DL474.4-1992现场绝缘试验实施导则交流耐压试验.pdf 10页

'中华人民共和国电力行业标准DI,474.4一92现场绝缘试验实施导则交流耐压试验1主要内容和适用范围1.1本导则提出r高压电气设备交流耐压试验所涉及的试验接线、试验设备、试验方法和汁意事项等一些技术细则，贯彻执行有关国家标准和能源部《电气没条预防性试验规程》的相应规定1.2本导则适用于在发电厂、变电所现场和修理车间、试验室等条件F对高压电气设备进行交流耐压试验。2交流耐压试验作用概述交流耐压试验是鉴定电气设备绝缘强度最直接的方法.它对于判断电气设备能否投人运行具有决定性的意义，也是保证设备绝缘水平、避免发佳绝缘事故的重要手段交流耐压试验是破坏性试验。在试验之前必须对被试品先进行绝缘电阻、吸收比、泄漏电流、介质损失角及绝缘油等项目的试验若试验结果正常方能进行交流耐压试验，若发现设备的绝缘情况不良〔如受潮和局部缺陷等)，通常应先进行处理后再做耐压试验，避免造成不应有的绝缘击穿。3交流试验电压的产生工频高电压通常采用高压试验变压器来产生「、对电容量较大的被试.钻，可以采用串联谐振回路产生高电压;对于电力变压器、电压互感器等具有绕组的被试品，可以采用100-30oHz的中频电源对其低压侧绕组激磁在高压绕组感应产生高压3门高压试验变压器11路交流耐压试验的接线，应按被试品的电压、容量和现场实际试验设务条件来决定。通常试验变仄器是成套设备。图1是一种典型的试验接线。厂|一仁-1}。(一十}﹄」图E频耐压试验原理接线图1.调压器:"1试验变压1%;RIM流电阴:球隙保护电阻;6球01隙;〔’被试品C(、电容分压器高、低)t;V电压表在进行变压器、电容器等电容量较大的被试品的交流耐旅试验时.试验变压器的容带常常难以满足试验要求，现场常采用电抗器并联补偿当参数选择适当.使两条)}一联支路的容抗与感抗相等时，回路处于并联谐振状态‘此时试验变压器的负载最小采用井联谐振回路应特别注意，试验变压器应加装过流速断保护装置，因为当被试品击穿时，谐振消失.试验变压器有过!匕流的危险-3.2串联谐振电路中华人民共和国能源部199211一03批准1993一04一01实施502 DI,474.4一92对SF。组合电器(GIS)，发电机和变压器等电容量较大的被试品进行交流耐压试验，需要大容量的试验设备，可采用串联谐振试验装置，它能够以较小的电源容量试验较大电容和较高试验电压的试品，回路由被试品负载电容和与之串联的电抗器和电源组成。如图2所示。1esRU,上下C二〔、图2串联谐振回路原理接线图当电源频率.f、电感L及被试品电容C满足F式时回路处于串联谐振状态，此时!=一边一27r、今于‘回路中电流为I=k········。。···‘···。。·。。。·(2式中:U,=—励磁电压;K一一高压回路的有效电阻。被试品七的电压为LU,一I·””.’··.·。·····⋯⋯(3)式中:电源角频率;C.被试品电容量输出电压U",与励磁电压Ui、之比为试验回路的品质因数Q队滋一R︸口0、=由于试验同路中的!t很小，故试验回路的品质因数很大。在大多数正常情况卜Q，可达50左右，即输出电压是励磁电!f的50倍，因此用这种方法能用电仄较低的试验变压器得到较高的试验电压。山于试验时回路处于谐振状态，回路本身具有良好的滤波作用，电源波形中的谐波成分在试品两端大为减少。通常输出良好的正弦波形电压。当被试品击穿时，电路失去谐振条件，电源输出电流自动减小，试品两端的电压骤然下降，从而限制了对被试品的损坏程度。目前已研制出高压串联谐振成套试验装置。