[教学研究]高压电气设备试验内容与原理.doc

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1、高压电气设备试验内容与原理 11绪论 随着电力工业的飞速发展，机组参数、系统电压等级逐步提高，电气设备的绝缘强度、系统过电压的限制水平对系统安全经济运行的影响日益突出。据统计，高压电网的各种故障多是由于高压电气设备绝缘的损坏所致，因此了解设备绝缘特性，掌握绝缘状况，不断提高电气设备绝缘水平是电力系统安全经济运行的根本保证。 高压电气设备在运行中必须保持良好的绝缘，为此从设备的制造开始，要进行一系列绝缘测试。这些测试包括：在制造时对原材料的试验、制造过程的中间试验、产品的定性及出厂试验、在使用现场安装后的交接试验、使用中为维护运行而进行的绝缘预防性试验等。其中电气设备的交接试验和预防性试验是两类

2、最重要的试验，中华人民共和国电力行业标准和国家标准：DL/T5961996电力设备预防性试验规程和GB50150-91电气设备交接试验标准详细地介绍了各项试验的内容和标准。 12绝缘预防性试验 电气设备绝缘预防性试验是保证设备安全运行的重要措施，通过试验，掌握设备绝缘状况，及时发现绝缘内部隐藏的缺陷，并通过检修加以消除，严重者必须予以更换，以免设备在运行中发生绝缘击穿，造成停电或设备损坏等不可挽回的损失。 绝缘预防性试验可分为两大类：一类是非破坏性试验或称绝缘特性试验，是在较低的电压下或用其他不会损坏绝缘的办法来测量的各种特性参数，主要包括测量绝缘电阻、泄漏电流、介质损耗角正切值等，从而判断绝

3、缘内部有无缺陷。实验证明，这类方法是行之有效的，但目前还不能只靠它来可靠的判断绝缘的耐电强度。另一类是破坏性试验或称耐压试验，试验所加电压高于设备的工作电压，对绝缘考验非常严格，特别是揭露那些危险性较大的集中性缺陷，并能保证绝缘有一定的耐电强度，主要包括直流耐压、交流耐压等。耐压试验的缺点是会给绝缘造成一定的损伤。 13电气设备交接试验 为适应电气装置安装工程和电气设备交接试验的需要，促进电气设备交接试验新技术的推广和应用，国家标准GB50150-91电气设备交接试验标准详细地介绍了各项试验的内容和标准。电气设备交接试验除了部分绝缘预防性试验还有其它一些特性试验，例如变压器直流电阻和变比测试、

4、断路器回路电阻测试等。 14绝缘预防性试验的基本原理 141绝缘电阻的测试绝缘电阻的测试是电气设备绝缘测试中应用最广泛，试验最方便的项目。绝缘电阻值的大小，能有效地反映绝缘的整体受潮、污秽以及严重过热老化等缺陷。绝缘电阻的测试最常用的仪表是绝缘电阻测试仪（兆欧表）。 绝缘电阻测试仪（兆欧表）通常有100V、250V、500V、1000V、2500V和5000V等类型。使用兆欧表应按照DL/T596电力设备预防性试验规程的有关规定。 142泄漏电流的测试 一般直流兆欧表的电压在2.5KV以下，比某些电气设备的工作电压要低得多。如果认为兆欧表的测量电压太低，还可以采用加直流高压来测量电气设备的泄漏

5、电流。当设备存在某些缺陷时，高压下的泄漏电流要比低压下的大得多，亦即高压下的绝缘电阻要比低压下的电阻小得多。 测量设备的泄漏电流和绝缘电阻本质上没有多大区别，但是泄漏电流的测量有如下特点： （1）试验电压比兆欧表高得多，绝缘本身的缺陷容易暴露，能发现一些尚未贯通的集中性缺陷。 （2）通过测量泄漏电流和外加电压的关系有助于分析绝缘的缺陷类型，如图1-1所示。 （3）泄漏电流测量用的微安表要比兆欧表精度高。 143直流耐压试验 直流耐压试验电压较高，对发现绝缘某些局部缺陷具有特殊的作用，可与泄漏电流试验同时进行。 直流耐压试验与交流耐压试验相比，具有试验设备轻便、对绝缘损伤小和易于发现设备的局部缺

