电气设备试验、检测与分析.ppt

电气设备试验检测与分析电气设备试验检测与分析 Detection and analysis of equpment test 中电投宁夏能源铝业：张世宏中电投宁夏能源铝业：张世宏1/4/20232第一节第一节 电力变压器试验电力变压器试验n电力变压器是电力系统电网安全性评价的重要设备，它的安全运行具有极其重要意义，预防性试验是保证其安全运行的重要措施。预防性试验的有效性对变压器故障诊断具有确定性影响，通过各种试验项目，获取准确可靠的试验结果是正确诊断变压器故障的基本前提。对电力变压器进行绝缘性试验是保证进行安全运行的重要措施。n电力变压器绝缘性能试验项目主要有以下，如表6-1所示：1/4/20233表6-1 电力变压器试验项目序号试验项目序号试验项目1绕组绝缘电阻、吸收比或（和）极化指数的测量2绕组泄漏电流的测量3绕组连同套管介质损耗角正切tg的测量4交流耐压试验的测量5直流耐压试验的测量6绕组直流电阻的测量7绕组所有分接头的电压比的测量8铁心对地绝缘电阻的测量9冲击电压试验10校核三相变压器的组别或单相变压器极性11空载电流和空载损耗的测量12绝缘油试验及油中溶解气体色谱分析13检查有接开关的动作情况1/4/20234n一、绕组绝缘电阻、吸收比和极化指数试验1 1测量方法及接线测量方法及接线n测量绕组绝缘电阻、吸收比或极化指数，它能有效检查出变压器绝缘整体受潮、部件表面受潮或脏污以及贯穿性的集中缺陷，如各种贯穿性短路、瓷件破裂、引线接壳、器身内有铜线搭桥等现象引起的半贯通性或金属性短路等。n测量绕组绝缘电阻，应依次测量各绕组对地及对其他绕组间的绝缘电阻值。测量时，被测绕组各引出端均应短接并接地，其余非被测绕组均应短路接地。测量时的接线图如图6-1，绝缘电阻和吸收比测量的顺序和部位如表6-2所示。1/4/20235表6-2变压器绝缘电阻和吸收比测量的顺序和部位顺序双绕组变压器三绕组变压器被测绕组接地部位被测绕组接地部位1低压绕组外壳及高压绕组低压绕组外壳、高压绕组及中压绕组2高压绕组外壳及低压绕组中压绕组外壳、高压绕组及低压绕组3高压绕组外壳、中压绕组及低压绕组4高压绕组及低压绕组外壳高压绕组中压绕组外壳及低压绕组5高压绕组、中压绕组及低压绕组外壳1/4/20236n如为自耦变压器时，应按如下测量：低压绕组高、中压绕组及地；高、中、低压绕组地；高、中压绕组低压绕组及地。n测量绕组绝缘电阻时，对额定电压为10000V以上的绕组用2500V兆欧表，其量程一般不低于10000M，1000V以下者用1000V 兆欧表。n为避免绕组上残余电荷导致较大的测量误差，测量前或测量后均应将被测绕组与外壳短路充分放电，放电时间不小于2min。对于新投入或大修后的变压器，应充满合格油并静止一段时间，待气泡消除后方可试验。一般110kV及以上变压器应静止20h以上，310kV的变压器需静止5h以上。测量时，以变压器顶层油温作为测量时的温度。1/4/20237（a）（b）图6-1用兆欧表测量变压器绝缘电阻示意图（a）高压绕组对外壳及低压绕组（b）低压绕组对高压绕组及外壳1/4/202382 2试验结果分析判断试验结果分析判断n将测得的数值与出厂测量结果比较进行判断，当无出厂数据时，按表6-3做参考。表6-3油浸式电力变压器绝缘电阻的最低允许值（单位：）绕组电压等级：kV温度/5102030405060708031067545030020013090604025203590060040027018012080503563330180012008005403602401601007050045003000200013509006004002701801/4/20239n当测量温度与出厂测量温度不相符合时，按表6-4换算。n当变压器电压等级为35kV以上且容量在4000kVA以上时，应测量吸收比，吸收比与出厂试验值应无明显差别，在常温下不应小于1.3。表6-4油浸式电力变压器绝缘电阻的温度换算系数温差K51015202530354045505560换算系数A1.21.51.82.32.83.44.15.16.27.59.211.21/4/202310n二、泄漏电流试验n直流泄漏电流试验原理与绝缘电阻试验完全相同，但是，泄漏电流试验所加的试验电压远远高于绝缘电阻试验，并且是逐渐施加的、可以调节的，能发现某些绝缘电阻试验所不能发现的绝缘缺陷。