變壓器的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)

感應(yīng)耐壓試驗(yàn)中變頻電源的獲取

感應(yīng)耐壓試驗(yàn)中變頻電源的獲取

目前，市面上有倍頻感應(yīng)電壓發(fā)生器可以直接使用，它們的原理與獲得變頻電壓的方法有關(guān)，無(wú)外乎以下四種；如果沒(méi)有倍頻感應(yīng)發(fā)生器，也可以用以下四種方法獲取倍頻感應(yīng)電壓：（1）利用兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)組取得高頻電源用一臺(tái)三相異步鼠籠電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)一臺(tái)三相轉(zhuǎn)子為繞線式的異步電動(dòng)機(jī)，即異步倍頻發(fā)生器。其原理圖如下圖所示。啟動(dòng)過(guò)程中，先啟動(dòng)鼠籠式電動(dòng)機(jī)M1至額定轉(zhuǎn)速，然后用與鼠籠式電動(dòng)機(jī)相序相反的三相電源，經(jīng)調(diào)壓器TR對(duì)繞線式異步電動(dòng)機(jī)M1定子勵(lì)磁，便在定子中產(chǎn)生與其轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。由于驅(qū)動(dòng)繞線式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的速度與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度接近，但旋轉(zhuǎn)方向相反，于是便在繞線式轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出數(shù)倍于系統(tǒng)頻率的電壓，其值得大小可由調(diào)壓器調(diào)整定子勵(lì)磁而定。值得注意的是，在啟動(dòng)過(guò)程中，必須先啟動(dòng)鼠籠式電動(dòng)機(jī)，再合上調(diào)壓器逐漸升壓。（2）晶閘管變頻調(diào)壓逆變電源這種方法是應(yīng)用晶閘管逆變技術(shù)來(lái)產(chǎn)生高頻電源，這種變頻電源重量輕，可利用380V低壓交流電源，裝置兼有調(diào)壓作用。（3）用星形——開(kāi)口三角形接線的變壓器獲得三倍頻電源將三臺(tái)單相變壓器的一次繞組接成星形，二次繞組接成開(kāi)口三角形，由三臺(tái)單相變壓器構(gòu)成3倍頻發(fā)生器遠(yuǎn)離如圖12-24所示：一次側(cè)接工頻電源，適當(dāng)過(guò)勵(lì)磁，由于正弦波電流在飽和的鐵心中產(chǎn)生非正弦的磁通，由此感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)也是非正弦波。而其中主要成分是基波和三次諧波分量。因變壓器的一次繞著接成星形，所以三次諧波沒(méi)有通路，在二次的三角形開(kāi)口端，三相繞組基波感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的向量和為零，而三次諧波感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相位相同，因此，從開(kāi)口三角形輸出150Hz的高頻電壓。（4）高頻發(fā)電機(jī)組它是由一個(gè)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一個(gè)高頻的周期發(fā)電機(jī)所組成。發(fā)電機(jī)組的調(diào)壓是通過(guò)改變勵(lì)磁變壓器，用勵(lì)磁機(jī)來(lái)調(diào)節(jié)對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁，從而達(dá)到發(fā)電機(jī)的定子輸出電壓平滑可調(diào)的目的。

通過(guò)本知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握感應(yīng)耐壓的變頻電源獲取方法，為今后的課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。變壓器的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)

感應(yīng)耐壓試驗(yàn)接線

（1）全絕緣的變壓器對(duì)于全絕緣的變壓器，可按圖所示的接線，在變壓器低壓側(cè)施加兩倍及以上頻率的耐壓試驗(yàn)，而在變壓器高壓側(cè)感應(yīng)出相應(yīng)的高電壓來(lái)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)由互感器監(jiān)視電壓和電流

這種試驗(yàn)主要是考驗(yàn)變壓器縱絕緣的電氣強(qiáng)度，其是否承受住了感應(yīng)耐壓，還需根據(jù)試驗(yàn)前后的空載損耗試驗(yàn)才能判斷。若感應(yīng)耐壓試驗(yàn)后變壓器的空載損耗比感應(yīng)耐壓試驗(yàn)前明顯增大，則說(shuō)明變壓器縱絕緣在感應(yīng)耐壓時(shí)可能被擊穿。需要補(bǔ)充說(shuō)明的是，在這種接線的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)中，只能滿足變壓器高壓側(cè)三線之間達(dá)到試驗(yàn)電壓，而中性點(diǎn)對(duì)地的感應(yīng)試驗(yàn)電壓很低，因此，對(duì)中性點(diǎn)和線圈的主絕緣，還需進(jìn)行一次外施工頻交流耐壓試驗(yàn)，以考驗(yàn)其電氣強(qiáng)度。（2）分級(jí)絕緣的變壓器對(duì)于分級(jí)絕緣的三相變壓器，對(duì)其主絕緣的試驗(yàn)，不能用外施工頻交流耐壓試驗(yàn)的方法進(jìn)行。同時(shí)，因?yàn)榉旨?jí)絕緣的線圈是接成星形的，若用感應(yīng)耐壓試驗(yàn)方法，當(dāng)線圈出線端相電壓達(dá)到試驗(yàn)電壓時(shí)，其相對(duì)地的電壓僅為,所以不能用上圖所示的接線方法對(duì)主絕緣進(jìn)行感應(yīng)耐壓試驗(yàn)。根據(jù)變壓器設(shè)計(jì)的絕緣水平和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的要求，分級(jí)絕緣的變壓器，其相間及相對(duì)地的絕緣水平相同，如220kV級(jí)的變壓器，相間及相對(duì)地的試驗(yàn)電壓為400kV，110kV級(jí)的變壓器，相間及相對(duì)地的試驗(yàn)電壓為200kV，所以對(duì)這些變壓器進(jìn)行感應(yīng)耐壓時(shí)，相間及相對(duì)地不可能同時(shí)達(dá)到試驗(yàn)電壓的要求。因此，分級(jí)絕緣的變壓器，只能采用單相感應(yīng)耐壓進(jìn)行試驗(yàn)。此時(shí)，縱絕緣與主絕緣的試驗(yàn)同時(shí)用感應(yīng)的方法進(jìn)行，一方面試驗(yàn)了縱絕緣的電氣強(qiáng)度，另一方面也試驗(yàn)了線圈對(duì)地和相間絕緣的電氣強(qiáng)度。為了達(dá)到上述目的，在對(duì)分級(jí)絕緣的變壓器進(jìn)行感應(yīng)耐壓試驗(yàn)時(shí)，要分析被試品的結(jié)構(gòu)，比較不同的接線方式，計(jì)算出線端及相對(duì)地的試驗(yàn)電壓，選用滿足試驗(yàn)電壓的接線。一般要借助輔助變壓器或非被試相線圈支撐，輪換三次，才能完成一臺(tái)變壓器的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)。上圖為YNd11接線的分級(jí)絕緣變壓器A相進(jìn)行感應(yīng)耐壓試驗(yàn)的一種接線圖。非被試相B、C兩相的首端并聯(lián)接地，并與被試相A相串聯(lián)，高頻電源加于變壓器低壓側(cè)a相和c相之間。當(dāng)高頻電源電壓達(dá)到變壓器低壓側(cè)兩倍額定電壓，且高壓側(cè)三相都處于額定分接位置時(shí)，高壓側(cè)A相繞組的感應(yīng)電壓也達(dá)到額定電壓的兩倍，B、C相上的感應(yīng)電壓則只達(dá)到其額定電壓。由于B、C兩相并聯(lián)后與A相串聯(lián)，這樣就抬高了A相出線端的對(duì)地電位，使A相出線端與地及與B、C相出線端間的電壓均達(dá)到3倍額定相電壓。調(diào)整高壓側(cè)分接位置，可進(jìn)一步改變此倍數(shù)，使其滿足高壓側(cè)出線端對(duì)地及出線端間試驗(yàn)電壓的要求。例如220kV分級(jí)絕緣的變壓器，試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定高壓側(cè)出線端對(duì)地及相間試驗(yàn)電壓為400kV，3倍的額定線電壓已接近此值，只要適當(dāng)改變分接位置，即可使被試相對(duì)地的電壓達(dá)到此試驗(yàn)電壓。對(duì)B、C相進(jìn)行類似于A相的試驗(yàn)，則各相的縱絕緣、各相出線端對(duì)地及相間的主絕緣都得到試驗(yàn)。

