1、 淺析電氣設備工頻交流耐壓試驗單 位：××××××××發(fā)電公司 專 業(yè)：電氣專業(yè)作 者：××淺析電氣設備工頻交流耐壓試驗摘要：工頻交流耐壓試驗是鑒定電氣設備絕緣強度最直接的方法，它對于判斷電氣設備能否投入運行具有決定性的意義，也是保證設備絕緣水平、避免發(fā)生絕緣事故的重要手段。文章介紹了工頻交流耐壓試驗的原理、試驗電壓的測量方法以及試驗前后的注意事項等，對比交流耐壓測試與直流耐壓測試優(yōu)缺點，并對試驗過程中可能發(fā)生的問題和實驗結果進行了具體分析。關鍵詞：工頻交流耐壓；注意事項；測量方法；優(yōu)缺點；試驗

2、分析1、引言： 在××××電廠電氣檢修隊高壓班實習期間，我參與了該廠#6機組電氣部分檢修工作，學習到了很多電氣試驗知識，在工作中我對工頻交流耐壓試驗產生了濃厚興趣。本文主要是談我對工頻交流耐壓試驗的認識與掌握情況。絕緣預防性試驗中，絕緣電阻、泄露電流、直流耐壓以及介質損耗因數等試驗方法，雖然能發(fā)現許多絕緣缺陷，但還有不足之處。對于直流試驗來說，雖然可以通過測定絕緣電阻和泄露電流來分析絕緣狀況，而且直流耐壓的電壓高于設備額定電壓的若干倍，便于發(fā)現絕緣的局部缺陷。但是，對于分層介質或內部存在缺陷的介質，直流時的電壓分布與交流時的電壓分布是不同的，直流電壓作用

3、下，電壓分布與電阻成正比關系，而運行中設備是承受交流電壓，它的電壓分布與其電容量成反比，或者說與介電系數成反比。對于介質損耗因數試驗，雖然是交流電壓，而且能夠根據有關損耗的大小來分析絕緣狀況，但往往由于試驗電壓低于被試品的工作電壓，不能對絕緣進行耐電強度的考核。因此上述試驗對于保證設備安全運行是不夠的，為了進一步發(fā)現設備缺陷，檢查設備絕緣水平和確定設備能否投入運行，有必要對設備進行帶有破壞性的交流耐壓試驗。2、工頻交流耐壓試驗的定義 工頻交流耐壓試驗（withstand test of power frequency alternating current）檢驗電氣設備絕緣耐受工頻電壓作用能力

4、的試驗。對220kV及以下電氣設備也用它來檢驗絕緣耐受操作過電壓，暫時過電壓的能力。試驗時，按規(guī)定將被試品接入試驗回路，逐步升高電壓至標準規(guī)定的額定工頻耐受電壓值，保持1 min，然后迅速、均勻地降壓到零。在規(guī)定的時間內，被試品絕緣未發(fā)生擊穿或表面閃絡，則認為通過了該項試驗。工頻交流耐壓試驗所施電壓高出電氣設備額定工作電壓，通過這一試驗可以發(fā)現很多絕緣缺陷，尤其對局部缺陷更為有效。3、工頻交流耐壓試驗的原理和測量工具工頻高電壓的產生主要利用試驗變壓器，試驗變壓器的工作原理和電力變壓器相同，經過電磁耦合將較低電壓升至所需高電壓，試驗變壓器電壓較高，容量相對較小，工作時問短，絕緣安全裕度較小，對輸

5、出波形畸變率及局部放電有嚴格要求，試驗變壓器通常由調壓器供電，以輸出可調節(jié)的工頻高電壓。在進行試驗之前，應根據被試品的電容量及試驗電壓，估算所需試驗變壓器的容量。由于體積和重量的限制，單臺試驗變壓器額定電壓不宜太高，為獲得更高電壓，可將幾臺變壓器串聯，構成串級式試驗變壓器。工頻高電壓的常用測量裝置有靜電電壓表、電壓互感器、分壓器、測量球隙等。還有一類交流耐壓試驗裝置串聯諧振耐壓試驗裝置（又稱為變頻串聯諧振裝置或串聯諧振耐壓試驗設備）是最新一代特別適用于大容量容性試品（如發(fā)電機、電纜等）的交流耐壓試驗設備 。該產品操作簡單，質量可靠，體積小，重量輕，非常方便現場使用。該設備可用于1、6kV-50

