绝缘的破坏性试验(三)
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电力系统中哪些试验项目是破坏性试验
破坏性试验可应用在不同的领域,泛指在性能测试过程中发生不可逆的变化或隐患,破坏性试验同样在不同的领域采取不同的试验方式,一般建议采取抽样检测的方式,因为它具有不同程度的破坏性,因此在同一试验品上不可重复测量,时基电力是以电力试验设备为主的生产型企业,主要讲一讲电力系统中破坏性试验包括哪些内容。
破坏性试验包括下列内容
(1)交流(工频)耐压试验
交流耐压试验是指具有工频电压特征的试验产品,我们日常能见到的油浸式试验变压器、干式试验变压器、充气试验变压器、串联谐振耐压装置,超低频耐压装置,倍频耐压装置,还包括串激式交流耐压装置,电力变压器的交流耐压试验、电力电缆的串联谐振耐压试验都是破坏性试验。
(2)直流耐压试验
直流耐压比较典型的就是直流高压发生器,在早期可以用于电缆的绝缘性试验,但随着试验技术越来越规范,目前主要是对避雷器的泄露电流检测,以及其它直流高压源的应用。
(3)雷击冲击耐压试验
电力系统在运行中发生闪击事故时,不仅要遭受几百万伏冲击电压的侵袭,而且在事故点还将流过巨大的冲击电流,有时可达几十万安峰值,因此在高电压实验室中需要装置能产生巨大冲击电流的试验设备来研究雷闪电流对绝缘材料和结构以及防雷装置的热或电动力的破
坏作用,雷击冲击电流发生器就是用来产生人工雷闪电流的实验装置。
(4)操作冲击耐压试验
操作冲击耐压试验是通过人工模拟电力系统操作冲击过电压波形,对绝缘耐受操作冲击电压能力进行考核的试验。
提醒
破坏性试验是对设备发生不可逆的变化,同一试验品上尽量不重复测量。
⏹⏹第五章电气设备绝缘试验(一)电气设备绝缘试验可分为两大类:(1)耐压试验(破坏性试验):模仿设备绝缘在运行过程中可能受到的各种电压,对绝缘施加与之相等的或更为严格的电压,从而考研绝缘耐受这类电压的能力,称为耐压试验。
对绝缘考察严格,但容易造成不必要的绝缘损坏。
(2)检查性试验(非破坏性试验):测定绝缘某些方面的特性,并据此间接地判断绝缘的状况,称为检查性试验。
这类试验一般在较低的电压下进行,通常不会导致绝缘的击穿损坏。
由此可见,上述两类试验时互为补充,而不能相互代替的。
当然,应先做检查性试验,据此再确定耐压试验的时间和条件。
5-1 测定绝缘电阻绝缘电阻是反映绝缘性能的最基本的指标之一,通常都用兆欧表测量绝缘电阻。
其工作原理图可参考图5-1-1。
通常兆欧表的量程为500V、1000V、2500V、5000V等。
图5-1-1 兆欧表原理电路图如图5-1-2是用兆欧表测套管绝缘的接线图,兆欧表对外有三个接线端子,测量时,线路端子(L)接被试品的高压导体;接地端子(E)接被试品外壳或地;屏蔽端子(G)接被试品的屏蔽环或别的屏蔽电极。
图5-1-2 用兆欧表测套管绝缘的接线图如前所述,一般电介质都可以用图1-4-2所示的等效电路图来表示。
图中,串联之路RP —CP代表电介质的吸收特性,如绝缘良好,则最终Rlk和RP的值都很大,稳定的绝缘电阻值也很高。
反之,绝缘受潮时,则不仅最后稳定的电阻很低,而且还会很快达到稳定值。
因此,也可以用绝缘电阻随时间而变化的关系来反映绝缘的状况。
通常用时间为60s和15s时所测得的绝缘电阻值之比,称为吸收比K,即K=R60/R15如绝缘良好,则此值应大于1.3~1.5。
对于某些容量较大的电气设备,其绝缘的极化和吸收的过程很长,上述的吸收比K还不能充分反映绝缘吸收过程的整体。
此时可增测极化指数PP=R10min /R1min如绝缘良好,则此值应大于1.5~2.0。
测量绝缘电阻可以有效发现下列缺陷:(1)总体绝缘质量欠佳;(2)绝缘受潮;(3)两极间有贯穿性的导电通道;(4)绝缘表面情况不良。
(1)在气体放电过程中,碰撞电离为什么主要是由电子产生的?答:气体中的带电粒子主要有电子和离子,它们在电场力的作用下向各自的极板运动,带正电荷的粒子向负极板运动,带负电荷的粒子向正极板运动。
电子与离子相比,它的质量更小,半径更小,自由行程更大,迁移率更大,因此在电场力的作用下,它更容易被加速,因此电子的运动速度远大于离子的运动速度。
更容易累积到足够多的动能,因此电子碰撞中性分子并使之电离的概率要比离子大得多。
所以,在气体放电过程中,碰撞电离主要是由电子产生的。
(2)带电粒子是由哪些物理过程产生的,为什么带电粒子产生需要能量 ?答:带电粒子主要是由电离产生的,根据电离发生的位置,分为空间电离和表面电离。
根据电离获得能量的形式不同,空间电离又分为光电离、热电离和碰撞电离,表面电离分为正离子碰撞阴极表面电离、光电子发射、热电子发射和强场发射。