通過(guò)本知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握感應(yīng)耐壓的接線方式，為今后的課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。變壓器的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)

感應(yīng)耐壓試驗(yàn)的目的和原理

感應(yīng)耐壓試驗(yàn)的目的和原理前幾節(jié)所討論的交流耐壓試驗(yàn)僅能檢查全絕緣變壓器的主絕緣，即高壓、中壓、低壓繞組間及對(duì)油箱、鐵心等接地部分的絕緣。

縱絕緣，即繞組匝間、層間、段間的絕緣沒(méi)有得到檢驗(yàn)，但在變壓器絕緣事故中縱絕緣損壞的比重是相當(dāng)大的。我們要設(shè)法使繞組匝間、層間、段間的電壓加大到正常工作時(shí)的1.7～2.0倍，以此來(lái)考核縱絕緣。進(jìn)行倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)就是為了達(dá)到這一目的。另外，對(duì)于分級(jí)絕緣或半絕緣的電力變壓器和互感器，它們的中性點(diǎn)絕緣水平比繞組的首端低，其線圈的電壓值和對(duì)地絕緣水平，從線圈末端到首端逐步增加，所以，首、末兩端宜施加不同的試驗(yàn)電壓，如圖所示

我們通常做的交流耐壓試驗(yàn)對(duì)同一繞組首末兩端所加的電壓是一樣大的，顯然，對(duì)于分級(jí)絕緣的變壓器，外施工頻耐壓試驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行。實(shí)踐證明，用三倍頻電源對(duì)串級(jí)式電壓互感器進(jìn)行感應(yīng)耐壓試驗(yàn)，能有效地檢出主、縱絕緣的缺陷。感應(yīng)耐壓試驗(yàn)方法是從變壓器低壓側(cè)加進(jìn)比額定電壓高的電壓，其他繞組開(kāi)路?？孔儔浩髯陨淼碾姶鸥袘?yīng)對(duì)變壓器各繞組感應(yīng)出比額定電壓高的電壓來(lái)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。由于繞組各匝間、層間、段間都相應(yīng)地提高了彼此之間的電位差，所以，它不僅對(duì)變壓器的主絕緣進(jìn)行考驗(yàn)，同時(shí)對(duì)縱絕緣也進(jìn)行了考驗(yàn)。但是，我們知道，變壓器鐵心的伏安特性曲線，一般設(shè)計(jì)在額定頻率和電壓下接近彎曲飽和部分。若用額定頻率的兩倍額定電壓施加于被試變壓器的低壓端，鐵心會(huì)飽和，必然使空載電流急劇增加，達(dá)到不能允許的程度。為了使在兩倍額定電壓下鐵心仍不飽和，可以采取提高頻率的方法。

通過(guò)本知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握感應(yīng)耐壓的目的和原理，為今后的課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。交、直流耐壓試驗(yàn)

交流耐壓試驗(yàn)的目的和意義

一、交流耐壓試驗(yàn)的目的和意義

電力設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)在運(yùn)行中可能會(huì)受到以下四種電壓

1.工頻工作電壓絕緣結(jié)構(gòu)在其整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，必須能夠長(zhǎng)期連續(xù)地承受工頻最高工作電壓，通常稱之為系統(tǒng)最高運(yùn)行相電壓。2.暫時(shí)過(guò)電壓它包括習(xí)慣上所指的工頻電壓升高和諧振過(guò)電壓。工頻電壓升高是由于空載線路的電容效應(yīng)、甩負(fù)荷和不對(duì)稱接地引起的，諧振過(guò)電壓則起因于含鐵芯的非線性電感元件所引起的鐵磁效應(yīng)或諧振，其幅值較高，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，其頻率可以是工頻基波，也可以是高次或分次諧波。2.暫時(shí)過(guò)電壓它包括習(xí)慣上所指的工頻電壓升高和諧振過(guò)電壓。工頻電壓升高是由于空載線路的電容效應(yīng)、甩負(fù)荷和不對(duì)稱接地引起的，諧振過(guò)電壓則起因于含鐵芯的非線性電感元件所引起的鐵磁效應(yīng)或諧振，其幅值較高，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，其頻率可以是工頻基波，也可以是高次或分次諧波。3.操作過(guò)電壓它是由于電力系統(tǒng)中的斷路器動(dòng)作產(chǎn)生的。這種過(guò)電壓的波形很不規(guī)則，情況不同時(shí)變化甚大，可以是衰減震蕩波，或是非周期性電壓的沖擊波。我國(guó)電力系統(tǒng)的操作過(guò)電壓倍數(shù)如下：35kV為4.0倍；110～220kV為3.0倍；330kV為2.75倍；500kV為2.0倍。4.雷電過(guò)電壓它是由雷云放電產(chǎn)生的，幅值很高；作用時(shí)間很短。雷電過(guò)電壓往往造成電力設(shè)備的絕緣破壞，積極地預(yù)防雷電過(guò)電壓是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的保證。總之，我們的電力設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)必須能耐受以上四種電壓，這就需要對(duì)我們的絕緣裕度進(jìn)行考驗(yàn)。而之前我們介紹的其他試驗(yàn)方法的試驗(yàn)電壓往往都低于電力設(shè)備的工作電壓，作為安全運(yùn)行的保證還不夠有力。工頻耐壓試驗(yàn)所采用的試驗(yàn)電壓比運(yùn)行電壓高得多，所以它可準(zhǔn)確地考驗(yàn)絕緣的裕度，能有效地發(fā)現(xiàn)較危險(xiǎn)的集中性缺陷。但是交流耐壓試驗(yàn)有一重要缺點(diǎn)：即對(duì)于固體有機(jī)絕緣，在較高的交流電壓作用時(shí)，會(huì)使絕緣中一些弱點(diǎn)更加發(fā)展，這樣，試驗(yàn)本身就會(huì)引起絕緣內(nèi)部的累積效應(yīng)，加速絕緣缺陷的發(fā)展。所以我們首先應(yīng)在耐壓試驗(yàn)之前先進(jìn)行前幾章我們介紹的幾種試驗(yàn)。在進(jìn)行了絕緣電阻測(cè)量、介損測(cè)試等試驗(yàn)之后，要先對(duì)各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合分析，看看該設(shè)備是否受潮或含有缺陷。如若發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題，則需預(yù)先進(jìn)行處理，待缺陷消除后方可進(jìn)行耐壓試驗(yàn)；其次恰當(dāng)?shù)剡x擇合適的耐壓試驗(yàn)電壓值是一個(gè)重要問(wèn)題。一般考慮到運(yùn)行中絕緣的變化，耐壓試驗(yàn)的電壓值應(yīng)取得比出廠試驗(yàn)電壓低些，而且不同情況的設(shè)備應(yīng)不同對(duì)待，這主要由運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定。例如在大修前發(fā)電機(jī)定子繞組的試驗(yàn)電壓常取1．3～1．5倍額定電壓，對(duì)于運(yùn)行二十年以上的發(fā)電機(jī)，由于絕緣較老，可取1．3倍額定電壓來(lái)做耐壓試驗(yàn)，但對(duì)與架空線路有直接連接的運(yùn)行二十年以上的發(fā)電機(jī)，考慮到運(yùn)行中大氣過(guò)電壓侵襲的可能性較大，為了安全，仍要求用1．5倍額定電壓來(lái)做耐壓試驗(yàn)。

