高压试验技术培训教材

基本知识1、高压试验技术培训的意义和目的：电力系统中60%以上的停电事故都是由电气设备的绝缘缺陷引起的，而设备绝缘部分的劣化、缺陷的发展都有一定的发展期，在这个期间，绝缘材料会发出各种物理、化学等方面的信息。

这就需要我们试验人员在工程交接或者设备运行过程中，通过各种试验方法去取得各种不同电气设备在不同时间的数据信息，并通过规程的要求来判断其能否投入运行或者能否继续运行。

2、高压试验人员应具备的基本素养和要求：高压试验人员的责任重大，既不能放过任何设备隐患，又不能误判断。

对于一个电气调试工程，只要高压试验能够放心，整个工程就基本上不会出什么问题。

如此说来对我们电气调试员工就提出了较高的素质要求。

首先应具有全面的安全技术知识，既有设备带电前的试验设备运行过程中的维护；有低压作业、更有高压工作；既有低空、也有高空；有停电试验、也有带电测试。

因此我们必须要有良好的自我保护意识、具有全面个安全技术知识、严格遵守安全规程的各项规定，如高压试验不应少于2人、设置足够的安全区域和围栏、悬挂“高压危险”的警告牌、必须有专门的监护人、运行中的设备试验必须开具工作票，断电验电隔离挂接地线、大电容设备如电机电缆试验时的放电、试验完成后要拆除的短接线等等。

其次应具有全面熟练的试验技术，它既是高强度的体力劳动，有些试验还偏要选择阳光日晒的时候，它又是一项复杂的脑力劳动，碰到一些问题或者要判断结论时要综合考虑。

因此要求我们了解电厂（变电所）各种电气设备的型式、用途、结构及原理，了解各种绝缘材料的性能、各种绝缘结构的用途；熟悉发电厂和变电所的电气主接线以及系统运行方式、了解继电保护和电气设备的控制原理及现场接线等；熟悉各类电气试验设备的原理、结构、用途和使用方法，并能排除简单的故障；能正确完成各种设备试验接线、操作及测量并保证仪器在合格有效的使用周期内，熟悉各种影响试验结果的因素及排除方法等。

另外应具有严肃认真的工作作风，任何一个试验项目，从试验前的仪器准备、设备选取、现场试验场地的勘查、环境温湿度的影响，试验过程中设备布置、人员安排、安全监护、异常情况的处理，到试验结果的数据分析、记录的整理、现场设备的维保和临时措施的拆除等都要求我们有“严”“细”“实”的良好品质，尤其要诚实，“诚”是指知之为知之，不知为不知，要不耻下问，要三思而后行，千万不能盲目指挥和行动；“实”则指要踏实，对于高压试验的每一个步骤心中有底，电压加到哪里，会感应到何处，先接地，再放电……“实”还有一个意思，则是从事高压试验的人员应不断地提高自己的理论水平，不断地研究新设备新工艺的试验方法，端正工作心态，落“实”工作方法。

3、高压电气试验的分类：电气试验一般可分为出厂试验、交接试验、大修试验和预防性试验。

出厂试验是检查产品设计、制造、工艺的质量，防止不合格品出厂，新产品时应有型式试验，比较大型的设备出厂试验应有建设使用单位的人员现场监造。

任何电气设备的出厂应附合格的出厂试验报告，以供后续的试验和运行参考。

交接试验主要是电气设备投运前按照《交接规程》和厂家技术标准等来检查产品有无缺陷、运输途中有无损坏、最终判断它能否投入运行并且为预防性试验积累参考数据等。

预防性试验则是电气设备在投运后，按照一定的周期来检查运行中的设备有无绝缘缺陷和其他缺陷等。

按照试验的性质和要求，高压试验又分为绝缘试验和特性试验两大类：绝缘试验可分为非破坏性试验和破坏性试验，非破坏性试验即用不损坏设备绝缘的方法来判断缺陷，它有绝缘电阻、吸收比试验和介质损耗因数tgδ试验、油色谱分析等，他们能够发现设备绝缘的整体性缺陷，其灵敏性还是有限，因为电压较低，但目前这类试验仍是一种必要的有效的手段；而破坏性试验如交流和直流耐压试验，因其电压较高，易于发现设备的集中性缺陷，其缺点是会给设备造成绝缘损伤积累，影响其使用寿命。

