高压试验作用和意义

高压试验的作用和意义
电力系统包括众多的电气设备,由于材料或工艺存在瑕疵,操作人员误操作,湿度和温度等原因,在电气设备内部会留下潜伏性的缺陷;如将原有的缺陷设备投入电力系统运行,送电时即可能会发生事故;有些缺陷设备,虽暂时不发生事故,但运行一段时间后,也会发生事故,甚至会引起严重后果,如设备损坏,线路跳闸等,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;
为了防止电气设备在投入运行时或运行中发生事故,及时发现设备中潜伏的缺陷,必须对电气设备运行高压试验;
对于新安装和大修的电气设备进行的试验,称为交接试验,其目的是：
1.检验制造单位生产的电气设备质量是否合格;
2.检验电气设备在安装施工过程中是否受到损坏,安装质量是否符合要求;
3.检验新安装的电气设备是否满足投入运行的技术要求;
电气设备运行一段时间后,由于受电压、电流、温度和湿度等因素,在电气设备中可能产生潜伏性缺陷,通过试验能及时发现电气设备在运行中出现的各种潜伏性缺陷严重程度,以便对不合格的电气设备运行检修或更换,这为预防性试验;
高压试验的分类：
根据试验项目内容不同,分为绝缘试验和特性试验;
1.绝缘试验：
对电气设备绝缘状况的检查试验;设备外绝缘检查,绝缘特性根据测试和耐压试验,绝缘试验又分为非破坏性试验和破坏性试验;
a.非破坏性试验：用较低的试验电压额定电压低于设备或其它不损伤绝缘的办法来测量绝
缘,方法：绝缘电阻和吸收比测量,直流泄漏电流测量,绝缘介质损耗角正切值测量;
b.破坏性试验：用电压远高于设备运行时所承受的电源电压,来考核设备在过电压时的承
受能力,如绝缘裕度达不到技术要求,在耐压试验时会击穿;
耐压试验有：直流耐压、交流耐压、工频耐压和感应耐压;
1.工频耐压：利用工频交流电源通过调压装置,经升压变压器输出一个交流高压,对被
试物进行高电压试验;
2.感应耐压：利用变压器本身一、二次绕组之间的电磁感应所产生的高压电对自身进
行的耐压试验,在变压器低压侧施加一个试验电压,在高压绕组感应产生
高电压;
c.冲击耐压试验：利用一个持续时间短的冲击波,根据冲击波的不同波形分为雷电冲击波、
操作冲击波、全波和截波;
2.特性试验：把绝缘试验以外的电气试验,称为特性试验;
目的：检验电气设备的技术特性是否符合技术要求,同一台电气设备可能有
多个特性试验项目,如变压器电压比、直流电阻、极性或联结组标、
空载电流、阻抗电压、空载和负载损耗等,对金属氧化物避雷器进行
泄漏电流,而对绝缘子和电缆只进行绝缘试验,不做特性试验;
高压试验的要求：
1.气候条件要求：温度不应低于+5C,相对湿度不高于80%;
2.试验顺序要求：应先进行非破坏性,后进行破坏性;
3.试验电压极性要求：直流高压试验时,应采用负极性接线;
4.充油设备静止时间的规定：500KV>72h 、 220及330KV>48h、
110KV及以下>24h;
绝缘电阻和吸收比试验：
1.直流电压作用下流过绝缘介质的电流：
把直流电压加到设备的绝缘介质上时,会有一个随时间逐渐减小,
最后趋于稳定的极微小的电流通过,它由三个电流构成,电容充电电流,吸收电流和泄漏电流;
a.电容充电电流：加压瞬间相当于电容充电,产生一个随时间迅速衰减的充电电流,此电流
与电容量和外加电压有关,他是无损耗极化电流;
b.吸收电流：在直流电压电场的作用下,介质的偶极子发生缓慢转动而引起极化电流,由于
不同介质电性能的差异,产生吸收现象而引起的电流;它是有损耗极化电流,此电流大小
及衰减时间与绝缘介质,不均匀程度及构成情况有关;
c.泄漏电流：当直流电压加到被试品上时,绝缘介质内部或表面会有带电粒子,离子和自由
电子作定向移动形成电流,称泄漏电流,它的大小与时间无关,与绝缘内部是否受潮,表面是否清洁等因素有关;
2.绝缘电阻、吸收比和极化指数：
a.绝缘电阻：电气设备绝缘层在直流电压作用下呈现的电阻值,电压不变时,电流与电阻成反比;
b.吸收比：在60s时的绝缘电阻值与15s时的绝缘电阻值之比值;
K=R60S/R15S
35kv及以上容量在4000KVA及以上的变压器,温度10~40C内,吸收比应不小于,
同步发电机吸收比与绝缘材料有关,不应小于,
沥青、云母不应小于, 1000V及以上不应低于;
c.极化指数：被试品进行绝缘电阻测试时,10min时读取的绝缘电阻和1min时读取电阻,计
算出比值称为极化指数;
K=R10min/R1min