6、陷等优点。与交流耐压试验相比，直流耐压试验的主要缺点是由于交、直流下绝缘内部的电压分布不同，直流耐压试验对绝缘的考验不如交流更接近实际。 144交流耐压试验 交流耐压试验对绝缘的考验非常严格,能有效地发现较危险的集中性缺陷。它是鉴定电气设备绝缘强度最直接的方法，对于判断电气设备能否投入运行具有决定性的意义,也是保证设备绝缘水平、避免发生绝缘事故的重要手段。 交流耐压试验有时可能使绝缘中的一些弱点更加发展，因此在试验前必须对试品先进行绝缘电阻、吸收比、泄漏电流和介质损耗等项目的试验，若试验结果合格方能进行交流耐压试验。否则,应及时处理，待各项指标合格后再进行交流耐压试验,以免造成不应有的绝缘损伤

7、。 145介质损耗因数tg测试 介质损耗因数tg是反映绝缘性能的基本指标之一。介质损耗因数tg反映绝缘损耗的特征参数，它可以很灵敏地发现电气设备绝缘整体受潮、劣化变质以及小体积设备贯通和未贯通的局部缺陷。 介质损耗因数tg与绝缘电阻和泄漏电流的测试相比具有明显的优点，它与试验电压、试品尺寸等因素无关，更便于判断电气设备绝缘变化情况。因此介质损耗因数tg为高压电气设备绝缘测试的最基本的试验之一。 介质损耗因数tg可以有效的发现绝缘的下列缺陷： （1）受潮；（2）穿透性导电通道；（3）绝缘内含气泡的游离，绝缘分层、脱壳；（4）绝缘有脏污、劣化老电气设备交接试验标准(一)第一章 总 则 第条 为适应

8、电气装置安装工程电气设备交接试验的需要，促进电气设备交接试验新技术的推广和应用，特制订本标准。 第1.0.2条 本标准适用于500kV及以下新安装电气设备的交接试验。本标准不适用于安装在煤矿井下或其它有爆炸危险场所的电气设备。 第1.0.3条 断电保护、自动、远动、通讯、测量、整流装置以及电气设备的机械部分等的交接试验，应分别按有关标准或规范的规定进行。 第1.0.4条 电气设备应按照本标准进行耐压试验，但对110kV及以上的电气设备，当本标准条款没有规定时，可不进行交流耐压试验。 交流耐压试验时加至试验标准电压后的持续时间，无特殊说明时，应为1min。 耐压试验电压值以额定电压的倍数计算时，

9、发电机和电动机应按铭牌额定电压计算，电缆可按电缆额定电压计算。 非标准电压等级的电气设备，其交流耐压试验电压值，当没有规定时，可根据本标准规定的相邻电压等级按比例采用插入法计算。 进行绝缘试验时,除制造厂装配的成套设备外,宜将连接在一起的各种设备分离开来单独试验。同一试验标准的设备可以连在一起试验。为便于现场试验工作,已有出厂试验记录的同一电压等级不同试验标准的电气设备,在单独试验有困难时,也可以连在一起进行试验。试验标准应采用连接的各种设备中的最低标准。 油浸式变压器、电抗器及消弧线圈的绝缘试验应在充满合格油静置一定时间，待气泡消除后方可进行。静置时间按产品要求，当制造厂无规定时，对电压等级

