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高压试验技术培训教材.doc
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根本知识
1、高压试验技术培训的意义和目的:
电力系统中 60%以上的停电事故都是由电气设备的绝缘缺陷引起的,而设备绝缘局部的劣化、缺
陷的开展都有一定的开展期,在这个期间,绝缘材料会发出各种物理、化学等方面的信息。这就需
要我们试验人员在工程交接或者设备运行过程中,通过各种试验方法去取得各种不同电气设备在不
同时间的数据信息,并通过规程的要求来判断其能否投入运行或者能否继续运行。
2、高压试验人员应具备的根本素养和要求:
高压试验人员的责任重大,既不能放过任何设备隐患,又不能误判断。
对于一个电气调试工程,只要高压试验能够放心,整个工程就根本上不会出什么问题。如此说
来对我们电气调试员工就提出了较高的素质要求。
首先应具有全面的安全技术知识,既有设备带电前的试验设备运行过程中的维护;有低压作业、
更有高压工作;既有低空、也有高空;有停电试验、也有带电测试。因此我们必须要有良好的自我
保护意识、具有全面个安全技术知识、严格遵守安全规程的各项规定,
如高压试验不应少于 2 人、设置足够的安全区域和围栏、悬挂“高压危险〞的警告牌、必须有专
门的监护人、运行中的设备试验必须开具工作票,断电验电隔离挂接地线、大电容设备如电机电缆
试验时的放电、试验完成后要拆除的短接线等等。
其次应具有全面熟练的试验技术,它既是高强度的体力劳动,有些试验还偏要选择日晒的时候,
它又是一项复杂的脑力劳动,碰到一些问题或者要判断结论时要综合考虑。因此要求我们了解电厂
〔变电所〕各种电气设备的型式、用途、结构与原理,了解各种绝缘材料的性能、各种绝缘结构的
用途;熟悉发电厂和变电所的电气主接线以与系统运行方式、了解继电保护和电气设备的控制原理
与现场接线等;熟悉各类电气试验设备的原理、结构、用途和使用方法,并能排除简单的故障;能
正确完成各种设备试验接线、操作与测量并保证仪器在合格有效的使用周期,熟悉各种影响试验结
果的因素与排除方法等。
另外应具有严肃认真的工作作风,任何一个试验项目,从试验前的仪器准备、设备选取、现场试
验场地的勘查、环境温湿度的影响,试验过程中设备布置、人员安排、安全监护、异常情况的处理,
到试验结果的数据分析、记录的整理、现场设备的维保和临时措施的拆除等都要求我们有“严〞“细〞
“实〞的良好品质,尤其要诚实,“诚〞是指知之为知之,不知为不知,要不耻下问,要三思而后行,
千万不能盲目指挥和行动;“实〞那么指要踏实,对于高压试验的每一个步骤心中有底,电压加到哪
里,会感应到何处,先接地,再放电……“实〞还有一个意思,那么是从事高压试验的人员应不断地
提高自己的理论水平,不断地研究新设备新工艺的试验方法,端正工作心态,落“实〞工作方法。
3、高压电气试验的分类:
电气试验一般可分为出厂试验、交接试验、大修试验和预防性试验。
出厂试验是检查产品设计、制造、工艺的质量,防止不合格品出厂,新产品时应有型式试验,比
拟大型的设备出厂试验应有建设使用单位的人员现场监造。任何电气设备的出厂应附合格的出厂试
验报告,以供后续的试验和运行参考。
交接试验主要是电气设备投运前按照《交接规程》和厂家技术标准等来检查产品有无缺陷、运输
途中有无损坏、最终判断它能否投入运行并且为预防性试验积累参考数据等。
预防性试验那么是电气设备在投运后,按照一定的周期来检查运行中的设备有无绝缘缺陷和其他
缺陷等。
按照试验的性质和要求,高压试验又分为绝缘试验和特性试验两大类:
绝缘试验可分为非破坏性试验和破坏性试验,非破坏性试验即用不损坏设备绝缘的方法来判断
