高电压技术-高压试验.ppt

第六章第六章电气设备绝缘试验（二）电气设备绝缘试验（二）工频高压试验直流高压试验雷电冲击高压试验操作冲击高压试验6-1 6-1 工频高压试验工频高压试验交流耐压：交流耐压：是交流设备的基本耐压方式。适用于是交流设备的基本耐压方式。适用于是交流设备的基本耐压方式。适用于是交流设备的基本耐压方式。适用于220kV220kV220kV220kV以下的电力设备。以下的电力设备。以下的电力设备。以下的电力设备。以变压器为例，如图所示以变压器为例，如图所示以变压器为例，如图所示以变压器为例，如图所示工频高压的产生o工频高压试验变压器特点外形结构串级变压器高压绕组中点接壳的串级变压器原理电路图工频高压的测量工频高压的测量测量球隙测量球隙稍不均匀稍不均匀-Ub偏差小于偏差小于3%静电电压表静电电压表0-1MHz，量程小于，量程小于200kV分压器配用低压仪表分压器配用低压仪表电容分压，注意杂散电容影响，电容分压，注意杂散电容影响，措施措施-屏蔽屏蔽高压电容器配用整流装置高压电容器配用整流装置杂散参数的影响工频分压器测压电路（杂散参数的影响）6-2 6-2 直流高压试验直流高压试验在被试品的电容量很大的场合，用工频交流高在被试品的电容量很大的场合，用工频交流高电压进行绝缘试验时会出现很大的电容电流，这电压进行绝缘试验时会出现很大的电容电流，这就要求工频高压试验装置具有很大的容量，这时就要求工频高压试验装置具有很大的容量，这时常用直流高电压试验来代替工频高电压试验。常用直流高电压试验来代替工频高电压试验。工频高电压工频高电压-整流器整流器-直流高压，倍压整流直流高压，倍压整流-直流高直流高压串级装置压串级装置-更高直流电压。更高直流电压。(a)经整流器V1向电容器C1充电，负半波则经V2向C2充电，最后C1和C2上的电压均达到Um，在输出端得到2Um的直流高压。(b)负半波期间经V1向C1充电，而正半波期间电源与C1串联起来经V2向C2充电，C2上也可得2Um的直流高压。(c)由(b)演变来的，可以得到3Um的直流高压。TV1V2C1C2(a)TV1V2C1C2(b)TV1V2V3C1C2C3(c)图5-7 几种倍压整流回路串级直流高压发生器利用利用(b)(b)中的倍压整流电中的倍压整流电路为基本单元，多级串路为基本单元，多级串联起来即可组成一台串联起来即可组成一台串级直流高压发生器，级直流高压发生器，理想情况可获得空载输出理想情况可获得空载输出电压等于电压等于2nUm(n2nUm(n为级数为级数)CCCCCC输出图5-8 串级直流高压 发生器原理图6-3 6-3 冲击高压试验冲击高压试验雷电冲击高压试验雷电冲击高压试验 雷电冲击耐压考验电力设备承受雷电过电压的能力。只在制造厂进行本项试验，因为试验会试验会造成绝缘的积累效应造成绝缘的积累效应，所以在规定的试验电压下只施加3次冲击。国家标准规定额定电压国家标准规定额定电压220kV220kV，容量，容量120MVA120MVA的变压器出厂时应进行本项试验。的变压器出厂时应进行本项试验。操作冲击高压试验操作冲击高压试验330kV330kV电力设备的出厂试验应进行本项电力设备的出厂试验应进行本项试验。试验。在电力系统现场进行各个电压等级在电力系统现场进行各个电压等级变压器的耐压试验时，可采用操作冲击感变压器的耐压试验时，可采用操作冲击感应耐压方式来取代工频耐压试验。由于利应耐压方式来取代工频耐压试验。由于利用被试变压器自身的电磁感应作用来升高用被试变压器自身的电磁感应作用来升高电压，所以冲击电源装置电压较低，装备电压，所以冲击电源装置电压较低，装备比较简单。