第講絕緣診斷與絕緣試驗二

1、高電壓技術(shù) +80798656 1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(yù)防性試驗方法的特點總結(jié)絕緣的在線監(jiān)測 2五、耐壓試驗與預(yù)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(yù)防性試驗方法的特點總結(jié)31.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4交流耐壓試驗實施辦法：電力設(shè)備預(yù)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(dāng)大修而全部更換繞組后，按出廠試驗電壓值進(jìn)行試驗。在其它情況下，它們的耐壓值取出

2、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 5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) 額定電壓kV最高工作電壓kV線端交流試驗電壓值kV中性點交流試驗電壓值kV全部更換部分更換繞組全部更換部分更換繞組3540.5857285726672.5140120140120110126.0200170（195）9580220252.036039530633685（200）72（170）330363.046051039143485（230）72（195）500550.0630680536578851407212062.直流耐壓直流耐壓：是直流電力設(shè)備的基本

3、耐壓方式。對于交流電網(wǎng)中的長電力電纜等，在現(xiàn)場進(jìn)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7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8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(jìn)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)

4、時間為5分鐘，可同時進(jìn)行泄漏電流的測量，加壓極性為負(fù)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(rèn)為是非破壞性試驗對電機絕緣進(jìn)行直流耐壓，也是發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷的重要方法93.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(jìn)行本項試驗，因為本項試驗會造成絕緣的積累效應(yīng)，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(jìn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定額定電壓220kV ，容量120MVA的變壓器出廠時應(yīng)進(jìn)行本項試驗。電力系統(tǒng)中的絕緣預(yù)防性試驗，不進(jìn)行本項試驗。對主絕緣的耐受雷電過電壓的能力，由交流

5、耐壓試驗等值地承擔(dān) 104.操作沖擊耐壓330kV電力設(shè)備的出廠試驗應(yīng)進(jìn)行本項試驗。對變壓器進(jìn)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(jìn)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(yīng)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(yīng)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地代表雷電和操作過電壓的，所以從這個意義上來說，進(jìn)行操作沖擊耐壓試驗是合理的 11IEC 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(fù)，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

6、500s，90峰值持續(xù)時間Td 不小于200s IEC76-3和國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的操作沖擊波形 12國家標(biāo)準(zhǔn)GB744987文件對波形的規(guī)定，明確Tf 應(yīng)為20s250s，反極性的峰值U2m0.5Um電力工業(yè)部的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 5961996規(guī)定的波形，基本上符合IEC標(biāo)準(zhǔn)，唯Tf 規(guī)定為不小于20s，未作上限值的規(guī)定。因為感應(yīng)法產(chǎn)生的操作波，其Tf常會超過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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的操作沖擊波形 13不同電壓等級三相變壓器（Y/ 接法），采用感應(yīng)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

7、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 14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驗接線 變壓器的試驗接線 15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

8、下及以上變壓器的試驗接線 變壓器的試驗接線 1635500 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(biāo) 準(zhǔn)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(yīng)取表中值再乘以0.85電壓等級kV3563110220330500操作沖擊耐受電壓kV16027037568575085095010501175175.各種預(yù)防性試驗方法的特點總結(jié)各種預(yù)防性試驗方法的特點 序號試驗方法能發(fā)現(xiàn)的缺陷1測量絕緣電阻及泄漏

9、電流貫穿性的受潮、臟污和導(dǎo)電通道2測量吸收比大面積受潮、貫穿性的集中缺陷3測量tg絕緣普遍受潮和劣化4測量局部放電有氣體放電的局部缺陷5油的氣相色譜分析持續(xù)性的局部過熱和局部放電6交流或直流耐壓試驗使抗電強度下降到一定程度的主絕緣局部缺陷7操作波或倍頻感應(yīng)耐壓試驗(限于變壓器)使抗電強度下降到一定程度的主絕緣或縱絕緣的局部缺陷表中序號6和7兩項為破壞性試驗，其它各項均屬于非破壞性試驗18tg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19離線監(jiān)測的缺點：絕緣預(yù)防性試驗方法，都是電力設(shè)備處于離線情況下進(jìn)行的。離線監(jiān)測的缺點是：需停電進(jìn)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

10、性進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)電容器的額定電壓的限制，一般只加到10kV，這對于220kV500kV的電力設(shè)備而言，電壓很低20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(jìn)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(zhǔn)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(jìn)行維修，這種維修稱為預(yù)知性維修。在線監(jiān)測和診斷技術(shù)的不足是投資費

11、用較大，只適用于大型和重要設(shè)備及變電所 211.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(yīng)用在電橋中的標(biāo)準(zhǔn)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，以適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)電容器 PT電壓互感器 G指零儀 22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(fù)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(biāo)準(zhǔn)電容器 PT電壓互感器 G指零儀 23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24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(jìn)行數(shù)字采集，然后根據(jù)付里葉分析法的原理，進(jìn)行數(shù)字運算，最終可求得tg 值 252.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26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 27現(xiàn)場帶電測量