通過(guò)本知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握交流耐壓的目的意義，為今后的課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。交、直流耐壓試驗(yàn)

直流耐壓試驗(yàn)的目的和意義

直流耐壓試驗(yàn)的目的和意義

直流耐壓試驗(yàn)也能確定絕緣的電氣強(qiáng)度，與交流耐壓試驗(yàn)相比，它的優(yōu)點(diǎn)是：

首先，可使試驗(yàn)設(shè)備輕小，也即大容量試品（電纜、電容器等）進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)設(shè)備容量往往過(guò)大（為使試驗(yàn)及調(diào)壓設(shè)備輕便，可以采用諧振試驗(yàn)線路以減小電源設(shè)備容量）。其次、在絕緣進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)的同時(shí)，可通過(guò)測(cè)量泄漏電流來(lái)觀察絕緣內(nèi)部集中性缺陷。試驗(yàn)的接線同前面介紹的泄漏電流試驗(yàn)相同。圖為一臺(tái)30MW，10．5kV汽輪發(fā)電機(jī)各相繞組的直流泄漏電流試驗(yàn)曲線，當(dāng)試驗(yàn)電壓升至14kV時(shí)，A相泄漏電流突然急劇增加，經(jīng)檢查，A相端部對(duì)綁環(huán)有一處放電。第三、直流耐壓試驗(yàn)比交流耐壓試驗(yàn)更能發(fā)現(xiàn)電機(jī)端部的絕緣缺陷。其原因是直流下沒(méi)有電容電流從線棒流出，因而無(wú)電容電流在半導(dǎo)體防暈層上造成的壓降，故端部絕緣上的電壓較高，有利于發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷。第四、在電力電纜進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，通常也利用泄漏值尋找缺陷。當(dāng)測(cè)得三相泄漏值相差過(guò)大或增長(zhǎng)較快時(shí)，可依具體情況提高試驗(yàn)電壓或延長(zhǎng)耐壓時(shí)間來(lái)發(fā)現(xiàn)缺陷。第五、直流耐壓試驗(yàn)對(duì)絕緣損傷較小，如果被試絕緣中有氣泡時(shí)，在直流電壓作用下，當(dāng)作用電壓較高，以至于在氣泡中發(fā)生局部放電后，在電場(chǎng)作用下，氣泡中的正負(fù)電荷將分別反向移動(dòng)，停留在氣泡壁上，如圖所示。這樣，便使得外電場(chǎng)在氣泡里的強(qiáng)度不斷減弱，從而抑制了氣泡內(nèi)部的局部放電過(guò)程，當(dāng)正、負(fù)電荷慢慢地通過(guò)周圍的泄漏電流中和后，才會(huì)再發(fā)生一次放電。如果在交流電場(chǎng)中，每當(dāng)電壓改變一次方向，空間電荷非但不減弱，反而會(huì)加強(qiáng)氣泡里的電場(chǎng)強(qiáng)度，因而加強(qiáng)了局部放電的發(fā)展。不僅如此，作交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，每個(gè)半波里都要發(fā)生局部放電。這種局部放電會(huì)促使油和有機(jī)絕緣材料的分解與老化、變質(zhì)等，并使其絕緣性能降低，擴(kuò)大其局部缺陷。因此直流耐壓試驗(yàn)加壓時(shí)間可以較長(zhǎng)，一般采用5～10min。當(dāng)然，直流耐壓試驗(yàn)也是有缺點(diǎn)的。由于電力設(shè)備的絕緣大多數(shù)都是組合電介質(zhì)，在直流電壓作用下，其電壓是按電阻分布的，所以交流電力設(shè)備在交流電場(chǎng)下的弱點(diǎn)用直流電壓做試驗(yàn)就不易被發(fā)現(xiàn)。所以，與交流耐壓試驗(yàn)相比，直流耐壓試驗(yàn)的缺點(diǎn)是：對(duì)絕緣的考驗(yàn)不如交流下接近實(shí)際和準(zhǔn)確。直流耐壓試驗(yàn)電壓的選取，系參考交流耐壓試驗(yàn)電壓和交直流下?lián)舸?qiáng)度之比，并主要根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。例如：對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組取2～2．5倍額定電壓；對(duì)電力電纜，3KV、6KV、10kV的取5～6倍額定電壓；20KV、35kV的取4～5倍額定電壓；35kV及以上的則取3倍額定電壓。直流耐壓的時(shí)間可以比交流耐壓長(zhǎng)些，例如發(fā)電機(jī)試驗(yàn)時(shí)是每級(jí)1/2額定電壓地分段升高，每階段停留一分鐘，以觀察并讀取泄漏電流值。電力電纜試驗(yàn)時(shí)，在額定電壓下持續(xù)5分鐘，以觀察并讀取泄漏電流值。

通過(guò)本知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握直流耐壓的目的意義，為今后的課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。交、直流耐壓試驗(yàn)

交流耐壓試驗(yàn)的試驗(yàn)接線

交流耐壓試驗(yàn)的試驗(yàn)接線

交流耐壓試驗(yàn)的接線如圖

圖中3為調(diào)壓器,5為高壓試驗(yàn)變壓器。一般用高壓試驗(yàn)變壓器及調(diào)壓器產(chǎn)生可調(diào)高壓，試驗(yàn)電壓的波形應(yīng)接近正弦。調(diào)壓器應(yīng)盡量采用自耦式，它不僅體積小，漏抗也小，因而試驗(yàn)變壓器激磁電流中的諧波分量在調(diào)壓器上產(chǎn)生的壓降也小，故試驗(yàn)變壓器原邊電壓波形畸變較小，副邊電壓波形也就接近正弦。如自耦調(diào)壓器的容量不夠，則可以采用移圈式調(diào)壓器，不過(guò)后者的漏抗較大，會(huì)使電壓波形發(fā)生畸變，為改善波形可在試驗(yàn)變壓器原邊并聯(lián)一電感、電容串聯(lián)組成的濾波器把諧波濾去。而試驗(yàn)變壓器選擇時(shí)應(yīng)注意其高壓側(cè)的額定電壓應(yīng)高于被試品的試驗(yàn)電壓；其額定輸出電流也應(yīng)大于被試品所需的電流；

