工頻交流耐壓試驗

1、工頻交流耐壓試驗工頻交流（以下簡稱交流）耐壓試驗是考驗被試品絕緣承受各種過電壓能力最嚴(yán)格有效的方法，對保 證設(shè)備安全運(yùn)行具有重要意義。交流耐壓試驗的電壓、波形、頻率和在被試品絕緣內(nèi)部電壓的分布，均符合實際運(yùn)行情況，因此，能 有效地發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷。交流耐壓試驗應(yīng)在被試品的絕緣電阻及吸收比測量、直流泄漏電流測量及介質(zhì)損失 角正切值tg 8測量均合格后進(jìn)行。如在這些試驗中已查明絕緣有缺陷，則應(yīng)設(shè)法消除，并重新試驗合格后 才能進(jìn)行交流耐壓試驗，以免造成不必要的損壞。交流耐壓試驗對于固體有機(jī)絕緣來說，會使原來存在的絕緣弱點(diǎn)進(jìn)一步發(fā)展（但又不致于在耐壓時擊 穿），使絕緣強(qiáng)度逐漸衰減，形成絕緣內(nèi)部劣化的積累效

2、應(yīng)，這是我們所不希望的。因此，必須正確地選 擇試驗電壓的標(biāo)準(zhǔn)和耐壓時間。試驗電壓越高，發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷的有效性越高，但被試品被擊穿的可能性越 大，積累效應(yīng)也越嚴(yán)重。反之，試驗電壓低，又使設(shè)備在運(yùn)行中擊穿的可能性增加。實際上，國家根據(jù)各 種設(shè)備的絕緣材質(zhì)和可能遭受的過電壓倍數(shù)，規(guī)定了相應(yīng)的出廠試驗電壓標(biāo)準(zhǔn)。具有夾層絕緣的設(shè)備，在 長期運(yùn)行電壓的作用下，絕緣具有累積效應(yīng)，所以現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定運(yùn)行中設(shè)備的試驗電壓，比出廠試驗 電壓有所降低，且按不同設(shè)備區(qū)別對待（主要由設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性和安全性來決定）。但對純瓷套管、充油套管及支持絕緣子則例外，因為它們幾乎沒有累積效應(yīng)，故對運(yùn)行中的設(shè)備就取出廠試驗電壓標(biāo)準(zhǔn)。絕

3、緣的擊穿電壓值與加壓的持續(xù)時間有關(guān)，尤以有機(jī)絕緣特別明顯，其擊穿電壓隨加壓時間的增加而 逐漸下降。有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定耐壓時間為一分鐘，一方面是為了便于觀察被試品情況，使有弱點(diǎn)的絕緣來得及 暴露（固體絕緣發(fā)生熱擊穿需要一定的時間） ；另一方面，又不致時間過長而引起不應(yīng)有的絕緣擊穿。第一節(jié)試驗方法一、原理接線交流耐壓試驗的接線，應(yīng)按被試品的要求（電壓、容量）和現(xiàn)有試驗設(shè)備條件來決定。通常試驗變 壓器是成套設(shè)備（包括控制及調(diào)壓設(shè)備），對調(diào)壓及控制回路加以簡化如圖一所示。Ri圖1圖一所示是串級升壓的試驗變壓器，當(dāng)試驗變壓器的輸出電壓不能滿足試驗所需的電壓時，可采用串 級升壓的方法。需要注意的是串級升壓時，兩

4、臺試驗變壓器的額定電壓應(yīng)該是相同的，而Bsi這時的實際輸出的視在功率與裝置總?cè)萘恐?，（即利用率）?UeI/3UeI =67%進(jìn)行交流耐壓的被試品，一般為容性負(fù)荷，當(dāng)被試品的電容量較大時，電容電流在試驗變壓器的漏抗 上就會產(chǎn)生較大的壓降。由于被試品上的電壓與試驗變壓器漏抗上的電壓相位相反，有可能使被試品上的 電壓比試驗變壓器的輸出電壓還高，因此要求在被試品上直接測量電壓。第1頁共5頁此外，由于被試品的容抗與試驗變壓器的漏抗是串聯(lián)的，因此當(dāng)回路的自振頻率與電源基波或高次 諧撥頻率相同而產(chǎn)生串聯(lián)諧振時，在被試品上就會產(chǎn)生比電源電壓高得多的過電壓。通常調(diào)壓器與試驗變壓器的漏抗不大，而被試品的容抗很