根据调节方式的不同，串联谐振装置分为工频串联谐振装置(带可调电抗器、或带固定电抗器和调谐用电容器组，工作频率50Hz)和变频申联M振装置(带固定电抗器，工作频率一般50-300Hz)两大类。工频串联谐振装置所用电抗器的电感量能够连续可调.当试验电压较高时，可以作成几个电抗器串联使用。变频串联谐振装置依靠大功率变频电源调节电源频率，使回路达到谐振.所用电抗器的电感蟹是囚定的(不可调)。试验频率随被试品电容量不同而改变。由于变频串联谐振装置的试验频率随不同电容量的被试品IN变化所以其使用范围受到限制。 DL474.4-92串联谐振装置在实际使用时，试验回路调谐必须在很低的励磁电压下进行，调节电抗器电感或改变电源频率，使试品端的电压达到最大，此时，回路达到谐振状态，再按规定的升压速度升高励磁电压.使高压侧达到试验电压。耐压完毕，均匀、快速降压后，切断电源。3.3中频电源装置变压器的感应耐压试验和局放试验需要中频电源。现场获取中频电源的途径生_要有:中频电源机组成套装置、二倍频电源装置、中频同步发电机组和电子式变频装置对大J变压器试验，现场使用较多的是中频电源机组成套装置3.3.1倍频电源机组利用线绕式转子的异步电动机，在转子(或定子)中通人.相交流电，由另一台异步电动机拖动，使机械转速与旋转磁场同相相加，在定子(或转子)上感应出频率提高的正弦交流电交流磁场用止相调几器调整。3.3.2几倍频电源装置三倍频电源装置由三台单相变压器组成，其一次绕组接成星形厂几次绕组连接成开日二角形，iii产生三倍频的电压。3.3.3中频同步发电机组中频发电机组是用一台电动机拖动一台中频同步发电机，通过改变发电机励磁回路中励磁变阻器的阻值，使励磁机改变对发电机转子的励磁，从而使发电机的定子输出平滑可调的电压。采用无刷励磁发电机可以完全避免炭刷火花的干扰。对局部放电测量很有利。3.3.4电子式变频装置电子式变频装置是将交流低电压整流成直流，经过大容量可控硅或三极管逆变成频率可变的中频交流电压。4试验设备交流耐压试验用的设备通常有试验变压器、调压设备、过流保护装置、电压测量装置、保护球间隙、保护电阻及控制装置等，其中关键设备为试验变压器、调压设备、保护电阻及电压侧量装置4.1试验变压器在选用试验变压器时，主要应考虑下面两点:a.电压。根据被试品的试验电压，选用具有合适电压的试验变压器试验电压较高时，可采用多级申接式试验变压器，并检查试验变压器所需低压侧电压是否与现场电源电压、调压器相配b.电流。电流按下式计算一I=-C;,}I式中:I一一试验变压器高压侧应输出的电流，mA;。-一角频率.。二2t[几C一一被试品电容量,t.F;I"一试验电压,kV;其中C、可从测tga中得到或按表1选取。相应求出试验所需电源容量P=ad",U2;<[()"(kVA)⋯(6、试验时，按n值选择变压器容量，一般不得超载运行。对采用电压互感器作试验电源时.容许在3min.内超负荷3.5-5倍。 DL474.4一92表1常见试品的电容量试品电容肇+nF绝缘了100以下高压套廿,0-Bo0~-.+一-.一叶—-一一-—一—一一一高压断路器，电流互感器及电磁式电压互感器Ino-IOno电力变压器1MVA/100MVA飞0川)i25000架空导线吸每米)吕一l(,30一50电力电缆《每米)150-1004.2调压设备调压器尽量采用自根式，若容量不够，可采用移圈式调压器调压器的输出波形.