第九章 高压电器绝缘试验.doc

第九章 高压电器绝缘试验 第一节 概 述 电力系统中的高压电器设备，其相间绝缘、相对地绝缘与纵绝缘都是至关重要的。无论哪种绝缘出现失效，都将导致高压电器设备放电、击穿，将引起电力系统事故，甚至导致设备爆炸、电力系统大面积停电。而高压电器设备在电力系统中运行时，其绝缘不仅受到工作电压的作用，而且还会受到大气过电压（雷电冲击电压）和内部过电压（操作冲击电压）的侵袭。因此，高压电器设备在设计时，首先考虑绝缘问题，但由于影响高压电器设备绝缘问题的因素较多，如：绝缘材料的不同、制造工艺的差别、工作状况的多样性及环境条件的影响等，必须使用试验的手段对其成品绝缘性能进行测试和确认。 高压电器设备的绝缘试验，可以分为两类：一类是破坏性试验，它包括工频耐压试验、直流耐压试验、冲击耐压试验、放电试验等，此类试验将对被试设备造成一定的损害；另一类是非破坏性试验，它主要是测量高压电器设备的绝缘特性，它包括绝缘电阻测量、介质损耗测量、局部放电测量等。 无线电干扰试验，虽然不属于绝缘试验，但属于利用高压工频试验变压器在高压试验室进行的试验项目，且该项目是高压电器设备的必试项目，在这一章中也作详细介绍。 第二节 交流高电压试验 交流高压试验，指的是电压波形为正弦的高电压试验，通常是工频高电压试验。交流高压试验的目的是考验高压电器在长时间工作电压下及瞬时的内过电压下能否正常工作。 一、交流高压试验系统 交流高压试验系统一般由调压设备、变压设备、保护设备、测量设备、控制设备等成，原理图如图9-2-1： 图9－2－1 交流高压试验系统 T1为调压器，它的作用是保证交流高压试验系统能够均匀的输出可调电压。它有自耦式、移圈式、感应式、电动发电机等几种形式。自耦式是常用的形式，价格低、携带方便、漏抗小、波形好，但由于有滑动触头，只适用于小容量试验变压器调压使用。移圈式没有滑动触头、适用于大容量试验变压器调压，但体积较大。感应式、电动发电机使用较少。 T2为变压器，它的作用是保证交流高压试验系统能够产生规定的高电压。 R为保护电阻，它的作用是防止被试品放电时所发生的截波对变压器绕组的损伤；也用它限制过电流和抑制过电压，减少对被试品的损坏。R可按0.1欧姆／伏选取。它可以由金属电阻丝绕成，也可采用水电阻，长度按每米150～200kV（有效值）选取。除保护电阻外，系统中还经常采用过电流保护、过电压保护及保护球隙。 CO为被试品（如高压断路器）的电容量。 二、交流高压试验变压器 交流高压试验变压器在原理上与电力变压器并无区别，但由于两者之间的运行条件不同，因此交流高压试验变压器在设计和使用上有自己的特点。例如 （1） 交流高压试验变压器为单相设计，而电力变压器一般为三相设计。 （2） 交流高压试验变压器输出为高电压、小电流，容量小；而电力变压器一般容量大。 （3） 交流高压试验变压器绝缘裕度小，工作方式为间歇式工作；而电力变压器绝缘裕度大，工作方式为连续方式。 （4） 交流高压试验变压器工作在电容性负荷下；而电力变压器工作在电感性负载下。 （5） 交流高压试验变压器应能够经受多次放电的考验。 交流高压试验变压器在产生超过750kV电压时，一般采用串级形式。 交流高压变压器的内绝缘一般采用油浸式，最近，用于封闭电器试验的变压器，由于容量较小，采用六氟化硫气体绝缘。试验变压器的外壳有金属壳和绝缘壳两类。金属外壳可以分单套管和双套管两类，外壳可以分接地和对地绝缘两类，外壳对地绝缘的双套管形式和外壳为绝缘壳试验变压器可以方便的实现串级高压。 交流高压变压器的体积、重量和价格取决于它的额定电压和额定电流。故在选取变 压器时应根据被试产品的电压等级选取变压器的额定电压，并根据被试产品的电容量计算 出所需变压器的额定电流和容量。 试验电流 Is ＝ω CU × 10-9A（有效值） 所需变压器容量 Ps＝ω CU × 10-9kVA 式中 U ——所加的试验电压kV C ——被试产品的电容量pF ω ——所加电压的角频率 下表列出了常见产品的电容量 产品名称 电容量（pF） 线路绝缘子 ＜50 高压套管 50～600 高压断路器、电流互感器、电磁式电压互感器 100～1000 电容式电压互感器 3000～5000 产品名称 电容量（pF） 电力变压器 1000～15000 电力电缆（每米） 150～400 三、交流高电压的测量 电力部门测量交流电压，一般是通过电压互感器和电压表来实现的。但用这种方法在试验室中测量交流高电压是不现实的，因为制作一个交流高电压互感器是非常昂贵的，且笨重及体积庞大。因