試驗(yàn)變壓器的輸出容量應(yīng)大于試品所需容量，即：(kVA)為了限制擊穿或放電時(shí)的短路電流，防止耐壓試驗(yàn)時(shí)在高壓側(cè)出現(xiàn)振蕩，回路中串有保護(hù)電阻R1。保護(hù)電阻R1的值不應(yīng)太大或太小。太小起不到保護(hù)作用，太大又會(huì)使正常工作時(shí)由于負(fù)載電流而產(chǎn)生較大壓降與功率損耗。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)一般取R1為0.1Ω/V，并應(yīng)有足夠的容量。通?？衫镁€繞電阻或水阻作為保護(hù)電阻，與高壓試驗(yàn)變壓器接地端串聯(lián)的電流表起監(jiān)視被試絕緣狀況的作用。短路刀閘6是保護(hù)電流表的。為得到較好波形，試驗(yàn)電源最好用線電壓。進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，被試品一般均屬電容性的，試驗(yàn)變壓器在電容性負(fù)載下，由于電容電流在線圈上會(huì)產(chǎn)生漏抗壓降，使變壓器高壓側(cè)電壓發(fā)生升高現(xiàn)象，此即電容效應(yīng)。這時(shí)變壓器高壓側(cè)電壓高于按變比換算的電壓，而且低壓側(cè)與高壓側(cè)之間的電壓有相角差，如果試品的容抗一旦與試驗(yàn)變壓器的漏抗發(fā)生串聯(lián)電壓諧振，則電壓升高現(xiàn)象更為顯著。從電機(jī)學(xué)中可知，變壓器的簡(jiǎn)化等值電路如圖所示。電路中r是變壓器電阻，XL是變壓器漏抗，Cx為被試品電容。這樣，電路就成為一簡(jiǎn)單的R－L－C串聯(lián)回路。顯然，由于Cx上的電壓和XL上的電壓相位差180，如圖所示，可以看出被試品上電壓UCx會(huì)比電源電壓U1高。由于電容效應(yīng)的存在，就要求直接在被試品兩端測(cè)量電壓。那么，我們是如何直接在被試品兩端測(cè)電壓呢？為使測(cè)量準(zhǔn)確，通常用7所示的電壓互感器或高壓靜電電壓表進(jìn)行測(cè)量。而在被測(cè)的電壓較高，不能直接用指示儀表測(cè)量時(shí)，通常采用電容分壓器測(cè)量，在測(cè)量時(shí)應(yīng)對(duì)其變比予以校準(zhǔn)。8為保護(hù)球隙，我們將球隙8的放電電壓調(diào)至耐壓試驗(yàn)電壓的1．1倍，這是為了防止被試品因誤操作或諧振過(guò)電壓時(shí)試品上出現(xiàn)超過(guò)試驗(yàn)的電壓而被損壞。

通過(guò)本知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握交流耐壓的接線和設(shè)備作用，為今后的課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。交、直流耐壓試驗(yàn)

交流耐壓試驗(yàn)步驟

交流耐壓試驗(yàn)步驟

1.應(yīng)對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)好圍欄，掛好標(biāo)志牌，并派專人監(jiān)視；

2.試驗(yàn)前應(yīng)將被試設(shè)備的表面擦拭干凈；3.調(diào)整保護(hù)球隙，使其放電電壓為試驗(yàn)電壓的110%～120%，連續(xù)試驗(yàn)三次，應(yīng)無(wú)明顯差別，檢查過(guò)流保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性；4.按試驗(yàn)接線圖接好線后，檢查調(diào)壓器是否在“零位”，調(diào)壓器3應(yīng)從零升壓，，在試驗(yàn)電壓以下可以稍微快一點(diǎn)，以后則應(yīng)徐徐均勻升壓，一般應(yīng)在20秒鐘內(nèi)升至試驗(yàn)電壓值。試驗(yàn)過(guò)程中要注意電壓表及其他表計(jì)的變化，一旦發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即降壓。5.升壓至試驗(yàn)電壓后，加壓一分鐘。規(guī)定這個(gè)時(shí)間是為便于觀察被試品的情況；同時(shí)也是為使已開(kāi)始擊穿的缺陷來(lái)得及暴露出來(lái)。耐壓時(shí)間不能超過(guò)一分鐘，以免使絕緣擊穿。6.加壓一分鐘后，緩慢降低電壓；7.試驗(yàn)結(jié)束后，要先放電，再拆線。

通過(guò)本知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握交流耐壓的步驟，為今后的課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。交、直流耐壓試驗(yàn)

直流高壓的測(cè)量

直流高壓的測(cè)量

直流高壓的測(cè)量方法有三種，一是高阻器與微安表串聯(lián)的測(cè)量系統(tǒng)；二是電阻分壓器與低壓電壓表的測(cè)量系統(tǒng)；三是高壓靜電電壓表。

1.高阻器與微安表串聯(lián)的測(cè)量系統(tǒng)如圖12-12所示。圖中R1、R2組成的電阻分壓器，在直流電壓作用下沒(méi)有電容電流，所以電阻分壓器R1中只有電流I流過(guò)，若R1為分壓器的高壓臂電阻，R2為低壓臂電阻，則U1＝IR1電流I一般用微安表測(cè)量。如用靜電電壓表測(cè)量，則＝

其中分壓比是

R1數(shù)值的選擇視被測(cè)電壓大小而定，一般取流過(guò)R1的電流為數(shù)百微安至1毫安。R1值太高會(huì)造成測(cè)量誤差，因高電壓下高壓臂會(huì)有電暈電流，沿絕緣材料的泄漏電流等（均是微安級(jí)）使上二式發(fā)生誤差。若R1中的工作電流大大超過(guò)雜散電流，則這種雜散電流的影響便可不計(jì)。2.電阻分壓器與低壓電壓表測(cè)量系統(tǒng),則被測(cè)的直流試驗(yàn)電壓為：電阻分壓器的高壓臂R1實(shí)質(zhì)上也是高阻器，其低壓臂的電阻R2較小，它的兩端跨接電壓表，用來(lái)測(cè)量直流試驗(yàn)電壓。若低壓電壓表的指示值為Ｕ２，分壓器的分壓比為

根據(jù)所接電壓表的形式可測(cè)量出直流電壓的算術(shù)平均值、有效值或最大值。3.高壓靜電電壓表。高壓靜電電壓表是測(cè)量直流電壓均方根值的一種很方便的儀表，用它有可以直接測(cè)量幾伏到幾百千伏的直流電壓。它的優(yōu)點(diǎn)是：內(nèi)阻大，基本上不吸收功率。當(dāng)電壓脈動(dòng)因素不超過(guò)20%時(shí)，可以認(rèn)為有效值與算術(shù)平均值是接近相等的。合格的靜電電壓表是能夠滿足上述對(duì)電壓平均值測(cè)量準(zhǔn)確度的要求的，只是它不能測(cè)量電壓的脈動(dòng)。

通過(guò)本知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握直流高壓的測(cè)量方法，為今后的課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。交、直流耐壓試驗(yàn)

直流高壓試驗(yàn)的注意事項(xiàng)

直流高壓試驗(yàn)的注意事項(xiàng)

對(duì)直流高壓試驗(yàn)來(lái)說(shuō)，特別需要注意：試驗(yàn)裝置應(yīng)能在試驗(yàn)電壓下供給被試品的泄漏電流、吸收電流、內(nèi)外局部放電電流及被試品擊穿前瞬時(shí)臨界泄漏電流的需要，不得引起過(guò)大的內(nèi)部壓降以至使測(cè)量結(jié)果造成較大的誤差。應(yīng)該估計(jì)到：某些被試品在擊穿前瞬時(shí)的臨界泄漏電流是相當(dāng)大的，例如，極不均勻電場(chǎng)長(zhǎng)氣隙擊穿或沿面閃絡(luò)，特別是濕污狀態(tài)下的沿面閃絡(luò)，擊穿前瞬時(shí)的臨界泄漏電流將達(dá)安培級(jí)。在這樣大的泄漏電流下，如欲不至引起過(guò)大的動(dòng)態(tài)壓降，最根本和有效的措施是增大交流電源的容量，同時(shí)要安裝適當(dāng)電容量的濾波電容器。

對(duì)絕緣作直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，為避免在電源合閘的過(guò)渡過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)電壓，應(yīng)從相當(dāng)?shù)偷碾妷褐甸_(kāi)始施加電壓。在75％試驗(yàn)電壓值以下時(shí)，應(yīng)以均勻速度緩慢地升高電壓，以保證試驗(yàn)人員能從儀表上精確讀數(shù)。超過(guò)75％試驗(yàn)電壓值后，應(yīng)以每秒2％試驗(yàn)電壓的速度上升到100％試驗(yàn)電壓值，在此值下保持規(guī)定時(shí)間后，切除交流電源，并通過(guò)適當(dāng)?shù)碾娮枋篂V波電容器放電。