应尽可能接近正弦波，为改善电压波形可在调压器输出端并联一台电感、电容串联的滤波器常有的调压器有自藕调压器、移圈调压器、接触调压器和感应调压器由于移圈调压器的输出电压波形在某一范围内有较大的畸变，现场最好少使用移圈调珠器调压。4.2.1自锅调版器自郴调压器是用碳刷接触调压，所以容量受到限制，适用于500v及以下小容量调压调压器容V.按下式选用P=川.75一I)p···，···················⋯⋯(了)式中:11,一自祸调压器容量;P一试验变压器容量42.2接触调压器接触调压器分自祸式和双绕组式等、因采用电刷接触调压而得名接触调压器的最大特点是波形畸变小和阻抗电压低，容量也可以作得很大，这就从根本上克服了移圈调压器和普通自祸调压器的缺点，是一种较理想的调压设备。接触调压器绕组采用纸包线和裸铜线绕制、电刷采用特制的银铜合金。调压过程中，电刷沿绕组绕向螺旋升或降实现连续、平稳调压，并目基本卜可从零起升压4.2.3移圈调压器移圈调乐器的容量选择以试验变压器容量相同为宜，但如调压器处于良好状态，可超负荷25%使用。最好在调压器输出端装设三次谐波滤波器。以改善电压波形。4.3保护电阻器试验变压器的高压输出端应串接保护电阻器，用来降低试品闪络或击穿时变压器高压绕组出门端的过电版.并能限制短路电流此保护电阻的取值一般为o.1-0.5D/v，并应有足够的热容量和长度。该电阻的阻值不宜太大，否则会引起正常工作时间路产生较大的压降和功耗。保护电阻器可采用水电阻器或线绕电阻器，线绕电阻器应注意匝间绝缘的强度，防止匝间闪络。保护电阻器的长度是这样选择的;当试品击穿或闪络时，保护电阻器应不发生沿面闪络，它的长度应能耐受最大试验电压，并有适当裕度。保护电阻器的最小长度o)参照表艺选用。 DL474.4--92表2保护电阻器最小长度试验电压电阻器长度kV几0m25m0—.一一一.-.--一~~弓~-.--——一—一一一—一—一—与保护球隙串联的保护电阻器，其电阻值通常取1n/v，电阻器的长度亦按表2选取5试验电压的测t交流试验电压的测量装置(系统)一般可采用电容(或电阻)分压器与低压电压表、高压电压互感器、高压静电电压表等测量系统交流试验电压测量装置(系统)的测量误差应满足G13311.4《高电压试验技术》中规定的要求，即测量误差不应大于3"/-.试验电压的测量一般应在高压侧进行对一些小电容被试品如绝缘子、单独的开关设备、绝缘LF等的交流耐压试验可在低压侧测量，并根据变比进行换算应测Ut电压峰值，除以J万作为试验电压值对试验电压波形的正弦性有怀疑时。可测量试验电压的峰值与有效(方均根)值之比.此比值应在了万士0.07的范围内.则可认为试验结果不受波形畸变的影响。其他测量技术要求，参阅ZBF24002(现场直流和交流耐压试验电压测量装置使用导则》6试验方法6.1般规定有绕组的被试品进行耐仄试验时，应将被试品绕组自身的两个端子短接，非被试品绕组亦应短接并与外壳连接后接地。交流耐压试验时加至试验标准电压后的持续时问，凡无特殊说明者，均为1min升压必须从零r或接近于零)汗始，切不可冲击合闸升压速度在7500试验电压以前，可以是任意的.自!5!,电压开始应均匀升压。约为每秒2厂试验电压的速率升压。耐压试验后.迅速均匀降压到零L或1%3试验电压以下)，然后切断电源6.21式验步骤任何被试品在交流耐压试验前。应先进行其他绝缘试验，合格后冉进行耐压试验。充油设备若经滤油或运输，耐压试验前还应将试品静置一段时间，以排除内部可能残存的空气。通常在耐压试验前后应测-}r绝缘电阻接卜试品，接通电源，开始升压进行试验一升压过程中应密切监视高压回路，监听被试品有何异响。