电气试验Word下载.docx

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这类试验对发现缺陷有一定的作用与有效性。

但这类试验中的绝缘电阻试验、介质损耗因素tanδ试验、泄漏电流试验由于试验电压较低，发现缺陷的灵敏性还有待于提高。

但目前这类试验仍是一种必要的不可放弃的手段。

第二类是破坏性试验，如交流耐压试验，直流耐压试验，用较高的试验电压来考验设备的绝缘水平，这类试验优点是易于发现设备的集中性缺陷，考验设备绝缘水平；

缺点在于电压较高，个别情况下有可能给被试设备造成一定损伤。

应当指出的，破坏性试验必须在非破坏性试验合格之后进行，以避免对绝缘的无辜损伤乃至击穿。

例如互感器受潮之后，绝缘电阻、介质损耗因素tanδ试验不合格，但经过烘干处理后绝缘仍可恢复。

若在未处理前就进行交流耐压试验，将可能导致绝缘击穿，造成绝缘修复困难。

特性试验主要是对电力设备的电气或机械方面的某些特性进行测试，如断路器导电回路的接触电阻，互感器的变比、极性，断路器的分合闸时间，速度及同期性等。

各类试验方法各有所长，各有局限。

试验人员应对试验结果进行全面综合分析：

①与该产品出厂及历次试验的数据进行比较，分析设备绝缘变化的规律和趋势；

②与同类或不同相别的设备的数据进行比较，寻找异常；

③将试验结果与《规程》给出的标准进行比较，综合分析是否超标，判断是否有缺陷或薄弱环节。

第三节电气试验人员应具备的素质

电气试验人员在保证设备安全运行方面担负着重要责任，力争既要不放过设备隐患，造成设备事故，又要不误判断，将合格设备判为不合格，造成检修人员的额外、无效劳动。

做一个合格的电气试验人员，必须要具备以下条件。

一、具有全面的安全技术知识

电气试验既有低电压工作，又有高压工作；

既有低空作业，又有高空作业；

既有停电，又有带电检测。

因此电气试验人员必须具有全面的安全技术知识、良好的安全自我保护意识，总的来说必须严格遵守《电业安全工作规程》。

《安规》中规定的高压试验应遵守的基本要求有：

（1）高压试验应填写第一种工作票。

在一个电气连接部分，同时有检修和试验时，可填写一张工作票，但在试验前应得到检修工作负责人员的许可。

在同一电气连接部分，高压试验的工作票发出以后，禁止再发出第二张工作票。

加压部分与检修部分之间的断开点，按试验电压有足够的安全距离，并在另一侧有接地短接线时，可在断开点的一侧进行试验，另一侧可继续工作。

但此时在断开点上应挂有“止步，高压危险！

”的标示牌，并设有专人监护。

（2）高压试验工作不得少于两人。

试验负责人应由有经验的人担任，开始试验前，试验负责人应对全体试验人员详细布置试验中的安全注意事项。

（3）因试验需要断开设备接头时，拆前应做好标记，接后应进行检查校对。

（4）试验装置的金属外壳应可靠接地；

高压引线应尽量缩短，必要时用绝缘物支挂牢固。

试验装置的电源开关，应使用明显断开的双极隔离开关。

为了防止误合隔离开关，可在刀刃上加绝缘罩。

试验装置的低压回路中应有两个串联电源断路器，并加装过载自动掉闸装置。

（5）试验现场应装设遮栏或围栏，向外悬挂“止步，高压危险！

”的标示牌，并派人看守。

（6）加压前必须认真检查试验接线，表计倍率、量程，调压器零位及仪表的开始状态，均应正确无误；