例如，能更灵敏地反应变压器绝缘的部分穿透性缺陷、套管的缺陷、绝缘油劣化等。1 1测量方法及接线测量方法及接线图6-2 直流泄漏电流试验接线1/4/2023112 2标准及判断标准及判断n当变压器电压等级为35kV 及以上，且容量在10000kVA及以上时，应测量直流泄露电流。n试验电压标准见表6-5。当施加电压达到1min时，在高压端读取泄露电流。泄露电流也不宜超过表6-5所示。表6-5油浸式电力变压器绝缘直流泄露电流参考值额定电压/kV试验电压峰值/kV在下列温度时绕组泄露电流值（A）1020304050607080235111725395583125178615102233507711216625035620352033507411116725040057063330403350741111672504005705506020304567100150235330如测得数值突升，则变压器有严重缺陷，应查明原因。1/4/202312n三、绕组介质损耗角正切tg试验n测量变压器绕组连同套管的介质损耗角正切tg时，主要用于更进一步检查变压器是否受潮、绝缘老化、绝缘油劣化等严重的局部缺陷。1 1测量方法及接线测量方法及接线 用QS1西林电桥测量tg，考虑到实际情况，常采用反接法，接线图如下图6-3 用QS1西林电桥测量tg原理图1/4/2023132 2标准及判断标准及判断n当变压器电压等级为35kV 及以上时，且容量在8000kVA及以上时，应测量介质损耗角正切tg。n介质损耗角正切tg执行标准按如下表6-6所示。n测量的tg值不应大于出厂试验值的1.3倍。若大于，且不符合表6-5的规定，应取绝缘油样测量tg值，如不合格，则更换标准油，换油后tg值还不能达标的，则将变压器加温至出厂试验温度并稳定5小时以上，重新测量，还不达标则为不合格变压器。n当测量温度与出厂试验温度不同，则按如下表6-6所示换算。表6-6油浸式电力变压器绕组介质损耗角正切tg（%）最高允许值电压等级/kV温度/51020304050607035及以下1.31.52.02.63.54.56.08.0352201.01.21.52.02.63.54.56.03305000.70.81.01.31.72.22.93.81/4/202314n当测量时的温度差不是以上时，可以按A=1.3K/10 计算。n四、交流耐压试验1 1测量方法及接线测量方法及接线 交流耐压试验是检验变压器绝缘状况最直接有效的方法，通常做法是对变压器施加超过其一定倍数的工作电压，并持续1min左右，以检查其绝缘情况。常用的接线图如下6-4所示。温差K51/1520253035404550换算系数A1.151.31.51.71.92.22.52.93.33.71/4/202315图6-4变压器交流耐压试验接线图1/4/2023162 2标准及判断标准及判断n容量在8000kVA以上，且额定电压在110kV以上的变压器，按下表6-8所示标准施加试验电压进行交流耐压试验。（注：交接即变压器经过修理或定期试验时）表6-8 油浸式电力变压器试验电压标准额定电压：kV最高工作电压：kV1min工频交流耐压值：kV出厂交接33.5181566.925211011.535301517.545382023.055473540.585726369.0140120110126.02001701/4/202317n根据仪表指示及试验过程可以迅速作出判断：如试验中是否发出声响，是否出现冒烟、冒气、火花、燃烧和闪络等各种现象，指示仪表是否出现大幅度的摆动等。n当额定电压为220kV、330kV和500kV时，应进行局部放电试验，试验接线如下图6-5所示，加压时间为30min，执行标准如下表6-9所示。图6-5变压器局部放电试验接线图1/4/202318 表6-9 油浸式电力变压器局部放电试验电压标准n注意事项：其放电量应不大于500pC，交流耐压试验及局部放电试验均需将变压器充满标准绝缘油，并静滞一段时间后才能进行，局部放电是在所加电压达到一定值出现的现象，所以，当放电量急剧增加时，说明被试品将很快被击穿。