测量极化指数是为了判断被试品是否存在受潮、脏污等;
直流泄漏电流测量和直流耐压试验：
1.特点：a.试验电压较高,并可随意调节;
b.试验电压稳定,测量数据;
c.试验仪器设备较轻便,适合于现场试验携带;
2.直流试验电压的要求：
用交流低压单相电源,经调压器调压,升压试验变压器升高电压,然后经整流装置整流产生一个脉动成分的直流电压;
3.直流试验电压极性和波形的要求：
1.对极性的要求：负极加压、正极接地,如正极加压、负极接地,它的击穿电压要比负极加压、正极接地时击穿电压低很多,采用负极性接线是为了防止外绝缘的,闪络和易发现绝缘受潮等缺陷;
2.对波形的要求：在直流电压试验时,作用在被试品上的直流电压其波纹系数不大于3%,脉
动因素S指脉动幅值与平均值Ud之比
S=Umax/UminX100%
3.对试验电源容量的要求：直流电压发生装置应具备足够的输出电流容量,对试品进行升压
试验时,充电时间不易过长,电流一般不超过1mA;
介质损耗角正切值tan&测量：
1.目的：测量绝缘介质在交流电压作用下的损耗情况,测量时试验电压不能超过
被试设备的额定工作电压,一般低于额定工作电压;
2.意义：当绝缘介质一定,外加电压及频率一定时,介质损耗电流的大小与介质损耗角正切值成正比,因此用tan&来反映介质损耗的大小;测量介质损耗角正切值,用于35KV 及以上的电力变压器、互感器、多油断路器和变压器油的绝缘试验;
3.方法：用西林电桥和M 型介质试验器;
A.西林电桥：正接线,适用于被试品整体可以与地面隔离;
反接线,适用于被试品不能与地面隔离时;
无论正接线或反接线,其测试原理都相同,测量试验时对于额定电压
为35KV 及以上的设备,一般升压至10KV;
Tan&=WC4R4 W=2兀f C4取实际值 R4取3184欧姆 F=50HZ Cx=Cn
34R R Cx 一被试品电容值 Cn 一标准 电容器的电容量 R3一可调标准电阻
B:M 型介质试验器：M 型介质试验器最高测试电压为2500V,测试环境温度不低于+5C,对
于变压器在10~40C 为宜,介质损耗与湿度之间的变化与绝缘材料种类、产品的绝缘结构老化吸潮等情况有关; Tan&=P/S P 一介质损耗功率Mw
S 一视在容量,介质中流过的电流和电压乘积Mva.
电场干扰影响消除方法：屏蔽法、选相倒相法、移相法、干扰平衡法;
工频耐压试验：
1.目的：设备在电力系统运行时,可能受到外部的雷电过电压或系统内部的暂时过电压,工频过电压和谐波过电压和操作过电压的作用,除了采取过电压保护措施外,还要求设备具有绝缘裕度,
保证不致因过电压而造成绝缘击穿损坏,耐压试验目的是考核设备是否具备的绝缘裕度,如设备绝缘裕度达不到要求,就会出现绝缘击穿损坏;
2.交流耐压试验的分类：
分为交流耐压、直流耐压和冲击耐压;交流耐压又分为工频耐压和感应耐压;
A.工频耐压试验：利用工频电源和升压设备产生工频高压对被试品进行耐
压试验;
B.感应耐压试验：利用设备本身电磁感应产生高压对自身进行耐压试验;
在被试变压器或电压互感器的低压绕组上施加交流试验电压,
在低压绕组中流过励磁电流,在铁芯中产生磁通,在高压绕组
中感应产生电动势,试验电压为绕组额定电压的2倍;
C.工频耐压试验接线图：
工频耐压试验时的“容升”现象：
1.什么是“容升”现象：工频耐压试验时,施加在试品上的试验电压实际
大于由试验变压器低压侧,电压乘以变压器变比算得的电压;
U>KU2
U1一试验变压器高压侧实际输出电压; U2一试验变压器低压侧施加的电源电压; K试验变压器的变压比;
2.原因：试验时的容性电流流过试验变压器一、二次绕组时在漏抗上的压降所致,
“容升”数值大小与试验电流数值大小和试验变压器一、二次漏抗大小有关,还与
试验变压器的额定电压比和额定容量有关;
a.试验变压器阻抗电压愈大“容升”愈大;
b.试验变压器额定电压比愈大“容升”愈大;
c.试验变压器的额定容量愈小“容升”愈大;
3.工频耐压试验电压的测量方法：
1.采取电容分压器或电阻分压器配低压电压表;
2.高压电压互感器配低压电压表;
3.静电电压表;
4.在高压侧接测量球隙比对校正低压侧电压表;
5.通过试验变压器的测量绕组测量电压;
试验电压的测量一般应在高压侧直接测量,对一些小电容的被试品,如绝缘子、单独的开关设备,绝缘工具等,由于电容量很小,试验电流不大,可以在低压侧测量试验电压,根据试验变压器的变压比换算到高压侧的耐压值,工频耐压试验时的试验电压测量分为高压直接测量和低压间接测量;。