電力設(shè)備耐壓絕緣油試驗(yàn)第1頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一但是，交流耐壓試驗(yàn)也有缺點(diǎn)，它是一種破壞性的試驗(yàn)；同時(shí)，在試驗(yàn)電壓下會引起絕緣內(nèi)部的累積效應(yīng)。交流耐壓試驗(yàn)可以分為下列幾種：（1）交流工頻耐壓試驗(yàn)；（2）0.1Hz試驗(yàn)；（3）沖擊波耐壓試驗(yàn)；（4）倍頻感應(yīng)電位試驗(yàn)和操作波試驗(yàn)；（5）局部放電試驗(yàn)。其中用得最為普遍的是交流工頻耐壓試驗(yàn)。第2頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一二、交流工頻耐壓試驗(yàn)

交流工頻耐壓試驗(yàn)是鑒定電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度最有效最直接的方法，它對于判斷電器設(shè)備能否投入運(yùn)行具有決定性的意義。交流耐壓試驗(yàn)的電壓、波形、頻率和在被試品絕緣內(nèi)部電壓的分布均符合實(shí)際運(yùn)行情況，因此，交流耐壓能有效地發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備存在的較危險(xiǎn)的集中性缺陷。第3頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一1、原理及接線YD系列油浸式高壓試驗(yàn)變壓器Ｘ（Ｔ）Ｃ系列操作箱（臺）本系列操作箱（臺）適用于0.5～100KVA試驗(yàn)變壓器的調(diào)壓控制。其工作原理是：通過調(diào)整自耦調(diào)壓器輸出電壓，實(shí)現(xiàn)對試驗(yàn)變壓器額定電壓范圍內(nèi)的工作電壓調(diào)節(jié)。同時(shí)，操作箱（臺）內(nèi)裝有高壓輸出電壓表，低壓輸入電流表及過流保護(hù)電路。YDQ系列充氣式超輕型高壓試驗(yàn)變壓器第4頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一第5頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一變頻串聯(lián)諧振交流耐壓技術(shù)的原理

系統(tǒng)由變頻電源，勵(lì)磁變壓器，諧振電抗器，分壓器及試品組成。我們已知，在回路頻率f＝1/2π√LC時(shí)，回路產(chǎn)生諧振，此時(shí)試品上的電壓是勵(lì)磁變高壓端輸出電壓的Q倍。Q為系統(tǒng)品質(zhì)因素，即電壓諧振倍數(shù)，一般為幾十到一百以上。先通過調(diào)節(jié)變頻電源的輸出頻率使回路發(fā)生串聯(lián)諧振，再在回路諧振的條件下調(diào)節(jié)變頻電源輸出電壓使試品電壓達(dá)到試驗(yàn)值。由于回路的諧振，變頻電源較小的輸出電壓就可在試品CX上產(chǎn)生較高的試驗(yàn)電壓.第6頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一三、影響因素和分析判斷1、影響因素（1）必須在被試設(shè)備的非破壞性試驗(yàn)都合格后才能進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)，如果有缺陷（例如受潮），應(yīng)排除缺陷后進(jìn)行。（2）被試設(shè)備的絕緣表面應(yīng)擦干凈，對多油設(shè)備應(yīng)使油靜止一定的時(shí)間。如3~10kV變壓器應(yīng)靜止5~6h。（3）應(yīng)控制升壓速度，在1/3試驗(yàn)電壓以前可以快一些，其后應(yīng)以每秒鐘3%的試驗(yàn)電壓連續(xù)升到試驗(yàn)電壓值。（4）試驗(yàn)前后應(yīng)比較絕緣電阻、吸收比，不應(yīng)有明顯的變化。（5）應(yīng)排除濕度、溫度、表面污染等影響。第7頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

2、分析判斷（1）在規(guī)定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)作交流工頻耐壓試驗(yàn)，以不發(fā)生擊穿為合格。

擊穿的現(xiàn)象有：電流表指示突然大幅度上升或者電壓表指示突然下降；過流繼電器整定值正確的條件下發(fā)生跳閘；升壓、耐壓過程中出現(xiàn)跳火、冒煙、放電等現(xiàn)象，這說明絕緣有問題或擊穿。（2）交流工頻耐壓試驗(yàn)即使通過，不能說明線圈的匝間，層間絕緣沒有問題，必要時(shí)應(yīng)補(bǔ)充其他的試驗(yàn)。第8頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

（1）0.1Hz試驗(yàn)。這是一種超低頻耐壓試驗(yàn)。（2）倍頻感應(yīng)和操作波試驗(yàn)。（3）沖擊電壓試驗(yàn)。（4）局部放電試驗(yàn)。

