高电压技术高压试验PPT课件

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绝缘电阻及吸收比试验
绝缘电阻试验的主要参数及技术指标
对于不均匀绝缘试品，如果绝缘状况良好，则吸收现象明显。如绝缘
受潮严重或内部有集中性导电通道，吸现象更为明显。工程上用“吸收比”来反映这一特性，吸收比一般有K表示，其定义为：
K=R60s/R15s
(4-1)
式中：R60s为t=60s时测得的绝缘电阻值；R15s为t=15s时的绝缘电阻
图4-1 双层电介质简化等值电路
图4-2吸收曲线及绝缘电阻变化曲线
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绝缘电阻及吸收比试验
绝缘电阻试验的主要参数及技术指标
当合上开关K将直流电压U加到绝缘上后，等值电路中电流i的变化如 图4-2曲线所示，开始电流很大，以后逐渐减小，最后趋近于一个常 数Ig；这个过程的快慢，与绝缘试品的电容量有关，电容量越大，持 续的时间越长，甚至达数分钟或更长时间。图4-2中曲线i和稳态电流 Ig之间的面积为绝缘在充电过程中从电源“吸收”的电容Qa。这种逐 渐“吸收”的现象就叫做吸收现象。
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绝缘电阻及吸收比试验
绝缘电阻试验的规定
一、测试规定 1、试验前应拆除被试设备电源及一切外连线，并将被试物短接后接 地放电1min，电容量较大的应至少放电2min，以免触电。 2、检验兆欧表是否指零或无穷大。 3、用干燥清洁的柔软布擦去被试物的表面污垢，必要时可先用汽油 洗净套管的表面积垢，以消除表面的影响。 4、接好线，如用手摇式兆欧表时，应用恒定转速（120r/min）转动 摇柄，兆欧表指针逐渐上升，待1min后读取其绝缘电阻值。 5、在测量吸收比时，为了在开始计算时就能在被试物上加上全部试 验电压，应在兆欧表达到额定转速时再将表笔接入被试物，同时计算
图4-4 手摇式兆欧表原理接线图 图4-5 电子式兆欧表原理接线图

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➢额定电压高而容量不大
试验变压器高压侧电流 I 和额定容量 P 都主要取决于被试
品的电容。
I 2fCU 10 3 （5-1） P 2fCU 2 10 3 （5-2）
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➢ 外观上的特点：油箱本体不大而其高压套管又长又大。 单套管式试验变压器：额定电压一般不超过 250～300kV 双套管式试验变压器：最高额定电压达750kV
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串级装置的充电 过程可利用图5-9 所示的直流电源E和+E经切换开关 S给各台电容器充 电的过程来加以 说明。
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二、直流高电压试验的特点和应用范围 特点：
➢ 只有微安级泄漏电流，试验设备的容量较小。 ➢ 试验时可同时测量泄漏电流，由所得得“电压－电
流”曲线能有效地显示绝缘内部的集中性缺陷或受潮。
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（二） 衰减振荡波
采用图5-25中IEC所推荐的一种操作波发生装置。
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三、绝缘的冲击高压试验方法
电气设备内绝缘的雷电冲击耐压试验采用三次冲击法， 即对被试品施加三次正极性和三次负极性雷电冲击试验电 压。（1.2/50 μS全波）。 对变压器和电抗器类设备的内绝缘，还要进行雷电冲 击截波（1.2/2～5 μS )耐压试验。 ➢ 内绝缘冲击全波耐压试验应在被试品上并联球隙，并将 它的放电电压整定得比试验电压高15％～20％。
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（一）非周期性双指数冲击长波
➢ 国家标准规定的标准波形为250/2500μs。应注意一下两 个问题：
（1） 为大大拉长波前，又使发生器的利用系数降低不是 很多，需采用高效率回路。 （2） 计算操作波回路参数时，不能用前面介绍的雷电波 时的近似计算法来计算操作波回路参数；要考虑充电电阻 R对波形和发生器效率的影响。

从上面的分析可知，对电容较小的绝缘试品，可以只测量其绝缘电阻， 对于电容较大的绝缘试品，不仅要测量其绝缘电阻，还要测试其吸收 比。
绝缘电阻及吸收比试验
绝缘电阻试验设备
工程上进行绝缘电阻试验所采用的设备为兆欧表，兆欧表有三 个接线端子：线路端子（L），接地端子（E），屏蔽（或保护） 端子（G），被试品接在L和E之间，G用以消除绝缘试品表面泄 漏电流的影响，期望试验原理接线如图4-3所示。
误差为δt，则此时测得的绝缘电阻为R’
R’=U/A(t+δt)-n=U/A(t+δt)n
(4-5)
而实际绝缘电阻R为： R= t-n=U/Atn
绝缘电阻及吸收比试验
绝缘电阻试验的规定
二、测试注意事项： 由上两式计算出的绝缘电阻测量值的相对误差ΔR为： ΔR=(R’-R)/R=(U/A) (t+δt)n /(U/A)tn-1=(1+δt/t)n-1=(1+Δt) n-1 (4-6) 式中Δt-测量时间的相对误差。 试验中，时间记录往往不易准确，兆欧表刻度展开时间一般为1~2S。 若记录时间有2s误差，则对15s而言， Δt2/15=14%，对60s而言， Δt为3%左右，若取吸收比K=2，则n=0.5。当记录时间误差为2s时， 对15s绝缘电阻的相对误差： ΔR15”=(1+0.14)0.5-1=17% 对60s绝缘电阻的相对误差： ΔR60”=(1+0.03)0.5-1=1.5%
值。 对于电容量较大的绝缘试品，K可采用下式表示：
K=R10min/R1min
(4-2)
式中：R10min为t=10min时测得的绝缘电阻值；R1mins为t=1min时的
绝缘电阻值，K在工程上称为极化指数