對(duì)電壓的極性或正、負(fù)極性電壓施加的次序，在有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)中有規(guī)定，一般規(guī)定為：如確認(rèn)某一極性對(duì)絕緣作用較嚴(yán)重，可只做這一極性的耐壓試驗(yàn)。直流耐壓試驗(yàn)完畢后，首先應(yīng)切斷高壓電源，一般需待試品上的電壓降至一半的試驗(yàn)電壓以下，將被試品經(jīng)電阻接地放電，最后直接接地放電。對(duì)于大容量試品，需放電5min以上，以使試品上的充電電荷放盡。另外，對(duì)附近的電力設(shè)備有感應(yīng)靜電電壓的可能時(shí)，也應(yīng)予以放電或事先短接。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)組裝的倍壓整流裝置，要對(duì)各級(jí)電容器逐級(jí)放電后，才能進(jìn)行更改接線或結(jié)束試驗(yàn)，拆除接線。

通過(guò)本知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握直流耐壓試驗(yàn)中要注意的事項(xiàng)，為今后的課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。交、直流耐壓試驗(yàn)

直流耐壓試驗(yàn)的試驗(yàn)接線

直流耐壓試驗(yàn)的試驗(yàn)接線直流耐壓試驗(yàn)的接線圖與泄漏電流測(cè)試相同，比交流耐壓試驗(yàn)多一個(gè)高壓硅堆整流裝置，其目的是把交流高壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷鞲邏?。根?jù)變壓器、電容器、硅堆等元件參數(shù)可以組成不同的整流電路，其中常用的有半波整流電路、倍壓整流電路和串級(jí)整流電路等。如欲得更高的電壓并充分利用變壓器的功率，則可采用如圖所示的電路。如電源變壓器輸出電壓峰值為，則被試品上可以得到對(duì)稱的電壓，其峰值最大可達(dá)2U。應(yīng)該注意，達(dá)種電路中被試品的兩極都不允許接地，必須將被試品的兩極對(duì)地絕緣起來(lái)，其耐壓值分別達(dá)和。這在實(shí)際工作中常常是很不方便的，有時(shí)甚至是不可能的，欲避免此缺點(diǎn)，可采用如圖所示的電路。此時(shí)被試品可以有一極接地，但電源變壓器高壓繞組出線端A對(duì)地絕緣應(yīng)耐，而出線端B的對(duì)地絕緣應(yīng)耐+,這就不能采用通用的一端接地的試驗(yàn)變壓器，所以，仍然是不夠理想的。

如欲得更高的電壓，可采用串接整流電路如圖采用這種電路需注意兩點(diǎn)：

(1)串接級(jí)數(shù)增加時(shí)；壓降和脈動(dòng)度增大甚烈。

(2)當(dāng)被試品擊穿時(shí)，除右邊電容柱經(jīng)對(duì)已擊穿的被試品放電外，左邊電容柱也將經(jīng)Ｄ１、Ｄ２、Ｒf對(duì)已擊穿的被試品放電，這就要求保護(hù)電阻的值應(yīng)有足夠大，以保證流過(guò)和的放電電流對(duì)和無(wú)損。)

通過(guò)本知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握直流耐壓的接線和設(shè)備作用，為今后的課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。局部放電的測(cè)量

變壓器超聲波法定位

超聲波法定位

變壓器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜而龐大，定位問(wèn)題顯得更為突出。目前已提出了很多方法，其中最主要的是電測(cè)法的多端測(cè)量定位和聲測(cè)法定位兩種方法。局部放電產(chǎn)生的超聲波在媒質(zhì)中是定向傳播，可以通過(guò)各種方法從測(cè)得的超聲波信號(hào)來(lái)作圖或計(jì)算出放電的位置。（1）多點(diǎn)測(cè)量計(jì)算方法

在變壓器外殼的同一側(cè)面上，安放m個(gè)接收超聲波信息的探頭，用直角空間坐標(biāo)標(biāo)明各探頭及放電源的位置，如x1、x2和x3為局部放電點(diǎn)的坐標(biāo)，如xi1、xi2和xi3為第i個(gè)探頭所在位置的坐標(biāo)。設(shè)xi4為第i個(gè)探頭接收到的超聲波信號(hào)的時(shí)延，x4為等值波速度，于是m個(gè)測(cè)量點(diǎn)可以列出m個(gè)方程在這組方程中，要求出四個(gè)未知的變量，即x1、x2、x3和x4，可以采用迭代法，由計(jì)算機(jī)求出方程組的最小二乘法最優(yōu)解。這種方法最大的優(yōu)點(diǎn)是波速不取固定數(shù)而由計(jì)算得出。要取得比較準(zhǔn)確的結(jié)果，探頭數(shù)不能太少，一般要取20個(gè)左右。（2）作圖法

根據(jù)測(cè)量探頭的位置和放電信號(hào)到達(dá)各探頭的時(shí)延的差別，用作圖的方法來(lái)確定放電的位置，由于測(cè)試的方法不同，作圖法又可分為好幾種，這里列舉兩種主要的。一種是用兩個(gè)探頭同時(shí)接收超聲波信號(hào)，移動(dòng)其中的一個(gè)探頭，使超聲波信號(hào)同時(shí)到達(dá)兩個(gè)探頭，假定超聲波傳播到這兩個(gè)探頭的速度也相等，則可以判斷放電點(diǎn)發(fā)生在通過(guò)兩個(gè)探頭連線的中點(diǎn)，并與連線垂直的平面上。如圖所示，將一探頭固定在位置①，移動(dòng)另一部探頭到位置②時(shí)，兩個(gè)探頭接收到的超聲波信號(hào)時(shí)延相等，則放電可能在ABCD平面上，因?yàn)樵谶@個(gè)平面上的任何一點(diǎn)，到①、②兩點(diǎn)的距離都是相等的；然后，將探頭移到位置③、④，若接收到的超聲波信號(hào)時(shí)延相等，則放電發(fā)生在EFGH面上，但放電點(diǎn)是同一個(gè)，它同時(shí)存在于這兩個(gè)面上，說(shuō)明它只可能發(fā)生在這兩個(gè)面的相交線上，最后，再把探頭放在BC線上的位置⑤、⑥，同樣可以測(cè)得放電發(fā)生在IJKL面上，于是最后可以確定這三個(gè)面的交點(diǎn)P就是放電的位置。

如果超聲波從P點(diǎn)傳播到m點(diǎn)的等效速度v是已知的，則只要測(cè)出傳播到m點(diǎn)的時(shí)延tm,就可以計(jì)算出P點(diǎn)位置，而不必在⑤、⑥兩點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量或者測(cè)得出超聲波傳播到m點(diǎn)和n點(diǎn)的時(shí)延差值Δt，也可按下式計(jì)算出另一種方法是用多探頭做V形圖。在變壓器的一側(cè)，沿著兩條相互垂直的x軸、y軸上安放若干個(gè)探頭，每個(gè)探頭測(cè)得的超聲波信號(hào)時(shí)延為t，再以x軸為水平軸，t軸為其垂直軸，可畫(huà)一條V形曲線，如圖所示。若超聲波從放電源傳播到各探頭的速度都相同，則V形曲線的最低點(diǎn)xp,即放電距離x軸的最近點(diǎn)，放電必發(fā)生在通過(guò)該點(diǎn)與x軸垂直的平面上。同樣的方法可以測(cè)得并畫(huà)出對(duì)應(yīng)于y軸的V形曲線，由此亦可找到通過(guò)最近點(diǎn)yp，并與y軸垂直的平面，于是放電點(diǎn)要同時(shí)發(fā)生在這兩個(gè)平面上，則只可能落在兩個(gè)平面的相交線mn上?，F(xiàn)假設(shè)放電發(fā)生在p點(diǎn)上，超聲波從p點(diǎn)傳播到xp和yp的速度為v，對(duì)應(yīng)的時(shí)延為txp和typ，則可分別在兩個(gè)平面上各做直角三角形mpyp和mpxp，其中ypm=xp，p=vtyp，mxp=，pxp=vtxp，于是所以包含的幾何位置及時(shí)延都可以測(cè)出，無(wú)需知道超聲波的傳播速度，但必須滿足傳到各探頭的速度是相同的。