四、其他交流耐壓試驗(yàn)第9頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一第五節(jié)絕緣油試驗(yàn)一、概述絕緣油在電氣設(shè)備中應(yīng)用很多，如變壓器，互感器，開關(guān)和電纜中都有應(yīng)用。作為介質(zhì)和冷卻劑其功能受其劣化的影響而降低，劣化是受污染、過熱、電場強(qiáng)度和氧化所致，受潮是最普遍的污染。為了使絕緣油能起作用，要求絕緣油具備一定的性能。設(shè)備電壓等級越高，容量越大，對絕緣油性能要求越高。由于運(yùn)行中的油受正常運(yùn)行電壓和過電壓的作用，同時(shí)還受到溫度、濕度、氧化和雜質(zhì)的作用，其性能將逐漸變壞，影響設(shè)備的電氣性能，因此必須定期地對絕緣油進(jìn)行試驗(yàn)，監(jiān)督油質(zhì)的變化。第10頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

根據(jù)目的和內(nèi)容，可分為理化和電氣特性試驗(yàn)。

（1）理化特性試驗(yàn)，包括全分析試驗(yàn)和簡化分析試驗(yàn)。對每批新到的絕緣油，或當(dāng)帶油設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，或在認(rèn)為有必要的特殊情況下，為了檢查油的質(zhì)量，應(yīng)進(jìn)行全分析試驗(yàn)。當(dāng)按照主要的特征參數(shù)來監(jiān)督油的質(zhì)量時(shí)，應(yīng)進(jìn)行簡化試驗(yàn)。其試驗(yàn)項(xiàng)目有物理性能試驗(yàn)和化學(xué)性能試驗(yàn)。

（2）電氣特性試驗(yàn)，包括電氣強(qiáng)度試驗(yàn)和介質(zhì)損失正切值的試驗(yàn)。電氣強(qiáng)度試驗(yàn)即測量絕緣油的瞬時(shí)擊穿電壓，試驗(yàn)設(shè)備與交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備相同。試驗(yàn)時(shí)，在絕緣油中放入標(biāo)準(zhǔn)電極，在電極間加工頻電壓，當(dāng)電壓升到一定值時(shí)，電極間發(fā)生明顯的火花放電——擊穿，這個(gè)開始的擊穿電壓便是絕緣油的擊穿強(qiáng)度。介質(zhì)損失正切值試驗(yàn)（簡稱油介損）是使用高壓電橋配以專用電橋在工頻電壓下進(jìn)行。當(dāng)受潮，纖維、塵埃和游離炭存在時(shí)，將使擊穿強(qiáng)度大為降低，介損增大.第11頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一GY-JY絕緣油介電強(qiáng)度測試儀第12頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一二、運(yùn)行中變壓器油的質(zhì)量控制運(yùn)行油可分為以下幾類：第一類：可滿足連續(xù)運(yùn)行，各項(xiàng)性能指標(biāo)符合國標(biāo)要求。第二類：可繼續(xù)使用，但需過濾處理，一般是含水量和擊穿電壓不合格，外觀有雜質(zhì)存在，可用機(jī)械過濾加以去除。第三類：油質(zhì)量較差，必須進(jìn)行再生處理或更換。往往是酸值、界面張力、介質(zhì)損耗因數(shù)超標(biāo)。第四類：油質(zhì)量很差，多項(xiàng)指標(biāo)超標(biāo)，應(yīng)以報(bào)廢。

其中油的水分含量和氣相色譜分析是最重要的.第13頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一第14頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一三、補(bǔ)充油和混油

混油時(shí)應(yīng)注意下列事項(xiàng)：（1）補(bǔ)充的油最好用和原設(shè)備同一牌號的油。（2）要注意油中添加的抗氧化劑牌號應(yīng)相同（國產(chǎn)為T501號），否則可能產(chǎn)生沉淀物。（3）兩種油的性能指標(biāo)應(yīng)符合質(zhì)量要求，新油應(yīng)符合新油的標(biāo)準(zhǔn)。（4）當(dāng)運(yùn)行油有一項(xiàng)或多項(xiàng)指標(biāo)接近極限值，尤其是pH值、酸值、界面張力接近極限值時(shí)，應(yīng)慎重對待；應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)室混油試驗(yàn)。（5）當(dāng)運(yùn)行質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)進(jìn)行凈化或再生后，才能考慮混油。（6）進(jìn)口油或來源不明的油和運(yùn)行油混合使用時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行各參加混合的單個(gè)油樣及其準(zhǔn)備混合后的油樣的老化試驗(yàn)。第15頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一四、絕緣油的再生