特性试验主要是对设备的电气和机械方面的特性进行测试，如断路器的分合闸时间参数、GIS和断路器的主回路接触电阻、电流电压互感器的变比误差、极性、安伏曲线，发电机变压器的直流电阻等。

一般电气设备的高压试验顺序应该是非破坏性试验、特性试验，最后才是破坏性试验，以免给设备造成不必要的击穿，如电容式套管和CT ，其末屏很容易受潮，若不处理或者维保不善，就进行高压试验，可能造成其整体性绝缘缺陷；又比如交流电动机的试验，在其绝缘电阻未合格之前绝对不允许进行交流耐压试验，否则就可能把电机击穿。

4、高压电气试验的一些专业术语常规如电流、电压、频率、相位、相序、功率、容量、功率因素、磁通、互感、谐振、电阻、阻抗、接地、接地电阻、接触电压、跨步电压、过电压、防雷、内绝缘、外绝缘、绝缘配合、标准绝缘水平等，还深入一些的如功率表的接线和交流耐压设备容量的选取等。

绝缘材料：防止导电元件之间导电的材料，如塑料、环氧树脂、油、真空、 SF6气体、云母、电容器纸、绝缘漆、陶瓷等，其主要功能是阻断电流通路，还应具有很强的机械性能和耐热特电介质：能够被电场极化的物质，可以理解为绝缘材料。

它也有电导，但它的泄漏电流很小，即导体和电介质的本质区别就在于导体中有可以自由移动的带电质点，其电阻率很小仅有10-8~10-4Ωm ，而电介质因为材料原子中的原子核对电子的束缚，不能形成自由电子，只是分散的带电质点，其电阻率可达107~1020Ωm 。

但绝对不导电的电介质是不存在的，在外电场的作用下，这些分散的带电质点沿电场的方向运动就形成了泄漏电流。

泄漏电流可分为表面泄漏和体积泄漏两部分。

电介质的极化：绝缘材料中的带电质点在外电场的作用下沿电场方向的有规律、有限的移动，并显示出极性，当外电场消失时期又恢复原状。

它分为电子式极化、离子式极化、偶极子式极化、夹层式极化。

电介质的损耗：绝缘材料在电场的作用下会产生泄漏电流和极化现象，这必然伴随着材料的发热和能量的损失。

它可分为：电导损耗（既电导电流使介质发热，交直流电场中都有）、游离损耗（电压高于某一值时，局部放电，电压越高，损耗越大，在交直流电场中都存在）、极化损耗（只在交变电场中存在，偶极子扭来扭去，产生摩擦损耗和内部电场电势的平衡形成的电流产生的损耗）。

一般用tg δ来表述电介质的损耗，它只与绝缘材料的性质有关，而与它的结构、形状、几何尺寸无关，有以下公式判断比较： I IRICR CU φII C =U ωC δ=/Rtg δ = IR / IC = U / R /（U ωC ）= 1 / ω R C ①P = U *（U / R ）= U 2 ωC tg δ ②从②式进行分析：U 与频率一定时，P ∝ tg δ由于C = εS / D 对于同类型的电介质，其ε是定值，电容基本不变，则可以直接从tg δ值判断绝缘的优劣，是否整体性受潮或者表面脏污等。

电介质的吸收现象：绝缘材料在外电场的作用下体现出来的电流的性质，可分为电容电流Ic ，它主要体现在弹性极化过程中；吸收电流Ia，它主要体现在夹层式极化和偶极子式极化过程中；电导电流Ig，它主要体现为泄漏电流，因为表面电导和体积电导的存在。