10、为500kV的，须静置72h以上；220330kV的为48h以上；110kV及以下的 为24h以上。 第1.0.5条 进行电气绝缘的测量和试验时，当只有个别项目达不到本标准的规定时，则应根据全面的试验记录进行综合判断，经综合判断认为可以投入运行者，可以投入运行。 第1.0.6条 当电气设备的额定电压与实际使用的额定工作电压不同时,应按下列规定确定试验电压的标准: 一、采用额定电压较高的电气设备在于加强绝缘时，应按照设备的额定电压的试验标准进行； 二、采用较高电压等级的电气设备在于满足产品通用性及机械强度的要求时，可以按照设备实际使用的额定工作电压的试验标准进行； 三、采用较高电压等级的电气设备

11、在于满足高海拔地区要求时，应在安装地点按实际使用的额定工作电压的试验标准进行。 第1.0.7条 在进行与温度及湿度有关的各种试验时，应同时测量被试物温度和周围的温度及湿度。绝缘试验应在良好天气且被试物温度及仪器周围温度不宜低于5，空气相对湿度不宜高于80%的条件下进行。 试验时，应注意环境温度的影响，对油浸式变压器、电抗器及消弧线圈，应以变压器、电抗器及消弧线圈的上层油温作为测试温度。 本标准中使用常温为1040；运行温度为75。 第1.0.8条 本标准中所列的绝缘电阻测量，应使用60s的绝缘电阻值；吸收比的测量应使用60s与15s绝缘电阻值的比值；极化指数应为10min与1min的绝缘电阻值

12、的比值。 第1.0.9条 多绕组设备进行绝缘试验时，非被试绕组应予短路接地。 第1.0.10条 测量绝缘电阻时，采用兆欧表的电压等级，在本标准未作特殊规定时，应按下列规定执行： 一、100V以下的电气设备或回路，采用250V兆欧表； 二、500V以下至100V的电气设备或回路，采用500V兆欧表； 三、3000V以下至500V的电气设备或回路，采用1000V兆欧表； 四、10000V以下至3000V的电气设备或回路，采用2500V兆欧表； 五、10000V及以上的电气设备或回路，采用2500V或5000V兆欧表。 第1.0.11条 本标准的高压试验方法，应按现行国家标准高电压试验技术的规定进行

13、。 电气设备交接试验标准(二)第三章 直 流 电 机 第；额定电压为1000V及以上，在运行温度时的绝缘电阻值，定子绕组不应低于每千伏1M。绝缘电阻温度换算可按本标准附录二的规定进 行。 二、1000V及以上的电动机应测量吸收比。吸收比不应低于1.2，中性点可拆开的应分相测量。 注：进行交流耐压试验时，绕组的绝缘应满足本条第一、二款的要求。 交流耐压试验合格的电动机，当其绝缘电阻值在接近运行温度、环氧粉云母绝缘的电动机则在常温下不低于其额定电压每千伏1M时，可以投入运行。但在投运前不应再拆开端盖进行内部作业。 第5.0.3条 测量绕组的直流电阻，应符合下述规定： 1000V以上或容量100kW

14、以上的电动机各相绕组直流电阻值相互差别不应超过其最小值的2%，中性点未引出的电动机可测量线间直流电阻，其相互差别不应超过其最小值的1%。 第5.0.4条 定子绕组直流耐压试验和泄漏电流测量，应符合下述规定： 1000V以上及1000kW以上、中性点连线已引出至出线端子板的定子绕组应分相进行直流耐压试验。试验电压为定子绕组额定电压的3倍。在规定的试验电压下，各相泄漏电流的值不应大于最小值的100%；当最大泄漏电流在20。 第5.0.11条 检查定子绕组的极性及其连接应正确。中性点未引出者可不检查极性。 第5.0.12条 电动机空载转动检查的运行时间可为2h，并记录电动机的空载电流。当电动机与其机

15、械部分的连接不易拆开时，可连在一起进行空载转动检查试 验。 第六章 电力变压器 第6.0.1条 电力变压器的试验项目，应包括下列内容： 一、测量绕组连同套管的直流电阻； 二、检查所有分接头的变压比； 三、检查变压器的三相接线组别和单相变压器引出线的极性； 四、测量绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数； 五、测量绕组连同套管的介质损耗角正切值tg； 六、测量绕组连同套管的直流泄漏电流； 七、绕组连同套管的交流耐压试验； 八、绕组连同套管的局部放电试验； 九、测量与铁芯绝缘的各紧固件及铁芯接地线引出套管对外壳的绝缘电阻； 十、非纯瓷套管的试验； 十一、绝缘油试验； 十二、有载调压切换装置的检查

