电气高压试.ppt

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1、第一节 电气试验的分类 电气试验分为绝缘试验和特性试验两大类。 绝缘试验是指测量设备绝缘性能的试验。 绝缘试验以外的试验统称特性试验。特性试验主要是对电气设 备的电气或机械方面的某些特征进行测试，如断路器导电回路的接触电阻 ，互感器的变比、极性，断路器的分合闸时间、速度及同期性等。 电气试验又可分为出厂试验、交接验收试验、绝缘预防性试验等。 第十二章 绝缘预防性试验 电力设备在设计和制造过程中可能存在一些质量问题，安装 运输过程中可能出现损坏。同时，由于电、热、化学、机械振动及其 他因素的影响，绝缘性能会出现劣化。 设备绝缘部分的劣化、缺陷的发展都有一定的发展期。需要 通过电气试验，以便在故障

2、发展的初期就能够准确及时地发现并处理 。设备的绝缘缺陷分为两大类： 第一类是集中性缺陷，如局部放电，局部受潮、老化，局部 机械损伤； 第二类是分布性缺陷，如绝缘整体受潮、老化、变质等。 绝缘预防性试验： 是指设备投入运行后，按一定的周期由运行部门、试验部门进行 的试验，目的在于检查运行中的设备有无绝缘缺陷和其他缺陷。 一般分为两大类：即非破坏性试验和非破坏性试验： 1、非破坏性试验： 在较低电压下，用不损伤设备绝缘的办法来判断绝缘缺陷的试验 ，如绝缘电阻、吸收比试验、介质损失角正切试验、泄漏电流试验、油 色谱分析试验等。 这类试验对发现缺陷有一定的作用。但绝缘电阻试验、介质损失 角正切试验、泄

3、漏电流试验由于试验电压较低，发现缺陷的灵敏性还有 待提高。 但目前这类试验仍是必要的。 2、破坏性试验 用较高的试验电压来考验设备的绝缘水平，如交流耐压试验、直 流耐压试验。 这类试验优缺点是： 易于发现设备的集中性缺陷，考验设备绝缘水平；缺点在于电压 较高，个别情况下有可能给被试设备造成一定损伤。 破坏性试验必须在非破坏性试验合格之后进行，以避免对绝缘的 无辜损伤乃至击穿。例如互感器受潮后，绝缘电阻、介质损失角正切试验 不合格，但经烘干处理后绝缘仍可恢复。 若在未处理前就进行交流耐压试验，将可能导致绝缘击穿，造成 绝缘修复困难。 绕组的绝缘电阻和吸收比试验 1、原理 在直流电压作用下，电介质

4、中有微弱的电流流过。根据电介质材 料的性质、构成及结构等的不同，这部分电流可视为由三部分电流构成。 即ii1+i2+i3，如图。 i1为电容电流： 直流电压作用到绝缘材料上，加压瞬间相当于给电容充电。这 部分随时间较快衰减的电容电流与绝缘材料的电容量和外加电压有关， 随时间的变化曲线如图21，i1曲线所示。在等值电路中用个纯电容 C1表示。 i2为吸收电流： 不均匀介质中吸收电流，由缓慢极化和夹层式极化产生即在直 流电压加上的瞬间，介质上的电压按电容分布，而电压稳定后介质上的电 压按电阻分布； 由于不同介质的电容与电阻不成比例，因此在加上直流电压瞬间 到稳定这一过程中，介质上电荷要重新分配，重

5、新分配的电荷在回路中形 成电流i2。在等值电路中用一个电容C和电阻r串联表示。 如图21(C)，吸收电流i2随时间衰减的快慢与介质电容量大小有 很大关系， i3为泄漏电流： 当介质在直流电压作用下，电介质中正负离子就分别向两极移动而 形成电流，称为泄漏电流或传导电流。这部分电流是由介质的电导引起的， 如图21(c)i3曲线所示。在等值电路中用一个纯电阻R表示。 三个电流加起来，即ii1+i2+i3，可得到在直流电压作用下流过绝 缘介质的总电流i随时间变化的曲线，通常称为吸收曲线，如图61(c)i 曲线所示。 a)试验接线图； b)不均匀介质等值电路 c)吸收电流示意图； 从吸收曲线可以看出，电

