顺序和部位,1测量方法及接线,测量绕组
5、绝缘电阻时，对额定电压为10000V以上的绕组用2500V兆欧表，其量程一般不低于10000M，1000V以下者用1000V 兆欧表。 为避免绕组上残余电荷导致较大的测量误差，测量前或测量后均应将被测绕组与外壳短路充分放电，放电时间不小于2min。对于新投入或大修后的变压器，应充满合格油并静止一段时间，待气泡消除后方可试验。一般66kV变压器应静止24h以上，310kV的变压器需静止5h以上。测量时，以变压器顶层油温作为测量时的温度。,2试验结果的分析与判断,绝缘电阻换算至同一温度下，与前一次测试结果相比应无明显变化。对于不均匀的绝缘试品，如果绝缘状况良好，则吸收现象明显，如果绝缘受潮严重或内
6、部有集中性的导电通道，前后的阻值没有多大变化。工程上用“吸收比”来反映这一特性，吸收比一般用K表示，其定义为： K R60s / R15s 式中R60s为t=60s测得绝缘电阻值，R15s为t=15s时测得的绝缘电阻值。 对于电容量较大的绝缘试品，K可采用下式表示： K R10min / R1min 式中 R10min 为t=10min时测得的绝缘电阻值，R1min为t=1min时测得的绝缘电阻值，K在工程上称为极化指数。,2试验结果的分析与判断,当绝缘状况良好时，K值较大，其值远大于1，当绝缘受潮时，K值将变小，一般认为如K1.3时，就可判断绝缘可能受潮。正常情况下吸收比(1030范围)不低
7、于1.3或极化指数不低于1.5。 从上面的分析可知，对电容量较小的绝缘试品，可以只测量其绝缘电阻，对于电容量较大的绝缘试品，不仅要测量其绝缘电阻，还要测量其吸收比。,3. 影响绝缘电阻测量的因素,（1）.湿度影响：当空气的相对湿度增大时，绝缘体受潮，从而使绝缘电阻降低。要求相对湿度小于80。 （2）.温度影响：当温度升高时绝缘的电导增大而使绝缘电阻降低。为了进行比较必须对温度进行修正。 （3）.表面状态的影响：表面的污染、受潮使绝缘体的表面电阻下降，从而使绝缘电阻也下降。 （4）.试验电压大小的影响：随着试验电压的增加，绝缘电阻会减少对良好的干燥绝缘的影响较小。所以对于不同电压等级的电气设备应
8、采用不同电压的兆欧表。 （5）.电气设备上剩余电荷的影响：剩余电荷的存在使被测数值会出现虚假现象(增大或减小)，所以在测试前应对被试设备进行充分的放电。 （6）.兆欧表容量的影响：兆欧表容量要求越大越好，推荐采用2mA及以上的兆欧表。 （7）.接线和表计型式的影响：对同一设备应采用同一型式的表计和接线方式，否则也会出现误判断。,二、 绕组连同套管的泄漏电流试验,直流泄漏电流试验原理与绝缘电阻试验完全相同，但是，泄漏电流试验所加的试验电压远远高于绝缘电阻试验，并且是逐渐施加的、可以调节的，能发现某些绝缘电阻试验所不能发现的绝缘缺陷。例如，能更灵敏地反应变压器绝缘的部分穿透性缺陷、套管的缺陷、绝缘
9、油劣化等。,1测量方法及接线,现场常采用下图6-2所示的接线方式：,图6-2 直流泄漏电流试验接线,2.规程规定的试验标准及要求,（1）. 当变压器电压等级为35kV 及以上，且容量在10000kVA及以上时，应测量直流泄露电流。 （2）.试验电压标准见表6-2。当施加电压达到1min时，在高压端读取泄露电流。泄露电流与前一次测试结果相比应无明显变化。如测得数值突升，则变压器有严重的缺陷，应查明原因。,表6-2 试验电压标准,3.影响测量泄漏电流的因素,（1）.高压引线的影响；高压引线及高压输出端均暴露在空气中，其对地、对绝缘支撑物和邻近设备等均有一定的杂散电流、泄漏电流流过。 （2）.温度的
10、影响； 与绝缘电阻测量相同，温度对泄漏电流测量结果影响较大，温度升高，绝缘电阻下降，泄漏电流增大，不同试品及不同材料、不同结构的试品其变化特性不同，经验证明，对于H级绝缘发电机的泄漏电流，温度每升高10，泄漏电流增加O6倍。因此，对不同温度下测得的泄漏电流值进行比较时，应考虑温度的影响。规程给出了部分设备不向温度下的泄漏电流参考值。 （3）.电源电压的非正弦波形对测量结果的影响； 电源电压的非正弦波会造成输出高压的偏低或偏高，因而影响测量结果。 （4）.加压速度对泄漏电流测量结果的影响 （5）.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。 （