通過(guò)本知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握局部放電定位的問(wèn)題，為今后的課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。局部放電的測(cè)量

變壓器多端測(cè)量定位

多端測(cè)量定位

變壓器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜而龐大，定位問(wèn)題顯得更為突出。目前已提出了很多方法，其中最主要的是電測(cè)法的多端測(cè)量定位和聲測(cè)法定位兩種方法。電力變壓器具有很多端子，如圖所示。圖中E、F為低壓繞組的接頭；A、B分別高壓繞組的高壓和中壓抽頭，C為高壓繞組的末端，M為套管的末屏抽頭（測(cè)量用的抽頭）；Z1、Z2、Z3都是檢測(cè)阻抗；D1、D2、D3都是局部放電檢測(cè)儀；P為校正脈沖發(fā)生器。由于局部放電產(chǎn)生的脈沖波通過(guò)繞組轉(zhuǎn)送到各測(cè)量端時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同的衰減，所以在各測(cè)量端上將會(huì)測(cè)得大小不同的局部放電信號(hào)。先用校正脈沖代表局部放電產(chǎn)生的脈沖，將此脈沖從不同的位置注入，在不同測(cè)量端上就會(huì)得到不同的響應(yīng)，如在檢測(cè)儀器D1上測(cè)得的響應(yīng)為а1，在D2上測(cè)得а2，在D3上測(cè)得а3，取它們之間的比值k1=a1/a2、k2=a2/a3、k3=a3/a1。當(dāng)校正脈沖是從高壓端對(duì)地注入時(shí)測(cè)得的響應(yīng)比值記為kA1、kA2和kA3。從低壓端對(duì)地注入時(shí)，測(cè)得的響應(yīng)比值記為kE1、kE2和kE3，以此類推，可以將校正脈沖從不同位置注入時(shí)，測(cè)得的響應(yīng)比值列一個(gè)表，見(jiàn)表表13-1響應(yīng)比值表注入端比值A(chǔ)OBOEOAEk1k2k3kA1kA2kA3kB1kB2kB3kE1kE2kE3kAE1kAE2kAE3在變壓器進(jìn)行局部放電試驗(yàn)時(shí)，假定測(cè)量系統(tǒng)的靈敏度保持一定，測(cè)得的響應(yīng)分別為ax1、ax2和ax2，則可求得響應(yīng)比值為kx1=ax1/ax2、kx2=ax2/ax3、kx3=ax3/ax1，將這一組響應(yīng)比值與表中各列的響應(yīng)比值相比，與哪一列的比值比較接近，放電就可能發(fā)生在靠近該校正脈沖注入的位置。假如kx1、kx2和kx3分別與kA1、kA2和kA3很接近，則放電信號(hào)傳送到各測(cè)量端的衰減才會(huì)是相同的，也就是響應(yīng)比值k才會(huì)是相同的。對(duì)于同一型號(hào)的變壓器，可以用同一個(gè)響應(yīng)比值表在確定了放電位置之后，就應(yīng)在代表放電位置的校正脈沖注入端上注入已知電荷q0，并在靠近的檢測(cè)阻抗上，如在Z2上，讀取相應(yīng)讀數(shù)a2，則分度系數(shù)k=q0/a2。在變壓器試驗(yàn)中出現(xiàn)的局部放電，也必須同樣選取在Z2上的相應(yīng)讀數(shù)a2x，經(jīng)過(guò)這樣定量測(cè)得的視在放電電荷量比較接近實(shí)際放電電荷量。

通過(guò)本知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握局部放電定位的問(wèn)題，為今后的課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。局部放電的測(cè)量

局部放電試驗(yàn)的步驟

局部放電試驗(yàn)的步驟

局部放電試驗(yàn)是非破壞性試驗(yàn)項(xiàng)目，從試驗(yàn)順序而言，應(yīng)放在所有絕緣試驗(yàn)之后。通常是以工頻耐壓作為預(yù)激磁電壓持續(xù)數(shù)秒，然后降到局部放電試驗(yàn)電壓(一般為Um/的倍數(shù)，變壓器為1.5倍，互感器為1.1～1.2倍)，持續(xù)時(shí)間幾分鐘，測(cè)局部放電量；預(yù)激磁電壓是模擬運(yùn)行中過(guò)電壓，預(yù)激磁電壓激發(fā)的局部放電量不應(yīng)由局部放電試驗(yàn)電壓所延續(xù)，概念是系統(tǒng)上有過(guò)電壓時(shí)所激發(fā)的局部放電量不會(huì)由長(zhǎng)期工作電壓所延續(xù)。這一方法是使變壓器或互感器在Um/長(zhǎng)期工作電壓下無(wú)局部放電量，以保證變壓器能安全運(yùn)行，使局部放電起始電壓與局部放電熄滅電壓都能高于Um/。具體步驟:1.選擇試驗(yàn)線路確定試驗(yàn)電源局部放電試驗(yàn)回路的連接方法見(jiàn)本章第六節(jié)，對(duì)試驗(yàn)電源的要求如下：變壓器：一般采用50Hz的倍頻或其它合適的頻率。三相變壓器可三相勵(lì)磁，也可單相勵(lì)磁。電流互感器：一般可選用頻率為50Hz的試驗(yàn)電源。電壓互感器：為防止勵(lì)磁電流過(guò)大，電壓互感器試驗(yàn)的預(yù)加電壓，推薦采用150Hz或其它合適的頻率作為試驗(yàn)電源。一般可采用電動(dòng)機(jī)—發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的中頻電源，三相電源變壓器開(kāi)口三角接線產(chǎn)生的150Hz電源，或其它形式產(chǎn)生的中頻電源。當(dāng)采用磁飽和式三倍頻發(fā)生器作電源時(shí)，因容易造成波形嚴(yán)重畸變，使峰值與真有效值電壓之間的幅值關(guān)系不是倍的倍數(shù)關(guān)系，可能造成一次繞組實(shí)際電壓峰值過(guò)高，造成試品損壞，故必須在被試品的高壓側(cè)接峰值電壓表監(jiān)測(cè)電壓。電壓波形應(yīng)接近正弦形。當(dāng)波形畸變時(shí),應(yīng)以峰值除以作為試驗(yàn)電壓值。2．確定局放允許水平選擇標(biāo)準(zhǔn)脈沖進(jìn)行校準(zhǔn)依據(jù)DL/T596-1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》和有關(guān)反事故技術(shù)措施之規(guī)定，結(jié)合1997年以來(lái)新頒布的相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確定試品的局部放電允許水平（試驗(yàn)判據(jù)）。確定試驗(yàn)判據(jù)以后，可選擇標(biāo)準(zhǔn)脈沖進(jìn)行試驗(yàn)回路的校準(zhǔn)。如局放允許水平為100PC，也可選擇100PC標(biāo)準(zhǔn)脈沖進(jìn)行校準(zhǔn)3．加壓測(cè)量（1）變壓器試驗(yàn)：