额定电压（kV）最高工作电压（kV）30min工频交流试验电压值（kV）出厂交接220252.0395335330363.0510433500550.06805781/4/202319n五、直流耐压试验n直流耐压试验能发现交流耐压试验所不能发现的缺陷，其原理接线及方法与直流泄露电流试验相同，但是直流耐压试验所加电压较高。外加电压应参考绝缘交流耐压试验电压和交直流下击穿电压，并参考运行经验。n被试品是否合格从其是否被击穿可以迅速判断，若接入电压表读数急剧减小或微安表读数急剧增大，说明试品被击穿。n六、绕组直流电阻测量 1.1.测量方法及接线测量方法及接线 使用变压器直流电阻测试仪测量，接线时按说明书即可。2.2.标准及判断标准及判断 不同温度下的R转换按公式R2=R1（T+t2）/（T+t1）进行转换。其中：T电阻温度常数，铜为235，铝为225，R1、R2 分别为t1、t2时的电阻值。1/4/202320对于容量在1600kVA以上的变压器，应有：R2%,其中R为各相绕组电阻的差别,R为三相绕组电阻平均值。若变压器无中性点引出，应为：R%。对绕组的历次测量其结果不应有明显的差别。若是做交接试验时则与出厂时的比较不应有太大变化。n七、测量绕组所有分接头的电压比 测量方法及接线测量方法及接线n使用变压比测试仪，接线时按说明书即可，对绕组分接头进行电压比的测量，可以检查分接开关的位置及出线端标志的正确性。n特别提示：一定要按说明书将变压比测试仪与被测变压器正确接线，并仔细检查。1/4/2023212标准及判断标准及判断n各相测得的电压比顺序与铭牌应一致；n变压器额定电压在35kV以下，变压比小于时其允许误差为1，其他所有的额定电压等级的变压器其允许误差为0.5。n八、冲击电压试验n冲击电压试验可以模拟雷电波的侵袭，一般情况下，变压器出厂时的冲击电压试验要求试验电压大于300kV，变压器改型定型时的型式试验时试验电压可以小于300kV。n测量方法及接线：测量方法及接线：n使用冲击电压发生器，其接线参考冲击电压发生器使用说明书，对于变压器则有多种方式，参考变压器绕组连接方式即可。1/4/202322n九、铁心对地绝缘电阻的测量 1.1.方法方法 打开铁心接地连接片，将地线端子用接地线和变压器的外壳连接好，用绝缘把手将相线接触被测变压器的铁心。测量60s并作好记录。最后注意：试验完毕后，应先将把手从铁心处断开，并保持兆欧表匀速摇动，以防铁心反击兆欧表，而后关闭兆欧表并将铁心放电。2.2.试验判断试验判断 绝缘电阻10M（使用2500V）加压1min应无闪络现象。铁心绝缘电阻与变压器本身有一定的对应关系，若其绝缘电阻过低，应 查明原因。1/4/202323第二节第二节 发电机试验发电机试验n电力发电机在运行过程中不断受到电、热、物理和化学的以及机械振动等的作用，其绝缘和焊接头都会逐渐老化，直至损坏。虽然发电机设计的使用寿命在25年以上，但由于上述原因，发电机的某些绝缘部件将会提前损坏，从而引起发电机的故障。由于发电机故障损失巨大，所以保证其安全运行十分重要。为了能事先掌握发电机各部分的技术性能，便于发现隐藏的各种薄弱环节，除应对发电机进行定期大小修外，还应进行定期的预防性试验。发电机的预防性试验项目有测量定子、转子绕组的绝缘电阻和直流电阻，测量定子绕组的吸收比和泄漏电流，定子绕组的直流耐压试验和工频耐压试验，测量绕组的介质损失角正切和局部放电试验等。1/4/202324n一、绝缘电阻测量1 1对兆欧表的要求对兆欧表的要求n（1）因为高压发电机几何尺寸较大，定子绝缘都是夹层复合绝缘，几何电容电流和吸收电流都较大，所以兆欧表要有能满足吸收过程的容量；n（2）兆欧表电压要与被测设备的电压等级适应。测定子绕组绝缘电阻要用2500-500V的兆欧表，测转子绕组绝缘电阻则用500-1000V的兆欧表；n（3）测量大型发电机绝缘电阻时，要先接地放电至少2min，放尽剩余电荷。测量完毕，也应进行放电；n（4）兆欧表转动速度应均匀，且保持在120r/min左右；n（5）记下被测绕组的温度和环境温度，记下60s时的电阻值。1/4/2023252 2测量方法测量方法n（1）被试发电机必须和其他连接设备断开 试验时发电机本身不能带电，端口出线必须和外部连接母线以及其他连接设备断开，尽可能避免外部的影响（如拆除有困难，在分析判断时要考虑外部连接部分的影响）。