16、和试验； 十三、额定电压下的冲击合闸试验； 十四、检查相位； 十五、测量噪音。 注：1600kVA以上油浸式电力变压器的试验，应按本条全部项目的规定进 行。 1600kVA及以下油浸式电力变压器的试验，可按本条的第一、二、三、四、七、九、十、十一、十二、十四款的规定进行。 干式变压器的试验，可按本条的第一、二、三、四、七、九、十二、十三、十四款的规定进行。 变流、整流变压器的试验，可按本条的第一、二、三、四、七、九、十一、十二、十三、十四款的规定进行。 电炉变压器的试验，可按本条的第一、二、三、四、七、九、十、十一、十二、十三、十四款的规定进行。 电压等级在35kV及以上的变压器，在交接时，应

17、提交变压器及非纯瓷套管的出厂试验记录。 第6.0.2条 测量绕组连同套管的直流电阻，应符合下列规定： 一、测量应在各分接头的所有位置上进行； 二、1600kVA及以下三相变压器，各相测得值的相互差值应小于平均值的4%，线间测得值的相互差值应小于平均值的2%；1600kVA以上三相变压器，各相测得值的相互差值应小于平均值的2%；线间测得值的相互差值应小于平均值的 1%； 三、变压器的直流电阻，与同温下产品出厂实测数值比较，相应变化不应大于2%； 四、由于变压器结构等原因，差值超过本条第二款时，可只按本条第三款进行比较。 第6.0.3条 检查所有分接头的变压比，与制造厂铭牌数据相比应无明显差别，且

18、应符合变压比的规律；电压等级在220kV及以上的电力变压器，其变压比的允许误差在额定分接头位置时为0.5%。 第6.0.4条 检查变压器的三相接线组别和单相变压器引出线的极性，必须与设计要求及铭牌上的标记和外壳上的符号相符。 第6.0.5条 测量绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数，应符合下列规定： 一、绝缘电阻值不应低于产品出厂试验值的70%。 二、当测量温度与产品出厂试验时的温度不符合时，可按表6.0.5换算到同一温度时的数值进行比较。 表 6.0.5 油浸式电力变压器绝缘电阻的温度换算系数 温度差K 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 换算系数A 1

19、.2 1.5 1.8 2.3 2.8 3.4 4.1 5.1 6.2 7.5 9.2 11.2 注：表中K为实测温度减去20的绝对值。 当测量绝缘电阻的温度差不是表中所列数值时,其换算系数A可用线性插入法确定,也可按下述公式计算: (6.0.5-1) 校正到20时的绝缘电阻值可用下述公式计算： 当实测温度为20以上时： (6.0.5-2) 当实测温度为20以下时： (6.0.5-3) 式中 R20校正到20时的绝缘电阻值(M)； Rt在测量温度下的绝缘电阻值(M)。 三、变压器电压等级为35kV及以上，且容量在4000kVA及以上时，应测量吸收比。吸收比与产品出厂值相比应无明显差别，在常温下不

20、应小于1.3。 四、变压器电压等级为220kV及以上且容量为120MVA及以上时，宜测量极化指数。测得值与产品出厂值相比，应无明显差别。 第6.0.6条 测量绕组连同套管的介质损耗角正切值tg，应符合下列规定： 一、当变压器电压等级为35kV及以上，且容量在8000kVA及以上时，应测量介质损耗角正切值tg； 二、被测绕组的tg值不应大于产品出厂试验值的130%； 三、当测量时的温度与产品出厂试验温度不符合时，可按表6.0.6换算到同一温度时的数值进行比较。 表 6.0.6 介质损耗角正切值tg(%)温度换算系数 温度差K 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 换算系数A