5、大， 所以一般不會產(chǎn)生串聯(lián)諧振過電壓。但在試驗大容量的被試品時，若諧振頻率為50赫，應(yīng)滿足Cx<3184/Xl微法（即Xc<Xl）, Xl是調(diào)壓器和試驗變壓器的漏抗之和。為避 免三次諧波分量諧振，可在試驗變壓器低壓繞組上并聯(lián)LC串聯(lián)回路或采用 線電壓。當(dāng)被試品閃絡(luò)、擊穿或球隙放電時，也會由于試驗變壓器繞組內(nèi)部的電磁震蕩，在試驗變壓器的匝間或?qū)娱g產(chǎn)生過電壓。因此要求在試驗回路內(nèi)串入保護(hù)電阻RrR2,將過電流限制在試驗變壓器與被試品允許的范圍內(nèi)，但保護(hù)電阻不宜選得過大，太大了會由于負(fù)載電流而產(chǎn)生較大的壓降和損耗；Ri的另一作用是在被試品擊穿時，防止試驗變壓器高壓側(cè)產(chǎn)生過大的電動力。Ri

6、按1歐/伏選?。▽τ诖笕萘康谋辉嚻房蛇m當(dāng)選小些）。串聯(lián)在保護(hù)球隙回路中的 R2可按下式計算：R2=242U / 3aCx（歐）球間隙，是為了限制試驗回路可能出現(xiàn)的過電壓，其放電電壓調(diào)整為試驗電壓的1.1倍左右。二、串聯(lián)諧振、并聯(lián)諧振及串并聯(lián)諧振的試驗方法對于長輸電線路、靜電電容器、大型發(fā)電機(jī)和變壓器等電容量較大的被試品的交流耐壓試驗，需要 較大容量的試驗設(shè)備和電源，現(xiàn)場往往難以辦到。在此情況下，可根據(jù)具體情況，分別采用串聯(lián)、并聯(lián)諧 振或串并聯(lián)諧振（也稱串并聯(lián)補(bǔ)償）的方法解決試驗設(shè)備容量不足的問題。（一）串聯(lián)諧振（電壓諧振）法當(dāng)試驗變壓器的額定電壓不能滿足所需試驗電壓用串聯(lián)諧振的方法來解決試驗電

7、壓的不足，試驗接線如圖，但電流容量能滿足被試品試驗電流的情況下，可 2所示。圖2被試品Cx上的電壓決定于試驗回路中的電流I的大小，其值可比試驗變壓器輸出電壓高許多倍，因此，用這種方法能得到所需的試驗電壓。當(dāng)應(yīng)用串聯(lián)諧振法時，以被試品本身的電容和消弧線圈或電感線圈串聯(lián)，并調(diào)節(jié)線圈的電感量，使 其與被試品電容對 50赫產(chǎn)生諧振。利用串聯(lián)諧振作耐壓試驗有兩個優(yōu)點(diǎn)：若被試品擊穿，則諧振終止， 高壓消失；擊穿后電流下降，不致造成被試品擊穿點(diǎn)擴(kuò)大。（二）并聯(lián)諧振（電流諧振）法當(dāng)試驗變壓器的額定電壓能滿足試驗電壓的要求，但電流達(dá)不到被試品所需的試驗電流時，可采用并聯(lián)諧振 對電流加以補(bǔ)償，以解決容量不足的問題