缺陷,它有绝缘电阻、吸收比试验和介质损耗因数 tgδ 试验、油色谱分析等,他们能够发现设备绝
缘的整体性缺陷,其灵敏性还是有限,因为电压较低,但目前这类试验仍是一种必要的有效的手段;
而破坏性试验如交流和直流耐压试验,因其电压较高,易于发现设备的集中性缺陷,其缺点是
会给设备造成绝缘损伤积累,影响其使用寿命。
特性试验主要是对设备的电气和机械方面的特性进展测试,如断路器的分合闸时间参数、GIS
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和断路器的主回路接触电阻、电流电压互感器的变比误差、极性、安伏曲线,发电机变压器的直流
电阻等。
一般电气设备的高压试验顺序应该是非破坏性试验、特性试验,最后才是破坏性试验,以免给
设备造成不必要的击穿,如电容式套管和 CT,其末屏很容易受潮,假设不处理或者维保不善,就进
展高压试验,可能造成其整体性绝缘缺陷;又比如交流电动机的试验,在其绝缘电阻未合格之前绝
对不允许进展交流耐压试验,否那么就可能把电机击穿。
4、高压电气试验的一些专业术语
常规如电流、电压、频率、相位、相序、功率、容量、功率因素、磁通、互感、谐振、
电阻、阻抗、接地、接地电阻、接触电压、跨步电压、过电压、防雷、绝缘、外绝缘、绝缘配合、
标准绝缘水平等,还深入一些的如功率表的接线和交流耐压设备容量的选取等。
绝缘材料:防止导电元件之间导电的材料,如塑料、环氧树脂、油、真空、 SF6 气体、
云母、电容器纸、绝缘漆、瓷等,其主要功能是阻断电流通路,还应具有很强的机械性能和耐热特
性,按照耐热能力的上下,其有以下几个等级:
耐热等级
O A E B F H C
工 作 温 度
〔℃〕
90 105 120 130 155 180
〉180
电介质:能够被电场极化的物质,可以理解为绝缘材料。它也有电导,但它的泄漏电流很小,即
导体和电介质的本质区别就在于导体中有可以自由移动的带电质点,其电阻率很小仅有 10
-8
~10
-
4
Ωm,而电介质因为材料原子中的原子核对电子的束缚,不能形成自由电子,只是分散的带电质点,
其电阻率可达 10
7
~10
20
Ωm。但绝对不导电的电介质是不存在的,在外电场的作用下,这些分散的
带电质点沿电场的方向运动就形成了泄漏电流。泄漏电流可分为外表泄漏和体积泄漏两局部。
电介质的极化:绝缘材料中的带电质点在外电场的作用下沿电场方向的有规律、有限的移动,并
显示出极性,当外电场消失时期又恢复原状。它分为电子式极化、离子式极化、偶极子式极化、夹
层式极化。
电介质的损耗:绝缘材料在电场的作用下会产生泄漏电流和极化现象,这必然伴随着材料的发
热和能量的损失。它可分为:电导损耗〔既电导电流使介质发热,交直流电场中都有〕、
游离损耗〔电压高于某一值时,局部放电,电压越高,损耗越大,在交直流电场中都存在〕、
极化损耗〔只在交变电场中存在,偶极子扭来扭去,产生摩擦损耗和部电场电势的平衡形成的电流
产生的损耗〕。一般用 tgδ 来表述电介质的损耗,它只与绝缘材料的性质有关,而与它的结构、形
状、几何尺寸无关,有以下公式判断比拟:
tgδ = IR / IC = U / R /〔UωC〕= 1 / ω R C ①
P = U *〔U / R〕= U
2
ωC tgδ②
从②式进展分析:U 与频率一定时,P ∝ tgδ
由于 C = εS / D 对于同类型的电介质,其 ε 是定值,电容根本不变,那么可以直接从 tgδ 值
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判断绝缘的优劣,是否整体性受潮或者外表脏污等。
电介质的吸收现象:绝缘材料在外电场的作用下表达出来的电流的性质,可分为电容电流 Ic,它