6、容电流i1和吸收电流i2经过一段时间后趋 近于零，因此i趋近于i3。 所谓绝缘电阻就是指加于试品上的直流电压与流过试品的泄漏电流 之比，即R=Ui3 U加于试品两端的电压，V； i3对应于电压U，试品中的泄漏电流 R试品的绝缘电阻，M 由于电容电流和吸收电流经过一段时间后趋于零，因此在用兆欧表 (又称摇表)进行绝缘电阻测量时，必须等到兆欧表指示稳定后才能读数。对 一般试品，通常认为测1min后泄漏电流趋于稳定(即电容电流、吸收电流 趋于零)。 i3的大小取决于绝缘材料的状况，当受潮、老化、表面脏污或有 其他缺陷(如有裂缝、炭化、气泡等)时，R降低，i3增大。因此测量绝缘电 阻是了解电气设备绝缘

7、的最简便常用的手段之一。 由于流过绝缘介质的电流有表面电流和体积电流之分所以绝缘 电阻也有体积绝缘电阻和表面绝缘电阻之分。我们真正关心的是体积绝缘 电阻。当绝缘受潮或有其他贯通性缺陷时，体积绝缘电阻降低。 由此，体积绝缘电阻的大小标志着绝缘介质内部绝缘的优劣。在 现场测量中，当测量得到的试品绝缘电阻低时，应采取屏蔽措施，排除表 面绝缘电阻的影响，以便测得真实准确的体积绝缘电阻值。 对大容量试品(如变压器、发电机、电缆)，除要求测量绝缘电阻外 ，还要求测量吸收比或极化指数。 大容量试品的吸收曲线，i随时间衰减较慢，其中尤其是吸收电流i2 随时间衰减较慢，有的可达数十分钟。常把60s的绝缘电阻与1

8、5s的绝缘电 阻之比称为吸收比K，即 KR60R15 绝缘受潮劣化时，R60/R15趋近于1。 绝缘良好时，i3很小，i2相对较大，则Kl。 这就是说，吸收比的数据与绝缘状况有很大关系。而且K是一个 比值，与绝缘结构的几何尺寸无关。 一般认为当K1.31.5时绝缘是良好的。这一数据对分析35 110kv变压器、大中型容量发电机是有效的。 近年来，随着电力设备电压等级的提高，发现用吸收比K判断大 容量变压器有很多的误判断现象。 产生这种现象的原因很多，其中一条是由于大容量变压器的吸 收电流衰减时间长吸收比K反映不了绝缘吸收现象的整体，仅反映吸 收现象的局部，而且与绝缘结构、油质、温度等有很大关系

9、。 为克服这种测量吸收比可能产生的误判断，常采用对吸收比小 于1.3的试品测量其10min与1min的绝缘电阻之比，即用测量极化指数的 方法来判断绝缘优劣。 兆欧表的原理与接线 兆欧表又称为摇表，是测量绝缘电阻的专用仪表。分为手摇式 和电动式。高压电力设备绝缘预防性试验中，常用的兆欧表是1000， 2500，5000V。 手摇式兆欧表的直流电源一般由内装手摇发电机供给。电动式兆欧 表的直流电源则采用电池使晶体管振荡器产生交变电压，经变压器升压及倍 压整流后输出直流高压。 常用摇表测量电阻的接线如图所示、 兆欧表外观看有三个接线端子，它们是： “L”端子线路端子，输出负极性直流高压、接于被试品的

10、高压 导体上。 “E”端子接地端子，输出正极性直流高压、一般接于被试品外 壳或地。 “G”端子屏蔽端子，输出负极性直流高压，测量时接于被试品 的屏蔽环上，以消除表面或其他不需测量部分的泄漏电流的影响。 兆欧表的电流线圈与电压线圈，二者绕向相反，固定在同一转 轴上，并可带动指针旋转；由于没有弹簧游丝，所以指针没有反作用力 矩，当线圈中没有电流时，指针可停在任一偏转角位置。 流过屏蔽端子“G”的电流不流过电压和电流线圈，故对兆欧表偏 转角无影响，即对绝缘电阻Rx无影响，起到了屏蔽作用。 当被试品绝缘电阻过低时，表内电压降将使其端电压显著下降 ：端电压剧烈下降时，测得的绝缘电阻值就不能反映绝缘的真实

11、情况。 兆欧表的容量较小，测得的大容量设备的绝缘电阻般准确性 都较低。 不同型号的兆欧表，其负载特性不同，因此用不同型号的兆欧表测 量结果有明显差异。实际测量当中，为便于纵向及横向比较同类设备尽量 采用同一型号兆欧表。 测量绝缘电阻注意如下， (1)断开被试品的电源及其对外的一切接线，并将其充分放电。 (2)用干燥清洁柔软的布擦去被试晶表面的污垢。 (3)测量前应将兆欧表放置平稳，断开“L”、“E”端子，驱动兆欧表至 额定转速检查其指针应指“”；再将“L”、“E”端子短接，驱动兆欧表低转速转 动，检查其指针应指“0”。 (4)测量绝缘电阻时，应在兆欧表达到额定转速，待指针稳定后，读 取绝缘电阻