然后通知有关人员离开被试设备，并取得试验负责人许可，方可加压；

加压过程中应有人监护并呼唱。

高压试验工作人员在加压过程中，应精力集中，不得与他人闲谈，随时警戒异常现象发生，操作人员应站在绝缘垫上。

（7）变更接线或试验结束时，应首先断开试验电源，放电，并将升压设备的高压部分短路接地。

（8）未装地线的大容量被试设备，应先行放电再做试验。

高压直流试验时，每告一段落或试验结束时，应将设备对地放电数次，并短路接地。

（9）试验结束时，试验人员应拆除自装的接地短路线，对被试设备进行检查并清理现场。

（10）特殊的重要电气试验，应有详细的试验方案，并经厂（局）主管生产的领导（总工程师）批准。

二、具有全面熟练的试验技术

电气试验工作本身既是一种繁重的体力劳动，又是一种复杂的脑力劳动。

一个合格的电气试验人员，应当达到以下要求：

（1）了解各种绝缘材料、绝缘结构的性能、用途。

了解各种电力设备的型式、用途、结构及原理。

（2）熟悉发电厂、变电站电气主接线及系统运行方式。

熟悉电力设备，了解继电保护及电力设备的控制原理及实际接线。

（3）熟悉各类试验设备、仪器、仪表的原理、结构、用途及使用方法，并能排除一般故障。

（4）能正确完成试验室及现场各种试验项目的接线、操作及测量。

熟悉各种影响试验结果的因素及消除方法。

三、具有严肃认真的工作作风

严肃认真的工作作风是保证安全、正确完成试验任务的前提。

电气试验人员应做到：

（1）试验前要进行周密的准备工作，根据设备及试验项目，准备齐全完好的试验设备及仪器、仪表、工器具等，不要漏带仪器、设备和器具。

（2）安全合理布置试验场地，做好安全措施，与带电部分保持足够的安全距离。

测试、控制及操作装置应在就近处放置，以便于操作及读数。

（3）必须正确无误地接线、操作。

（4）记录人员详细记录被试设备编号、试验项目、测量数据、使用仪器编号。

以及试验时的温度、湿度、日期、试验人员等，最后整理好试验报告。

（5）对于测试数据反映出的设备缺陷应及时向负责人及领导反映，并填写相关记录。

第二章绝缘电阻

第一节测量绝缘电阻的原理

电力设备中的绝缘材料（电介质）是不导电的物质，但并不是绝对的不导电。

在直流电压作用下，电介质中有微弱的电流流过。

根据电介质材料的性质、构成及结构等的不同，这部分电流可视为由三部分电流构成，如图2-1所示。

S

图2-1直流电压下不均匀介质中电流构成示意图

（a）试验接线图；

（b）不均匀介质等值电路图；

（c）吸收电流示意图

图中i1为电容电流。

直流电压作用到绝缘材料上，加压瞬间相当于给电容充电。

这部分随时间较快衰减的电容电流与绝缘材料的电容量和外加电压有关，它对时间的变化曲线如图2-1（c）i1曲线所示。

其电流回路在等值电路[见图2-1（b）]中用一个纯电容C1表示。

i2为吸收电流。

不均匀介质中吸收电流由缓慢极化和夹层式极化产生，即在直流电压加上的瞬间，介质上的电压按电容分布，，而电压稳定后介质上的电压按电阻分布；

由于不同介质的电容与电阻不成比例，因此在加上直流电压瞬间到稳定这一过程中，介质上电荷要重新分配，重新分配的电荷在回路中形成电流i2。

其电流回路在等值电路[见图2-1（b）]中用一个电容C和电阻r串联表示。

吸收电流i2随时间衰减的快慢与介质电容量大小有很的大关系，如图2-1（c）i2曲线所示。

i3为泄漏电流。

