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1、高电压技术 李卫国 60105052(H)13240310258 第第1010讲讲 绝缘诊断与绝缘试验（二）绝缘诊断与绝缘试验（二）1 1交流耐压交流耐压2 2直流耐压直流耐压3 3雷电冲击耐压雷电冲击耐压4 4操作冲击耐压操作冲击耐压5 5各种预防性试验方法的特点总结各种预防性试验方法的特点总结一、交流耐压一、交流耐压交流耐压：是交流设备的基本耐压方式，以变压器为例。是交流设备的基本耐压方式，以变压器为例。实验电路如图所示实验电路如图所示交交流流耐耐压压试试验验实实施施办办法法：电电力力设设备备预预防防性性试试验验规规程程（DL/T DL/T 596596）已已对对各各类类设设备备的的耐耐压
2、压值值作作出出了了规规定定。以以电电力力变压器为例，变压器为例，当当大大修修而而全全部部更更换换绕绕组组后后，按按出出厂厂试试验验电电压压值值进进行行试试验。验。在在其其它它情情况况下下，它它们们的的耐耐压压值值取取出出厂厂试试验验电电压压的的8585。规程给出了电力变压器的交流工频耐压值如表所示规程给出了电力变压器的交流工频耐压值如表所示 电力变压器交流试验电压值电力变压器交流试验电压值括号内数值适用于不固定接地或经小电抗接地系统括号内数值适用于不固定接地或经小电抗接地系统 额额定定电电压压kVkV最高最高工作工作电压电压kVkV线端交流试验电压值线端交流试验电压值kVkV中性点交流试验电压
3、值中性点交流试验电压值kVkV全部更换全部更换部分更换绕组部分更换绕组全部更换全部更换部分更换绕组部分更换绕组353540.540.58585727285857272666672.572.5140140120120140140120120110110126.0126.0200200170170（195195）95958080220220252.0252.03603603953953063063363368585（200200）7272（170170）330330363.0363.04604605105103913914344348585（230230）7272（195195）500500550
4、.0550.063063068068053653657857885851401407272120120二、直流耐压二、直流耐压直流耐压：直流耐压：是直流电力设备的基本耐压方式。是直流电力设备的基本耐压方式。对对于于交交流流电电网网中中的的长长电电力力电电缆缆等等，在在现现场场进进行行交交流流耐耐压压试试验验常常出出现现困困难难，因因为为长长电电缆缆的的电电容容量量较较大大。为为了了减减小小试试验验电电源源的的试试验验容容量量，规规程程规规定定采采用用直直流流耐耐压压来来检检查查电电缆缆绝绝缘缘的的质量。质量。直流耐压基本上不会对绝缘造成残留性损伤直流耐压基本上不会对绝缘造成残留性损伤u无局部放
5、电损伤：对于电缆等油纸绝缘，在交、直流电压作用下，在油和纸上的电压分布不一样交流时电压按介电常数分布：电压较多作用在油层上直流时电压按电阻系数分布：电压较多作用在纸上纸的耐压强度较高，所以电缆能耐受较高的直流电压n为了加强绝缘的考验，电缆的直流耐压值规定得较高。尽管如此，对于使用在交流电网中的电缆，进行直流耐压对绝缘的考验不如交流耐压接近实际。n对电力电缆的直流耐压持续时间为5分钟，可同时进行泄漏电流的测量，加压极性为负直流耐压特点：直流耐压特点：n对电力变压器绝缘的泄漏电流测试时所施加的直流电压不很高，可以认为是非破坏性试验n对电机绝缘进行直流耐压，也是发现绝缘缺陷的重要方法测量直流高压的方
6、法主要有以下几种：1棒隙或球隙。使用棒捧气隙来测量直流高电压与使用球隙相比，其测量结果准确度更高，分散性更小，测量装置的结构更简单；2电阻分压器配合低压仪表；3用高值电阻与直流电流表串联；4静电电压表。三、雷电冲击耐压三、雷电冲击耐压n雷电冲击耐压用作为考验电力设备承受雷电过电压的能雷电冲击耐压用作为考验电力设备承受雷电过电压的能力。对电力变压器类试品不仅考验了主绝缘，而且是考力。对电力变压器类试品不仅考验了主绝缘，而且是考验纵绝缘的主要方法验纵绝缘的主要方法n只在制造厂进行本项试验，因为本项试验会造成绝缘的只在制造厂进行本项试验，因为本项试验会造成绝缘的积累效应积累效应，所以在规定的试验电压
7、下只施加，所以在规定的试验电压下只施加3 3次冲击。对次冲击。对小变压器是作为型式试验进行的小变压器是作为型式试验进行的n国家标准规定额定电压国家标准规定额定电压220kV 220kV，容量，容量120MVA120MVA的变压的变压器出厂时应进行本项试验器出厂时应进行本项试验。电力系统中的绝缘预防性试。电力系统中的绝缘预防性试验，不进行本项试验。对主绝缘的耐受雷电过电压的能验，不进行本项试验。对主绝缘的耐受雷电过电压的能力，由交流耐压试验等值地承担力，由交流耐压试验等值地承担 四、操作冲击耐压四、操作冲击耐压n330kV330kV电电力力设设备备的的出出厂厂试试验验应应进进行行本本项项试试验验
