1、2022年3月26日工頻交流耐壓試驗1現場絕緣試驗實施導則現場絕緣試驗實施導則 第第4部分：部分： 交流耐壓試驗交流耐壓試驗培訓培訓2022年3月26日工頻交流耐壓試驗2目錄 1. 概述概述 2. 交流試驗電壓的產生交流試驗電壓的產生 3. 試驗設備試驗設備 4. 試驗電壓的測量試驗電壓的測量 5. 試驗方法試驗方法 6. 交流耐壓試驗的注意事項交流耐壓試驗的注意事項 7. 習題習題2022年3月26日工頻交流耐壓試驗3工頻交流耐壓試驗1.1.概述概述 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、避免發生絕緣事故的重

2、要手段。因為交流耐壓試驗能 充分反映電氣設備在交流電壓下運行時的實際情況，能真實有效 地發現絕緣缺陷。 交流耐壓試驗是破壞性試驗。在試驗之前必須對被試品先進 行絕緣電阻、吸收比、泄漏電流、介質損失角等項目的試驗，若 試驗結果正常方能進行交流耐壓試驗，若發現設備絕緣情況不良， 通常應先進行處理后再做耐壓試驗，避免造成不應有的絕緣擊穿。2022年3月26日工頻交流耐壓試驗4工頻交流耐壓試驗2.2.交流試驗電壓的產生交流試驗電壓的產生2.1 2.1 高壓試驗變壓器回路高壓試驗變壓器回路 交流耐壓試驗的接線，應按被試品的電壓、容量和現場實 際試驗設備條件來決定。圖1是一種典型的試驗接線。2022年3月

3、26日工頻交流耐壓試驗5工頻交流耐壓試驗2.2 2.2 串聯諧振電路串聯諧振電路 對于發電機、變壓器、SF6組合電器(GIS)和交聯電纜等電容 量較大的被試品進行交流耐壓試驗，需要大容量的試驗設備， 這時可以采用串聯諧振試 驗裝置，它能以較小的電 源容量試驗較大電容和較 高試驗電壓的試品，回路 由被試品負載電容和與之 串聯的電抗器和電源組成， 如圖2所示。 2022年3月26日工頻交流耐壓試驗6工頻交流耐壓試驗圖3為串聯諧振的等效電路及其相量圖。其中XL=L、XC=1/C、2f。當XL=XC，即時電路處于諧振狀態。此時回路中的電流達到最大。LCf21RUXXRUICL22)(2022年3月26

4、日工頻交流耐壓試驗7工頻交流耐壓試驗加在被試品上的電壓為 輸出電壓與輸入電壓之比稱為試驗回路的品質因數Q。 由于試驗回路中的 R很小，故試驗回路的品質因數很大，因此用這種方法能用電壓較低的試驗變壓器得到較高的試驗電壓。而且當被試品擊穿時，電路失去諧振條件（不再滿足 XL=XC ），電源輸出電流自動減小，試品兩端的電壓驟然下降，從而限制了對被試品的損壞程度。URXXRUIXUULLLLCRXUUUUQLLC2022年3月26日工頻交流耐壓試驗8工頻交流耐壓試驗 目前根據調節方式的不同，串聯諧振裝置分為工頻串聯諧振裝置和變頻串聯諧振裝置兩大類。 前一種工頻串聯諧振裝置工作頻率為50Hz，帶可調電抗

5、器。該電抗器的電感量能連續可調，當試驗電壓較高時，可以作成幾個電抗器串聯使用。后一種變頻串聯諧振裝置帶固定電抗器，工作頻率一般為30300Hz。該裝置依靠大功率的變頻電源，使回路達到諧振，所用電抗器的電感量是不可調的，而試驗頻率隨被試品的電容量不同而改變。由于變頻串聯諧振裝置的試驗頻率隨不同電容量的被試品而變化，所以其使用范圍受到了一定的限制。 下圖為電抗器可調的串聯諧振裝置。輸出電壓最高（兩節電抗器串聯使用時）為460kV，適用的電容量范圍為15006000pf。2022年3月26日工頻交流耐壓試驗9工頻交流耐壓試驗2022年3月26日工頻交流耐壓試驗10工頻交流耐壓試驗3.3.試驗設備試驗

