1、高電壓技術(shù),屠幼萍 +80798656,第8講 絕緣診斷與絕緣試驗,絕緣監(jiān)測和診斷的基本概念 絕緣電阻和泄漏電流的測量 介質(zhì)損耗角正切的測量 局部放電的測量 耐壓試驗與預防性試驗方法的特點總結(jié) 絕緣的在線監(jiān)測,五、耐壓試驗與預防性試驗方法的特點總結(jié),交流耐壓 直流耐壓 雷電沖擊耐壓 操作沖擊耐壓 各種預防性試驗方法的特點總結(jié),1.交流耐壓,交流耐壓：是交流設(shè)備的基本耐壓方式。適用于220kV以下的電力設(shè)備。 以變壓器為例如圖所示,交流耐壓試驗實施辦法：電力設(shè)備預防性試驗規(guī)程（DL/T 596）已對各類設(shè)備的耐壓值作出了規(guī)定。以電力變壓器為例，當大修而全部更換繞組后，按

2、出廠試驗電壓值進行試驗。在其它情況下，它們的耐壓值取出廠試驗電壓的85。規(guī)程給出了電力變壓器的交流工頻耐壓值如表所示,電力變壓器交流試驗電壓值括號內(nèi)數(shù)值適用于不固定接地或經(jīng)小電抗接地系統(tǒng),2.直流耐壓,直流耐壓：是直流電力設(shè)備的基本耐壓方式。對于交流電網(wǎng)中的長電力電纜等，在現(xiàn)場進行交流耐壓試驗常出現(xiàn)困難，因為長電纜的電容量較大。為了減小試驗電源的試驗容量，規(guī)程規(guī)定采用直流耐壓來檢查電纜絕緣的質(zhì)量。直流耐壓基本上不會對絕緣造成殘留性損傷,直流耐壓特點： 無局部放電損傷：對于電纜等油紙絕緣，在交、直流電壓作用下，在油和紙上的電壓分布不一樣 交流時電壓按介電常數(shù)分布：電壓較多作用在油層上 直流時電壓

3、按電阻系數(shù)分布：電壓較多作用在紙上 紙的耐壓強度較高，所以電纜能耐受較高的直流電壓,為了加強絕緣的考驗，電纜的直流耐壓值規(guī)定得較高。盡管如此，對于使用在交流電網(wǎng)中的電纜，進行直流耐壓對絕緣的考驗不如交流耐壓接近實際。 對電力電纜的直流耐壓持續(xù)時間為5分鐘，可同時進行泄漏電流的測量，加壓極性為負 對電力變壓器絕緣的泄漏電流測試時所施加的直流電壓不很高，可以認為是非破壞性試驗 對電機絕緣進行直流耐壓，也是發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷的重要方法,3.雷電沖擊耐壓,雷電沖擊耐壓用作為考驗電力設(shè)備承受雷電過電壓的能力。對電力變壓器類試品不僅考驗了主絕緣，而且是考驗縱絕緣的主要方法 只在制造廠進行本項試驗，因為本項試驗會

4、造成絕緣的積累效應，所以在規(guī)定的試驗電壓下只施加3次沖擊。對小變壓器是作為型式試驗進行的 國家標準規(guī)定額定電壓220kV ，容量120MVA的變壓器出廠時應進行本項試驗。電力系統(tǒng)中的絕緣預防性試驗，不進行本項試驗。對主絕緣的耐受雷電過電壓的能力，由交流耐壓試驗等值地承擔,4.操作沖擊耐壓,330kV電力設(shè)備的出廠試驗應進行本項試驗。對變壓器進行出廠試驗時，大多采用在高壓繞組上直接加壓法 在電力系統(tǒng)現(xiàn)場進行各個電壓等級變壓器的耐壓試驗時，可采用操作沖擊感應耐壓方式來取代工頻耐壓試驗。由于利用被試變壓器自身的電磁感應作用來升高電壓，所以沖擊電源裝置電壓較低，整個裝備比較簡單 工頻耐壓試驗本來是等值

5、地代表雷電和操作過電壓的，所以從這個意義上來說，進行操作沖擊耐壓試驗是合理的,IEC 1980年763刊物對電力變壓器內(nèi)絕緣操作波試驗的波形，作出了下述規(guī)定，第一個半波極性為負，視在波前時間Tf 不小于20s，通常小于250s；視在波長時間Tz不小于500s，90峰值持續(xù)時間Td 不小于200s,IEC76-3和國家標準規(guī)定的操作沖擊波形,國家標準GB744987文件對波形的規(guī)定，明確Tf 應為20s250s，反極性的峰值U2m0.5Um 電力工業(yè)部的行業(yè)標準DL/T 5961996規(guī)定的波形，基本上符合IEC標準，唯Tf 規(guī)定為不小于20s，未作上限值的規(guī)定。因為感應法產(chǎn)生的操作波，其Tf常