8、。对对变变压压器器进行出厂试验时，大多采用在高压绕组上直接加压法进行出厂试验时，大多采用在高压绕组上直接加压法n在在电电力力系系统统现现场场进进行行各各个个电电压压等等级级变变压压器器的的耐耐压压试试验验时时，可可采采用用操操作作冲冲击击感感应应耐耐压压方方式式来来取取代代工工频频耐耐压压试试验验。由由于于利利用用被被试试变变压压器器自自身身的的电电磁磁感感应应作作用用来来升升高高电电压压，所所以冲击电源装置电压较低，整个装备比较简单以冲击电源装置电压较低，整个装备比较简单n工工频频耐耐压压试试验验本本来来是是等等值值地地代代表表雷雷电电和和操操作作过过电电压压的的，所所以以从从这这个个意意义
9、义上上来来说说，进进行行操操作作冲冲击击耐耐压压试试验验是是合合理理的的 IEC IEC 19801980年年76763 3刊刊物物对对电电力力变变压压器器内内绝绝缘缘操操作作波波试试验验的的波波形形，作作出出了了下下述述规规定定，第第一一个个半半波波极极性性为为负负，视视在在波波前前时时间间T Tf f 不不小小于于2020 s s，通通常常小小于于250250 s s；视视在在波波长长时时间间TzTz不不小于小于500500 s s，9090峰值持续时间峰值持续时间T Td d 不小于不小于200200 s s IEC76-3和国家标准规定的操作冲击波形和国家标准规定的操作冲击波形 不不同
10、同电电压压等等级级三三相相变变压压器器（Y/Y/接接法法），采采用用感感应应法法产产生生操操作作波波时时的的变变压压器器接接线线图图，两两个个图图中中，被被试试相相全全励励磁磁，其其余余两相各半励磁两相各半励磁 IEC规定的对330kV 对220kV及以下及以上变压器的试验接线 变压器的试验接线 左左图图：高高压压绕绕组组中中性性点点接接地地，在在被被试试相相产产生生额额定定试试验验电电压压；在在其其余余两两相相产产生生与与它它极极性性相相反反、幅幅值值为为1/21/2额额定定试试验验电电压压值值的的操操作作波波。这这样样使使被被试试相相的的对对地地绝绝缘缘受受到到了了考考核核；相相间间绝缘在
11、出线处受到了绝缘在出线处受到了1.51.5倍额定试验电压的考核倍额定试验电压的考核 IEC规定的对330kV 对220kV及以下及以上变压器的试验接线 变压器的试验接线 右右图图：对对于于220kV220kV的的变变压压器器，其其相相间间试试验验电电压压不不能能高高于于相相对对地地试试验验电电压压，采采用用右右图图接接线线，非非试试相相出出线线端端接接地地，中中性性点点受受到到1/31/3的的试试验验电电压压，非非试试相相绕绕组组起起着着在在电电位位上上支支撑撑被试相绕组的作用被试相绕组的作用 IEC规定的对330kV 对220kV及以下及以上变压器的试验接线 变压器的试验接线 3535500
12、 kV500 kV变压器的操作冲击耐受电压变压器的操作冲击耐受电压（DL474.6DL474.69292）注：注：1.2201.220500kV500kV有两个数值是因为有两种绝缘水平有两个数值是因为有两种绝缘水平2.500kV2.500kV原表列出一个耐受值为原表列出一个耐受值为13001300，根据国家标，根据国家标 准改列为准改列为10501050及及11751175，与，与IEC76IEC763 3值相符值相符 上上表表的的耐耐受受电电压压值值适适用用于于大大修修全全部部更更换换绕绕组组后后试试验验用用，部部分更换绕组及交接试验时应取表中值再乘以分更换绕组及交接试验时应取表中值再乘以0
13、.850.85电压等级电压等级kVkV35356363110110220220330330500500操作冲击操作冲击耐受电压耐受电压kVkV1601602702703753756856857507508508509509501050105011751175常用的测量系统有：常用的测量系统有：球隙测电压峰值：球隙测电压峰值：分压器配用示波器、峰值电压表、数字记录仪等测电压峰分压器配用示波器、峰值电压表、数字记录仪等测电压峰值及波形。值及波形。五、各种预防性试验方法的特点总结五、各种预防性试验方法的特点总结各种预防性试验方法的特点 序号试验方法能发现的缺陷1测量绝缘电阻及泄漏电流贯穿性的受潮、脏