所謂“再生”就是用化學(xué)和物理的方法清除油中的溶解和不溶解的雜質(zhì)，重新恢復(fù)或接近油的原有的性能指標(biāo)。再生的方法可以分為物理、物理化學(xué)、化學(xué)和聯(lián)合法4種。第16頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一1、物理法（1）沉降法（2）離心法（3）過濾法2、物理化學(xué)法這是一種利用吸附劑和廢油的接觸來去除物理法去除不掉的雜質(zhì)。將吸附劑（如硅膠、白土等）裝入滲濾器內(nèi)，廢油連續(xù)通過滲濾器與吸附劑接觸，反復(fù)循環(huán)達(dá)到再生目的。第17頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一3、化學(xué)法這是利用酸洗的原理。用硫酸對油中的各種成分的反應(yīng)達(dá)到再生目的。4、聯(lián)合法

（1）真空凈油機(jī)。這是真空脫氣脫水和過濾的聯(lián)合。

（2）多功能再生凈油機(jī)。這是具有脫氣、脫水、再生、凈化等多種功能的設(shè)備。

這些設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是可以對運(yùn)行中的油進(jìn)行連續(xù)處理而不需停電。第18頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一能高效凈化變壓器油、互感器油、開關(guān)油、冷凍油等油液中水份、氣體和雜質(zhì)微粒，對高壓電力設(shè)備的真空干燥、真空注油、抽真空。并能在不停電的情況下對劣化的變壓器油、互感器油、開關(guān)油等進(jìn)行凈化再生處理，使其達(dá)到新油指標(biāo)，恢復(fù)使用性能。第19頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一第六節(jié)油中溶解氣體的色譜分析

一、概述變壓器油是從石油中分離出來的一種礦物抽，其絕緣主要是由礦物絕緣油和在油中的有機(jī)絕緣材料所組成。其礦物絕緣油主要成分是烷烴(CnH2n+2)、環(huán)烴族飽和烴(CnH2n)、芳香族不飽和烴(CnH2n-2)等化合物。有機(jī)絕緣材料主要是由纖維素(C6H10O5)n構(gòu)成。在正常運(yùn)行狀態(tài)下，由于油和固體絕緣逐漸老化、變質(zhì)，會分解出少量的氣體(主要有H2、甲烷CH4、乙烷C2H6、乙烯C2H4、乙炔C2H2、一氧化碳CO，二氧化碳C02等7種)。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，這些氣體的產(chǎn)氣量會迅速增加，故障點(diǎn)溫度較低時(shí)，甲烷比例較大，溫度升高時(shí)，乙烯、氫氣組分急劇增加，比例增大。當(dāng)嚴(yán)重過熱時(shí)，還會產(chǎn)生乙炔氣體。固體絕緣的過熱性故障時(shí)，除產(chǎn)生上面的低分子烴類氣體外，還會產(chǎn)生較多的CO,C02。隨著溫度的升高，CO/CO2的比值逐步增大，從而通過油中氣體的各種成分含量多少來判斷故障的性質(zhì)及程度。所以，在變壓器運(yùn)行中，定期測量油中的氣體組分和含量，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部的潛伏性故障。

第20頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一第21頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一二、故障判斷方法故障類型判斷的方法很多，本節(jié)介紹兩種方法，即特征氣體判斷法和三比值判斷法。1、特征氣體判斷法當(dāng)一種或幾種溶解氣體含量超過表1-3的注意值時(shí),可以用表1-4來判斷故障的性質(zhì)第22頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一2、三比值法在SD187-86《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》中推薦采用五種特征氣體的三對比值作為判斷故障的主要方法，稱為IEC三比值法。表1-5是此法的編碼規(guī)則，它是根據(jù)電氣設(shè)備內(nèi)油，紙絕緣故障時(shí)裂解而產(chǎn)生氣體組分的相對濃度和溫度有著相互依賴關(guān)系，將兩種溶解度和擴(kuò)散系數(shù)相近的氣體組分的比值作為判斷故障性質(zhì)的依據(jù)。它比特征氣體更為進(jìn)了一步。

第23頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一第24頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一應(yīng)用三比值法應(yīng)注意：（1）根據(jù)含量和產(chǎn)氣速率注意值判斷可能有故障時(shí)才應(yīng)用此法，對含量正常的設(shè)備是沒有意義的。（2）對多種故障聯(lián)合作用的情況可能從表中找不到相應(yīng)的組合，此時(shí)應(yīng)作具體分析。（3）對自由呼吸的開放式變壓器，氫和甲烷從油面上逸散，計(jì)算CH4/H2時(shí)應(yīng)作修正。（4）應(yīng)將氣體分析結(jié)果和其它試驗(yàn)結(jié)果綜合起來進(jìn)行判斷，以提高判斷的準(zhǔn)確率。第25頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一變壓器油的色譜分析與故障判斷