6、會超過250s。若強行規(guī)定Tf不大于250s，波形上所迭加的高頻振蕩的幅值有可能會較高,IEC76-3和國家標準規(guī)定的操作沖擊波形,不同電壓等級三相變壓器（Y/ 接法），采用感應法產(chǎn)生操作波時的變壓器接線圖，兩個圖中，被試相全勵磁，其余兩相各半勵磁,IEC規(guī)定的對330kV 對220kV及以下 及以上變壓器的試驗接線 變壓器的試驗接線,左圖：高壓繞組中性點接地，在被試相產(chǎn)生額定試驗電壓；在其余兩相產(chǎn)生與它極性相反、幅值為1/2額定試驗電壓值的操作波。這樣使被試相的對地絕緣受到了考核；相間絕緣在出線處受到了1.5倍額定試驗電壓的考核,IEC規(guī)定的對330kV 對220kV及以下 及以上變壓器的試

7、驗接線 變壓器的試驗接線,右圖：對于220kV的變壓器，其相間試驗電壓不能高于相對地試驗電壓，采用右圖接線，非試相出線端接地，中性點受到1/3的試驗電壓，非試相繞組起著在電位上支撐被試相繞組的作用,IEC規(guī)定的對330kV 對220kV及以下 及以上變壓器的試驗接線 變壓器的試驗接線,35500 kV變壓器的操作沖擊耐受電壓 （DL474.692） 注：1. 220500kV有兩個數(shù)值是因為有兩種絕緣水平 2. 500kV原表列出一個耐受值為1300，根據(jù)國家標 準改列為1050及1175，與IEC763值相符 上表的耐受電壓值適用于大修全部更換繞組后試驗用，部分更換繞組及交接試驗時應取表中值

8、再乘以0.85,5.各種預防性試驗方法的特點總結(jié),各種預防性試驗方法的特點,表中序號6和7兩項為破壞性試驗，其它各項均屬于非破壞性試驗,tg的在線監(jiān)測 局部放電（PD）的在線監(jiān)測,六、絕緣的在線監(jiān)測,離線監(jiān)測的缺點：絕緣預防性試驗方法，都是電力設(shè)備處于離線情況下進行的。離線監(jiān)測的缺點是： 需停電進行，而不少重要的電力設(shè)備不能輕易地停止運行 只能周期性進行而不能連續(xù)地隨時監(jiān)視，絕緣有可能在診斷期間發(fā)生故障 停電后的設(shè)備狀態(tài)，如作用電場及溫升等和運行中不相符合，影響診斷的正確性。如前述的絕緣tg檢測，采用電橋法時，由于標準電容器的額定電壓的限制，一般只加到10kV，這對于220kV500kV的電力

9、設(shè)備而言，電壓很低,在線監(jiān)測和診斷的優(yōu)缺點：在線監(jiān)測和診斷是電力設(shè)備在運行狀態(tài)下進行的，故可避免離線監(jiān)測及診斷的上述缺點，可使判斷更加準確。自70年代以來，隨著傳感、信息處理及電子計算機技術(shù)的快速發(fā)展，在線監(jiān)測和診斷技術(shù)也得到迅速的發(fā)展。根據(jù)在線監(jiān)測和診斷的結(jié)論，還可以做到有的放矢地進行維修，這種維修稱為預知性維修。在線監(jiān)測和診斷技術(shù)的不足是投資費用較大，只適用于大型和重要設(shè)備及變電所,1.tg的在線監(jiān)測,電橋法 在線監(jiān)測 tg 時，仍可用前述的西林電橋測量方法。但由于原來應用在電橋中的標準電容器的工作電壓大多僅為10kV，因此對于較高電壓的現(xiàn)場電力設(shè)備的測量，需引入一電壓互感器PT降壓，以適

10、應標準電容器的額定電壓,電橋法在線監(jiān)測tg 原理圖 CX試品 Co標準電容器 PT電壓互感器 G指零儀,角差：互感器所帶來的角差，可通過RC移相電路予以校正。然而角差會隨負載大小等因素的影響有所變動，所以校正也不可能是很理想的。電橋中R3、C4的調(diào)節(jié)可以手動，也可以自動。由于是有觸頭的調(diào)節(jié)，為了長年的使用，必須選擇十分可靠的R3、C4可調(diào)節(jié)元件,電橋法在線監(jiān)測tg原理圖 CX試品 Co標準電容器 PT電壓互感器 G指零儀,計數(shù)脈沖測相位差法 直接測量介質(zhì)損失角的方法。一般情況下，角很小，所以可以用測出的來代表tg，即：,脈沖測相位差法原理波形圖,全數(shù)字測量法 又稱數(shù)字積分法。這是一種用A/D轉(zhuǎn)換器分別對電壓和電流波形進行數(shù)字采集，然后根據(jù)付里葉分析法的原理，進行數(shù)字運算，最終可求得tg 值,2.局部放電（PD）的在線監(jiān)測,電力變壓器PD的在線聲電聯(lián)合監(jiān)測 CD電流脈沖檢測器 MC超聲壓力傳感器 RC羅戈夫斯基線圈,聲電信號圖形識別,電力變壓器PD在線監(jiān)測時所獲得 的電流脈沖及超聲信號,現(xiàn)場帶電測量的靈敏度 實驗室：IEC要求新生產(chǎn)的300 kV變壓器在制造廠的實