14、污和导电通道2测量吸收比大面积受潮、贯穿性的集中缺陷3测量tg绝缘普遍受潮和劣化4测量局部放电有气体放电的局部缺陷5油的气相色谱分析持续性的局部过热和局部放电6交流或直流耐压试验使抗电强度下降到一定程度的主绝缘局部缺陷7操作波或倍频感应耐压试验(限于变压器)使抗电强度下降到一定程度的主绝缘或纵绝缘的局部缺陷表中序号6和7两项为破坏性试验，其它各项均属于非破坏性试验ntgtg 的在线监测的在线监测n局部放电（局部放电（PDPD）的在线监测）的在线监测 六、绝缘的在线监测六、绝缘的在线监测需需停停电电进进行行，而而不不少少重重要要的的电电力力设设备备不不能能轻轻易易地地停停止止运运行行只只能能周周
15、期期性性进进行行而而不不能能连连续续地地随随时时监监视视，绝绝缘缘有有可可能能在在诊断期间发生故障诊断期间发生故障停停电电后后的的设设备备状状态态，如如作作用用电电场场及及温温升升等等和和运运行行中中不不相相符符合合，影影响响诊诊断断的的正正确确性性。如如前前述述的的绝绝缘缘tgtg 检检测测，采采用用电电桥桥法法时时，由由于于标标准准电电容容器器的的额额定定电电压压的的限限制制，一一般般只只加加到到10kV10kV，这对于，这对于220kV220kV 500kV500kV的电力设备而言，电压很低的电力设备而言，电压很低离线监测的缺点：离线监测的缺点：在在线线监监测测和和诊诊断断是是电电力力设
16、设备备在在运运行行状状态态下下进进行行的的，故故可可避避免免离离线线监监测测及及诊诊断断的的上上述述缺缺点点，可可使使判判断断更更加加准准确确。自自7070年年代代以以来来，随随着着传传感感、信信息息处处理理及及电电子子计计算算机机技技术术的的快快速速发发展展，在在线线监监测测和和诊诊断断技技术术也也得得到到迅迅速速的的发发展展。根根据据在在线线监监测测和和诊诊断断的的结结论论，还还可可以以做做到到有有的的放放矢矢地地进进行行维维修修，这这种种维维修修称称为为预预知知性性维维修修。在在线线监监测测和和诊诊断断技技术术的的不不足足是是投资费用较大，只适用于大型和重要设备及变电所投资费用较大，只适
17、用于大型和重要设备及变电所 在线监测和诊断的优缺点：在线监测和诊断的优缺点：1.tg1.tg 的在线监测的在线监测电桥法在在线线监监测测 tgtg 时时，仍仍可可用用前前述述的的西西林林电电桥桥测测量量方方法法。但但由由于于原原来来应应用用在在电电桥桥中中的的标标准准电电容容器器的的工工作作电电压压大大多多仅仅为为10kV10kV，因因此此对对于于较较高高电电压压的的现现场场电电力力设设备备的的测测量量，需需引引入入一一电压互感器电压互感器PTPT降压，以适应标准电容器的额定电压降压，以适应标准电容器的额定电压 电桥法在线监测tg 原理图CX试品 Co标准电容器 PT电压互感器 G指零仪 角角
18、差差：互互感感器器所所带带来来的的角角差差，可可通通过过RCRC移移相相电电路路予予以以校校正正。然然而而角角差差会会随随负负载载大大小小等等因因素素的的影影响响有有所所变变动动，所所以以校校正正也也不不可可能能是是很很理理想想的的。电电桥桥中中R R3 3、C C4 4的的调调节节可可以以手手动动，也也可可以以自自动动。由由于于是是有有触触头头的的调调节节，为为了了长长年年的的使使用用，必必须须选选择十分可靠的择十分可靠的R R3 3、C C4 4可调节元件可调节元件 电桥法在线监测tg原理图CX X试品 Co标准电容器 PT电压互感器 G指零仪 直直接接测测量量介介质质损损失失角角的的方方
19、法法。一一般般情情况况下下，角角很很小小，所所以以可可以以用用测测出出的的来代表来代表tg，即：，即：脉冲测相位差法原理波形图计数脉冲测相位差法计数脉冲测相位差法全数字测量法全数字测量法又又称称数数字字积积分分法法。这这是是一一种种用用A/DA/D转转换换器器分分别别对对电电压压和和电电流流波波形形进进行行数数字字采采集集，然然后后根根据据付付里里叶叶分分析析法法的的原原理理，进行数字运算，最终可求得进行数字运算，最终可求得tgtg 值值 2.2.局部放电（局部放电（PDPD）的在线监测）的在线监测电力变压器PD的在线声电联合监测CD电流脉冲检测器 MC超声压力传感器 RC罗戈夫斯基线圈声电信
20、号图形识别电力变压器PD在线监测时所获得的电流脉冲及超声信号 现场带电测量的灵敏度实验室：IECIEC要求新生产的要求新生产的300 kV300 kV变压器在制造厂的变压器在制造厂的实验室里试验时，实验室里试验时，PDPD的视在放电量应小于的视在放电量应小于300300500 500 pCpC现场带电：现场大变压器的现场大变压器的PDPD量在量在10000 10000 pCpC时，即应时，即应引起严重关切。所以引起严重关切。所以PDPD的监测灵敏度至少应达到的监测灵敏度至少应达到5000 5000 pCpC。然而即使是这样一个要求。在在线测量时，也并非一定能够然而即使是这样一个要求。在在线测量时，也并非一定能够实现的实现的 谢谢!Q&AQ&A