n（2）充分预放电 被测发电机定子绕组相间及相对地间要试前进行充分放电（现场叫做预放电），放电时间应大于充电时间好几倍才行。否则所测的绝缘电阻值将会偏大，而吸收比又会偏小。1/4/202326n（3）测量方法n 测量定子绕组相间，测量引线应具有足够的绝缘水平，当将火线用绝缘把手接触在被测量的绕组的引出端头上时，该绕组两端应用导线将绝缘表面加以屏蔽，从而消除边缘泄漏对测量值的影响。n测量时将地线和发电机外壳接触良好，转动兆欧表到额定转速后表头指示到”时，再将火线和被测绕组的导体接触，同时记录时间，读取15秒，45秒，60秒的绝缘电阻值。在整个连续测量的过程中，兆欧表应保持平稳的额定转速。n测量完毕，在兆欧表仍保持额定转速下断开火线，然后断开地线，以防止对兆欧表反充电烧毁兆欧表的线圈。1/4/2023273 3测量结果分析判断测量结果分析判断n发电机定转子绕组的绝缘电阻值与绕组的温度有很大关系。温度每上升10绝缘电阻值就下降一半；反之，温度每下降10，绝缘电阻值就上升1倍。所以历次测得的绝缘电阻值都应换算到同一温度才可进行比较，通常采用75作为计算发电机绕组热状态下绝缘电阻的标准温度。对于具体绝缘电阻值的判断标准，由于受赃污、潮湿、温度等影响很大，所以现行有关规程未作硬性规定。若在相近试验条件下（温度和湿度），绝缘电阻降低至初次（交接或大修）测得结果的三分之一到五分之一时，应查明原因并设法消除。各相或各分支绝缘电阻不平衡系数不应大于2，绝缘电阻的最低值，在75下不应低于1M/kV。1/4/202328n二、吸收比测量n发电机定子绕组绝缘如受潮气、油污侵入，不仅绝缘下降，而且会使其吸收特性的衰减时间缩短，即R60/R15比值减小。由于吸收比对绝缘受潮反映特别灵敏，所以一般作为判断绝缘是否干燥的主要指标之一。我国和欧洲一些国家都采用60秒和15秒的绝缘电阻之比作为吸收比（即k=R60/R15）。而北美一些国家多采用10分钟和1分钟得到的绝缘电阻之比作为吸收比（即k=R10/R1）。后者显然对大型发电机更为准确，但必须用整流型兆欧表，或电动兆欧表才能满足试验要求。n因为绝缘电阻和温度的关系较密切，所以吸收比同样地受温度的影响，故测量吸收比时也不能忽略温度条件。根据我国气候条件，最好在2040范围内测量。1/4/202329n三、直流泄漏电流和耐压试验n直流泄漏的测量和绝缘电阻的测量在原理上是一致的，所不同的是前者的电压较高，漏流和电压成指数关系上升；而后者一般成直线关系，符合欧姆定律。n发电机定子绕组直流耐压试验可以发现存在的局部缺陷和受潮。直流耐压试验时绕组上的电压是按照电阻分布的，所以端部电压也较高，能有效地发现绕组端部的绝缘缺陷。在耐压试验时，可同时记录不同试验电压下泄漏电流随加压时间变化的数值，并可根据绘制出的泄漏电流时间特性曲线和泄漏电流电压特性曲线的变化，判断绝缘劣化的趋势。n如果直流耐压试验时绝缘击穿，说明绝缘已损坏。要根据泄漏电流判断绝缘的好坏，首先要把测出的泄漏电流换算到75的数值，再与以往的测量数据比较。如果泄漏电流随时间的增长而逐渐减小，随电压上升而按比例成线性上升，三相（或分支）的泄漏电流平衡，与历史资料比较没有很大的增长时，则认为绝缘状况是好的。如果试验中出现泄漏电流随时间的增长而上升，三相（或分支）的泄漏电流不平衡系数大于2，泄漏电流随电压的增加不成比例增加，泄漏电流数值与历次相近试验条件下试验数值比较有很大的增长等，说明绝缘存在缺陷，必须找出缺陷点并消除。n目前直流耐压试验所用仪器室成套装置，但为了试验准确，必须把微安表接在高压侧，并加以屏蔽。1/4/202330n四、工频交流耐压试验1 1交流耐压试验的意义交流耐压试验的意义n交流耐压试验，是发电机绝缘试验项目之一，它的优点是试验电压和工作上电压的波形、频率一致，作用于绝缘内部的电压分布，及击穿性能能够适应发电机的工作状态无论从劣化或热击穿的观点来看，交流耐压试验对发电机主绝缘是比较可靠的检查考验方法。n由于上述优点，所以交流耐压试验在电机制造、安装、检修和运行以及预防性试验中得到普遍地采用。2.试验步骤试验步骤n（1）交流耐压试验前，首先应用兆欧表检查发电机定子绕组的绝缘电阻，如有严重受潮或严重缺陷，需经消除后方可进行交流耐压试验。并应保证所有试验设备仪表仪器，接线正确指示准确。