升至试验电压，开始计时并读取试验电压。时间到后、降压然后断开电源。试验中如无破坏性放电发竹，则认为通过耐压试验。在升压和耐压过程中，如发现电压表指针摆动很大电流表指不急剧增加.调压器往上升方向调节电流t升、电压基本不变甚至有下降趋势，被试品冒烟、出气、焦臭、闪络、燃烧或发出击穿响声(或断续放电声)，应即停止升压，降压停电后查明原因。这些现象如查明是绝缘部分出现的，则认为被试品交流耐压试验不合格。如确定被试品的表面闪络是由于空气湿度或表面脏污等所致，应将被试品清洁千燥处理后，再进行试验被试品为有机绝缘材料时，试验后应立即触摸表面，如出现普遍或局部发热，则认为绝缘不良应即处理后冲1做耐压试验 DL474.4一92对35kV穿墙套管及母线支持绝缘子进行交流耐压试验时，有时在瓷套表面发生较强烈的表而局部放电现象，只要不发生线端对地的闪络或击穿，可认为耐压合格有时耐压试验进行r数十秒钟，中途因故失去电源.使试验中断，在查明原因，恢复电源后.应重新进行全时间的持续耐压试验.不可仅进行“补足时间’‘的试验6.3变压器感应耐1+试验为考核全绝缘变压器的纵绝缘、分级绝缘变压器的卞绝缘和纵绝缘，需要进行感应耐压试验串级式电压互感器的感应耐压试验可参照木条进行为了防止变压器铁芯饱和，应提高电源频率，使/乡100H:但不宜高于400Hz试验持续时间r不得少于15s,应按式(8)计算，120xCj;黎7····，’·一(、)式中:r--一试验电压持续时间，、。感应耐压试验电压波形应尽可能为正弦波。6.11全绝缘变压器的感应耐压试验按图3接线，施加两倍及以上频率的三相电压进行试验这种接线只能满足线问达到试验电压考核纵绝缘。三相试验电1+的不平衡度宜不大十20c。由于中性点对地的电压很低，所以对中性点和绕组还需进行1次外施高压试验以考核主绝缘。图3全绝缘变压器感应耐压试验接线图TA电流互感器;Tv一电压互感器:‘L被试变压器6I2分级绝缘变压器的感应耐压试验分级绝缘的变压器只能用外施电压试验其中性点绝缘对高压(或中压)线端绝缘通常采用单相感应耐压进行试验为此要分析产IIL7结构，比较不同的接线方式，选用适当的分接位置，计算出线端相间及对地的试验电压，选用满足试验电压的接线一般要借助辅助变压器或非被试相线圈支撑，对三相变压器往往要轮换三次.才能完成一台变压器的感应耐爪试验下面推荐分级绝缘变压器进行感应耐压试验常用的几种接线和相应的相量图WCSI4^11所后图,1为通过星形低压侧两相并联和另一相串联单相加压，使高压侧被试相相间和对地电压达到试验电压(U)，中性点达到试验电压的1/3图5为通过三角形低压侧两相串联和另相并联单相加压，使高压侧被试相相间和对地电压达到试验电压(U)，中性点达到试验电压的1/3当变压器中性点的耐压水平较低而必须直接接地时可采取图6和图7所示的接线方式图6为通过星形低压侧两相并联和另一相串联单相加压。高压侧中性点接地使高1"f:侧被试相对地电压达到试验电压，线间电压达15U、图了为通过三角形低压侧两相串联和另一相并联单相加压。高压侧中性点接地，使高压侧被试相衬地电压达到试验电压线间电压达1.5U,.当被试三相变压器低压绕组的各端子都能引出时，司一以采用图8和图‘)的接线图8接线只适用}三铁芯柱变压器，这种情况下，高压侧被试相相间和对地电压达试验电压1"，中性点电压达试验电压的 DL474-4一921/3;图9接线只适用于五铁芯柱变压器或壳式变压器八出L上介，Aao。带﹂十勺﹄;夕犷卜‘、少︸。一!伙叶一1从11气曰褚|︺J月玉曰，之!广︺|砧一卜。