电介质中有极少束缚很弱的或自由的离子，当介质在直流电压作用下，正负离子就分别向两极移动而形成电流，称为泄漏电流或者传导电流。

这部分电流是由介质的电导引起的，是一个恒定的电流，如图2-1（c）i3曲线所示。

其电流回路在等值电路[见图2-1（b）]中用一个纯电阻R表示。

三个电流加起来，即i=i1+i2+i3，可得到在直流电压作用下流过绝缘介质的总电流i随时间变化的曲线，通常称为吸收曲线，如图2-1（c）i曲线所示。

从吸收曲线可以看出，电容电流i1和吸收电流i2经过一段时间后趋近于零，因此i趋近于i3。

所谓绝缘电阻就是加于试品上的直流电压与流过试品的泄漏电流之比，即R=U/i3（2-1）

式中U---加于试品两端的电压，V；

i3---对应于U，试品中的泄漏电流，μΑ；

R---试品的绝缘电阻，MΩ。

由于电容电流和吸收电流经过一段时间后趋于零，因此在用绝缘电阻表（又称兆欧表、摇表）进行绝缘电阻测量时，必须等到绝缘电阻表指示稳定后才能读数。

对电容量较小的一般试品，通常认为摇1min后，泄漏电流趋于稳定（即电容电流、吸收电流趋于零）。

由于i3的大小取决于绝缘材料的状况，当介质受潮、老化、表面脏污或有其他缺陷（如有裂缝、灰化、气泡等）时，R降低，i3会增大。

因此测量绝缘电阻是了解电力设备绝缘的最简便常用的手段之一。

由于流过绝缘介质的电流有表面电流和体积电流之分，所以绝缘电阻也有体积绝缘电阻和表面绝缘电阻之分。

我们真正关心的是体积绝缘电阻。

当绝缘受潮或有其他贯通性缺陷时，体积绝缘电阻降低。

因此，体积绝缘电阻的大小标志着绝缘介质内部绝缘优劣。

在现场测量中，当测量得到的试品绝缘电阻低时，应采取屏蔽措施，排除表面绝缘电阻的影响，以便测得真实准确的体积绝缘电阻值。

第二节结缘电阻表的原理与接线

绝缘电阻表是测量绝缘电阻的专用仪表。

常见的绝缘电阻表根据其电压等级有500，1000，2500，5000V等几种；

从使用型式上分为手摇式和电动式。

高压电力设备预防性试验中，常用的绝缘电阻表式1000，25000，5000V。

常用手摇式绝缘电阻表的原理接线图如2-2所示。

图2-2手摇式绝缘电阻表原理接线图

从绝缘电阻表的外观看有三个接线端子，它们是：

“L”端子-----线路端子，输出负极性直流高压，测量时接于被试品的高压导体上。

“E”端子-----接地端子，输出正极性直流高压，测量时一般接于被试品外壳或地上。

“G”端子----屏蔽端子，输出负极性直流高压，测量时接于被试品的屏蔽环上，以消除表面或其他不需测量的部分泄漏电流的影响。

手摇式绝缘电阻表的直流电源一般由内装发电机供给。

电动式绝缘电阻表的直流电源则采用电池使晶体管振荡器产生交变电压，经变压器升压及倍压整流后输出的直流高压供给。

图2-2中，L1、L2分别为绝缘电阻表的电流绕组与电压绕组，二者绕向相反，固定在同一转轴上，并可带动指针旋转；

由于没有弹簧游丝，所以指针没有反作用力矩，当绕组中没有电流时，指针停在任一偏转角α位置。

RU为分压电阻，RI为限流电阻，RX为被试设备绝缘电阻。

当测量某一试品RX时，绕组L1、L2中分别流过电流I1和I2，产生两个不同方向的转动力矩为

M1=I1f1（α）

M2=I2f2（α）

在这两个力矩差的作用下，可动部分旋转，一直旋转到力矩平衡时为止，即

M1=M2或I1f1（α）=I2f2（α）

