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1、电气试验原理及常用电气试验原理及常用仪器仪器国网技术学院培训国网技术学院培训主要内容n1电气试验介绍n2电气试验项目介绍n3常用电气设备的试验、检测与诊断1电气试验介绍n1.1电气试验的作用和意义n1.2电气试验的分类n1.3电气试验技术和安全事项n1.4电气试验的总体要求n1.5预防性试验的要求和效果特点分析1.1电气试验的作用和意义n电力系统包括众多的电气设备，有些电气设备的故障甚至会威胁到整个系统的安全供电。电力生产的实践证明，对电气设备按规定开展检测试验工作，是防患于未然，保证电力系统安全，经济运行的重要措施之一。“预防性试验”由此得名。 电气试验的作用和意义n对于新安装和大修的电气设
2、备进行的试验，称为交接验收试验，其目的是鉴定电气设备本身及其安装和大修的质量。交接验收试验和预防性试验的目的是一致的。电气试验的作用和意义n由于电力设备在设计和制造过程中，不免存在一些质量问题，而且在安装过程中也可能出现损坏，由此将造成一些潜伏性缺陷。电力设备在运行中经常处于热，化学，机械振动以及其他因素的影响，其绝缘易出现劣化，甚至失去绝缘性能，造成事故。电气试验的作用和意义n有关统计，电力系统60以上的停电事故是由设备绝缘缺陷引起的。设备绝缘的劣化，都有一个发展期，在这个发展期，绝缘材料会发出一些物理，化学信息，这些信息反映出绝缘状态的变化情况。电气试验的作用和意义n这就需要电气试验人员通
3、过电气试验，了解掌握绝缘情况，以便在故障发展的初期就能够及时准确发现缺陷并处理。1.2电气试验的分类n按试验的作用和要求不同，电气试验可分为绝缘试验和特性试验两大类。 1.2.1绝缘试验n电气设备的绝缘缺陷，一种是制造时潜伏下来的；一种是在外界作用下发展起来的。外界作用有工作电压，过电压，潮湿，机械力，热作用，化学作用等等。n上述各种原因造成的缺陷，可分为两大类n（1）集中性缺陷。如绝缘子的瓷质开裂；发电机的绝缘局部磨损；电缆绝缘的气隙在电压作用下发生局部放电。n（2）分布性缺陷。指电气设备的整体绝缘性能下降。如发电机，套管等绝缘中的有机材料受潮，老化，变质等。试验方法分类：n绝缘内部的缺陷存
4、在，降低了电气设备的绝缘水平，我们可以通过试验的方法，把隐藏的缺陷检查出来。试验方法一般分两类： （1）非破坏性试验n是指在较低的电压下，或在不破坏绝缘的基础上测量各种特性，从而判断绝缘内部的缺陷。实践证明，这类方法是有效的，但由于试验电压较低，缺陷不能充分暴露，目前还不能只靠它判断绝缘水平。（2）破坏性试验，或称耐压试验n通过这类试验，能保证绝缘有一定的水平和裕度，其缺点是有可能在试验中给被试设备的绝缘造成损伤。但目前仍是绝缘试验中的一项主要方法。n为了避免破坏性试验对绝缘的损伤，破坏性试验要在非破坏性试验之后进行。1.2.2特性试验n通常把绝缘以外的试验统称为特性试验。这类试验主要是对电气
5、设备的电气机械方面的某些特性进行测试，如变压器的变比试验，极性试验；线圈的直流电阻；断路器的导电回路电阻，分合闸时间和速度试验等。n上述试验有他们的共同目的，就是揭露缺陷，但又各具一定的局限性。试验人员应根据试验结果，结合出厂及历年的数据进行纵向比较，并与同类设备的试验数据及标准进行横向比较，经过综合分析来判断设备缺陷或薄弱环节。 1.3电气试验技术和安全事项n1.3.1技术措施n（1）周密的准备工作。包括拟定试验程序，准备试验设备仪器等n（2）合理整齐的布置试验场地。试验器具靠近试品设备，带电部分互相隔开，面向试验人员并处于视线之内；活动范围按表11。n（3）试验接线清晰明了无误。n（4）操
6、作顺序有条不紊。在操作中，除非有特殊要求，均不得突然加压或失压，当发生异常，应立即停止升压，立即进行降压，断电，放电，接地等措施。而后检查分析。n（5）做好试验的善后工作。包括清理现场，妥善保管试验器具。n（6）试验记录。对试验项目，测量数据，试品名称，仪器编号，气象条件及试验时间等应进行详细的记录，作为分析和判断设备状态的依据，然后整理成试验报告。1.3.2安全措施n交接和预防性试验中的多数试品装设在发电厂，变电站现场，由于试品的对外引线，接地装置易触及附近的带电设备，加之人员及外界的影响，均增加了工作的复杂性，因此，在试验项目中，必须具备完善的安全措施。n（1）现场工作必须执行工作票制度，