图4三相变压器星形边图压三相变压器二角形边图6几一相变月、器牟形边单相单相加压试验接线图单相加压试验接线图加}卜试验接线图All〔人/3fl,/2n〔、半一认p一L,/2r，竺7-12I尸{.︺JT}--{I,!二幸5二才洲卜1II刁l法JJ洲厂记卜、，川lf卜‘卜‘尹扫es、J、ee、川oJ6一口Oonahc3bc图8二相变压器低压侧图;阳变I+器星形侧图7三相变压器三角形边单相加压试验接线图单相加压试验接线图单相加旅试验接线图图]。和图I1是单相变压器以感)立耐It,试验接线、在图11中由辅助变压器CI,》配合，试验中性户的绝缘。、开洲井J一一习告图10单相变压器试验接线图11单相变压器加辅助变压器的试验接线感应耐压试验应事先周密考虑，注意绕组极性和接线，防止绕组间出现超出试验th的过电压，被iii,高压绕组端子应接保护球间隙，限制不慎出现过电压 DL474.4-927交流耐压试验的注意事项7.1容升效应和电压谐振试验变压器所接被试品大多是电容性，在交流耐压时，容性电流在绕组上产生漏抗压降，造成实际作用到被试品上的电压值超过按变比计算的高压侧所应输出的电压值.产生容升效应。被试品电容及试验变压器漏抗越大，则容升效应越明显。图12是略去激磁电流的变压器简化等值电路及相应的电压.电流相量图L在进行较大电容量试品的交流耐压试验时，要求直接在被试品端部进行电压测量，以免被试品受到过高的电压作用。·。日·厂·从Xk一·刀.土一阳UC!下一一--一一一一一一一一J二Y(a)(b)图12试验变压器简化等值电路图及电压、电流相量图(a)电路图:(6)相最图被试品线端电压升高的数值，略去回路电阻的影响，叮按式(9)计算AL"=wu(%Xk····。················⋯⋯(9)式中:AL"一被试品线端电压升高值;U一施加于被试品线端的电压;C、-一被试品电容量:X、一一调压器、试验变压器漏抗之和(归算为高压侧.ST,);w—角频率(2af)。此外，由于被试品电容与试验变压器、调压器的漏抗形成串联回路，一旦被试品容抗与试验变压器、调压器漏抗之和相等或接近时，发生串联电压谐振，造成试品端电压显著升高，危及试验变压器和被试品的绝缘。在试验大电容量的被试品时应注意预防发生电压谐振，为此，除在高压侧直接测量试验电压外。并应与被试品并接球隙进行保护。必要时可在调压器输出端串接适当的电阻，以减弱〔阻尼)电压谐振的程度口7.2电压波形试验电压或者由于电源波形或者由于试验变压器铁芯饱和及调压器的影响致使波形畸变，当电压不是正弦波时，峰值与有效值之比不等于丫万，其中的高次谐波(主要是三次谐波)与基波相重叠.使峰值增大。由于过去现场较多用电压表测有效值，所以被试品上可能受到过高的峰值电压作用，应改用交流峰值电压表测鼠.,为避免试验电压波形畸变，可采用以下措施:a.避免采用移圈式调压器;n电源电压应采用线电压;c试验变压器一般应在规定的额定电压范围内使用.避免使用在铁芯的饱和部分;d，可在试验变压器低压侧加滤波装置。7.3低1回路保护为保护测量仪表.可在测量仪器输人端上并联适当电压的放电管或氧化锌ft:敏电阻器、浪涌吸收器等。 DL474.4-92控制电源和仪器用电源可由隔离变压器供给，或者在所用电源线上各对地连接0.047--1.0pN直流电压1-2kV的油浸纸电容器。防1上试品闪络或击穿时，在接地线上产生较高的暂态地电位升高过电压，将仪器或控制回路元件反击损坏了.Q保护球间隙距离的整定对重要的试品(如发电机、变压器等)进行交流耐压试验时，宜在高压侧设置保护球间隙，该球间隙的放电跟离对发电机一般可整定在l.1-1.15倍额定试验电压所对应的放电距离;对变压器整定1.15^-l.2倍。