高压作业.docx
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高压作业
高压作业
绝缘的耐压试验:
人工制造一个工频交流高压、直流高压、雷电冲击高压、操作冲击高压等,模拟电气设备的绝缘在运行中受到的工作电压,用以考验各种绝缘耐受这些高电压作用的能力。
特点:
具有破坏性试验的性质。
一般用于设备的各种交接期、运行试验周期、大修改造后、或怀疑设备有缺陷时进行,以试图因此发现设备隐患避免设备事故或界定责任。
难点问题:
由于电气设备电压和容量的不断提高,相应要获得各种符合要求的试验用高电压和大容量越来越困难,这是高电压试验技术发展中需要不断解决的问题。
主要内容:
主要介绍产生各种试验电压的高电压设备、各种高电压的测量方法以及绝缘高电压试验的接线和实施方法。
第一工频耐压试验
工频耐压试验不仅仅为了检验绝缘在工频交流工作电压下的性能,也用来等效地检验绝缘对操作过电压和雷电过电压地耐受能力。
1、工频高压试验的基本接线图
2、工频高电压的产生
对试验设备的要求
*电压---输出稳定、可平滑调节
*波形---正负半波对称的正弦波
*容量---交流试验变压器高压侧电流和额定容量都主要取决于被试品的电容
通常采用高压试验变压器或其串级装置来产生。
对电缆、电容器等电容量较大的被试品,可采用串联谐振回路来获得试验用的工频高电压。
工频高压装置是耐压试验中最基本的设备,也是产生其他类型高电压的设备基础部件。
3、工频电压测量
1.静电电压表
2.峰值电压表
3.分压器—利用串联电容反比分压的原理用低压电压表来获得高电压的值。
---对设备的要求---介损尽量少,电感尽可能的小。
4.球隙测量---简单、受大气状态影响大、精度不高,用于估量高压电压。
工频耐压试验
1.防止工频过电压
*容性负载的充电过电压—容升效应
*电流突变过电压---试品的突然放电、断电等
2.波形的崎变和改善---电源波不理想---LC虑波
3.外施电压和感应电压试验
第二直流耐压试验
被试品的电容量很大的场合(例如长电缆段、电力电容器等),用工频给交流高电压进行绝缘试验时会出现很大的电容电流,要求试验装置具有很大的容量,很难做到。
这时用直流耐压试验来代替工频耐压试验。
直流输电工程的增多促使直流耐压试验的广泛应用。
(一)、直流高电压的产生
将工频高电压经高压整流器而变换成直流高电压。
利用倍压整流原理制成的直流高压串级装置(或称串级直流高压发生器)能产生出更高的直流试验电压。
1、高压整流器
主要技术参数
额定整流电流
通过整流器的正向电流在一个周期内的平均值。
额定反峰电压
当整流器阻断时,其两端容许出现的最高反向电压峰值。
2、倍压整流回路
3、串级直流高压发生器
利用图5-7(b)中的倍压整流电路作为基本单元,多级串联起来即可组成一台串级直流高压发生器,如图5-8所示。
(二)、直流耐压试验的特点和应用范围
特点:
只有微安级泄漏电流,试验设备的容量较小。
试验时可同时测量泄漏电流,由所得得“电压-电流”曲线能有效地显示绝缘内部的集中性缺陷或受潮。
用于旋转电机时,能使电机定子绕组的端部绝缘也受到较高电压的作用,发现端部绝缘中的缺陷。
直流电压下,绝缘内的电压分布由电导决定,因而与交流运行电压下的电压分布不同,所以交流电气设备的绝缘考验不如交流耐压试验那样接近实际。