6、設備 交流耐壓試驗用的設備通常有試驗變壓器、調壓設備、電壓測量裝置、保護球隙、保護電阻及相關的控制裝置等。3.1 3.1 高壓試驗變壓器高壓試驗變壓器 高壓試驗變壓器具有電壓高、容量小、持續工作時間短等特點，因此我們在進行耐壓試驗前應根據這些特點及被試品的實際情況來加以正確地選擇。2022年3月26日工頻交流耐壓試驗11工頻交流耐壓試驗3.1.1 電壓的選擇 我們應根據被試品該進行的試驗類型，再根據相關的技術標準，如華北電力集團公司2002年電力設備交接和預防性試驗規程、GB 50150-91電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準、DL/T電力設備預防性試驗規程等來確定試驗電壓，根據該試驗電壓我

7、們再來選擇電壓合適的試驗變壓器。當試驗電壓比較高時，可采用多級串接式試驗變壓器。此外，還應考慮試驗變壓器所需低壓側電壓是否與現場電源電壓、調壓器相匹配等問題。2022年3月26日工頻交流耐壓試驗12工頻交流耐壓試驗 3.1.2 電流的選擇 試驗變壓器的額定電流應能滿足被試品的電容電流和泄漏電流的要求，一般可以按下式計算 式中： I 試驗變壓器高壓側輸出電流，mA 角頻率， 2f CX 被試品電容量，F U 試驗電壓，kV還可以相應求出試驗所需電源容量 試驗時，按 P 值選擇變壓器容量，一般不得超載運行。UCIX)(1032kVAUCIUPX2022年3月26日工頻交流耐壓試驗13工頻交流耐壓試

8、驗3.2 3.2 調壓器調壓器 調壓器應能從零開始平滑地調節電壓，以滿足試驗所需的任意電壓。調壓器的輸出波形，應盡可能地接近正弦波，容量也應滿足試驗變壓器的要求，通常與試驗變壓器容量相同。 常用的調壓器有自耦調壓器、移圈調壓器和感應調壓器等。由于移圈調壓器的輸出電壓波形在某一范圍內有較大的畸變，所以現場最好少使用移圈調壓器調壓。3.2.1 自耦調壓器 它利用變動碳刷接觸的位置，改變一次繞組與二次繞組的匝數比，以達到調壓的目的。由于自耦調壓器具有體積小、重量輕及波形好等優點，所以其應用比較廣泛。但又因為其是用碳刷接觸調壓，所以容量受到限制，所以常用于500V及以下小容量調壓。 2022年3月26

9、日工頻交流耐壓試驗14工頻交流耐壓試驗2022年3月26日工頻交流耐壓試驗15工頻交流耐壓試驗3.2.2 移圈調壓器 移圈調壓器是通過移動一個自身短路的動繞組（線圈）的位置改變主繞組和副繞組之間的磁鏈，從而改變其輸出電壓。 其原理接線如圖6所示。A、B為兩個匝數相等、繞向相反串在一起的主、副繞組，另外還有一個可上下移動的短路繞組K，其匝數也與A、B相同。當短路繞組K位于最下端時，電源電壓全降落在繞組A上，所以輸出電壓為零；隨著繞組 K的上移，繞組A的電壓降低，而繞組B的電壓升高，所以輸出電壓就會增加，當繞組K位于最上端時，輸出電壓達到最高。2022年3月26日工頻交流耐壓試驗16工頻交流耐壓試

10、驗3.3 3.3 保護電阻保護電阻 試驗變壓器的高壓輸出端應串接保護電阻，用來降低試品閃絡或擊穿時變壓器高壓繞組出口端的過電壓，并能限制短路電流。 此保護電阻的取值一般為0.10.5 /V，并應有足夠的熱容量和長度。該電阻的阻值不易太大，否則會引起正常工作時回路產生較大的壓降和功耗。保護電阻可采用水電阻或繞線電阻，若選用繞線電阻則應注意其匝間絕緣的強度，以免匝間閃絡。保護電阻的長度可以如下選擇：當試品擊穿或閃絡時，保護電阻不應發生沿面閃絡，它的長度應能耐受最大試驗電壓，并有適當的裕度。 保護電阻的最小長度可以參照表一選用。2022年3月26日工頻交流耐壓試驗17工頻交流耐壓試驗表一： 保護電阻