I1/I2=f2（α）/f1（α）=f（α）

或者说α=f（I1/I2）

由图2-2可见，I1的大小决定于回路电压U，以及R1和RX之和，

即I1=U/（R1+RX）；

I2的大小决定于U与RU，即I2=U/RU，所以

α=f（

）=f（

）

由于RI、RU为常数，所以α=f（RX）

即绝缘电阻表偏转角α的大小时绝缘电阻RX的函数，由RX决定。

流过屏蔽端子“G”的电流I3不流过L1、L2绕组，故对绝缘电阻表偏转角α无影响，即对绝缘电阻RX无影响，起到了屏蔽作用。

将“L”、“E”端子短接，流过电流绕组L1的电流最大，指针按逆时针方向转到最大位置，此位置应是“0”值位置。

当“L”、“E”端子间开路时，电流绕组L1中没有电流流过，只有电压绕组L2中有电流流过，于是指针按顺时针方向转到最大位置，并指“∞”，即被测电阻RX为无穷大。

这种方法在现场可用于简单判断绝缘电阻表正常与否。

注意短接“L”、“E”端子的时间不宜过长。

当“L”、“E”端子间接上被测电阻RX时，其数值若在“0”与“∞”之间变化，则指针停留的位置由通过L1、L2两个绕组中的电流I1和IU的比值决定。

由于RX是串在L1支路中，故I1的大小随RX的大小而变化，于是RX的大小就决定了指针的偏转角位置。

用标准电阻作为被测件刻度绝缘电阻表盘，然后用此绝缘电阻表测量被测电阻，根据表盘指示，就可以知道被测电阻的大小。

绝缘电阻表测得的绝缘电阻与其端电压有关系。

绝缘电阻表所测得的绝缘电阻同端电压的关系曲线叫绝缘电阻表的负载特性。

当被试品绝缘电阻过低时，表内电压降将使其端电压显著下降。

端电压剧烈下降时，测得的绝缘电阻值就不能反映绝缘的真实情况。

一般绝缘电阻表的容量较小，测得的大容量设备的绝缘电阻一般准确性都较低。

不同型号的绝缘电阻表，其负载特性不同，因此用不同型号的绝缘电阻表，测量结果有明显差异。

实际测量中，为便于纵向和横向比较，同类设备尽量采用同一型号绝缘电阻表。

第三节影响绝缘电阻的因素

影响绝缘电阻的因素主要有以下几个方面。

一、温度的影响

运行中的电力设备其温度随周围环境变化，其绝缘电阻也是随温度而变化的，一般情况下，绝缘电阻随温度升高而降低。

原因在于温度升高时，绝缘介质内部离子、分子运动加剧，绝缘物内的水分及其中含有杂质、盐分等物质也呈扩散趋势，使电导增加，绝缘电阻降低。

这与导体的电阻随温度的变化时不一样的。

不同的电力设备及不同材料制成的电力设备，其绝缘电阻随温度的变化也不一样，现场测量也很难保证在完全近似的温度下进行。

为了进行试验结果比较，有关单位曾给出一些设备的温度换算系数，但由于设备的陈旧程度、干燥程度，使用的测量方法等影响因素很多，很难得出一个准确的换算系数。

因此实际测量绝缘电阻时，必须记录试验温度（环境温度及设备本体温度），而且尽可能在相近温度下进行测量，以避免温度换算引起的误差。

二、湿度和电力设备表面脏污的影响

电力设备周围环境湿度的变化及空气污染造成的表面脏污对绝缘电阻影响很大。

空气相对湿度增大时，绝缘物表面吸附着许多水分，使表面电导率增加，绝缘电阻降低。

当绝缘物表面形成连通水膜时，绝缘电阻更低。

电力设备的表面脏污也使设备表面电阻大大降低，绝缘电阻显著下降。

根据以上两种情况，现场测量绝缘电阻时都必须使用屏蔽环消除表面泄漏电流的影响或烘干、清擦干净设备表面，以得到真实的测量值。