而且试验本身不会在绝缘中产比较简单。而且试验本身不会在绝缘中产生残留性损伤生残留性损伤 冲击高压试验o冲击电压波形o冲击电压发生器原理o冲击电压发生器结构o冲击电压测量a a、雷电冲击电压波、雷电冲击电压波国标规定：国标规定：冲击电压波形冲击电压波形b b、操作冲击电压波、操作冲击电压波国标规定：冲击电压的一般表达式：u2=U1exp（-t/1）-exp（-t/2）时间常数：1和2的雷电波：12 u2由两个指数分量相加构成波前时间Tf由较小的时间常数2决定；半峰值时间Tt由相对大得多的时间常数1决定波头的形成：o放电电阻Rt，球隙g0放电后，电压u2上升。oTffC1C2/（C1C2）o因C1C2，TffC2波尾的形成：l电压u2到达峰值U2m后，电容C1和C2一起经过电阻Rt放电。因一般C1C2，放电快慢主要决定于C1lTtt(C1C2tC1C2上电压u2的波形波前波前波尾波尾冲击电压发生器的基本原理冲击电压发生器概念：冲击电压发生器由一组并联的储能高压电容器，自直流高压源充电几十秒钟后，通过铜球突然经电阻串联放电，在试品上形成陡峭上升前沿的冲击电压波形。冲击波持续时间以微秒计，电压峰值一般为几十kV至几MV发明人：产生较高电压的冲击发生器多级回路，首先由德国人E.马克思（）提出，为此他于1923年获得专利，被称为马克思回路单级冲击电压发生器回路回路回路回路回路1 1 1 1回路回路回路回路2 2 2 2由于受到硅堆和电容器额定电压的限制，单级冲击由于受到硅堆和电容器额定电压的限制，单级冲击电压发生器的最高电压不超过电压发生器的最高电压不超过200300kV。正极性冲击电压正极性冲击电压正极性冲击电压正极性冲击电压负极性冲击电压负极性冲击电压负极性冲击电压负极性冲击电压多级冲击电压发生器回路多级冲击电压发生器回路T：供电高压变压器；D：整流用高压硅堆；r：保护电阻；R：充电电阻；rd:每级的阻尼电阻；C：每级的主电容；Cs：每级相应点的对地杂散电容；g1：点火球隙；g2g4：中间球隙；g0：隔离球隙；“电容器并联充电，而后串联放电电容器并联充电，而后串联放电”电阻电阻R R的连接与隔离作用：的连接与隔离作用：在充电时起电路的连接作用；放电时则起隔离作用电容并联串联转换方法：电容并联串联转换方法：诸电容由并联变成串联是靠一组球隙分别处于绝缘和放电来达到 杂散电容与同步：杂散电容与同步：实际上因杂散电容Cs是很小的，所以各中间球隙在放电前所作用到的过电压时间非常短促。为使诸球隙易于同步放电，在采用简单球隙的条件下，它们应排列成相互能够放电（紫外线）照射的状态。阻尼电阻：阻尼电阻：为了防止杂散电感和对地分布的杂散电容引起高频振荡，电路中分布放置了阻尼电阻rd，一般每级为525。若级数为n，阻尼电阻的串联总值nrd称作为Rd。Rd也起着调节波前时间的作用，但在放电时它与Rt会造成分压，使输出的电压有所降低。工作特点：工作特点：发生器电压效率发生器电压效率 CC1 1/（C C1 1C C2 2）RRt t/（R Rd dR Rt t）放电时基本回路的等值回路这意味着输出电压u2的峰值U2m低于电容C1上的初始充电压U1。它是由于C1与C2之间的分压和Rt与Rd之间的分压造成的高效冲击电压发生器回路高效冲击电压发生器回路冲击电压发生器高效回路接线 r rf f：每级的波前电阻，一般约几十欧；每级的波前电阻，一般约几十欧；r rt t：每级的放电电阻，通常约几百欧；每级的放电电阻，通常约几百欧；C C2 2：负荷电容，其值不仅取决于试品，而且与调波负荷电容，其值不仅取决于试品，而且与调波相关。