主要表达在弹性极化过程中;吸收电流 Ia,它主要表达在夹层式极化和偶极子式极化过程中;电导
电流 Ig,它主要表达为泄漏电流,因为外表电导和体积电导的存在。吸收现象与电介质外表脏污程
度,温度上下,受潮程度的不同而变化。因此在试验过程中,一定要注意环境温度的影响和采取一
定的屏蔽措施。由于材料的多层和复杂化,夹层式极化的现象尤为突出,那么吸收比和极化指数的
测试对检查材料绝缘的好坏,是否整体受潮和脏污时有着非常重要的作用。
电介质的击穿:在强电场作用下,绝缘材料使出绝缘性能而成为导体即为击穿,一般可分为电
击穿、热击穿、放电击穿〔绝缘油〕。绝缘性能丧失,一般空气间隙 30 KV / cm,固体绝缘是指
达到温度极限形成热击穿,而绝缘油油应去除杂质,设置屏障,防止小桥形成以提高击穿电压。
二、常规的试验方法
1、绝缘电阻、吸收比和极化指数试验:
一般选用手动摇表、电动摇表、数字摇表,而兆欧表的根本原理,无论是指针式或数字式,都
是基于同一原理,即两组线圈中流过的电流在同一磁场中产生不同方向的转动力矩,指针或数字的
指示与下式相关:α= f ( I
1
/ I
2
),其中 I
2
对应其电压线圈,回路电阻固定,即要求摇测时转速恒
定,使输出电压稳定。其接线端子有 L 高压端、E 接地端、G 屏蔽端,而屏蔽端子 G,是直接与负
极性相连的,外表泄漏电流经它直接流回,不经过测量机构,所以谓之“屏蔽〞。
前面已经描述过,当直流电压施加于绝缘介质上时,通过的电流有 I
C
、Ia、Ig,I
C
为电容电流,
很快完成充电,Ia 为吸收电流,极化现象较漫长,因此用吸收比来确认大容量、复杂多层绝缘的情
况,即 K = R
60“
/ R
15
,近年来,随着变压器容量的不断增长,对其绕组的绝缘阻值误判现象增多 ,
如其吸收比<1.3,但运行良好,原因是其吸收电流衰减时间太长,因此规定了用极化指数来衡量即
R
10min
/ R
1min
。
对于 Ig,有体积和外表之分,因此在设备外表脏污时和绝缘受潮或开裂状态下,其传导电流剧增。
因此,测绝缘与其吸收比可以很方便地判断其整体受潮的情况,例如奥里油发电机耐压试验时测绝
缘的过程和避雷器测试泄漏电流时的情况就可以明确说明问题。测绝缘时设备的选择,一般是根据
被试设备电压等级的不同而选用不同电压等级的兆欧表,那么依据交接规程有:250 V → 电机测温
元件、500 V → 发电机转子绕组绝缘测试、1000 V → 电动机轴承绝缘电阻、2500 V → 一般电机、
变压器、5000V→大容量的变压器、水冷摇表 → 水冷发电机的绝缘测试,但也有例外,如隐极式发
电机转子的交流耐压试验那么规定可以用 2500V 摇表替代。
交接规程上的相关规定:
发电机:
〔1〕各相绝缘电阻的不平衡系数不得大于 2;
〔2〕吸收比:对沥青浸胶与烘春云母≥1.3,对环氧粉云母绝缘≥1.6,在交接试验前,包括汇
水
管电阻不同的厂家均有不同的规定,应区别对待;〔
〔3〕转子绕组应使用 500V 摇表,不低于 0.5 MΩ。
交流电动机:380 V 电机 ≥ 0.5 MΩ;1000 V 以上电机,应测试吸收比 ≥ 1.2。
电力变压器:
〔1〕不低于产品出厂试验值的 70 %;〔
〔2〕35 KV 与以上且容量为 4000 KVA 与以上,测量吸收比 ≥ 1.3 ;
〔3〕220KV 与以上且容量为 120 MVA 与以上,应用 5000V 摇表测量极化指数≥ 1.3。
互感器:
〔1〕应测量一次绕组对二次绕组与外壳、各二次绕组之间与对外壳的绝缘。应尤其注意半绝缘
PT 测绝缘时应拆开一次侧的 N 端接线来测试,另外每个二次绕组均应有表达,我们的报告格式应改
良;
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