11、最小長度 與保護球隙串聯的保護電阻，其電阻值通常取 1 /V，電阻的長度也同樣根據表一選用。試驗電壓kV電阻長度mm502501005001508002022年3月26日工頻交流耐壓試驗18工頻交流耐壓試驗4.4.試驗電壓的測量試驗電壓的測量 交流試驗電壓的測量裝置（系統）一般可采用電容（或電阻）分壓器與低壓電壓表、高壓電壓互感器、高壓靜電電壓表等測量系統。交流試驗電壓測量裝置（系統）的測量誤差應滿足 GB 311.4 高電壓試驗技術中規定的要求，即測量誤差不應大于3。4.1 4.1 在試驗變壓器低壓側測量在試驗變壓器低壓側測量 試驗電壓的測量一般應在高壓側進行，但對于小容量的被試品也可在試驗

12、變壓器的低壓側測取，然后再通過變比換算到高壓側。計算式為：U2=KU1 。這適用于負荷容量比電源容量小得多，測量精度要求不是很高的情況。2022年3月26日工頻交流耐壓試驗19工頻交流耐壓試驗4.2 4.2 用電壓互感器測量用電壓互感器測量 將電壓互感器的一次側并接于被試品，在其二次側測量電壓，然后根據測得的電壓經電壓互感器變比計算出高壓側電壓。為保證測量的準確度，一般要求電壓互感器準確度不低于1級，電壓表不低于0.5級。4.3 4.3 用高壓靜電電壓表測量用高壓靜電電壓表測量 用高壓靜電電壓表可以直接測量工頻高壓的有效值。但其缺點是：額定電壓 1000V及以上的靜電電壓表的電極暴露在外面，受

13、外界干擾大，現場不宜使用，多用于試驗室內。 2022年3月26日工頻交流耐壓試驗20工頻交流耐壓試驗4.4 4.4 用電容分壓器測量用電容分壓器測量 電容分壓器如圖所示，由C1、C2兩電容器組成，并接在被試品兩端，用電壓表測C2上的電壓U2，然后按分壓比算出高壓側電壓U1。由于流過 C1、C2 的電流所以，分壓比為當C2C1時，2212121UCUCCCCI12121CCCUU2121UCCU 2022年3月26日工頻交流耐壓試驗21工頻交流耐壓試驗4.5 4.5 用球隙測量用球隙測量 在交流耐壓試驗中，球隙不僅可以作為保護用，還可以用作測量用。球隙測量高電壓的原理是在一定的大氣條件下，一定直

14、徑的銅球，球隙間的放電電壓決定于球隙距離。 用球隙測量高壓時，只有當球隙放電時，才能從相應的表中（可查閱 GB 311.6-83高電壓試驗技術第五部分 測量球隙）查得電壓。每次放電必須跳閘，而且放電時可能產生振蕩，也可能引起過電壓，所以球隙測量電壓不大方便。2022年3月26日工頻交流耐壓試驗22工頻交流耐壓試驗5 5 試驗方法試驗方法5.1 5.1 一般規定一般規定 有繞組的被試品進行耐壓試驗時，應將被試品繞組自身的兩端短接，非被試品繞組亦應短接并與外殼連接后接地。 交流耐壓試驗時加至試驗電壓后的持續時間，如無特殊說明則均為1min。 升壓必須從零開始，切不可沖擊合閘。升壓速度在75試驗電壓