一般处于几百皮法至几个纳法间相关。一般处于几百皮法至几个纳法间 冲击电压发生器回路接线 等值电路三、冲击电压发生器结构户外冲击电压发生器户外冲击电压发生器及分压器及分压器户内冲击电压发生器户内冲击电压发生器及截波装置及截波装置四、冲击电压的测量o球隙测电压峰值o分压器配用示波器、峰值电压表、数字记录仪等o分压器类型：电阻型、电容型、阻容并联型、阻容串联型各种预防性试验方法的特点总结各种预防性试验方法的特点总结序号序号试验方法试验方法能发现的缺陷能发现的缺陷1 1测量绝缘电阻及泄漏电流测量绝缘电阻及泄漏电流贯穿性的受潮、脏污和导电通道贯穿性的受潮、脏污和导电通道2 2测量吸收比测量吸收比大面积受潮、贯穿性的集中缺陷大面积受潮、贯穿性的集中缺陷3 3测量测量tgtg绝缘普遍受潮和劣化绝缘普遍受潮和劣化4 4测量局部放电测量局部放电有气体放电的局部缺陷有气体放电的局部缺陷5 5油的气相色谱分析油的气相色谱分析持续性的局部过热和局部放电持续性的局部过热和局部放电6 6交流或直流耐压试验交流或直流耐压试验使抗电强度下降到一定程度的主绝缘局使抗电强度下降到一定程度的主绝缘局部缺陷部缺陷7 7操作波或倍频感应耐压试操作波或倍频感应耐压试验验(限于变压器限于变压器)使抗电强度下降到一定程度的主绝缘或使抗电强度下降到一定程度的主绝缘或纵绝缘的局部缺陷纵绝缘的局部缺陷表中序号表中序号表中序号表中序号6 6 6 6和和和和7 7 7 7两项为破坏性试验，两项为破坏性试验，两项为破坏性试验，两项为破坏性试验，其它各项均属于非破坏性试验其它各项均属于非破坏性试验其它各项均属于非破坏性试验其它各项均属于非破坏性试验绝缘预防性试验是在电力设备处于离线情况下进行的。绝缘预防性试验是在电力设备处于离线情况下进行的。离线监测的缺点是：离线监测的缺点是：需停电进行，而不少重要的电力设备不能轻易地停止需停电进行，而不少重要的电力设备不能轻易地停止运行；运行；只能周期性进行而不能连续地随时监视，绝缘有可能只能周期性进行而不能连续地随时监视，绝缘有可能在诊断期间发生故障；在诊断期间发生故障；停电后的设备状态，如作用电场及温升等和运行中不停电后的设备状态，如作用电场及温升等和运行中不相符合，影响诊断的正确性。譬如前述的绝缘相符合，影响诊断的正确性。譬如前述的绝缘tgtg检测，检测，采用电桥法时，由于标准电容器的额定电压的限制，一采用电桥法时，由于标准电容器的额定电压的限制，一般只加到般只加到10kV10kV，这对于，这对于220kV220kV500kV500kV的电力设备而言，的电力设备而言，电压是很低的。电压是很低的。离线监测的缺点离线监测的缺点1 1）tgtg的在线监测的在线监测2 2）局部放电（）局部放电（PDPD）的在线监测）的在线监测绝缘的在线监测绝缘的在线监测作业o第三章第三章 1、什么叫间隙的伏秒特性曲线、什么叫间隙的伏秒特性曲线?它有什么作用它有什么作用?2、举例提高气隙（气体间隙）击穿电压的各种方法。、举例提高气隙（气体间隙）击穿电压的各种方法。o第四章第四章 1、液体的热击穿的发生过程。、液体的热击穿的发生过程。o第五章第五章 P154：51；52 补充：补充：1、试画出用兆欧表测量绝缘套管体积电阻的接线图，、试画出用兆欧表测量绝缘套管体积电阻的接线图，并说明端子并说明端子G 的作用是什么；如果在的作用是什么；如果在15s与与60s时测得该时测得该套管的绝缘电阻为套管的绝缘电阻为R15=1000M，R60=3000M，那么该套管的绝缘电阻是多大？它的吸收比为多少？，那么该套管的绝缘电阻是多大？它的吸收比为多少？