11、6）.直流输出电压极性对泄漏电流测量结果的影响；直流输出电压一般为极为负极性，不采用正极性。,三、 绕组介质损耗角正切tg,测量变压器绕组连同套管的介质损耗角正切tg时，主要用于更进一步检查变压器是否受潮、绝缘老化、绝缘油劣化等严重的局部缺陷。,1测量方法及接线,用QS1西林电桥测量tg，考虑到实际情况，常采用反接法，接线如下图6-3所示。,图6-3 用QS1西林电桥测量tg原理图,2.规程规定的试验标准及要求,（1）20时tg不大于下列数值：66kV 0.8；35kV及以下1.5。 （2）tg值与历年的数值比较不应有显著变化（一般不大于30）。 （3）测量的tg值不应大于出厂试验值的1.3倍
12、。若大于，应取绝缘油样测量tg值，如不合格，则更换标准油，换油后tg值还不能达标的，则将变压器加温至出厂试验温度并稳定5小时以上，重新测量，还不达标则为不合格变压器。 （4）试验电压如下： 绕组电压10kV及以上：10kV 绕组电压10kV及以下：Un （5）电容量值与出厂值或上一次试验值的差别超出10时，应查明原因。 （6）测量温度应以顶层油温为准，尽量使每次测量温度相近。 （7）尽量在油温低于50测量，不同温度下的值一般可按下式换算： tg2= tg11.3（t2-t1）/10式中tg1、tg2分别为t1、t2时的tg值。（温度升高，介损增加）,3.影响tg测量的因素,（1）温度的影响：应
13、尽量选择在相近温度条件下进行绝缘tg试验，为了比较试验结果，对同一设备在不同温度下的变化必须将结果归算到同一温度，一般归算到20。 （2）湿度的影响。在不同的湿度下测得的值也是有差别的，应在空气相对湿度小于80%下进行试验。 （3）绝缘的清洁度和表面泄漏电流的影响。这可以用清洁和干燥表面来将损失减到最小，也可采用涂硅油等办法来消除这种影响。 （4）电压的影响： （5）频率的影响： （6）局部缺陷的影响：,四、 交流耐压试验,交流耐压试验是检验变压器绝缘强度最直接、最有效的方法，对发现变压器主绝缘的局部缺陷，如绕组绝缘受潮、开裂或者在运输过程中引起的绕组松动，引线距离不够，油中有杂质、气泡以及绕
14、组绝缘上附着有脏物等缺陷十分有效。,1. 测量方法及接线,交流耐压试验通常做法是对变压器施加超过其一定倍数的工作电压，并持续1min左右，以检查其绝缘情况。试验时被试绕组的引出线端头应短接，非被试绕组引出线端头应短路接地。被试变压器的接线如不正确时，可能使变压器的绝缘受到损害。常用的接线图如图6-4所示。,图6-4 变压器交流耐压试验接线,1. 测量方法及接线,耐压试验目的检验设备的绝缘水平。耐压是在比运行条件更加严格的试验。是一种破坏性试验。因此，在进行耐压之前，必须先 进行绝缘电阻、吸收比、极化指数、泄漏电流、介损试验、绝缘油等非破坏性试验。耐压试验对于固体有机绝缘会使原来的绝绿缺陷进一步
15、发展、使绝缘强度进一步降低虽然耐压试验不致于造成击穿，但形成了绝缘内部劣化的积累效应、创伤效应。,2.规程规定的试验标准及判断,表6-3 油浸式电力变压器试验电压标准,（1）油浸变压器(电抗器)试验电压值按表6-3执行。 （2）干式变压器全部更换绕组时，按出厂试验电压值；部分 更换绕组和定期试验时，按出厂试验电压值的0.85倍。,2.规程规定的试验标准及判断,1）被试设备一般经过交流耐压试验，在规定的持续时间内不发生击穿为合格，反之为不合格。被试设备是否击穿，可按下述情况分析： 根据试验时接入的表记进行分析。一般情况下，若电流表突然上升，则表明被试设备击穿。但当被试设备的容抗与试验变压器的漏抗
16、 之比等于2时，虽然被试设备击穿，电流表的指示也不会发生变化，因为此时回路电抗没有变化；而当容抗与漏抗的比值小于2时，虽然被试设备被击穿，电流表的指示反而下降，这是由于此时回路电抗增大所致。 当采用串并联补偿法或被试设备容量较大、试验变压器容量不够时，就有可能出现上述异常现象。当采用电压互感器或电容分压器等方法测高压端部电压，被试设备击穿时，其表针指示会突然下降，低压侧的电压表也能反映出来。,2.规程规定的试验标准及判断,根据试验控制回路的状况进行分析。若过流继电器整定值适当，则被试设备击穿时，过电流继电器要动作，电磁开关跟着就要跳开；若整定值过小，可能在升压过程中，并非被试设备击穿，而是由于被试品电流较大，造成电磁开关跳开；若整定值过大，即被试设备放电或发生小电流击穿，也不会有反映。 根据被试设备状况进行分析。在被试过程中，如被试设备发生击穿声响，发生断续放