12、的数值。 (5)读取绝缘电阻的数值之后，应先断开“L”(火线)端子至被试晶的连 线，然后再将兆欧表停止转动，以免因被试品自身大电容在测量时的充电电 荷经兆欧表放电。 (6)兆欧表“L”与“E”端子的引出线不要靠近。 (7)记录绝缘电阻值的同时记录环境温度与湿度，以便校验。 影响绝缘电阻的因素 一、温度的影响 运行中的电力设备绝缘电阻是随温度而变化的。一般情况下，绝缘 电阻随温度升高而降低。原因在于温度升高时，绝缘介质内部离子、分子运 动加剧，绝缘物内的水分及其中含有的杂质、盐分等物质也呈扩散趋势，使 电导增加，绝缘电阻降低。 二、湿度和电力设备表面脏污的影响 空气相对湿度增大时，绝缘物表面吸附

13、许多水分，使表面电导率增 加，绝缘电阻降低。当绝缘物表面形成连通水膜时，绝缘电阻更低。电力设 备的表面脏污也使设备表面电阻大大降低，绝缘电阻显著下降。 根据以上两种情况，现场测量绝缘电阻时都必须用屏蔽环消除表 面泄漏电流的影响或烘干、清擦干净设备表面，以得到真实的测量值。 三、残余电荷的影响 大容量设备运行中遗留的残余电荷或试验中形成的残余电荷未完 全放尽，会造成绝缘电阻偏大或偏小，引起测得的绝缘电阻不真实。 为消除残余电荷的影响，测量绝缘电阻前必须充分接地放电，重 复测量中也应充分放电，大容量设备应至少放电5min。 四、感应电压的影响 现场预防性试验中，由于带电设备与停电设备之间的电容耦合

14、， 使得停电设备带有一定电压等级的感应电压。 感应电压对绝缘电阻测量有很大影响。感应电压强烈时可能损坏 兆欧表或造成指针乱摆，得不到真实的测量值。测绝缘电阻，必要时应 采取电场屏蔽等措施克服感应电压的影响。 五、测量电力电容器极间绝缘电阻时 由于电力电容器电容量大，吸收电流衰减时间长，很难摇出其准 确绝缘电阻值，由于其充电电荷大，也很危险。因此一般现场测量常采 用火花法即摇测两极间绝缘电阻时，兆欧表轻摇25转，用一短路线 短路两极，有明显火花时认为电力电容器极间绝缘是合格的；无火花则 可能是绝缘劣化或引线断开。 直流泄漏电流试验及直流耐压试验 两者接线及原理相同，多同步进行。 泄漏电流测量与绝

15、缘电阻测量的原理基本相同，不同之处在于 测量泄漏电流时所用的电源一般采用可调的直流高压装置，并用微安表 直接测量流过试品的电流， 泄漏电流测量与绝缘电阻测量比较有下列优点： 1、试验电压较高，并可随意调节。因此测泄漏电流比用兆欧表 测绝缘电阻更易发现某些绝缘缺陷(如瓷质绝缘裂纹、局部损伤、绝缘油 劣化、绝缘沿面炭化等)。 2、用微安表监测泄漏电流、灵敏度高，可多次重复比较。 3、根据泄漏电流测量值可以换算出绝缘电阻值，而用兆欧表 测出的绝缘电阻值，一般不能换算出泄漏电流值。 4、泄漏电流试验时可以作出泄漏电流和电压时间的关系曲线 和泄漏电流与所加电压关系曲线，通过这些曲线可以判断绝缘状况。 图

16、3-1示出了泄漏电流 随加压时间变化的过程，实际上 就是吸收电流的变化过程。 当绝缘受潮或有缺陷时 ，电流随加压时间下降得比较慢 ，达到的稳定值较大(见图3-1中 曲线2)即绝缘电阻较小。 对绝缘良好的被试品而言，其漏电电流 与一定的外加电压成直线关系； 当绝缘有缺陷或外加电压超过某一定范 围后，则变为非线性关系， 因此通过对泄漏电流与所加电压的关系 曲线的分析，可以发现某些局部缺陷。如图8- 11所示。当电压超过Uo后漏电电流增加较快； 如果外加再增加，则漏电电流急剧增加，产生 损耗随之迅速增大，以至使被试品被击穿。 因此，漏电电流试验所加电压一般都在Uo之下，其伏安特性为直 线关系。当被试