三、残余电荷的影响

大容量设备运行中遗留的残余电荷或试验中形成的残余电荷未完全放尽，会造成绝缘电阻偏大或偏小，引起测得的绝缘电阻不真实。

残余电荷的极性与绝缘电阻表的极性相同时，测得的绝缘电阻将比真实值增大；

残余电荷的极性与绝缘电阻表的极性相反时，测得的绝缘电阻将比真实值减小；

原因在于极性相同时，由于同性排斥，绝缘电阻表输出较少电荷；

极性相反时，绝缘电阻表摇输出更多电荷去中和残余电荷。

为消除残余电荷的影响，测量绝缘电阻前必须充分接地放电，重复测量中也应充分放电，大容量设备应至少放电5min。

四、感应电压的影响

现场预防性试验中，由于带电设备与停电设备之间的电容耦合，使得停电设备带有一定电压等级的感应电压。

感应电压对绝缘电阻测量有很大影响。

感应电压强烈时有可能损坏绝缘电阻表或造成指针乱摆，得不到真实的测量值。

第四节绝缘电阻的测试及其注意事项

一、测试步骤

（1）试验前先检查安全措施，被试品电源及一切对外连接应拆除。

被试品接地放电，大容量设备至少放电5min。

勿用手直接接触放电导线。

（2）根据表面脏污及潮湿情况决定是否采取表面屏蔽或需要烘干及清擦干净表面脏污，以消除表面脏污对绝缘电阻的影响。

（3）放稳绝缘电阻表，检验绝缘电阻表是否指“0”或“∞”。

短接“L”、“E”时应是瞬间、低速，以免损坏绝缘电阻表。

（4）将被试品测量部分接于“L”与“E”端子之间，“L”端子接高压测量部分，“E”端子接低压或外壳接地部分。

驱动（摇）绝缘电阻表达额定转速（120/min），读取1min时的绝缘电阻值。

（5）试验完毕或重复试验时，必须将被试品对地或两极间充分放电，以保证人身、仪器安全和提高测量准确度。

（6）记录被试品设备铭牌、运行编号、本体温度、环境温度及使用的绝缘电阻表型号、编号。

二、测试注意事项

（1）测试时，“L”与“E”端子引线不要靠在一起，并用绝缘良好的导线。

“L”与“E”端子不能接错，接错会影响测量结果。

由于绝缘电阻表“L”端子连接的部件有良好的屏蔽作用，绝缘电阻表本身的泄漏电流影响可以排除。

（2）测得的绝缘电阻过低时应分析过低的原因，排除环境温度、湿度、表面脏污、感应电压等的影响。

能分解试验的尽量分解试验，找出绝缘电阻最低的部分。

（3）为便于比较，每次测量同类设备最好用同一型号绝缘电阻表。

注意测量大容量设备的绝缘电阻时，应在摇转时间相同之下读数。

（4）对测得的绝缘电阻可以进行温度换算的，应将所测绝缘电阻值换算到标准温度下再进行综合分析比较；

不能进行温度换算的，也要与同期试验的同类设备横向比较。

发现异常应及时查明原因或辅之以其他测试手段综合判断。

（5）注意感应电压的影响

第三章直流泄漏电流试验及直流耐压试验

第一节泄漏电流试验及直流耐压试验的原理及特点

直流泄漏电流试验与直流耐压试验的接线及原理相同，多同步进行。

泄漏电流测量与绝缘电阻测量的原理基本相同，不同之处在于测量泄漏电流时所用的电源一般采用可调的直流高压装置，并用微安级电流表直接测量流过试品的电流。

泄漏电流测量于绝缘电阻测量比较有下列优点：

（1）试验电压较高，并且可以随意调节。

根据被试品不同的电压等级施以相应的直流试验电压，这个电压较绝缘电阻表的电压要高得多，因此测泄漏电流比用绝缘电阻表测绝缘电阻更易发现某些绝缘缺陷（如瓷质绝缘裂纹、局部损伤、绝缘油劣化、绝缘沿面炭化等。