1/4/202331n（2）一切设备仪表接好后，在空载条件下调整保护间隙，其放电电压为试验电压的110120%范围内，并调整电压在高于试验电压5%下维持两分钟后将电压降至零位，拉开电源。n（3）经过限流电阻在高压侧短路，调试过流保护跳闸的可靠性。n（4）电压及电流保护调试检查无误，各种仪表接线正确后，即可将高压引线接到被试发电机绕组上进行试验。n定子绕组有并联支路时，同相支路间也应进行同样电压等级的耐压试验。1/4/2023323 3交流耐压试验的分析判断交流耐压试验的分析判断n（1）击穿的预兆 电压表指针摆动很大；毫安表的指示急剧增加；发现有绝缘烧焦气味或冒烟；被试发电机内部有放电响声；过流跳闸等。n发现上述情况，绝缘可能将要击穿或已经击穿，必须找出原因。1/4/202333n（2）可能产生电压或电流谐振n若电源电压稍微升高，电流剧烈增加，意味着将要产生电压谐振。反之，若电源电压稍微升高，电流反而减少，说明将要产生电流谐振。前者属于串联谐振，后者属于并联谐振。n经验表明，尽管直流耐压试验可以发现一些局部缺陷，尤其是对发现端部的绝缘弱点更为有效，但通过直流耐压后，交流耐压仍然有可能通不过，这就说明交流工频耐压更接近发电机实际运行状况，有时交流耐压试验能发现直流耐压试验所不能发现的绝缘缺陷。因此两种方式不能互相代替，应互为补充。1/4/202334n五、发电机定子、转子绕组直流电阻测量n发电机定子、转子绕组中有大量接头，而且这些接头多为锡焊，在运行中受到振动和短路故障的大电流冲击时，接头焊接质量差的，便形成开焊事故。为了及早发现个别接头缺陷或断股，定期测量定子、转子绕组直流电阻是很必要的。由于发电机定子、转子绕组直流电阻数值很小，应采用精确度在0.5%以内的双臂电桥测量，且使通过被测绕组的电流很小，远小于10%额定电流，以避免被测绕组发热影响测量精度。由于绕组铜线有较大的电阻温度系数，在测直流电阻的同时，还要用温度计测量绕组各部分的实际温度，以便将测量的电阻值，换算到75时的电阻值。换算公式为：R2=R1 （6-1）式中：R2换算到75时的电阻值，；R1实际测得的电阻值，；T实际测量的绕组平均温度，。1/4/202335n定子绕组各相（各分支）换算到75的直流电阻值，扣除引线长度不同而引起的误差后，相互间的差别不得大于最小值1.5%（水轮发电机为1%）；与以前测得的直流电阻值比较，相对变化不得大于1%。转子绕组的直流电阻与基准值（数次测量的平均值）比较，不得大于2%。如果超出上述范围，应该找出原因并消除。1/4/202336n六、发电机轴电压测量n发电机轴电压所引起的轴电流会使轴承、汽轮机蜗母轮等产生严重的电腐蚀。为了切断轴电流的通路，在发电机励磁侧的轴承下、励磁机轴承的各个油管接头处都要垫上绝缘垫。在运行中，绝缘垫可能因油污堆积、损坏或老化等原因而失去作用，使轴电流能够流通而造成设备损坏。为了检查运行中发电机轴承与底座间的绝缘状况，应定期测量发电机的轴电压。n轴电压产生的原因：一是发电机磁通不对称产生的轴电压，称为“单极效应”；二是高速蒸汽产生的静电引起的轴电压，其数值很高。n测量轴电压时应将轴上原有的接地保护电刷提起，发电机两侧轴与轴承用铜刷短路，用交流电压表PV1测量发电机轴的电压U1；然后将发电机轴承与轴经铜丝刷短路，消除油膜压降，在励磁机侧，用PV2测量轴承支座与地之间的电压U2。n判断标准：当U1U2时，说明绝缘垫绝缘良好；当U1U2时（U2低于U1的10%），说明绝缘不好；当U1U2时，说明测量不准，应检查测量方法和仪表。n测量时应用高内阻（不小于100k/V）的交流电压表或真空管电压表，在发电机的各种工况下（包括空转无励磁、空载额定电压、短路额定电流以及各种负荷下）进行测量。1/4/202337第三节第三节 电容器试验电容器试验n一、电容器的试验项目及方法n测量绝缘电阻测量绝缘电阻n测量电容器的绝缘电阻必须在做交流耐压试验之前进行，常用2500V兆欧表测量电容器的绝缘电阻。通过测量绝缘电阻可以检查电容器是否整体受潮，套管是否损坏。对并联电容器，测量两极对外壳的绝缘电阻(测量时两极应短接)，这主要是检查器身套管等的对地绝缘；对耦合电容器，测量两极间的绝缘电阻。试验选用2500V兆欧表，并按下图6-8所示接线。