17、品绝缘有缺陷或受潮时，泄漏电流将急剧增加，其伏安特 性为非直线关系。 泄漏电流试验结果的原则分析方法：将泄漏电流试验测量值与同一 温度下的规程规定值比较，符合要求者为合格；如无规定时，可以与历年测 量数值进行比较，无明显降低者为合格。 对重要的发电机、变压器等设备，可以作出I=f(t)以及I=f(U)曲线， 对测量值进行比较分析。当泄漏电流测量值较历年数据变化较大时，可以结 合绝缘电阻值、tg值进行综合分析判断。 二、泄漏电流试验接线 泄漏电流试验电路主要由调压设备、试验变压器、高压二极管 和微安表等设备组成，其接线根据微安表位置的不同可分为以下两种： 1微安表处于高压的接线 如图所示，试验变

18、压器T高压端经高压二极管V和限流电阻R、 微安表接至被试品，微安表处于高电位。 高压回路限流电阻的阻值选择原则是：将被测回路的短路电流限 制在高压整流二极管容许范围之内，并保证被测回路短路后过流继电器可 靠动作。 被试品Cx并联稳压电容C的目的是，使单相整流电压脉动足够小 ；稳压电容C一般不小于0.1F，当被试品自身电容足够大时，可以不并 联稳压电容C，如发电机、电力电缆等。高压静电电压表PV2，用于直接 测量试验电压。电压表PV1为调节电压时的监视仪表。泄漏电流由微安表 A直接测量， 特点是： 微安表处于高压给测量时读表及其切换量程带来不便，必须注意 安全； 微安表及它到被试品Cx处的高压引

19、线均处于高压等电位屏蔽中， 消除了这部分对地的泄漏电流；屏蔽对地的泄漏电流及其它高压部分对地 的泄漏电流不经过微安表；在被试品绝缘表面靠高压端安装屏蔽电极，用 于消除被试品表面泄漏电流对试验的影响。 因此，测量较准确，接线简单，应用比较广泛。 2微安表处于低压的接线 如图所示。微安表处于低压泄漏电流试验的特点是：具有测量 时读表及其切换量程方便；高压引线对地的杂散电流流经微安表，所以 测量误差增大；交流高压部分对地的杂散电流会经过微安表，使表指针 摆动，可并入15F电容，使微安表指针稳定；这种接线适用于被试品 的接地端与地之间不能分开时。 直流耐压试验设备轻便，容量小，易于发现某些设备的局部绝

20、缘缺 陷。如直流耐压试验时，易发现发电机端部绝缘缺陷，而交流耐压试验易发 现发电机槽部及出槽口的绝缘缺陷。 影响测量泄露电流的因素 一、高压引线的影响 图中，高压引线及高压输出端均暴露在空气中，其对地、对绝缘 支撑件和邻近设备等均有一定的杂散电流、泄漏电流流过。这些电流有流 过试品内部的体积泄漏电流i0；高压硅堆及硅堆至微安表高压引线对地杂 散电流i1；屏蔽线对地杂散电流i2，高压引线及高压端通过空气对地的杂 散电流i3；高压引线输出端及加压端对邻近设备的杂散电流i4；设备高压 端通过外壳表面对地的泄漏电流i5。 从图3-2可以看出，微安表流过的电流分别为： 在PAl位置时，IPA1I0+I3

21、+I4+I5； 在PA2位置时，IPA2I0+I1+I2+I3+I4+I5； 在PA3位置时，IPA3I0+I5。 可以看出，在PA2位置时测量误差较大，且不易屏蔽。 在PAl位置，由于在高压侧测量并将高压引线屏蔽，排除了I1、I2的 影响，I5也可以通过在试品高压端加屏蔽环屏蔽掉，所以误差较小。 在PA3位置，杂散电流I1、I2、I3、I4均不通过微安表， 若在试品低压端采取屏蔽(接 地)，则可以排除I5的影响。I5电流与 高压引线和低压微安表引线距离有关 ，可以通过加大两者距离等办法减小 影响。 可见在PA3位置进行测量是 一种比较精确的测量方法。这种方法 测得的泄漏电流偏小时应考虑设备

22、接地端对地绝缘状态。 图3-2高压引线对地杂散 电流及表面泄露电流示意图 （I0未画出） 在直流电压较高时如测110kv及以上磁吹避雷器或氧化锌避雷器 泄漏电流时，高压杂散电流对试验结果影响很大，现场应采取增加高压引 线直径、减少尖端毛刺、进行屏蔽、增加对地距离、微安表选择适当位置 等措施，减少杂散电流对试验结果的影响。 二、温度的影响 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。 三、电源电压的非正弦波形对测量结果的影响 对于用变压器低压侧电压根据变比换算出直流高压输出电压幅 值的方法来说，电流