8、，原理接線如圖3所示。圖3并聯(lián)回路兩支路的感抗和容抗分別為Xl和Xc,當(dāng)Xl=Xc時，回路產(chǎn)生諧振。這時雖然兩個支路的電流都很大，但回路的總電流I = 0, Xc上的電壓等于電源電壓。實際上因回路中有電阻和鐵芯的損耗，回路電流不可能完全等于零。（三）串并聯(lián)諧振法除了以上的串聯(lián)、并聯(lián)諧振外，當(dāng)試驗變壓器的額定電壓和額定電流都不能滿足試驗要求時，可同 時運(yùn)用串、并聯(lián)諧振線路，通稱串并聯(lián)補(bǔ)償法，其原理如圖4所示。Ri圖4使L2對Cx欠補(bǔ)償，即并聯(lián)后仍呈容性負(fù)荷，再與Li形成串聯(lián)諧振，這樣能同時滿足試驗電壓和電流的要求。對要求試驗電壓高、電容量大的被試品，常采用圖4接線。（四）采用串聯(lián)、并聯(lián)諧振和串并

9、聯(lián)諧振法的注意事項1 .電源電壓和頻率要求穩(wěn)定，避免用電阻器調(diào)壓；2 .回路電阻Ri要有足夠的熱容量，并保持穩(wěn)定；3 .試驗電壓直接在被試品兩端測量；4 .電感線圈應(yīng)滿足電流和絕緣強(qiáng)度的要求；5 .對于并聯(lián)諧振，當(dāng)被試品擊穿，諧振停止時，試驗變壓器有過流的可能，因此，要求過流速斷保 護(hù)可靠動作；6 .對于串聯(lián)諧振，當(dāng)被試品擊穿時，回路中的電流減小電壓降低，所以除了正常的過流保護(hù)外，還 應(yīng)有欠壓保護(hù)措施。第二節(jié)試驗設(shè)備.高壓試驗變壓器第3頁共5頁高壓試驗變壓器，具有電壓高、容量?。ǜ邏狠敵鲭娏饕话銥?0.1-1 安培） 、高壓繞組一端接地、持 續(xù)工作時間短的特點(diǎn)，在使用時應(yīng)考慮這些特點(diǎn)。1. 設(shè)

10、備電壓的選擇根據(jù)被試設(shè)備對試驗電壓的要求，選用電壓合適的試驗變壓器，并應(yīng)考慮試驗變壓器低壓側(cè)電壓是否和試驗現(xiàn)場電源電壓及調(diào)壓器相符。2. 試驗電流的選擇試驗變壓器的額定電流，應(yīng)能滿足過流被試品的電容電流和泄漏電流的要求。一般按試驗時所加的電壓和被試品的電容量來所需的試驗電源，可按下式計算：I c=gjCXUS試驗所需的電源容量按下式計算：P=3 GU2X 10-3（千伏安）二 . 調(diào)壓器調(diào)壓器應(yīng)能從零開始平滑地調(diào)節(jié)電壓，以滿足試驗所需要的任意電壓。調(diào)壓器的輸出波形，應(yīng)盡可能地接近正弦波，容量也應(yīng)滿足試驗變壓器的要求，通常與試驗變壓器容量相同。如試驗變壓器工作時間較短，調(diào)壓器的容量可略小些。常用

11、的調(diào)壓器有自耦調(diào)壓器、移卷調(diào)壓器和感應(yīng)調(diào)壓器。1 . 自耦調(diào)壓器自耦調(diào)壓器的應(yīng)用廣泛，它具有體積小、重量輕、效率高、波形好等優(yōu)點(diǎn)。自耦調(diào)壓器是用移動碳刷 接觸調(diào)壓，所以容量受到限制，適用于小容量調(diào)壓。2 .移卷調(diào)壓器移卷調(diào)壓器是通過移動一個可活動的線圈來調(diào)壓的，移卷調(diào)壓器的調(diào)壓范圍寬，并與試驗變壓器配套，電壓可達(dá) 10 千伏。主要缺點(diǎn)是效率低、空載電流大，在低電壓和接近額定電壓下使用，波形容易發(fā)生畸變。第三節(jié) 試驗電壓的測量1 . 在試驗變壓器低壓側(cè)測量對于一般瓷質(zhì)絕緣、斷路器、絕緣工具等，可測取試驗變壓器低壓側(cè)的電壓，再通過變比換算至高壓側(cè)電壓，適用于負(fù)荷容量比電源容量小得多，測量準(zhǔn)確度要求

