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