23、、电压的非正弦波会造成输出电压的偏低或偏高， 因而影响测量结果。一般采用以下方法克服非正弦波的影响： 1、用波形畸变小的自耦变压器调压； 2、选择电源时最好用波形不易畸变的线电压； 3、直接在高压侧测量直流高压。 四、加压速度对泄漏电流测量结果的影响 试验大容量试品时，由于泄漏电流存在吸收过程，即1min时的泄 漏电流不一定是真实的泄漏电流，可能包括一定的电容电流和吸收电流， 而泄漏电流又是指加压1min时的泄漏电流值，因此加压速度对试验结果也 有影响。 五、残余电荷的影响 同测量绝缘电阻一样，试品残余电荷对泄漏电流测量也有影响。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

24、反时 ，有偏大误差。因此，泄漏电流试验前和重复试验时，均要对被试品进行 充分放电。 六、直流输出电压极性对泄漏电流测量结果的影响 泄漏电流试验时，直流输出电压一般为负极性而不采用正极性。 试验证明，直流输出电压的极性对试验结果有影响。 以测量电缆的泄漏电流为例说明如下。若绝缘受潮，电线芯加正 极性试验电压时，由于绝缘中的水分带正电，在电场作用下，水分被排斥 移向铅包，造成绝缘中水分相对减少，泄漏电流偏小；电缆芯加负极性高 压时，在电场作用下，水分由铅包渗过绝缘向电缆芯集中，使绝缘中水分 增加，泄漏电流增大。加负极性直流输出电压，能更严格地判断受潮程度 。绝缘有局部缺陷时，负极性高压有助于使绝缘

25、中的水分集中于局部缺陷 区，易于发现局部缺陷。因此测泄漏电流时要加负极性高压并读取5min 时的泄漏电流值。同样，用兆欧表测量绝缘电阻时，为了易于发现缺陷， 也是在“L”端子输出负极性高压。 介质损失角正切tg试验 在电压作用下，电介质产生一定的能量损耗，这部分损耗称介质 损耗或介质损失。产生介质损耗的原因主要是电介质电导、极化和局部放 电。 一、电介质电导引起的损耗 在电场作用下电介质电导(又称漏导)产生的泄漏电流会造成能量 损耗。这种损耗在交流与直流作用下都存在，且这种损耗与极化、局部放 电比较是很小的。 二、极化引起的损耗 在交流电压作用下，电介质由于周期性的极化过程，电介质中的 带电质

26、点要沿交变电场的方向作往复的有限位移并重新排列。这时质点需 要克服极化分子间的内摩擦力而造成能量损耗。极化损耗的大小与电解质 的性能、结构、温度、交流电压频率等有关。 三、局部放电引起的损耗 绝缘材料中，不可避免地会有些气隙或油隙。在交流电压下，电场 分布主要与该材料的介电系数成反比，气体的介电系数般比固体绝缘材 料的要低得多，因此承受的电场强度就大，当外加电压足够高时气隙中首 先发生局部放电。固体中气隙放电前后电场示意图，如图4-1所示。 图41 固体中气隙放电前后电场示意图 (a)气隙放电前； (b)气隙放电后 气隙放电形成的电荷，在外施电场E0作用下移动到气隙壁上，这 些电荷又形成反电场

27、量，削弱了气隙中的电场，很可能使气隙中放电不再 继续下去，如图4-1(b)所示。但是如外加的为交流电压，半周后外施电场 E0就反向了，正好与前半周气隙中电荷形成的反电场E同向加强了气隙 中电场强度，使气隙中放电在更低电压下发生。 所以交流电压下绝缘体里的局部放电及介质损耗比直流电压下强烈 。在油浸电容器、电容套管等的设计制造及运行中都要注意这点，要尽量 避免内部气隙、毛刺等引起的局部放电。一般油浸纸绝缘交流电容器或电 缆用于直流时，长期工作电压能提高到铭牌电压的45倍，原因就在于此 。 电气设备介质损失通常用其介质损失角的正切tg表示。当电介质一 定，外加电压及频率一定时，介质损耗P与tg成正

28、比，即可以用tg来表示 介质损耗的大小。同类试品绝缘优劣，可直接由tg的大小来判断；而从同 试品tg的历次数据分析，可掌握设备绝缘性能的发展趋势。 通过测量tg可以发现一系列绝缘缺陷，如绝缘整体受潮、劣化，绝 缘气隙放电等，tg是反映绝缘介质损耗大小的特性参数，与绝缘的体积大 小无关。 图42电介质的并联等值电路与相量图 (a)并联等值电路；(b)并联等值电路相量图Cp并联等值电容 例如变压器、互感器、套管和电容器等试品的绝缘在运行中受潮和老 化后，绝缘中的有功电流将增大，由于这类缺陷是均匀分布的，所以测得tg 值增大则能反映试品单位体积中能量损耗的增加，试验效果明显。 但如果绝缘内的缺陷不是