6、0kV高壓交聯電纜的交流耐壓試驗 2、發(fā)電機的交流耐壓試驗 3、GIS和SF6開關的交流耐壓試驗4、6kV-500kV變壓器的工頻耐壓試驗 5、其它電力高壓設備如母線，套管，互感器的交流耐壓試驗。 該成套設備由變頻電源、勵磁變壓器、電抗器、分壓器組成。4、工頻交流耐壓試驗的注意事項及試驗方法交流耐壓試驗前應注意：(1) 核算試驗設備和電源容量是否滿足試驗要求。我國試驗變壓器的電壓等級有：5、10、25、35、50、100、150、300kV等；容量等級有：3、5、10、25、50、100、150、200kVA等。當設備較多，而試驗變壓器容量較小時，可分批進行試驗。例如對母線可進行分段、分相進行

7、試驗。 (2) 拆除與耐壓設備相關聯的電子線路部件及其它不能承受此試驗電壓的設備部件，將被試設備的外殼和非被試設備可靠接地。 (3) 試驗變壓器使用前應擦拭干凈，檢查變壓器內的油是否足夠，不夠應補充合格的變壓器油，在注油后應靜止足夠的時間，以排除變壓器內空氣，并用2500V兆歐表檢查各繞組對外殼及地的絕緣電阻。 (4) 在進行交流耐壓試驗前，必須先進行各項非破壞性試驗，如測量絕緣電阻、吸收比、介質損失角、直流泄漏電流等，對各項試驗結果進行綜合分析，如發(fā)現受潮或有絕緣缺陷時，應設法消除后再進行耐壓試驗，以免在交流耐壓試驗過程中，發(fā)生絕緣擊穿，擴大絕緣缺陷，延長檢修時間，增加檢

8、修工作量。 (5) 試驗儀器聯線正確，高壓輸出部分與被試品的連接應可靠。典型的試驗接線圖如圖工頻交流耐壓實驗原理接線圖Ty調壓器；t試驗變壓器；R限流電阻；r球隙保護電阻 ；G球間隙；CX被試品；C1，C2電容分壓器高低壓臂；V電壓表交流耐壓試驗過程中應注意：(1) 由于交流耐壓試驗是一種破壞性試驗，試驗所采用的試驗電壓往往比運行電壓高得多，過高的電壓會使絕緣介質損失增大、發(fā)熱、放電，會加速絕緣缺陷的發(fā)展，故在對設備進行交流耐壓試驗時應根據絕緣介質的不同及設備的運行狀況的不同，按照有關規(guī)程及試驗標準選取相應的試驗電壓。 (2) 耐壓試驗過程中，升壓應當從零開始，禁止在30%試驗電壓以

9、上沖擊合閘。當試驗電壓升到40%以上時，應均勻升壓，升壓速度為每秒3%試驗電壓左右。升壓過程中應監(jiān)視電流的變化，當保護動作后，應查明原因，消除后再進行試驗。交流耐壓結束后應注意：(1) 試驗品為有機絕緣材料時，試驗結束，切斷電源并使試驗品接地后，用手觸摸，如出現普遍或局部發(fā)熱，則認為絕緣不良，需作處理；對夾層絕緣或有機絕緣材料的設備，在耐壓后應測量絕緣電阻，如耐壓后絕緣電阻比耐壓前下降30%，應查明原因。 (2) 對在耐壓試驗中擊穿的絕緣物，應在試驗結束后破壞掉或作好明顯的長久性記號。交流耐壓試驗電壓的測量屬于穩(wěn)定的高壓測量，常用的試驗方法如下：在試驗變壓器低壓側測量，此方法通過測量低壓側電壓

10、，再通過變比換算至高壓側。這種方法簡單、直觀，但只適用于電容量較小、測量準確度要求不高的情況。(1) 在高壓側用電壓互感器測量將電壓互感器的原邊并接在被測品的兩端頭上，在其原邊測量電壓，根據測得的電壓和電壓互感器的變比計算出高壓側電壓。(2) 用高壓靜電電壓表測量此方法可直接測量工頻電壓的有效值，但使用時要注意，此方法需滿足靜電電壓表的使用技術要求。（4）用球隙測量有一定直徑的球形電極構成的空氣間隙，如外界條件不變，如外界條件不變，則一定的間隙、距離有一定的放電電壓。距離改變，放電電壓也隨著改變。利用這種特性就可用球間隙來測量電壓，球間隙測的是交流電壓的峰值。此方法準確度受外界因素影響較大，測

11、量結果分散，故一般不適于現場測量。（5）用電容分壓器在高壓側測量試驗電壓U1加在C1C2兩端，因C1電容比C2電容小的多，所以幾乎全部試驗電壓都分布在C1上，C2兩端的電壓很低，這樣用電壓表測量C2上電壓U2，然后按分壓比算出高壓U1= （C1+ C2）/ C1×U25、交流耐壓測試與直流耐壓測試優(yōu)缺點對比交流（AC）測試和直流（DC）測試的優(yōu)缺點請先與受測試產品所指定的安規(guī)單位確認該產品應該使用何種電壓，有些產品可以同時接受直流和交流兩種測試選擇，但是仍然有多種產品只允許接受直流或交流中的一種測試。如果安規(guī)規(guī)范允許同時接受直流或交流測試，制造產就可以自己決定何種測試對于產品較為適當