15、以前，可以是任意的，自75電壓開始應均勻升壓，約為每秒2試驗電壓的速率升壓（以 DL 474.4-92現場絕緣試驗實施導則 交流耐壓試驗為準）。耐壓試驗后，迅速均勻降壓到零，然后切斷電源。 2022年3月26日工頻交流耐壓試驗23工頻交流耐壓試驗5.2 5.2 試驗步驟試驗步驟 任何被試品在進行交流耐壓試驗前，應先進行其他絕緣試驗， 合格后再進行耐壓試驗。通常在耐壓試驗前后均應測量絕緣電阻。 另外，充油設備若經濾油或運輸，耐壓試驗前還應將試品靜置一 段時間，以排除內部可能殘存的空氣。 接上試品，接通電源，開始升壓進行試驗。升壓過程中應密 切監視高壓回路，監聽被試品有何異常的響聲。升至試驗電壓，

16、 開始計時。時間到后，降壓然后切斷電源。試驗中如無破壞性放 電發生，則認為通過耐壓試驗。 在升壓和耐壓過程中，如發現電流表指示急劇增加，調壓器 往上升方向調節，出現電流上升、電壓基本不變甚至有下降的趨 勢，被試品冒煙、焦臭、閃絡、燃燒或發出擊穿響聲，應立即停2022年3月26日工頻交流耐壓試驗24工頻交流耐壓試驗止升壓，降壓停電后檢查原因。這些現象如查明是絕緣部分出現的，則認為被試品交流耐壓試驗不合格。如確定被試品的表面閃絡是由于空氣濕度或表面臟污等所致，應將被試品清潔干燥處理后，再進行試驗。 對35kV穿墻套管及母線支持絕緣子進行交流耐壓試驗時，有時在瓷套表面發生較強烈的局部放電現象，只要不

17、發生線段對地的閃絡或擊穿，可認為耐壓合格。 有時耐壓試驗進行了數十秒鐘，中途因故失去電源，使試驗中斷，在查明原因，恢復電壓后，應重新進行全時間的持續耐壓試驗，不可僅進行 “補足時間” 的試驗。2022年3月26日工頻交流耐壓試驗25工頻交流耐壓試驗6.6.交流耐壓試驗的注意事項交流耐壓試驗的注意事項6.1 6.1 容升效應及電壓諧振容升效應及電壓諧振 試驗變壓器所接的被試品大多是電容性的，在交流耐壓時，容性電流在試驗變壓器繞組上產生漏抗壓降，造成實際作用到被試品上的電壓值超過按變比計算的高壓側所應輸出的電壓值，這就是容升效應。其簡化等值電路及相量圖如右圖所示。2022年3月26日工頻交流耐壓試

18、驗26工頻交流耐壓試驗 被試品電容及試驗變壓器漏抗越大，則容升效應越明顯。所以我們在進行較大容量試品的交流耐壓試驗時，要求直接在被試品端部進行電壓測量，以免被試品受到過高的電壓作用。 此外，由于被試品電容與試驗變壓器、調壓器的漏抗形成串聯回路，一旦被試品容抗與試驗變壓器、調壓器漏抗之和相等或接近時，發生串聯電壓諧振，造成試品端電壓顯著升高，危急試驗變壓器和被試品的絕緣。在試驗大電容量的被試品時應注意預防發生電壓諧振，為此，除在高壓側直接測量試驗電壓外，并應在被試品并接球隙進行保護。 2022年3月26日工頻交流耐壓試驗27工頻交流耐壓試驗6.2 6.2 保護球隙距離的整定保護球隙距離的整定 對重要的試品（如發電機、變壓器等）進行交流耐壓試驗時，宜在高壓側設置保護球隙，該球隙的放電距離對發電機一般可整定在1.11.15倍額定試驗電壓所對應的放電距離；對變壓器整定在1.151.2倍，且保護球隙應在現場施加已知電壓進行整定。 不同距離球隙的放電電壓可參見 GB 311.6-83高電壓試驗技術第五部分 測量球隙，以及教材后的附錄C。這里還需說明的是：一般我們做試驗所需整定電壓其相對應的球隙距離不一定剛好能從表中查到，這就需要我們做相應的換算，找出我們所需整定電壓相對應的球隙距離。如表二所示（該表節取自 GB