29、分布性而是集中性的，则tg有时反映就不 灵敏。被试绝缘的体积越大，或集中性缺陷所占的体积越小，集中性缺陷处 的介质损耗占被试绝缘全部介质损耗的比重就越小，总体的tg就增加得也越 少，这样tg测量就不灵敏。 例如，电机、电缆等设备，运行中故障多为集中性缺陷逐步发展所致 ，且体积较大，采用测量tg法时效果差，一般不做该项试验；又如绝缘套管 因其体积小，采用测量tg法时能反映套管绝缘的全面情况，有时也可以检查 出集中性缺陷，因此测量tg是必不可少的试验项目。 同时，测量各类电气设备tg时，能分解试验的尽量分解试验。如 测量变压器整体tg时，由于变压器整体绝缘体积比变压器套管大得多， 套管的缺陷就不能

30、灵敏反映出来，因此还须单独测量套管的tg。套管的 体积小，测套管的tg不仅可以反映套管绝缘的全面情况，而且有时可以 反映其中的集中性缺陷。 测量tg值普遍采用电桥法。 我国常用的方法有平衡电桥法(西林电桥)和不平衡电桥法(介质试 验器)两种。 一、平衡电桥(西林电桥)工作原理 西林电桥种类很多，但原理接线基本相同，如图所示。图中CN为 无损标准电容；Cd为可变十进位电容箱；R3为可变无感电阻；Zx为被试 品阻抗；G为检流计。 当电桥平衡时，检流计G指示为零，桥臂AB与AD、BC与DC的 电压降相等，其桥臂阻抗关系如下： 为了计算方便，在制造电桥时使R4的数值等于 因此，在电桥的分度盘上Cd的数

31、值就直接以tg表示，实验时读取 数据很方便。 为了测量准确，在tg测量中尽量消除电桥所受的干扰。电桥测量 中可能遇到的干扰有： 外界电场或磁场的干扰；桥臂相互间电场的干扰；桥臂本身电容 与电感的干扰；桥臂与大地分布电容的干扰。对外界电磁场干扰可采用屏 蔽和增大电桥与其他干扰源距离的办法消除。桥臂与大地分布电容的干扰 可采用适当的屏蔽方法解决。桥臂相互间电场的干扰和桥臂本身电容、电 感的干扰与电桥元件的安排或接线方式有关，在制造时已解决。 二、试验接线试验中常用的接线有正接线与反接线两种。 1正接线 西林电桥的正接线如图8-10(a)所示，被试物两极对地均应绝缘。在 实验室中通常采用这种方法，进

32、行绝缘材料的试验时测量结果较准确，且对 试验时操作人员无危险。在现场试验时，当被试设备可以对地绝缘(如电容 式套管、耦合电容等)，也应尽量使用这种法以保证测量数值的可靠。 2反接线 西林电桥的反接线图8-10(b)所示，这种反接线常用于现场电气设备 的试验，因其往往一端固定接地，故适宜用这种接线方式。，采用西林电桥 的反接线时，调平衡用的R3、C处于高压下，要保证安全操作必须使用绝缘 连杆来调节电桥。例如国产QSl型电桥就是当电压在10kV以下时，用绝缘连 杆来调节的电桥。 交流耐压试验 对电气设备进行的非破坏性试验(绝缘电阻及吸收比试验、 tg试验、直流泄漏电流试验)，能发现部分绝缘缺陷，但

33、因试验电 压一般较低，往往对某些局部缺陷反映不灵敏，而这些局部缺陷在 运行中可能会逐渐发展为影响安全运行的严重隐患。 交流耐压试验的电压、波形、频率和电压在被试品绝缘内 的分布，一般与实际运行情况相吻合，因而能较有效地发现绝缘缺 陷。交流耐压试验应在被试品的非破坏性试验均合格之后方能进行 ：如果这些非破坏性试验已发现绝缘缺陷，则应设法消除，并重新 试验合格后才能进行交流耐压试验，以免造成不必要的损坏。 交流耐压试验对于固体有机绝缘来说，会使原来存在的绝缘缺陷进 一步发展，使绝缘强度进一步降低，虽在耐压时不至于击穿但形成了绝 缘内部劣化的积累效应。 因此必须正确地选择试验电压和耐压时间，试验电压