对发电机进行试验时，保护球间隙应在现场施加已知电压进行整定7.5更换高压接线安全问题交流耐压试验结束，降压和切断电源后，试品中残留的电荷，白动反向经试验变压器高压绕组对地放电，因此试品对地放电问题没有象直流电压试验那样重要。但对于需要更换高压接线，有较多人T_换线操作的工作，为了防止电源侧隔离开关或接触器不慎突然来电等意外情况，在更换接线时应在试品七悬挂接地放电棒，以保证人身安全，并采取措施在再次升压前，先取下放电棒，防止带接地放，匕棒升压乙了.6使用移圈调压器进行交流耐压试验当使用移圈调压器进行交流耐压试验，电源突然合IP1时(此时调压器已在另位)，有时会在试品上产生较高电压的合闸过电压，使试品闪络或击穿为防止此情况的发生应在移圈调压器输出到试验变压器一次绕组之间，加装一组隔离开关。先将调压器电源合闸后，再合上此隔离开关8绝缘油介电强度试验绝缘油介电强度试验，是一项常规试验项目，它是用来说明绝缘油被水和其他悬浮物质物理污染的8}p.rA1试验力一法绝缘油介电强度试验装置应输出近似正弦波形的试验电压。为减少油击穿时产生的游离碳，高压回路中宜串接5.10Ma的保护电阻器，将击穿电流限制在3-5mA左右，并采用速动过流保护装置在击穿后能尽量快地在6^20m、以内断开电源，以缩短每次击穿后的静置时间。试验应在相对湿度不大于75%的室内进行，如受条件限制不能在室内进行时，应避免阳光直射，并记录油温。8.1.1取样介电强度的测试对试样的轻微污染相当敏感，取油样时很容易吸收水分，因此取样要用清洁、下燥的取样瓶。对桶装或听装的试样应从容器的底部抽取。8.1-2清洗油杯揩试油杯.应用清洁的绢丝，不可用布和棉纱电极应进行仔细检查.不可使用表面有烧伤痕迹的电极。按《规程》规定，目前常用的电极为直径25mm圆板形，倒角半径R为2mm，极间距为2.5mm电极应安装在水平轴仁，电极间隙用块规标准校正，极间距离要求为2.5士。.1mm电极轴线浸人试油中的深度应为40mm左右，油杯在使用前应用汽油或四氯化碳充分洗净，然后烘干。8.2试验步骤a将装油样的瓶轻轻摇动.使油中杂质混合均匀，而又不形成气泡，然后用被试油洗涤电极及油杯(至少两次)，再将油样沿杯壁或沿干净的玻璃棒慢慢注入油杯，把油杯接人试验回路，静置5-10min·使气泡逸出b.合上电源开关，电压按ZkV/s均匀速度从零开始升列试样发生击穿。击穿电压就是当电极之间发生第一个火花放电时的电压.不管火花放电是瞬时的还是恒定的。调压器退至零位，断开电源开关在没有上述保护电阻器和快速断开电源的措施的条件F，用清洁干燥且直径小于极间距离的玻璃棒在极间轻轻拨动几次，使击穿时产生的并附在电极表面仁的游离碳散开，搅拌时应尽可能避免空气泡的产生.再静置.5nun.重复升汪试验。 DL474.4一92若采用上述保护电阻器和快速断开电源的措施，仅需轻微地摇动几下油杯，静置2min,即可重复升压试验。对具有电磁振动搅拌器的油杯和使用自动油介电强度试验器的，按制造厂规定确定静置时间。每杯试样试验6次，取其平均值，即为该试样的介电强度在试验中，如果升压至试验变压器最大值(例如60kV),油中无击穿现象，可停留1min,仍不击穿.则认为油已合格。附加说明:本导则由能源部科技司提出。本导则由能源部高电压试验技术标准化技术委员会归口。本导则由华北电力试验研究所、华东电力试验研究所负责起草。本导则主要起草人:黄梅雨、赵鹏、朱匡宇。'