直流高电压的广泛应用
直流耐压试验
各种输电设备的直流耐压试验
典型气隙的直流击穿特性
超高压直流输电线上的直流电晕及其各种派生效应。
各种绝缘材料和绝缘结构在直流高压下的电气性能。
各种直流输电设备的直流耐压试验。
绝缘评估的试验方法
绝缘电阻、吸收比、泄漏电流的测量
绝缘电阻最基本的综合性特性参数。
组合绝缘和层式结构,在直流电压下均有明显得吸收现象,使外电路中有一个随时间而衰减的吸收电流。
吸收比检验绝缘是否严重受潮或存在局部缺陷。
泄漏电流所加直流电压高得多。
绝缘电阻是反应绝缘性能的最基本的指标之一。
通常用兆欧表(俗称摇表)来测量绝缘电阻。
(一)介质的吸收现象
在电介质上施加直流电压,将有电流流过电介质,电流可分为三部分。
i1:
纯电容电流。
由电极间几何电容C0以及介质中的无损极化决定,又称几何电流。
其存在时间很短,很快衰减到零。
i2:
吸收电流。
由介质的有损极化过程所决定。
其存在时间较长,衰减较慢。
i3:
电导电流。
也叫泄漏电流。
不随时间变化,与绝缘电阻值相对应。
C0:
纯电容支路
ic=i1
Ra、Ca:
有损极化电流支路
ia=i2
R~:
电导电流支路
i~=i3
吸收现象:
当把直流电压施加在介质上时,出现随时间而衰减的直流分量,这种现象成为吸收现象。
绝缘良好时,吸收电流持续时间长达数十秒或数分钟。
绝缘劣化和受潮时,吸收电流持续时间短,且泄露电流比重增大,故吸收现象不明显。
工程上常利用这一现象来判断绝缘的受潮与否。
判断方法:
用兆欧表测量60s和15s时的绝缘电阻值并分别记为R60和R15,当R60/R15的比值越大,绝缘越干燥。
一般,K1=R60/R151.3,认为绝缘状态良好。
对高电压、大容量电力变压器的吸收现象费时很长,K1有时不足以反应全过程,此时采用极化指数K2=R10min/R1min。
测量绝缘电阻时,其值是不断变化的。
通常所说的绝缘电阻均指吸收电流衰减完毕后的稳态电阻值。
受潮时,绝缘电阻显著降低。
因此,测量绝缘电阻能揭示绝缘整体受潮、局部严重受潮、存在贯穿性缺陷等情况。
但有局限性。
吸收比是同一试品在两个不同时刻的绝缘电阻的比值,所以排除了绝缘结构和体积尺寸的影响。
一般以作为设备绝缘状态良好的标准亦不尽合适,有些变压器的虽大于1.3,但R值却很低;有些,但R值却很高。
所以应将R值和值结合起来考虑,方能作出比较准确的判断。
(二)绝缘电阻和吸收比的测量
利用兆欧表进行测量。
1、试验原理
介质在直流电压作用下的吸收现象,即电流的三个组成部分,其中的泄漏电流。
1、试验原理
绝缘好,吸收过程慢,吸收现象明显;
受潮严重,吸收过程快,吸收现象不明显。
根据试品电流的变化来判断试品绝缘状况。
2、试验应用
反映试品贯穿性缺陷;
绝缘电阻的横向对比与纵向对比;
用以反映大容量设备的绝缘状况。
L:
火线
E:
地线
G:
屏蔽极
Rx:
被试品
G:
直流发电机
兆欧表原理接线图
兆欧表有三个接线端子:
线路端子(L)、接地端子(E)和保护(屏蔽)端子(G)。
被试绝缘接在端子L和E之间,而保护端子G的作用是使绝缘表面泄漏电流不要流过线圈LA测得的绝缘体积电阻不受绝缘表面状态的影响。
端子G的作用:
若没有G,则从法兰沿套管表面圈的泄露电流也将流过线圈LA,此时,兆欧表测得的反应套管总的绝缘电阻(包括体积电阻和表面电阻)。