一般要求并联电容器的绝缘电阻不低2000M，耦合电容器的绝缘电阻不低于5000 M。n注意：在测量前后均应对电容器充分放电；测量过程中，应先断开兆欧表与电容器的连接再停止摇动兆欧表的手柄，以免电容器反充放电损坏兆欧表。1/4/202338n绝缘良好的电容器，常温下绝缘电阻应不小于2000M。若与同型号的电容器或以前的测量结果相比较，绝缘电阻明显下降，则说明有绝缘缺陷，当其小于1000 M时，大多是由于套管受潮引起的。图6-8兆欧表测量电容器绝缘电阻接线图1/4/202339n二、电测量极间电容量n电流电压表法电流电压表法n接线如图6-9所示，测量电压取(0.050.5)Un，额定电压Un较低的电容器应取较大系数。测量时电源应为稳定的正弦波。所用电流、电压表均不低于0.5级。图6-9用电流、电压表法测电容量的接线1/4/202340n加上试验电源，待电压、电流表指针稳定以后同时读取电流和电压。当被试品的容抗较大时，电流表的内阻可以忽略不计，其被测电容表达式为：Cx=（I*106）（2fU）式中：I通过被试电容器的电流(A)；U加于被试电容器的试验电压(v)；f试验电源的频率(Hz)；Cx被测电容量(时r)。双电压表法双电压表法双电压表法的试验接线，如图6-10所示。1/4/202341图6-10双电压表法的试验接线(a)接线图(b)相量图1/4/202342由图6-10（b）可知,故有：（6-2）1/4/202343 式（6-2）中：rv电压表PVI的内阻()；U1、U2电压表PV1、PV2的读数(V)；Cx 被测电容器的电容量(F)。n三、用电桥法测量电容量 耦合电容器电容量的测量可在测量tg时一并进行，现行“标准”规定运行中耦合电容器的tg不大于05(油纸绝缘)及0 2(膜纸复合绝缘)。测得的电容值与额定值比较，其偏差应不超出-5及+10。n四、星形和三角形连接的三相电容器电容量的测量和计算 星形和三角形连接的三相电容器，可采用电流、电压表法或电桥法测量电容量的试验的接线和计算方法，如表6-13和表6-14所示。1/4/202344表6-13三角形接线电容量的测量接线及计算测量序号接线方式短接线路测量线路测量电容计算电容12、312、321、231、232、312、31/4/202345表6-14 星形接线电容量的测量及计算测量序号接线方式测量线路测量电容计算电容1122233311/4/202346n五、并联电容器的交流耐压试验n两极对外壳的交流耐压试验可以发现下列缺陷：电容器瓷套管损伤 内瓷套不清洁 主绝缘裂化 内部潮气和油面下降等。n并联电容器的极间一般不作交流耐压试验，只有出厂型式试验或返修后才进行。如果需要作极间交流耐压，而试验设备容量又不够时，可采用补偿的办法来解决。当进行交流耐压有困难时，可用直流耐压代替，试验时，应将所有电极引出线短接起来，外壳接地，在电极和外壳间加试验电压，试验 电压标准参照下表进行。n其试验标准如下：极间交流耐压2.15Un，持续时间l0s；极间直流耐压4.3Un，持续时间10s。其中Un为电容器额定电压的有效值。1/4/202347n并联电容器两极对外壳的交流耐压试验，与其他设备的交流耐压相同，试验标准如表6-15所示。表6-15两极对外壳的交流耐压试验标准额定电压（kV）113610152035出厂试验电压（kV）35182535455585交接试验电压（kV）2.23.8141926344163当试验电压与表6-15不同时，交接时的耐压值可取出厂试验电压的75。1/4/202348n六、并联电容器的冲击合闸试验n交接时应在电网额定电压下，对并联电容器组进行三次冲击合闸试验。当开关每次合闸时，熔断器不应熔断，电容器组各相电流的差值不应超过5。此外，对于并联电容器极间介质损耗和热稳定试验，只有在出厂试验或分析事故等特殊情况下才进行，它是保证电容器质量和安全运行的重要试验项目。1/4/202349第四节第四节 电力电缆试验电力电缆试验n电力电缆的试验包括绝缘电阻的测量、交流耐压试验、直流耐压和泄露电流试验。n一、绝缘电阻的测量n对电力电缆绝缘电阻的测量可以判断电缆是否老化、受潮，通过耐压试验前后绝缘电阻的比较，还可以发现电缆在耐压时所暴露出来的缺陷。1000V以下的电缆用1000V的兆欧表，1000V以上的电缆用2500V的兆欧表。