21、1.15 1.3 1.5 1.7 1.9 2.2 2.5 2.9 3.3 3.7 注：表中K为实测温度减去20的绝对值。 当测量时的温度差不是表中所列数值时，其换算系数A可用线性插入法确定，也可按下述公式计算： (6.0.6-1) 校正到20时的介质损耗角正切值可用下述公式计算： 当测量温度在20以上时： (6.0.6-2) 当测量温度在20以下时： (6.0.6-3) 式中 tg20校正到20时的介质损耗角正切值； tgt在测量温度下的介质损耗角正切值。 第6.0.7条 测量绕组连同套管的直流泄漏电流，应符合下列规定： 一、当变压器电压等级为35kV及以上，且容量在10000kVA及以上时，

22、应测量直流泄漏电流； 二、试验电压标准应符合表6.0.7的规定。当施加试验电压达1min时，在高压端读取泄漏电流。泄漏电流值不宜超过本标准附录三的规定。 表6.0.7 油浸式电力变压器直流泄漏试验电压标准 绕组额定电压(kV) 610 2035 63330 500 直流试验电压(kV) 10 20 40 60 注：绕组额定电压为13.8kV及15.75kV时，按10kV级标准；18kV时，按20kV级标准。 分级绝缘变压器仍按被试绕组电压等级的标准。 第6.0.8条 绕组连同套管的交流耐压试验，应符合下列规定： 一、容量为8000kVA以下、绕组额定电压在110kV以下的变压器，应按本标准附录

23、一试验电压标准进行交流耐压试验； 二、容量为8000kVA及以上、绕组额定电压在110kV以下的变压器，在有试验设备时，可按本标准附录一试验电压标准进行交流耐压试验。 第6.0.9条 绕组连同套管的局部放电试验，应符合下列规定： 一、电压等级为500kV的变压器宜进行局部放电试验，实测放电量应符合下列规定： 1.预加电压为 。 2.测量电压在 下，时间为30min，视在放电量不宜大于300pC。 3.测量电压在 下，时间为30min，视在放电量不宜大于500pC。 4.上述测量电压的选择，按合同规定。 注：Um均为设备的最高电压有效值。 二、电压等级为220kV及330kV的变压器，当有试验设

24、备时宜进行局部放电试验。 三、局部放电试验方法及在放电量超出上述规定时的判断方法，均按现行国家标准电力变压器中的有关规定进行。 第6.0.10条 测量与铁芯绝缘的各紧固件及铁芯接地线引出套管对外壳的绝缘电阻，应符合下列规定： 一、进行器身检查的变压器，应测量可接触到的穿芯螺栓、轭铁夹件及绑扎钢带对铁轭、铁芯、油箱及绕组压环的绝缘电阻； 二、采用2500V兆欧表测量，持续时间为1min，应无闪络及击穿现象； 三、当轭铁梁及穿芯螺栓一端与铁芯连接时，应将连接片断开后进行试验； 四、铁芯必须为一点接地；对变压器上有专用的铁芯接地线引出套管时，应在注油前测量其对外壳的绝缘电阻。 第6.0.11条 非纯瓷套管的试验，应按本标准第十五章“套管”的规定进行。 第6.0.12条 绝缘油的试验，应符合下列规定： 一、绝缘油试验类别应符合本标准表19.0.2的规定；试验项目及标准应符合表19.0.1的规定。 试验的作用：都是为了测试设备性能防范故障发生，前者是在设备安装 更改后 验收性质的初次试验，后者是运行期间例行做的。试验的内容 项目有所差异。交接试验就是你们公司把产品交付客户时，为了发现新设备在设计、制造、运输、安装过程中产生的隐患，诊断是否符合投入运行的条件，对新设备进行的检测试验。预防性试验是定时定期对设备进行检测或试验。比如3个月一次，半年或一年几次的预防性检测或试验，排除是否存在隐患