而真正能够反应绝缘电阻的是体积电阻,为了能单独测体积电阻,则在芯柱附近的套管表面圈一金属屏蔽环极,并将此环极接入兆欧表的端子G。
因此,由法兰经套管表面的漏导电流到了屏蔽环极就经端子G直接流回发电机负极。
可以真实反应体积绝缘电阻。
4、试验注意事项
断电、放电;
摇速;
先断回路再停转;
引线要绝缘;
测完要放电;
纠正温度。
泄漏电流的测量
一、试验目的:
分布性缺陷;
贯穿性缺陷;
整体受潮等。
一、特点
反映绝缘电阻值,但有一些特点:
加在试品上的直流电压比兆欧表的工作电压高得多。
故能发现兆欧表所不能发现的缺陷。
施加在试品上的直流电压是逐渐增大的,这样就可以在升压过程中监视泄漏电流的增长动向。
在电压升到规定的试验电压值后,要保持1min再读出最后的泄漏电流值。
当绝缘良好时,泄漏电流应保持稳定,且其值很小。
下图是发电机的几种不同的泄漏电流变化曲线。
三、泄漏电流试验接线图如图所示
其中V为高压整流元件,C为稳压电容,PV2为高压静电电压表,TO为被试品。
几种接线方式的对比
几种接线方式的对比
四、注意事项:
测量泄漏电流用的微安表需用并联放电管V进行保护。
当流过微安表的电流超过某一定值时,电阻R1上的压降将引起V的放电而达到保护微安表的目的。
介质损耗角正切的测量
介质的功率损耗P与介质损耗角正切成正比,所以后者是绝缘品质的重要指标,测量值是判断电气设备绝缘状态地一项灵敏有效的方法。
能反映绝缘的整体性缺陷(如全面老化)和小电容试品中的严重局部性缺陷。
测量不能灵敏地反映大容量发电机、变压器和电力电缆绝缘中的局部性缺陷,应尽可能将这些设备分解成几个部分,然后分别测量它们的。
二、试验设备——西林电桥基本原理
其中被试品的等值电容和电阻分别为Cx和Rx;R3为可调的无感电阻;CN为高压标准电容器的电容;C4为可调电容;R4为定值无感电阻;P为交流检流计。
三、试验接线
正接线
正接线
两极对地均绝缘,对操作者无危险;
试验较准确;
应尽量采用。
反接线
西林电桥反接线原理
电桥平衡的过程与正接线时无异,所不同者在于各个调节元件、检流计和屏蔽网均处于高电位,故必须保证足够的绝缘水平和采取可靠的保护措施。
反接线
适用于一端固定接地;
操作者用绝缘杆操作。
四、测量的影响因素
(一)外界电磁场的干扰影响
干扰包括高压电源和试验现场高压带电体引起的电场干扰。
在现场测试条件下,电桥往往处于一个相当显著的交变磁场中,这时电桥接线内也会感应出一个干扰电势,对电桥的平衡产生影响,也将导致测量误差。
消除干扰的方法:
金属屏蔽网和屏蔽电缆
(二)温度的影响
一般来说,随温度的增高而增大。
为了便于比较,应将在各种温度下测得的值换算到20℃时的值。
(三)试验电压的影响
(四)试品电容量的影响
对电容量较大的试品(例如大中型发电机、变压器、电力电缆、电力电容器等),测量只能发现整体分布性缺陷,因而用测量介质损耗角正切的方法来判断绝缘状态就不很灵敏了。
(五)试品表面泄漏电流的影响
测试前应清除绝缘表面的积污和水分,必要时还可以在绝缘表面上装设屏蔽极。
绝缘状态的综合判断
种种非破坏性试验项目,各具功能,也各有局限性。
必须将各项试验结果联系起来进行综合分析。
当有个别试验项目不合格时,宜用“三比较”办法来处理:
与同类型设备比较
在同一设备的三相试验结果之间进行比较
与该设备技术档案中的历年试验所得数据作比较