原子或分子呈中性状态,要使原子核外的电子摆脱原子核的约束而成为自由电子,必须施加一定的外加能量,使基态的原子或分子中结合最松弛的那个电子电离出来所需的最小能量称为电离能。
(3)为什么SF6气体的电气强度高?答:主要因为SF6气体具有很强的电负性,容易俘获自由电子而形成负离子,气体中自由电子的数目变少了,而电子又是碰撞电离的主要因素,因此气体中碰撞电离的能力变得很弱,因而削弱了放电发展过程。
1-2 汤逊理论与流注理论对气体放电过程和自持放电条件的观点有何不同?这两种理论各适用于何种场合?答:汤逊理论的基本观点:电子碰撞电离是气体电离的主要原因;正离子碰撞阴极表面使阴极表面逸出电子是维持气体放电的必要条件;阴极逸出电子能否接替起始电子的作用是自持放电的判据。
它只适用于低气压、短气隙的情况。
气体放电流注理论以实验为基础,它考虑了高气压、长气隙情况下空间电荷对原有电场的影响和空间光电离的作用。
在初始阶段,气体放电以碰撞电离和电子崩的形式出现,但当电子崩发展到一定程度之后,某一初始电子的头部集聚到足够数量的空间电荷,就会引起新的强烈电离和二次电子崩,这种强烈的电离和二次电子崩是由于空间电荷使局部电场大大增强以及发生空间光电离的结果,这时放电即转入新的流注阶段。
华南理工大学2020年硕士研究生入学《电气工程综合(926)》考试大纲及参考书目
命题方式招生单位自命题科目类别复试
满分100
考试性质
适用于电气工程及其自动化专业硕士研究生入学考试,考试内容涵盖大学本科阶段要求掌握的模拟电子技术和数字电子技术、电机学、电力电子、高电压技术以及电力系统分析等课程的相关基本概念、原理和分析计算方法。
考试方式和考试时间
闭卷
试卷结构
考试内容和考试要求
电气工程综合考试科目总分100分。
1. 《电工》部分(模拟电子技术和数字电子技术) (20分)
考试范围(知识点)
(1)半导体器件:基本概念;半导体二极管的单向导电性、伏安特性并熟悉二极管电流方程、主要参数与小信号模型,二极管的反向击穿特性与稳压管的稳压作用。
(2)基本放大电路:基本概念和定义,基本放大电路的组成原则、工作原理及BJT、FET构成的三种基本组态放大电路的性能特点,放大电路的等效电路分析法,放大电路的图解分析法,常用静态工作点稳定电路的工作原理。
(3)多级放大电路:基本概念及定义,各种级间耦合方式及其特点,分析方法,交流性能指标,差分放大电路的组成、工作原理、静态工作点及性能指标的分析计算。
(4)数制和码制:二、十六进制、十进制及其它们的相互转换,格雷码及ASCII 码。
(5)逻辑代数基础:基本运算,基本公式与定理,逻辑函数的各种表示方法,。
第四章参考1、绝缘试验的目的是什么分为哪两大类各自的特点和应用范围是什么答:绝缘试验的目的是考验绝缘耐压情况,判断绝缘的状况。
主要分为耐压试验和检查性试验。
分为耐压试验和检查性试验耐压试验:模仿设备绝缘在运行中可能受到的各种电压(包括电压波形、幅值、持续时间等),对绝缘施加与之等价或更为严峻的电压,从而考验绝缘耐受这类电压的能力。
主要包含交流耐压试验,直流耐压试验,雷电冲击耐压试验及操作冲击耐压试验。
这类试验显然是最有效和最可信的,但耐压试验只能在绝缘缺陷已发展到较严重的程度时,才能以击穿破坏的形式揭示出来且不能明显地揭示绝缘缺陷的性质和根源。
这类试验有可能导致绝缘的破坏,故也称为破坏性试验。
检查性试验:非破坏性试验,用以在较低电压下或用其它不会损伤绝缘的方法测量绝缘的各种情况,从而判断绝缘内部的缺陷。
主要包括绝缘电阻试验,介质损耗角正切试验,局部放电试验和绝缘油的气相色谱分析等。
2、说明绝缘电阻、泄漏电流、表面泄漏的含义。
实际测量绝缘泄漏电流时,当被试品分别为一端直接接地和不直接接地时,如何屏蔽表面泄漏的影响请给出接线图,并说明各元件的名称和作用。
答:绝缘电阻:在电介质上施加直流电压,电压与流过电介质的电流的比值称为绝缘电阻。
泄漏电流:在电介质上施加直流电压,经过一定时间后,极化过程结束,流过介质的电流趋于一定值,称为泄漏电流。
表面泄漏电流:流经固体介质的外表面的稳定电流称为表面泄漏电流。
被试品分别为一端直接接地和不直接接地,及如何屏蔽表面泄露的影响参见课本P141.图5-2-1和图5-2-2。
3、测量绝缘材料的泄漏电流时,为什么要用直流高压而不是交流高压答:在交流高压作用下,流经绝缘材料的电流除了泄漏电流外还包含容性电流。
4、什么是吸收现象出现吸收现象的原因和条件如何根据吸收现象判断电气绝缘的状况答:吸收现象:极性电介质在恒定电场中存在极化现象,反映在电介质的绝缘电阻值(泄漏电流)需要经过较长的时间才能达到稳定值。