34、越高，发现 绝缘缺陷的有效性越高。但被试品被击穿的可能性也越大，积累效应也愈 严重。反之，试验电压低，发现缺陷的有效性降低， 规程根据各种设备的绝缘材料和可能遭受的过电压倍数， 规定了相应的试验电压标准。绝缘的击穿电压值不仅与试验电压的幅值 有关，还与加压的持续时间有关。 一般规定工频耐压时间为1min。这方面是为了便于观察被试 品情况，使有缺陷的绝缘来得及暴露(固体绝缘发生热击穿需要一定的 时间)；另一方面，又不致于时间过长而引起不应有的绝缘击穿。 交流试验电压 一、工频耐压试验： 给被试品施加工频电压，以检验被试品对工频电压升高的绝缘承受 能力。这种加压方法是鉴定被试品绝缘强度的最有效和最

35、直接的试验方法， 也是常采用的试验方法之一。 二、感应耐压试验： 对某些被试品，如变压器、电磁式电压互感器等，采用从二次加压 而使一次得到高压的试验方法来检查被试品绝缘。这种加压方法不仅可以 检查被试品的主绝缘(指绕组对地、相间和不向电压等级绕组间的绝缘)而 且还对变压器、电压互感器的纵绝缘(同一绕组层间、匝间及段间绝缘)也进 行了考验。而通常的工频耐压试验只是考验了主绝缘，却没有考验纵绝缘。 感应耐压试验又分为：工频感应耐压试验及中频(100一400Hz)感应耐压试验 两种。 变压器：通常在低压绕组上施加频率为100200Hz，2倍于额定电 压的试验电压，其他绕组开路。因为变压器在工频额定电

36、压下，铁心伏安特 性曲线已接近饱和部分。 如果在被试品一侧施加大于或等于2倍额定电压的电压，则空载电流 会急剧增加，达到不能允许的程度。为了施加2倍的额定电压又不使铁芯磁 通饱和，多采用增加频率的方法，即倍频耐压方法。 三、冲击电压试验： 主要用于考验被试品在操作波过电压和大气过电压下绝缘的承受能 力。冲击电压试验又分为操作波冲击电压试验和雷电冲击电压试验两种。 交流耐压试验方法 一、试验接线 图51示出了交流耐压试验常用的原理接线。实际的试验接线应根 据被试品的要求和现场设备的具体条件来确定， 根据图5-1，可以把交流耐压试验接线分为五个部分：交流电源部 分、调压部分、控制保护部分、电压测量

37、部分和波形改善部分。 1、交流电源部分 交流耐压试验电源多为220、380V和6、10kV交流电源，一般小容量 被试品交流耐压试验多采用220、380V试验电源，对试验电源电压波形要求 较高时，多采用线电压380V。大容量超高压试验变压器多采用6-10kV移圈式 调压器进行调压，故需610kV试验电源。试验电源一般从系统中抽取。 2、调压部分 对调压器的基本要求是电压应能从零开始平滑地进行调节，以满足试 验所需的任意电压，并且在调节过程中电压波形不发生畸变。常用的调压器 有自耦调压器、移圈式调压器和感应调压器。调压器的输出波形应尽可能接 近正弦波，调压器的容量通常要求与试验变压器容量相同。 1

38、）自耦调压器 2）移圈式调压器 3）高压试验变压器 与电力变压器比较，具有容量不很大、额定电压较高、允许持续工 作时间短，多工作在电容性负荷下，经常要放电、通常高压绕组一端接地 、不需要附加散热装置、体积较小等特点。 (I)试验变压器电压、电流及容量的选择。 其额定电压不应低于被试品所需施加的最高电压，同时试验变压器 低压侧电压应和试验现场的电源电压及调压器电压相配套。因为被试品大 多为电容性的，由被试设备的电容量可计算出试验时通过试验变压器高压 绕组的电流IT。 其计算式为 式中 Cx 被试品的电容量(见表5-1)PF； Ucxp给被试品施加的试验电压 (有效值)，kv； 所加电压 的角频率

39、。 选择试验变压 器时，应使其高压绕组 的额定电流不低于式(5-1) 的计算值。 试验变压器的容量ST为： ST=CxUcxp103，kVA（5-2） 选择的试验变压器容量应大于式(5-2)的计算结果。这是因为试验线 路、试验设备本身对地存在杂散电容，使得估算的试验电流小于实际的缘 故。 有时在试验大电容被试品时试验变压器容量不够，可采用补偿的方法 来减少流经变压器高压绕组的电流，以满足试验对变压器容量的要求。如 采用高压电抗器与被试品并联，使流过电抗器的感性电流与流过被试品的 容性电流相补偿可减小流过试验变压器的电流，从而减小试验变压器的 所需容量。 交流高压的测量 交流耐压试验时，试验电压