試驗(yàn)電壓應(yīng)在不大于1/3規(guī)定測(cè)量電壓下接通電源，再開(kāi)始緩慢均勻上升至規(guī)定測(cè)量電壓，保持5分鐘；然后試驗(yàn)電壓升到預(yù)加電壓，5秒后降到規(guī)定測(cè)量電壓，30分鐘無(wú)上升趨勢(shì)時(shí)即可降低電壓到1/3測(cè)量電壓以下，方能切除電源。如對(duì)所測(cè)量的局放不穩(wěn)定的變壓器，應(yīng)延長(zhǎng)測(cè)量時(shí)間，在不危及變壓器安全的前提下，達(dá)到局放穩(wěn)定時(shí)為止。對(duì)局放大的變壓器，應(yīng)測(cè)量局放的起始放電電壓和熄滅電壓，以便確定故障的性質(zhì)。起始放電電壓：電壓從低值緩慢均勻上升，一直到放電量剛剛超過(guò)局放規(guī)定值，此時(shí)所加電壓即為起始放電電壓熄滅電壓：當(dāng)電壓升過(guò)起始放電電壓后（一般高10℅），然后將電壓緩慢均勻下降，直到放電量剛剛小于局放規(guī)定值，此時(shí)所加電壓即為熄滅電壓，（2）互感器試驗(yàn)：試驗(yàn)電壓應(yīng)在不大于1/3規(guī)定測(cè)量電壓下接通電源，再開(kāi)始緩慢均勻上升到預(yù)加電壓保持10秒后，降到規(guī)定測(cè)量電壓，保持1分鐘以上，再讀取放電量；最后降至1/3測(cè)量電壓以下，方能切除電源。4．局部放電的觀測(cè) 讀取視在放電量值時(shí)應(yīng)以重復(fù)出現(xiàn)的、穩(wěn)定的最高脈沖訊號(hào)計(jì)算視在放電量，偶爾出現(xiàn)的較高的脈沖可以忽略。測(cè)量回路的背景噪音水平應(yīng)低于允許放電水平的50%。當(dāng)試品的允許放電水平為10pc或以下時(shí),背景噪音水平可達(dá)到允許放電水平的100%。

通過(guò)本知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握局部放電測(cè)量的步驟，為今后的課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。局部放電的測(cè)量

測(cè)量局部放電的方法

測(cè)量局部放電的方法

局部放電的產(chǎn)生，總是伴隨著高頻脈沖、電磁輻射、介質(zhì)損耗、聲、光、熱和化學(xué)過(guò)程等現(xiàn)象。對(duì)絕緣內(nèi)局部放電的探測(cè)，可根據(jù)這些不同的現(xiàn)象采用相應(yīng)的方法來(lái)測(cè)量。局部放電的測(cè)量都是根據(jù)局部放電過(guò)程所產(chǎn)生的物理和化學(xué)效應(yīng)，通過(guò)測(cè)量局部放電所產(chǎn)生的電荷交換、能量的損耗、放射的電磁波、發(fā)出的聲和光以及生成一些新的生成物的信息，來(lái)表征局部放電的狀態(tài)。這些信息中有電信息和非電信息兩大類，由此可分為電氣法和非電氣法兩大類。電氣法測(cè)量局部放電有脈沖電流法、介質(zhì)損耗法、電磁輻射法。非電氣法測(cè)量局部放電有聲波法、測(cè)光法、測(cè)熱法、物理化學(xué)法。以下我們介紹兩種常用方法。1.脈沖電流法

脈沖電流法可以根據(jù)局部放電的等效電路來(lái)校定視在放電電荷，而且測(cè)量的靈敏度高，是目前應(yīng)用最廣，也是IEC和我國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)推薦的方法。（1）測(cè)量原理絕緣體的某一區(qū)域發(fā)生局部放電時(shí)，絕緣體的兩端（即試品施加電壓的兩端）就會(huì)有瞬變（脈沖）電荷電荷q（視在放電電荷）出現(xiàn)，用一個(gè)耦合電容器和檢測(cè)阻抗Z與試品連接成一個(gè)回路，如圖所示。回路連接的方式有兩種，一種直測(cè)法，如圖(a)所示；另一種是平衡法（或稱橋式），如圖(b)所示。后者是把檢測(cè)阻抗分為Za,Zb兩部分，并在其中點(diǎn)接地。不論是哪一種方式，在檢測(cè)阻抗兩端采集到的ud總是與試品的視在放電電荷q存在一定的關(guān)系。（2）測(cè)試線路與裝置，隔離變壓器：這種變壓器在一次和二次兩個(gè)繞組之間附加兩層金屬屏蔽層，靠近一次繞組的就和一次繞組的末端相連接；靠近二次繞組的就和二次繞組末端相連接。這就把兩個(gè)繞組隔離，使從電源進(jìn)來(lái)的高頻干擾不會(huì)通過(guò)原有的一次和二次繞組間的電容直接傳送到二次繞組，從電源地線來(lái)的干擾也不會(huì)傳入測(cè)試回路。兩個(gè)繞組的匝數(shù)比一般是1：1，有時(shí)為了同時(shí)起降壓作用，即把進(jìn)線高壓（如6kV，10kV）變?yōu)闇y(cè)試系統(tǒng)用的低電壓（如220V，380V），也可設(shè)計(jì)其他適當(dāng)?shù)淖儽?。調(diào)壓器：在局部放電測(cè)量中，對(duì)不同的試品要施加不同的電壓，同時(shí)在高壓試驗(yàn)中，為了避免出現(xiàn)操作過(guò)電壓，一般都要求從較低電壓下開(kāi)始逐步升高電壓。因此需要調(diào)壓器。試驗(yàn)變壓器：局部放電測(cè)量都是在試品承受高壓下進(jìn)行的，試驗(yàn)變壓器就是能把低電壓升為高電壓的升壓變壓器，它與一般試驗(yàn)變壓器不同的是本身不應(yīng)發(fā)生局部放電，或放電量小于被測(cè)試品允許放電量的一半，故也稱無(wú)局放試驗(yàn)變壓器。濾波器：低壓濾波器在低壓側(cè)，高壓濾波器接在高壓側(cè)。兩者都是低通濾波器，通頻帶截止頻率一般取5kHZ以下，因?yàn)闇y(cè)量局部放電信號(hào)的頻率一般取10kHZ以上。前者是用來(lái)濾掉從電源進(jìn)來(lái)的高頻干擾及調(diào)壓器產(chǎn)生的高次諧波，后者除了進(jìn)一步阻塞電源進(jìn)來(lái)的高頻干擾之外，還可以阻塞試驗(yàn)變壓器本身產(chǎn)生的局部放電信號(hào)，同時(shí)也能阻塞試品的局部放電信號(hào)通向試驗(yàn)變壓器的入口電容，以免被測(cè)信號(hào)旁路而降低測(cè)量的靈敏度。這種濾波器最常用的由電感L及電容C組成的濾波器，通頻帶截止頻率可以按下式估算保護(hù)電阻：保護(hù)電阻是用來(lái)限制萬(wàn)一變壓器負(fù)載短路時(shí)的電流，以免因試品擊穿或耦合電容器、濾波器等短路而燒壞變壓器，同時(shí)也可以改善負(fù)載短路時(shí)產(chǎn)生的過(guò)電壓在變壓器繞組上的電位分布，避免損壞變壓器。耦合電容器：耦合電容器的作用，一方面是把試品的放電信號(hào)耦合到檢測(cè)阻抗上來(lái)；另一方面是承受工頻高壓，使檢測(cè)阻抗上的工頻電壓降到很小（一般是在30V以下），以保證人身及儀器安全。由于放電脈沖信號(hào)頻率很高，對(duì)于這種信號(hào)，耦合電容器的阻抗Zk比檢測(cè)阻抗Zd小很多，因此絕大部分信號(hào)被檢測(cè)阻抗拾?。欢鴮?duì)于工頻電壓，>>所以絕大部分工頻電壓降落在上。耦合電容器本身不應(yīng)出現(xiàn)局部放電。檢測(cè)阻抗：檢測(cè)阻抗共分為多個(gè)類型，在檢測(cè)微弱放電信號(hào)時(shí)，應(yīng)選擇合適的檢測(cè)阻抗，以保證足夠的靈敏度。檢測(cè)儀器：一種數(shù)字式測(cè)試系統(tǒng)，具有兩個(gè)、四個(gè)或六個(gè)測(cè)試輸入通道，每個(gè)通道相互獨(dú)立，帶有獨(dú)立的放大電路、濾波系統(tǒng)和獨(dú)立的12位高速A/D轉(zhuǎn)換器，每個(gè)通道具有幾兆緩存。每個(gè)輸入通道都由計(jì)算機(jī)控制，可同時(shí)進(jìn)行信號(hào)采集。2．超聲波法當(dāng)電氣設(shè)備絕緣內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)，在放電處產(chǎn)生了超聲波，向四周傳播開(kāi)來(lái)，一直到電氣設(shè)備容器的表面。在設(shè)備的外壁，例如套管、互感器的瓷套外表面放上壓電元件，在交變壓力波的作用下，具有壓電效應(yīng)的晶體便產(chǎn)生交變的彈性變形，晶體沿受力方向的兩個(gè)端面上便會(huì)出現(xiàn)交變的約束電荷。這一表面束縛電荷的變化便引起了端部金屬電極上電荷的變化或在外電路中引起交變電流。這是壓力波轉(zhuǎn)化為電氣量的過(guò)程，然后可對(duì)電氣量進(jìn)行測(cè)量。