吸收现象与电介质表面脏污程度，温度高低，受潮程度的不同而变化。

因此在试验过程中，一定要注意环境温度的影响和采取一定的屏蔽措施。

由于材料的多层和复杂化，夹层式极化的现象尤为突出，则吸收比和极化指数的测试对检查材料绝缘的好坏，是否整体受潮和脏污时有着非常重要的作用。

电介质的击穿：在强电场作用下，绝缘材料使出绝缘性能而成为导体即为击穿，一般可分为电击穿、热击穿、放电击穿（绝缘油）。

绝缘性能丧失，一般空气间隙 30 KV / cm，固体绝缘是指达到温度极限形成热击穿，而绝缘油油应去除杂质，设置屏障，防止小桥形成以提高击穿电压。

二、常规的试验方法1、绝缘电阻、吸收比和极化指数试验：一般选用手动摇表、电动摇表、数字摇表，而兆欧表的基本原理，无论是指针式或数字式，都是基于同一原理，即两组线圈中流过的电流在同一磁场中产生不同方向的转动力矩，指针或数字的指示与下式相关：α= f ( I1 / I2 )，其中I2对应其电压线圈，回路电阻固定，即要求摇测时转速恒定，使输出电压稳定。

其接线端子有L高压端、E接地端、G屏蔽端，而屏蔽端子G，是直接与负极性相连的，表面泄漏电流经它直接流回，不经过测量机构，所以谓之“屏蔽”。

前面已经描述过，当直流电压施加于绝缘介质上时，通过的电流有I C、Ia、Ig，I C为电容电流，很快完成充电，Ia为吸收电流，极化现象较漫长，因此用吸收比来确认大容量、复杂多层绝缘的情况，即K = R60“/ R15，近年来，随着变压器容量的不断增长，对其绕组的绝缘阻值误判现象增多，如其吸收比＜1.3，但运行良好，原因是其吸收电流衰减时间太长，因此规定了用极化指数来衡量即R10min / R1min。

对于Ig，有体积和表面之分，因此在设备表面脏污时和绝缘受潮或开裂状态下，其传导电流剧增。

因此，测绝缘及其吸收比可以很方便地判断其整体受潮的情况，例如湛江奥里油发电机耐压试验时测绝缘的过程和避雷器测试泄漏电流时的情况就可以明确说明问题。

测绝缘时设备的选择，一般是根据被试设备电压等级的不同而选用不同电压等级的兆欧表，则依据交接规程有：250 V →电机测温元件、500 V →发电机转子绕组绝缘测试、1000 V →电动机轴承绝缘电阻、2500 V →一般电机、变压器、5000V→大容量的变压器、水内冷摇表→水内冷发电机的绝缘测试，但也有例外，如隐极式发电机转子的交流耐压试验则规定可以用2500V摇表替代。

交接规程上的相关规定：发电机：（1）各相绝缘电阻的不平衡系数不得大于2；（2）吸收比：对沥青浸胶及烘春云母≥1.3，对环氧粉云母绝缘≥1.6，在交接试验前，包括汇水管电阻不同的厂家均有不同的规定，应区别对待；（（3）转子绕组应使用500V摇表，不低于0.5 MΩ。

交流电动机：380 V电机≥ 0.5 MΩ；1000 V 以上电机，应测试吸收比≥ 1.2。

电力变压器：（1）不低于产品出厂试验值的70 %；（（2）35 KV及以上且容量为4000 KVA及以上，测量吸收比≥ 1.3 ；（3）220KV及以上且容量为 120 MVA 及以上，应用5000V 摇表测量极化指数≥ 1.3。

互感器：（1）应测量一次绕组对二次绕组及外壳、各二次绕组之间及对外壳的绝缘。

应尤其注意半绝缘 PT 测绝缘时应拆开一次侧的N端接线来测试，另外每个二次绕组均应有体现，我们的报告格式应改进；（2）油纸电容式的CT应测试末屏对二次绕组对地的阻值，用2500V摇表≥ 1000 MΩ。

断路器：（1）应测试绝缘拉杆的绝缘值；（2）操作回路的绝缘电阻应≥ 10 MΩ。

套管：（1）套管的主绝缘；（2）电容式套管的末屏应用2500 V 摇表≥ 1000 MΩ，否则应进行末屏的介损试验。