12、。為了達成此目的，使用者必須了解直流和交流測試的優(yōu)缺點。交流耐壓（ACW）測試的特點 大部分做耐壓測試的待測物都會含有一些離散電容量。用交流測試時可能無法充飽這些離散電容，會有一個持續(xù)電流流過這些離散電容。交流耐壓（ACW）測試的優(yōu)點1.   一般而言，交流測試比直流測試更容易被安規(guī)單位接受。主因是大部份的產品都使用交流電，而交流測試可以同時對產品作正負極性的測試，與產品使用的環(huán)境完全一致，合乎實際使用狀況。2.   由于交流測試時無法充飽那些離散電容，但不會有瞬間沖擊電流發(fā)生，因此不需讓測試電壓緩慢上升，可以一開始測試就全電壓加上，除非這種產品對沖擊電

13、壓很敏感。3.   由于交流測試無法充滿那些離散電容，在測試后不必對測試物作放電的動作，這是另外一個優(yōu)點。交流（AC）測試的缺點1.   主要的缺點為，如果待測物的離散電容量很大或待測物為電容性負載時，這樣所產生的電流，會遠大于實際的漏電電流，因而無法得知實際的漏電電流。2.   另外一個缺點是由于必須供應待測物的離散電容所需的電流，儀器所需輸出的電流會比采用直流測試時的電流大很多。樣會增加操作人員的危險性。直流（DC）測試的特點在直流耐壓測試時，待測物上的離散電容會被充滿，直流耐壓測試時所造成的容性電流，在離散電容被充滿后，會下降到

14、零。直流（DC）測試的優(yōu)點1.  一旦待測物上的離散電容被充滿，只會剩下待測物實際的漏電電流。直流耐壓測試可以很清楚的顯示出待測物實際的漏電電流。2.   另外一個優(yōu)點是由于需在短時間內，供應待測物的充電電流，其它時間所需供應的電流非常小，所以儀器的電流容量遠低于交流耐壓測試時所需的電流容量。直流（DC）測試的缺點1.    除非待測物上沒有任何電容量存在，否則測試電壓必須由“零”開始，緩慢上升，以避免充電電流過大，電容量越大所需的緩升時間越長，一次所能增加的電壓也越低。充電電流過大時，一定會引起測試器的誤判，使測試的結果不正確。2. 

15、;  由于直流耐壓測試會對待測物充電。所以在測試后，一定要先對待測物放電，才做做下一步工作。3.   與交流測試不一樣，直流耐壓測試只能單一極性的測試，如果產品要使用于交流電壓下，這個缺點必須被考慮。這也是大多數安規(guī)單位都建議使用交流耐壓測試的原因。4.   在交流耐壓測試時，電壓的波峰值是電表顯示值的1.4倍。這一點是一般電表所不能顯示的，也是直流耐壓測試所無法達到的。所以多數安規(guī)單位都要求，如果使用直流耐壓測試，必須提高測試電壓到相等的數值。6、試驗分析試品為有機絕緣材料時，試驗結束切斷電源并使試品接地后，用手觸摸，如出現局部或普遍發(fā)熱，則

16、認為絕緣不良，應重新處理后再做試驗。對于絕緣良好的被試品，在交流耐壓試驗中不應被擊穿。具體實驗結果可根據以下各種情況進行分析判定。（1）根據試驗回路接入的表計的指示進行分析。一般情況電流表突然上升說明被試品被擊穿。被試品電容量較大或試驗變壓器容量不夠時，被試品雖已被擊穿，電流表卻無明顯變化或電流反而下降，此時應以接在高壓側測量被試品上的電壓表指示來判斷，被試品被擊穿時電壓表指示明顯下降，低壓側電壓表指示也會有所下降。（2）根據控制回路狀況進行分析。如果過流繼電器整定適當，當過流繼電器動作，使自動控制開關跳閘時，說明被試品被擊穿。（3）根據被試品的狀況進行分析。被試品發(fā)出被擊穿的聲音冒煙、出氣、閃絡、燃燒等，都是不允許的，應查明原因。如確定是絕緣部分出現的，則認為是被試品存在缺陷或被擊穿。（4）測量數據的要求。測量數據 一般都有規(guī)程規(guī)定的，一般做來的數據 要跟規(guī)程相比較、跟歷次做出來的數據比較、跟同一種設備再進行比較，如果都合格的話那這個設備就是好的，如果有些數據出現問題，可以反復用不同的接線方法或者重復試驗等等，防止是試驗中出現了某種因素影響了試驗數據，其中最重要的就是溫度和濕度的問題。7、結束語通過以上論述，可以得出兩個結論。一是工