變壓器絕緣材料主要是絕緣油和絕緣紙，變壓器在故障下產(chǎn)生的氣體主要是來源于油和紙的熱裂分解，氣相色譜分析就是根據(jù)故障時(shí)產(chǎn)生的氣體在絕緣油中含量的多少，判斷其故障類型。

1過熱性故障

裸金屬過熱

如果設(shè)備內(nèi)的熱量只引起絕緣油的分解時(shí)，一般稱為裸金屬過熱。它包括分接開關(guān)接觸不良、引線和分接開關(guān)的連接處焊接不牢，鐵心多點(diǎn)接地或局部短路等。油中氣體的特征是，烴類相應(yīng)增多，其中甲烷和乙烯是特征氣體，二者之和一般為總烴的80%以上，當(dāng)故障點(diǎn)的溫度較低時(shí)，甲烷所占比例大；隨著溫度升高，乙烯比例有所增加。此外，氫氣也急劇增高，但沒有烴類氣體增長速度快。當(dāng)嚴(yán)重過熱時(shí)也會產(chǎn)生少量乙炔氣體，但不超過總烴的6%。

固體絕緣過熱

當(dāng)較高溫度的過熱涉及固體絕緣材料時(shí)，除產(chǎn)生較多的低分子烴類氣體外，還產(chǎn)生一氧化碳和二氧化碳。

低溫度過熱

變壓器長期過負(fù)荷或其他原因使繞組的固體絕緣長期承受低溫度的大面積過熱，在該溫度下，油不甚分解，而只出現(xiàn)由于長時(shí)間低溫度過熱加速絕緣紙的碳化而產(chǎn)生一氧化碳和二氧化碳，其中一氧化碳反映故障涉及固體絕緣的特性強(qiáng)些。第26頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一2放電性故障

高能量放電(電弧放電)

是指線圈匝間、層間絕緣擊穿，過電壓引起內(nèi)部閃絡(luò)，引線斷裂引起的閃絡(luò)，分接開關(guān)飛弧和電容屏擊穿等引起電弧放電故障。這類故障產(chǎn)氣急劇，產(chǎn)氣量大。其故障特征氣體主要是乙炔和氫氣，其次是乙烯和甲烷。由于故障能量較大，所以總烴很高。如果涉及固體絕緣一氧化碳也相對較高。

低能量放電(火花放電)

這是一種間歇性的放電故障。如鐵心片之間、鐵心接地不良、鐵心與穿心螺絲接觸不良等造成的電位懸浮放電。其主要?dú)怏w成份也是乙炔和氫氣，其次是乙烯和甲烷氣體。但由于故障能量較小，一般總烴不太高。

局部放電故障

常發(fā)生在油浸紙絕緣中的氣體空穴內(nèi)或懸浮帶電體的空間內(nèi)，該類放電產(chǎn)生的特征氣體是氫氣，其次是甲烷，當(dāng)放電能量密度高時(shí)，也會產(chǎn)生少量的乙炔氣體)一般不超過2%。無論是哪一種放電，只要有固體絕緣介入時(shí)，都會產(chǎn)生一氧化碳和二氧化碳?xì)怏w。3受潮

變壓器內(nèi)部進(jìn)水受潮時(shí)，除油中水分和固體絕緣中存在氣隙而發(fā)生局部放電，從而產(chǎn)生氫氣外，還因水分在電場作用下的電解作用和水與鐵的化學(xué)反應(yīng)，也均可產(chǎn)生大量的氫氣。因此，變壓器內(nèi)部進(jìn)水時(shí)氫氣的含量較高。4內(nèi)部故障

在判定變壓器內(nèi)有無故障時(shí)，首先將氣體分析結(jié)果中的幾項(xiàng)主要指標(biāo)(氫氣、乙炔、烴)與《變壓器油中溶解氣體分析與判斷導(dǎo)則》推薦的注意值進(jìn)行比較。當(dāng)油中氣體含量任一項(xiàng)超過注意值時(shí)，都應(yīng)引起注意。但是《導(dǎo)則》所推薦的注意值不是劃分設(shè)備有無故障的惟一指標(biāo)，而應(yīng)與歷次數(shù)據(jù)比較。而最終判斷有無故障時(shí)，主要應(yīng)在氣體含量絕對值的基礎(chǔ)上追蹤分析考察特征氣體的增長速率。第27頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一事例分析