n运行中的电缆要充分放电，拆除一切对外连线，并用清洁干燥的布擦净电缆头，逐相测 量。由于电缆电容很大，操作时兆欧表的摇动速度要均匀。测量完毕后，应先断开兆欧表与电缆的连接再停止摇动，以免电容电流对兆欧表反冲充电；每次测量后都要充分放电，操作应采用绝缘工具，以防止电击。为了测得准确，应在缆芯端部绝缘上或套管端都装屏蔽环并接往兆欧表的屏蔽端子。此外，当电缆较长充电电流较大时，兆欧表开始时指示数值很小，如使用手动兆欧表，则应继续摇动。短电缆的读数很快就趋于一稳定值，而长电缆一般均取15s和60s的读数R15和R60。1/4/202350n测量时要注意以下事项：（1）必须在试验现场设围栏，被试电缆两端均应该有专人看护，且通讯畅通，负责升压的人员一定要注意周围情况，一有异常应立即切断电源，待查明原因后方可继续进行试验。（2）检查摇表：先不接L摇动手柄，指针应指向“”，将L与E短接，缓慢旋转手柄，指针应指向零。（3）手摇转速应大于额定转速的80%。（4）进行绝缘电阻和交流耐压试验后，应对电缆充分放电。（5）兆欧表停止摇动前，必须先断开测试回路以防反充电。（6）若被测电缆较长，由于充电电流较大，因此兆欧表开始指示数值较小，必须经过较长时间摇才会得到正确的结果。1/4/202351n图6-11 电力电缆绝缘电阻测量接线图：将被测相接兆欧表L端，其余两相与电缆外皮相连并接E端，被测相外层加屏蔽短路圈接G端。1/4/202352n测试验结果判断（以下测量温度均为20）：（1）110kV及以上电缆进行外护套绝缘电阻试验时，必须在有外电极下进行，可使用500V兆欧表，每500M电缆绝缘电阻值应大于0.25M。（2）1kV及以下电缆进行绝缘电阻试验时，每500M电缆绝缘电阻值应不低与10M。（3）3kV及以下电缆进行绝缘电阻试验时，每500M电缆绝缘电阻值应不低与200M。（4）610kV之间电缆进行绝缘电阻试验时，每500M电缆绝缘电阻值应不低与400M。（5）2035kV之间电缆进行绝缘电阻试验时，每500M电缆绝缘电阻值应不低与600M。1/4/202353n另外，多芯电缆各芯线绝缘电阻中最大值与最小值之比不大于2.5。n运行中的电缆，其绝缘电阻应从各次试验数值的变化规律及相间的相互比较来综合判断其相间不平衡系数一般不大于22.5。n电缆绝缘电阻的数值随电缆的温度和长度而变化。为便于比较，应换算为20时每千米长的数值，即：R20=Rt K L n式中：R20电缆在20时的单位绝缘电阻(Mnkm)；Rt电缆长度为f，在f时的绝缘电阻(Mn)；L 电缆长度(km)；K温度系数。见表6-161/4/202354n表6-16 电缆绝缘的温度换算系数温度（）0510152025303540K0.480.570.700.851.01.131.411.661.92二、直流耐压试验和泄露电流试验1原理及接线直流耐压试验可以检查绝缘干枯、气泡机械损伤及出厂时的包扎缺陷，而泄露电流试验可以灵敏地反应绝缘老化和受潮等情况。直流耐压试验和泄露电流试验可以采用如图6-12所示的接线同时进行，注意：对于35kV以下的电缆，高压侧微安表处侧应加接屏蔽线，35kV以上的电缆采用两端屏蔽的方法，可利用电缆的非测试相作为屏蔽线。1/4/202355n图6-12 电缆直流泄露电流及直流耐压试验接线图2试验判断根据电力行业DLT596-1996试验规程中各种电缆的直流耐压试验电压，分别选用不同的试验电压进行试验，表6-17为油浸纸绝缘电力电缆长度为250M及以下时的试验电压及泄露电流参考值。1/4/202356表6-17油浸纸绝缘电力电缆长度为250M及以下时的试验电压及泄露电流参考值电缆类型工作电压/kV试验电压/kV泄露电流/(A)三芯电缆35140852080801050506303031515单芯电缆10507063045315301/4/202357n因一般电缆的缺陷须持续5min才能暴露出来，所以，试验时应分别均匀升压至0.25、0.5、0.75和1.0倍试验电压并停留1min，读取泄露电流值，在1.0倍试验电压并停留5min，仍然读取泄露电流值并作好记录，并要求不超过上表的参考值。每次试验结束后，应降压并切断电源，并经100 k-200k的限流电阻对地放电书次无火花后，再直接对地放电。