40、的准确测量是一项非常重要的 环节。 试验电压的测量方法可概括分为两类、即低压侧测量和高 压侧直接测量。被试品电容量较小时，如断路器、瓷绝缘、绝缘用 具等，试验电压可在低压侧测量，而当被试品的电容量较大及对电 压幅值及波形要求较高时，试验电压必须在高压侧直接测量。 现场常采用阻容分压器进行，分压器使用前应进行校核试 验。 发电机试验 发电机在运行过程中不断受到电、热、物理和化学的以 及机械振动等的作用，其绝缘和焊接头都会逐渐老化，直至损坏。 为了能事先掌握发电机各部分的技术性能，便于发现隐 藏着的各种薄弱环节，除应对发电机进行定期大小修外，还应进行 定期的预防性试验。 一、定期预防性试验项目：

41、1、定子绕组绝缘电阻及吸收比、极化指数。 2、定子绕组泄漏电流和直流耐压。 3、转子绕组绝缘电阻。 4、发电机励磁回路所连接设备的绝缘电阻。 二、大修时试验项目： 1、定子绕组绝缘电阻及吸收比、极化指数。 2、定子绕组的直流电阻。 3、定子绕组泄漏电流和直流耐压。 4、定子绕组交流耐压试验。 5、转子绕组绝缘电阻。 6、转子绕组直流电阻。 7、发电机励磁回路所连接设备的绝缘电阻。 8、发电机励磁回路所连接设备的交流耐压试验。 9、发电机和励磁机轴承的绝缘电阻。 10、灭磁电阻器的直流电阻。 11、灭磁开关的并联电阻。 12、转子绕组的交流阻抗和功率损耗。 13、测温元件的绝缘电阻。 14、轴电

42、压。 15、空载特性曲线录制。 16、短路特性曲线录制 三、大修试验工序 1、试验前准备工作。 2、发电机排氢、拆引线，做热态试验。 1）定子绕组绝缘电阻及吸收比或极化指数。 2）定子绕组泄漏电流和直流耐压。 3）定子绕组交流耐压试验32800V。 3、发电机抽转子后 1）定子绕组的直流电阻。 2）转子绕组直流电阻。 3）转子绕组绝缘电阻。 4）发电机励磁回路所连接设备的绝缘电阻。 5）发电机励磁回路所连接设备的交流耐压试验。 6）发电机和励磁机轴承的绝缘电阻。 7）灭磁电阻器的直流电阻。 8）灭磁开关的并联电阻。 9）转子绕组的交流阻抗和功率损耗（膛外）。 10）测温元件的绝缘电阻。 11）

43、定子绕组端部手包绝缘施加直流电压测量 4、检修后，转子回装前 1）转子绕组绝缘电阻。 2）定子绕组绝缘电阻及吸收比或极化指数。 3）定子绕组泄漏电流和直流耐压。 4）转子绕组的交流阻抗和功率损耗（膛内静止）。 5、转子回装后，通水、充氢，起机。 1）转子绕组的交流阻抗和功率损耗（不同转速）。 2）空载试验 3）短路试验（出口短路、更换绕组时进行） 4）轴电压。 电动机预防性试验项目 电动机的预防性试验包括测量绝缘电阻、直流泄漏电流，直 流耐压试验，工频交流耐压试验，测量定于绕组的直流电阻等。 小修及预试项目： 1、定子绕组绝缘；2、定子绕组直流电阻 大修项目： 修前1、定子绕组绝缘；（耐压前后

44、）2、定子绕组直流电阻；3、直 流耐压及泄露；4、交流耐压 修后1、定子绕组绝缘；（耐压前后）2、直流耐压（降低电压至 额定电压） 电力变压器预防性试验项目 主要有： 1、测量绕组绝缘电阻和吸收比或极化指数； 2、测量绕组泄漏电流； 3、测量绕组介质损失角正切tg； 4、交流耐压试验； 5、测量电容型套管的介质损失角正切tg和电容量 6、测量轭铁梁和穿芯螺杆(可接触到的)的绝缘电阻，铁芯对地、 铁芯对轭铁粱、穿芯螺杆对铁芯的绝缘电阻； 7、测量绕组直流电阻； 8、检查绕组所有分接的电压比； 9、校正三相变压器的组别或单相变压器的极性 10、测量空载电流和空载损耗； 11、绝缘油试验及油中溶解气体色谱分析； 12、检查有载分接开关的动作情况。 复习题 1高压电气设备的预防性试验可以分为哪几类?各类试验有什么特点? 2简述绝缘的吸收比试验的目的。 3，简述介质损耗特性中tsa的意义。 4，简述泄漏电流试验的目的。 5简述交流耐压试验的目的。 6绘图说明交流耐压试验的接线、试验方法和试验特点。 本章结束 点此进入下一章