通過(guò)本知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握局部放電測(cè)量的方法，為今后的課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。局部放電的測(cè)量

測(cè)量局部放電的目的

測(cè)量局部放電的目的

局部放電分散發(fā)生在極微小的空間內(nèi)，所以它幾乎不影響當(dāng)時(shí)整體絕緣物的抗電強(qiáng)度。測(cè)量局部放電的目的局部放電時(shí)產(chǎn)生的電子、離子往復(fù)沖擊絕緣物，會(huì)使絕緣逐漸分解、破壞，分解出化學(xué)活動(dòng)的物質(zhì)（例如臭氧、氧化氮等），使絕緣物氧化、腐蝕；同時(shí)，使該處的局部電場(chǎng)畸變更大，進(jìn)一步加劇局部放電的強(qiáng)度；

測(cè)量局部放電的目的局部放電處也可能產(chǎn)生局部的高溫，使絕緣物老化破壞。繼而降低絕緣物的絕緣壽命或影響設(shè)備的安全運(yùn)行。測(cè)量局部放電的目的局部放電的危害程度，一方面決定于放電的強(qiáng)度和放電次數(shù)的多少；另一方面也決定于絕緣材料的耐放電性能和放電作用下絕緣的破壞機(jī)理。

通過(guò)本知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握局部放電測(cè)量的目的，為今后的課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。局部放電的測(cè)量

局部放電的定義

一、局部放電的定義

高壓電氣設(shè)備內(nèi)常用的固體絕緣物不可能做得十分純凈致密，難免會(huì)不同程度的包含一些分散性的異物，如各種雜質(zhì)、氣泡、空隙、水份和污穢等，有些是原材料不純所致，有些是運(yùn)行中絕緣物的老化、分解等過(guò)程中產(chǎn)生的，而且在運(yùn)行中這些缺陷還會(huì)逐漸發(fā)展。由于這些異物的電導(dǎo)和介電系數(shù)不同于絕緣物，故在外施電壓作用下電氣設(shè)備的電場(chǎng)強(qiáng)度往往是不相等的，當(dāng)異物局部區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到該區(qū)域介質(zhì)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，該區(qū)域就會(huì)出現(xiàn)放電，但這放電并沒(méi)有貫穿施加電壓的兩導(dǎo)體之間，即整個(gè)絕緣系統(tǒng)并沒(méi)有擊穿，仍然保持絕緣性能，這種現(xiàn)象稱為局部放電。

二、局部放電產(chǎn)生的效應(yīng)

局部放電是一種復(fù)雜的物理過(guò)程，有電、聲、光、熱等效應(yīng)，還會(huì)產(chǎn)生各種生成物。從電學(xué)特性方面分析，產(chǎn)生放電時(shí)，在放電處有電荷交換、有電磁波輻射、有能量損耗。最引人注目的是反映到試品施加電壓的兩端，有微弱的脈沖電壓出現(xiàn)。局部放電會(huì)逐漸腐蝕、損壞絕緣材料，使放電區(qū)域不斷擴(kuò)大，最終導(dǎo)致整個(gè)絕緣體擊穿。因此必需把局部放電限制在一定水平之下。高電壓電工設(shè)備都把局部放電的測(cè)量列為檢查產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)，產(chǎn)品不但出廠時(shí)要做局部放電試驗(yàn)，而且在投入運(yùn)行之后還要經(jīng)常進(jìn)行測(cè)量。

通過(guò)本知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握局部放電的概念及危害，為今后的課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。局部放電的測(cè)量

局部放電的類型

局部放電的類型

局部放電是一種復(fù)雜的物理過(guò)程，有電、聲、光、熱等效應(yīng)，還會(huì)產(chǎn)生各種生成物。從電學(xué)特性方面分析，產(chǎn)生放電時(shí)，在放電處有電荷交換、有電磁波輻射、有能量損耗。最引人注目的是反映到試品施加電壓的兩端，有微弱的脈沖電壓出現(xiàn)。1.內(nèi)部局部放電發(fā)生的絕緣內(nèi)部的局部放電如圖所示如圖所示，當(dāng)工頻高壓施加于這個(gè)絕緣體的兩端時(shí)，如果氣泡上承受的電壓沒(méi)有達(dá)到氣泡的擊穿電壓，則氣泡上的電壓就隨外加電壓的變化而變化。若外加電壓足夠高，則當(dāng)上升到氣泡的擊穿電壓時(shí)，氣泡發(fā)生放電，放電過(guò)程使大量中性氣體分子電離，變成正離子和電子或負(fù)離子，形成了大量的空間電荷。這些空間電荷，在外加電場(chǎng)作用下遷移到氣泡壁上，形成了與外加電場(chǎng)方向相反的電壓，如圖所示，這時(shí)氣泡上的剩余電壓應(yīng)是兩者的疊加結(jié)果即氣泡上的實(shí)際電壓小于氣泡的擊穿電壓，于是氣泡的放電暫停。氣泡上的電壓又隨外加電壓的上升而上升，直到重新到達(dá)時(shí)，又出現(xiàn)第二次放電。第二次放電過(guò)程產(chǎn)生的空間電荷，同樣又建立起反向電壓，假定第一次的放電累積的電荷都沒(méi)有泄漏掉，這時(shí)氣泡中反向電壓為又使氣泡上實(shí)際的電壓下降到Ｕr，于是放電又暫停。之后氣泡上的電壓又隨外加電壓上升而上升，當(dāng)它達(dá)到時(shí)又產(chǎn)生放電。這樣在外加電壓達(dá)到峰值前，若放電n次，則放電產(chǎn)生的空間電荷所建立的內(nèi)部電壓為。在外加電壓過(guò)峰值后，開(kāi)始下降，當(dāng)氣泡上的電壓達(dá)到時(shí)，即時(shí)，氣泡又發(fā)生放電，但這時(shí)放電產(chǎn)生的空間電荷的移動(dòng)方向，決定于內(nèi)部空間電荷所建立的電場(chǎng)方向，于是中和掉一部分原來(lái)累積的電荷，使內(nèi)部電壓減少了一個(gè)。氣隙上的電壓降達(dá)到時(shí)，放電又暫停。之后氣隙上的電壓又隨外加電壓下降向負(fù)值升高，直到重新達(dá)到-時(shí)，放電又重新發(fā)生。假定每次放電產(chǎn)生的都一樣，并且，則當(dāng)外加電壓（瞬時(shí)值）過(guò)零時(shí)放