Z
arctg XS Z
cos K02 cos('l )
电源容量越小，过电压越大，因此在计算工频过电压时， 应计及系统可能出现的最小运行方式，即XS 可能的最大值。
Ø 不对称短路引起的工频电压升高（A相短路为例）
UB
(a2
1)Z0 Z0
(a2 a)Z2 Z1 Z2
EA
UC
(a 1)Z0 (a2 a)Z2 Z0 Z1 Z2
Xs U1
1
l
•
U2
2
若线路末端开路，即：I2 0
可得线路首末端电压关系为
U 2U 1/cosl
Z：线路波阻抗，约300
相位系数 L0C0
0.060/km
1 4 波长谐振：线路末端电压将趋于无穷大
'l 2 l2w15k0m 0
f3160/5 060k0m 0
电源的容量的影响: 1、无限大容量（Xs=0） 2、有限大容量（Xs>0）加剧电容效应
中性点经消弧线圈接地的35 ~ 60kV系统：在过补偿状态运行时，X0 为很大的正值，单相接地时健全相电压接近线电压。
中性点经消弧线圈接地的35 ~ 60kV系统：在过补偿状态运行时，X0 为很大的正值，单相接地时健全相电压接近线电压。
12.
线性谐振条件是等值回路中的自振频率等于或接近电源频率。
采用良导体地线降低输电线路的零序阻抗
Ø 操作过电压与工频电压升高是同时发生的，因此工频电 压的升高直接影响操作过电压的幅值。
Ø 工频电压升高持续时间长，对设备绝缘及其运行性能有 重大影响。例如，可导致油纸绝缘内部游离，污秽绝缘子的 闪络、铁芯的过热、电晕等。
12.1.2 工频电压升高的原因
Ø 空载长线的电容效应

B
Ae T
=f(T) 或 R= f(T)
T
R
在测量电介质的电导或绝缘电阻时，必须
注意温度。
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§1.3 电介质的损耗
一. 电介质损耗的基本概念 1. 在电场的作用下，电介质由于电导引起的损耗和有 损极化（如偶极子极化、夹层极化等）引起的损耗， 总称为电介质的损耗。 2. 等值电路： (1) 细化等效电路（从物理概念出发） R lk ——泄漏电阻，代表电导损耗。 C g ——介质真空和无损耗极化所形成的电容，代表 介质的无损极化。 R p ——有损耗极化形成的等效电阻. 代表各种 C p ——有损耗极化形成的等效电容. 有损极化
.
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§2.2 气隙的击穿特性
静态击穿电压U。——长时间作 用在间隙上能使间隙击穿的最低 电压。 击穿时间tb——从开始加压的瞬 时起到气隙完全击穿为止总的时 间称为击穿时间。
tbt0ts tf
.
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(1)升压时间t0——电压从零升到静态击穿电压U0所需的 时间。
(2)统计时延ts——从电压达到U0的瞬时起到气隙中形成 第一个有效电子为止的时间。
介质在电气设备中是作为绝缘材料使用的。
电介质的电气特性分别用以下几个参数来 表示：即
➢ 介电常数εr——电介质的极化
➢ 电导率γ（或电阻率ρ）——电导 ➢ 介质损耗角正切tgδ——损耗 ➢ 击穿场强E ——抗电性能
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§1.1 电介质的极化
一．极化的定义与作用：
1．极化：电介质在电场作用下发生的束缚电荷的 弹性位移和极性分子的趋向位移的现象，叫极化。 2．作用：削弱外电场。
电子崩（α）过程
阴极表面二次发射 (γ过程）
正离子
图 2-1 低气压、短气隙情况下气体的放电过程