（2）用微安级电流表监测泄漏电流，灵敏度高，可多次重复比较。

（3）根据泄漏电流测量值可以换算出绝缘电阻值，而用绝缘电阻表测出得绝缘电阻值一般不能换算出泄漏电流值。

这是因为根据绝缘电阻表的负载特性，绝缘电阻表输出的端电压与被试品绝缘电阻值大小有关，不一定是绝缘电阻表铭牌标准电压。

（4）泄漏电流试验时可以作出泄漏电流与加亚时间的关系曲线和泄漏电流与所加电压关系曲线，通过这些曲线可以判断绝缘状况。

图3－1示出了泄漏电流随加压时间变化的过程，实际上就是吸收电流的变化过程。

当绝缘受潮或有缺陷时，电流随加压时间下降得很慢，达到得稳定值较大，如图曲线2所示，即绝缘电阻较小。

正常良好得绝缘，泄漏电流与一定范围内的外加电压成线性关系。

第二节测量设备及接线

一、直流高压的获得

（一）半波整流电路

半波整流电路及其测量接线如图3-2所示。

一般用于测量大容量变压器、电缆等泄漏电流和进行直流耐压试验。

半波整流电路分以下几个部分。

1、交流高压电源

这部分包括升压变压器T2、自耦调压器T1和控制保护装置等。

理想情况下，输出的直流高压Ud＝

，式中K为升压变压器T2的变比；

U1、U2为其一、二次电压。

当要求直流高压准确度高时，如果用于测量避雷器泄漏电流时，必须从高压侧直接测量直流高压。

如用换算值误差较大。

2、整流部分

这部分包括高压硅堆和稳压电容器（滤波电容），作用是整流滤波，获得较稳定的直流波形。

一般情况下，高压硅堆的额定反峰电压应大于所加最高交流电压有效值的

倍，额定电流也应满足试验电流的要求。

多只硅堆串联时，为了使每只硅堆电压分配均匀，需并联均匀电阻R，其数值一般为硅堆反向电阻的1/3---1/4倍。

稳压电容器电容C的选择：

当试验电压为3～10kV时，C>

0.06μF；

15～20kV时，C>

0.015μF；

30kV时，C>

0.01μF。

因大容量设备，如大型发电机、变压器、电缆等试品本身电容量较大，测量其泄漏电流或进行直流耐压试验时，可以不加稳压电容。

3、保护电阻R1

保护电阻R1的作用是限制被试品击穿时的短路电流，保护变压器、硅堆及微安表。

一般采用水电阻作保护电阻。

选用原则是：

当试品击穿时，既能将短路电流限制在硅堆的最大允许电流之内，又能控制保护装置的过流保护可靠动作。

正常工作时水电阻上的压降不宜过大（应在试验电压的1％以下），一般按10Ω/V取值。

试验中常用有机玻璃管、透明硬塑料管充水制成，其表面爬电距离常按3～4Kv/cm考虑。

4、微安级电流表

微安级电流表用于测量泄漏电流。

表的量程可以根据被试品的种类适当选择。

在测量中微安级电流表有三种接线方式：

（1）微安级电流表接在试品高压端，如图3－2中PA1位置。

这种优点是测出的泄漏电流准确，排除了部分杂散电流的影响，接线简单。

缺点是：

微安级电流表处于高电位，必须有良好的绝缘屏蔽；

微安表位置历试验人员较远，读数不便，更换量程不易。

另外，有一些微安级电流表表头在高电场下易极化，造成较大的误差。

在被试品接地端无法断开时常采用这种接线。

（2）微安级电流表接在试验变压器T2一次（高压）绕组尾部，如图3－2中PA2位置。

这种接线的微安级电流表处于低电位，具有读数安全、切换量程方便的优点。

一般成套直流高压装置中微安级电流表采用这种接线。

这种接线的缺点是高压导线等对地部分的杂散电流均通过微安级电流表，测量结果误差较大，如图3－3所示。

（3）微安级电流表接在试品低压端。

如图3－2中PA3位置。

当被试品的接地端能与地断开并有绝缘时（如避雷器），采用这种接线。

这种接线的微安表处于低电位，高压引线等部分的杂散电流不经过微安级电流表，读数、切换量程方便，屏蔽容易。

推荐尽可能采用这种接线。

（二）倍压整流电路及多级串接整流电路

当需要较高的直流高压时，如35kV电缆进行直流耐压试验，对110kV及以上金属氧化物避雷器进行泄漏电流试验时，就要采用倍压整流及三级串联接整流。

（三）成套直流高压试验仪器

第三节影响泄漏电流测量的因素

一、高压引线的影响

高压引线及高压输出端均暴露在空气中，其对地、对绝缘支撑物和邻近设备等均有一定的杂散电流、泄漏电流流过。

二、温度的影响

与绝缘电阻测量相同，温度对泄漏电流测量结果影响较大