7、工作许可制度，工作监护制度，工作间断和转移及终结制度。n（2）在试验现场应装设遮拦或围栏，悬挂警示牌，并派专人看守。n（3）高压试验不得少于两人，饰演负责人应由经验人员担任。开始前，负责人应对全体试验人员详细交待试验中的安全事项。n（4）因试验需要断开电气设备接头时，应做好标记，恢复后应进行检查。n（5）实验器具的外壳应可靠接地，高压引线应尽可能短，必要时用绝缘物支持，为了在试验时确保高压回路的任何部分不对接地体放电，高压回路与接地体必须留有足够的距离。n（6）加压前须认真检查接线，表计量程，确认调压器处于零位，仪表开始状态正确无误，并通知有关人员离开被试设备，得到负责人许可后，方可加压。n（
8、7）变更接线或试验结束，应首先降下电压，断开电源，并将升压装置的高压部分短路接地。n（8）未装接地线的大容量试品，应先放电再进行试验。1.4电气试验的总体要求n电气设备的预防性试验是判断设备能否继续投入运行，预防性设备损坏及保证安全运行的重要措施。凡电力预防性试验，均应根据电气设备预防性试验规程要求进行预防性试验。n1）电气设备预防性试验规程的各项规定是检查设备的基本要求，应认真执行。坚持预防为主，积极改进设备，使设备能长期。安全，经济地运行。n2）坚持科学的态度，对试验结果必须全面综合分析，掌握设备性能变化的规律和趋势，要加强技术管理，健全资料档案，不断提高试验水平。 3）额定电压为110k
9、V以下的电气设备，应按电气设备预防性试验规程规定进行交流耐压试验。对于电力变压器和互感器，在局部和全部更换绕组后，应进行耐压试验。n4）进行绝缘试验时，应尽量将连接在一起的各种设备分离开来单独试验，同一试验标准的设备可以连在一起试验。为了便利现场试验，已经有了单独试验记录的若干统一试验标准的电气设备，在单独试验有困难时，可以连在一起试验，此时，试验标准应采用设备中最低标准 n5）当试验设备的额定电压与实际使用的额定工作电压不同时，应根据下列原则确定试验电压的标准：（1）当采用额定电压较高的电气设备以加强绝缘者，应按照设备的额定电压标准进行试验；n（2）采用额定电压较高的电气设备，在已满足产品通
10、用性的要求时，应按照设备实际使用的额定工作电压的标准进行试验；n（3）采用较高电压等级的电气设备，在满足高海拔或污秽地区要求时，应在安装地点按照实际地工作电压标准进行试验。n6）在进行与温度，湿度有关的各种电气试验时，应同时测量被试物和周围空气的温度，湿度。绝缘试验应在良好天气下进行。1.5预防性试验的要求和效果特点分析n每一项预防性试验项目对反映不同绝缘介质的各种特点及灵敏度各不相同，因此，对各项预防性试验结果不能孤立地，单独地对绝缘介质作出试验结论，而必须将试验结果联系起来，进行系统地，全面地分析比较，并结合各种试验方法的有效性及设备的历史情况，才能对被试设备的绝缘状态和缺陷性质作出科学的
11、结论。n一般地说，如果电气设备各项预防性试验结果能结合电气设备预防性试验规程的规定，则认为该设备状况良好，能投入运行。但是，有些试验项目在规程中不作具体规定，有的虽有规定，试验结果却在规程范围内出现异常，及测量结果合格，增长率却很快，对这些情况，应使用比较法进行综合分析判断。综合分析判断包括下列几项内容：n（1）与电气设备历年试验结果相互比较。一般的电气设备都应定期进行预防性试验，如果设备绝缘在运行过程中没有什么变化，则历次的试验结果都应当接近，如果有明显的差异，则说明绝缘可能有缺陷。n（2）与同类型设备试验结果相互比较。对同类的设备而言，其绝缘结构相同，在相同的运行和气候条件下，其测试结果应
12、大致相同，若悬殊很大，则说明绝缘可能存在缺陷。n（3）同一设备相间的试验结果相互比较。同一设备的各相绝缘情况应基本一样，如果存在差异明显，则说明有异常相的绝缘可能有缺陷。n（4）与电气设备预防性试验规程规定的“允许值”相互比较。对有些试验项目，规程规定了“允许值”，若测量值超过“允许值”，则应认真分析，查找原因，或再用其他试验项目来查找缺陷。 2电气试验项目介绍n2.1绝缘电阻及吸收比试验n2.2泄漏电流和直流耐压试验n2.3介质损失角正切值试验n3.4交流耐压试验2.1绝缘电阻及吸收比试验一、绝缘电阻试验使用范围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，