绕组对其他绕组及地的绝
缘电阻。被测绕组短接,其
余非被测绕组应短接接地. 即1、高 中、低、外 L 壳及地
A
a
b
• 2、中 高、低、外壳
B c
及地 • 3、低
中、高、外壳
E
C
o
及地
。
• 二、试验步骤： 1、选择合适的电压等级的摇表：UN≥1000V 用2500V或5000V的表； UN≤1000V 用 1000V或2500V的表。 2、检查表的好坏。 3、被试品充分放电，套管表面擦干净。 4、各非被测绕组短路接地，被测绕组短路， 记录15秒、60秒的绝阻。注意接地端接牢， 每测完一侧都要充分放电。
高压试验基本知识
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第一节高压试验的意义和分类
绝组、吸收比
绝缘试验
非破坏性
泄漏电流
1、按内容分
介损
直流耐压
工频
交流耐压 感应
破坏性
雷电
分
冲击耐压 操作
全波
类
特性试验
截波
交接
临时性
2、按目的任务分 预防性
其他
。
带电测量和在线监测
型式鉴定
工厂 中间、成品
抽样
第二节高压试验的总体要求
一、工作计划安排 1、交接试验计划安排：电气安
铁芯和穿芯螺栓大于10MΩ； 二次回路小母线在断开所有其它并联支路时绝缘 电阻值不应小于10MΩ。二次回路的每一支路的断 路器、隔离开关、操作机构的电源回路绝缘电阻 值不小于1MΩ，在潮湿的地方，允许降到0.5MΩ。 外护套及内衬绝缘电阻-每千米绝缘电阻值不低于 0.5MΩ。
。
第四节直流泄漏电流和直流耐压
• 1.直流泄漏电流试验及目的 • 直流泄漏电流试验与绝缘电阻测量原理基本相同。 • 直流泄漏电流试验电压较高，并可任意调节，因此，

第1部分 高电压绝缘及其试验 第1章 电介质在强电场下的特性
• 1.1 概述 • 本章讨论电介质在强电场下的特性，其中 主要是气体电介质的放电特性。气体，特 别是空气，是电力系统中最常见的用作绝 缘的介质。架空输电线路以及电气设备的
• • • • •
外部绝缘就是利用大气中的空气作为绝 缘的。 中性的气体分子是不导电的，因此各种气 体在正常情况下是良好的绝缘体。 上面所说的“破坏性放电”或“击穿”也 适用于液体或固体介质。 1.2 气体中带电粒子的产生和消失 电离有下列各种方式： 1)碰撞电离
绪 论
• 高电压技术作为电工技术中的一个独立学 科，是随着大功率远距离输电的发展而发 展的。 • 电气设备的绝缘在运行中可能受到下述各 类电压的作用： • a) 正常运行条件下的工频电压，这是设备 在运行中长期作用在其绝缘上的电压。
• • • •
b)暂时过电压 c)操作过电压 d)雷电过电压 高电压技术作为电工技术的一个分支，它 与电工及物理的基础理论，例如电介质理 论、电磁场理论、电路中的瞬变现象(过渡 过程)等等，有着密切的联系。
图1.16 棒-板空气间隙 的正极性操作冲击击穿 电压和波前时间的关系
击穿电压之间，一般可以引入某个操作冲 击系数把操作过电压折算成等效工频电压 来考虑。 • 为了模拟操作过电压需要规定一定的标准 波形。一种是和雷电冲击波类似的非周期 性指数衰减波，只是波前时间 T1和半峰值 时间T2长得多。
• 1.10 大 气 条 件 对 空 气 间 隙 击 穿 电 压 的 影响 • 空气间隙的击穿电压及绝缘子的闪络电压 和气压、温度、湿度等大气条件有关。在 不同大气条件下的击穿电压必须换算到一 定的参考大气条件下，才能进行比较。
• • • • • • • •

2、不接地、消弧线圈接地和高电阻接地系统 中的变电所
〔1)高压与低压电气装置共用接地装置,其阻 值大小为R ≤120/I,但不应大于4Ω.
〔2)高压电气装置的接地装置,其阻值大小为R ≤250/I,但不宜大于10Ω.
3、低压电力设备的接地电阻 使用同一接地装置的设备总容量在100KVA 及以上,接地电阻不超过4Ω；使用同一接地 装置设备总容量在100KVA以下,接地电阻不 超过10Ω
二、接地电阻测量
接地电阻数值主要由接地体附近20m半径范 围内的电阻决定. 一般采用电压、电流表法进行测量,也可采 用专用的采量仪表.
Re=U/I 注意事项：
〔1)选在晴天、土壤水份少的季节. 〔2)在变电所停电时测量. 〔3)无法直线布置采用三角形布置. 〔4)测量时不要有人员走动,不要让动物逗留以
直流耐压试验
破坏性试验
交流耐压试验 冲击耐压试验
2、根据实验目的任务不同分类 〔1)交接试验 〔2)预防性试验 〔3)其他试验：临时性试验、带电测量和在线
监测
第二节 高压试验的总体要求
一、试验工作的计划安排
1、交接试验的计划安排 2、预防性试验的安排计划
严格按照《电力设备预防性试验规程》规定 的试验周期安排试验计划.有些设备按具体需 要,在规程允许的范围内缩短或延长试验周期；
第一节 高压试验的意义和分类
一、高压试验的意义
及时发现设备中潜伏的缺陷
1、交接试验的意义
安装竣工后交接验收时进行
2、预防性试验的意义
及时发现电气设备在运行中出现的各种潜伏性缺陷
二、高压试验的分类
1、根据试验项目内容不同分类
绝缘试验
特性试验
绝缘电阻和吸收比测量
非非破破坏坏性性试试验验