12、不高的情況。2 . 用電壓互感器測量將電壓互感器的原邊并接在被試品的兩端在電壓互感器的副邊測量電壓，根據(jù)測得的電壓和電壓互感器的變壓比計算出高壓側(cè)的電壓。為保證測量的準(zhǔn)確度，電壓互感器的精度等級應(yīng)不低于1 級，電壓表不低于 0.5 級。3 . 用高壓靜電電壓表測量用高壓靜電電壓表測量工頻高壓的有效值，將高壓靜電電壓表接于被試設(shè)備的兩端，可直接讀出加于被試設(shè)備上的高壓。這種方法比較簡單、準(zhǔn)確，缺點(diǎn)是：測量時易受電磁場和風(fēng)的影響，故一般被用于實驗室測量。4 . 用電容分壓器測量用電容分壓器測量高壓的方法是目前現(xiàn)場經(jīng)常采用的方法，分壓器結(jié)構(gòu)簡單，攜帶方便準(zhǔn)確度也比較高?，F(xiàn)場常用的還有阻容分壓器，接入

13、并聯(lián)電阻后使測量系統(tǒng)有良好的升降特性。第四節(jié) 試驗分析和注意事項. 試驗分析對于絕緣良好的被試品，在交流耐壓中不應(yīng)擊穿，是否擊穿可根據(jù)下述現(xiàn)象來分析。1. 根據(jù)試驗賄賂接入表記的指示進(jìn)行分析。一般情況下，電流表突然上升，說明被試品已擊穿。但當(dāng)被試品的容抗Xc與試驗變壓器的漏抗 XL之比等于2時，雖然被試品已擊穿。但電流表的指示不變（因為賄賂電抗X=l Xc-Xl I ,所以當(dāng)被試品短路 Xc=0時，回路中仍有 Xl存在，與被試品擊穿前的電抗值是相等 的，故電流表的指示不會發(fā)生變化）；當(dāng)汽與Xl的比值小于2時，被試品擊穿后，使試驗回路的電抗增大， 電流表指示反而下降。通常Xc XL ，不會出現(xiàn)上

14、述情況，只有在被試品電容量很大或試驗變壓器容量不夠時，才有可能發(fā)生。此時，應(yīng)以接在高壓端測量被試品上的電壓表來判斷，被試品擊穿時，電壓表指示明顯下降。低壓側(cè)電壓表的指示也會有所下降。2. 根據(jù)被試品的狀況進(jìn)行分析。被試品發(fā)出擊穿響聲（或斷續(xù)放電聲） 、冒煙、出氣、焦臭、閃弧、 燃燒等，都是不容許的，應(yīng)查明原因。這些現(xiàn)象如果確定是絕緣部分出現(xiàn)的，則認(rèn)為是被試品存在缺陷或 擊穿。二 . 注意事項1） 被試品為有機(jī)絕緣材料時，試驗后應(yīng)立即觸摸，如出現(xiàn)普遍或局部發(fā)熱，則認(rèn)為絕緣不良，應(yīng)即時處理，然后再作試驗.2） 對夾層絕緣或有機(jī)絕緣材料的設(shè)備，如果耐壓試驗后的絕緣電阻，比耐壓前下降30%，則認(rèn)為該試品不合格。3） 在試驗過程中，若由于空氣濕度、溫度、表面臟污等影響，引起被試品表面滑閃放電或空氣放電，不應(yīng)認(rèn)為被試品不合格，須經(jīng)清潔、干燥處理后，再進(jìn)行試驗。4） 升壓必須從零開始，不可沖擊合閘。升壓速度在40%試驗電