13、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。n如果绝缘受潮严重或内部有集中性的导电通道，这一现象更为明显。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：nKR60s/R15s（21）n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。n对于电容量较大的绝缘试品，K可采用下式表示：nKR10min/R1min（22）n式中R10min为t=10min时测得的绝缘电阻值，R1min为t=1min时
14、测得的绝缘电阻值，K在工程上称为极化指数。n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K50uA，则有可能有受潮情况。n投运后，随着运行时间增加，电流有一定增大。但电流不能超过50A。4.7绝缘油试验在高压电气设备中广泛、大量使用绝缘油，如变压器油、断路器油、电容器油和电缆油等。这些液体都具有油类的粘稠性，所以都叫做“油”。它们大量用于变压器、油断路器中，用于改善电气设备的绝缘状况，统称绝缘油。一、绝缘油的电气性能试验绝缘油的电气性能试验有两项，即电气强度试验和测量tg值。影响绝缘油电气强度的主要因素，是油中所含的水分和杂质。电气强度不合格的绝缘油不能注入电
15、气设备。但经过过滤处理除去其中所含的水分和杂质后仍会变成好油。油的tg值反应油质好坏的重要指标之一。绝缘油老化后，将生成大量的极性基和极性物质，这也使油的电导和松弛极化加剧。因此，测定绝缘油的tg，无论对新油或运行中的油，都是十分必要的。.电气强度试验n（1）试验方法：n电气强度试验，即测量绝缘油的瞬时击穿电压值。试验接线与交流耐压试验相同，即在绝缘油中放上一定形状的标准试验电极，电极间加上工频电压，并以一定的速率逐渐升压，直至电极间的油隙击穿为止。该电压即绝缘油的击穿电压（kV），或换算为击穿强度（kV/cm）。（2）试验步骤及注意事项清洗油杯油样处理加压试验击穿时的电流限制.tg值的测量n
16、将被试油装入tg值测量专用的油杯中，并接在高压交流平衡电桥上，在工频电压下进行测量。（1）试验仪器油杯交流平衡电桥（油介损仪）（2）试验步骤n清洗油杯n适当的试验电压和温度二、油中溶解气体的气相色谱分析对绝缘油中溶解气体的气相色谱分析，是近年我国发展的新的试验方法。用这种方法分析绝缘油中所溶解的气体的组分和浓度含量，可以判断变压器（或其它充油电气设备）内部可能存在的潜伏性故障。目前，这种方法已得到普遍推广，已成为提高充油设备运行可靠性和杜绝运行中发生烧损事故的有效方法之一，并已列入国家有关试验标准中。分析方法油中溶解气体分析采用质谱仪和气相色谱仪。目前国内多采用气相色谱仪。对油中溶解气体分析工
17、作要求较高，主要有以下几点要求：n（1）分析人员要求素质高。n（2）分析人员应严格执行导则。n（3）取样。油样保存期不得超过4天。n（4）脱气。n（5）分析和结果表示方法。.分析结果判断方法n三比值法油的热分解温度不同，烃类气体各组分的相互比例不同。任一特定的气态烃的产气率随温度而变化，在某一特定温度下，有一最大产气率，但各气体组分达到它的最大产气率所对应的温度不同。利用产生的各种组分气体浓度的相对比值，作为判断产生油裂变的条件，就是目前使用的“比值法”。应用三比值法时应注意只有根据各组分含量的注意值或产气速率的注意值判断可能存在故障时，才能进一步用三比值法判断其故障性质。气体含量正常，三比值
18、法没有意义。综合判断方法运行中的充油设备色谱分析值与导则给出的注意值进行比较，如果超出注意值，应进行分析。另外，如果测出有乙炔，虽色谱分析值未超过注意值，也应认真分析。n首先排除外界影响。n根据上述介绍的方法，如产气速率、特征气体和三比值法，进一步确定故障性质。n有了故障性质，还要结合其他检查性试验，如测各绕组的直流电阻、空载特征试验、绝缘试验、局部放电试验和微水测量、油中微量金属分析等，再进一步确定故障性质和部位。n综合判断方法n根据分析结果和具体设备情况，采取不同的处理措施。如果性质不严重，而部位又一时确定不下来，则可继续跟踪分析，以加强监督。如果暂时停电困难，可以先限制负荷安排近期处理。如果综合分析认为故障严重，随时都有可能发生事故，则应立即停运，进行处理。n总之，色谱分析的结果应重视，但也不要只凭一次分析进行处理，应进行综合分析后，甚至多次跟踪分析后，才能最后确定处理方案。建议或意见建议或意见n1）熟悉设备结构，了解必要的检修及继电保护知识是必不可少的；n2）以标准及规程为判据，注重积累经验，全面并准确作出判断；n3）群策群力，多听取别人意见，切勿武断及擅自作出判断。