公司基地1臺110kV/6kV電壓等級容量為100.00kVA變壓器，1997年6月17日突然發(fā)生噴油且內(nèi)部溫度快速升高，緊急停車處理。對變壓器作絕緣電阻、直流電阻等試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)C相電阻比A,B相電阻偏大，并且對照變壓器原始記錄，原始數(shù)據(jù)中三相直流電阻平衡。為了查找故障原因，吊開鐘罩對變壓器鐵芯、繞組以及引出線等查并作相關(guān)試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)任何異常。最后判斷是變壓器有載調(diào)壓開關(guān)故障，經(jīng)檢查確定是開關(guān)桶變形引起的，經(jīng)處理后作相關(guān)電氣試驗(yàn)合格。

經(jīng)過這次故障后再對變壓器油做色譜分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)其中含有CO,CO2和烴類化合物。為了監(jiān)視變壓器安全運(yùn)行，決定從此對變壓器油定期作色譜分析。

對試樣進(jìn)行分析

通過定期對該變壓器油做色譜分析發(fā)現(xiàn)，其中的總烴并沒有明顯增大，其值小于(電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程)中規(guī)定的150。同時(shí)我們計(jì)算出各次相對速率的大小也合格，這說明此后變壓器運(yùn)行完全正常。第28頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一結(jié)果分析

通過變壓器油的色譜定期監(jiān)測，可以看出該變壓器運(yùn)行正常，這對變壓器安全、長周期運(yùn)行起到了很好的保障作用，特別是一類供電負(fù)荷至關(guān)重要的。另外對這次變壓器油的氣體色譜值較大，除上述原因外，我們分析還與補(bǔ)充油時(shí)用了回收的變壓油色譜不合格(因?yàn)樵谘a(bǔ)充油時(shí)只注意絕緣耐壓而未做色譜)以及因變壓器有一焊點(diǎn)滲油時(shí)采用帶油補(bǔ)焊有關(guān)。

故障處理

為了降低變壓器油中的氣體含量，我們對變壓器油進(jìn)行在線脫氣處理，其方法是:用真空濾油機(jī)與變壓器油再生處理器相串聯(lián)后，對該變壓器油打循環(huán)，經(jīng)過十多小時(shí)處理，其中的烴類和CO,CO2等明顯降低如表3序號4所示。通過該次脫氣處理后請，盡管沒有將其中的氣體全部處理掉，但色譜值明顯變小。造成這種情況主要是脫氣處理時(shí)間不夠且由于變壓器油量太多而再生器中的吸附劑量少而造成的。第29頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一第七節(jié)六氟化硫（SF6）的現(xiàn)場測試

SF6氣體由于具有穩(wěn)定的化學(xué)性能、優(yōu)良的電氣絕緣能力和滅弧能力、強(qiáng)力的冷卻性能等特點(diǎn)在電氣設(shè)備上已得到了較多的采用、特別是斷路器的全封閉組合電器（GIS）上已取得了較成熟的經(jīng)驗(yàn)。

第30頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一全封閉組合電器包括斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線、電纜終端和套管等，可以按照高壓開關(guān)站各種主接線的要求進(jìn)行組合和布置。全封閉組合電器具有占地少、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、安全可靠、不維修周期長等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于城市供電、發(fā)電廠、大型工礦企業(yè)、石油化工和鐵路運(yùn)輸?shù)炔块T的高壓變電所.第31頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一根據(jù)SF6管理規(guī)定及《預(yù)規(guī)》要求：（1）SF6電氣設(shè)備安裝完畢，在投運(yùn)前（充氣24h后）應(yīng)復(fù)檢SF6氣室內(nèi)的濕度和空氣含量以及設(shè)備的檢漏。（2）設(shè)備通電后一般每三個(gè)月，亦可一年內(nèi)復(fù)校一次SF6氣體中的濕度和檢漏，直至穩(wěn)定后，每1~3年檢測濕度和檢漏一次。發(fā)現(xiàn)氣體質(zhì)量指標(biāo)明顯變化時(shí)，應(yīng)報(bào)請“SF6檢測中心”進(jìn)行處理。（3）對充氣壓力低于0.35MPa,且用氣量少的SF6電氣設(shè)備(如35kV以下的斷路器),只要檢漏后證明不漏氣,交接時(shí)氣體濕度合格,運(yùn)行中可不檢測氣體濕度,但異常事時(shí)要檢測氣體濕度。

第32頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一1、氣體泄漏率的測試（即檢漏）

檢漏可分為定性和定量兩種，定性是對設(shè)備