n注意：电力电缆必须在直流耐压试验合格后才能投入运行，泄露电流试验只能作为绝缘情况的参考,绝不能作为是否投入运行的判断标准。若试验过程中泄露电流急剧增大或随时间的延长不断增加，都说明绝缘有缺陷。若试验电压固定，但微安表指针呈周期性的摆动，则说明电缆绝缘中存在孔隙型缺陷。若相间泄露电流之比超过2则说明某相缆芯存在局部缺陷。1/4/202358三、交流耐压试验n采用如图6-13所示的工频串联谐振耐压试验接线，其中试验变压器额定电流IN应大于试品所需电流IX（IX=UC），高压侧额定电压UN应大于试验电压的1.2倍。串联电抗器额定电流IN 应等于UC，耐压高于试验电压UX，电感量LI/2Cx 要注意调压器B的容量和变压器应匹配。图6-13工频串联谐振耐压试验接线1/4/202359n试验步骤：（1）按上图所示接线完成并仔细检查，保证设备和仪器仪表工作正常，在空载下调整好保护间隙；（2）调整电压到高于试验电压5%并维持2min后将电压归零，而后切断电源；（3）待高压引线接到试品上后，既可从零开始升压，当升压在试验电压的40%以内可以不受限制，其后按每秒3%的试验电压升压。如果试验过程中未发生击穿放电现象，则认为是试品合格。n近年来，橡塑绝缘特别是交联聚乙烯电缆，因其具有优异的性能，得到了迅速的发展。目前在中低压电压等级中已基本取代了油浸纸绝缘电缆，超高压交联聚乙烯绝缘电缆已发展至500kV等级，110kV及220kV交联聚乙烯电缆正逐渐取代充油电缆。由于交联聚乙烯电缆材质、结构的特点，所以尽管在正式颁布的标准中要求在交接试验中做直流耐压，但实际上有不少人认为对交联聚乙烯电缆不宜采用直流电压试验，其基本观点是：1/4/202360（1）直流电压试验过程中在交联聚乙烯绝缘电缆及附件中会形成空间电荷，对绝缘有积累效应，加速绝缘老化，缩短使用寿命；（2）直流电压下绝缘电场分布与实际运行电压下不同，前者按电阻率分布而后者按介电常数分布，因此，直流试验合格的交联聚乙烯电缆，投入运行后，在正常工作电压作用下也会发生绝缘事故；n国内外一些运行经验也表明，采用直流电压试验不能有效地检出交联聚乙烯电缆及附件的缺陷。因此，有人建议除了对交联聚乙烯电缆金属外护套采用10kV、1min。直流试验外，对电缆主绝缘可采用交流电压试验，如用串联谐振法或0.1Hz超低频来进行试验。1/4/202361第五节第五节 高压套管试验高压套管试验n套管是电力系统广泛使用的一种电气设备，用于变压器、断路器等设备引出线对金属外壳的绝缘，也用于母线穿过墙壁时的绝缘。按套管的绝缘结构可分为纯瓷套管、充油套管和电容型套管。纯瓷套管主要用于10kV及以下系统；充油套管适用于35kV及以下系统；电容型套管的导电杆与地之间采用电场分布较均匀的串联圆柱形电容器。电容器极间的绝缘是由很薄的油纸或胶纸作成，所以电容式套管又分为油纸电容式和胶纸电容式，其结构为全密封，比同一电压等级的充油套管的体积小，重量轻。油纸电容式套管多用于110kV及以上的电气设备中，胶纸电容式套管多用于35kV多油断路器上。n套管的试验项目，一般包括测量绝缘电阻、测量介质损失角正切值tg和交流耐压试验。1/4/202362n一、绝缘电阻的测量n测量绝缘电阻可以发现套管瓷套裂纹、本体严重受潮以及测量小套管（末屏）绝缘劣化、接地等缺陷。n对于已安装到变压器本体的套管，摇测其高压导电杆对地的绝缘电阻时应连同变压器本体一起进行，而摇测抽压小套管和测量小套管（末屏）对地绝缘电阻可分别单独进行。由于套管受潮一般总是从最外层电容层开始，因此测量小套管对地绝缘电阻具有重要意义。n规程规定摇测测量小套管（末屏）对地绝缘电阻应使用2500V摇表，其阻值一般不应低于1000M。n规程还规定套管主绝缘的绝缘电阻不应低于10000 M。1/4/202363n二、测量介质损失角正切值tgn套管tg和电容量的测量是判断套管绝缘状况的一项重要手段由于套管体积较小，电容量较小（几百皮法），因此测量其tg可以较灵敏地反映套管劣化受潮及某些局部缺陷。测量其电容量也可以发现套管电容芯层局部击穿、严重漏油、测量小套管断线及接触不良等缺陷。1具有轴压和接地端子引出的高压套管，其tg的测量，可分别测量它们相互之间的tg。（1）测量导电杆对接地端子的tg的试验时，非测量的抽压端子悬空。（2）测量导电杆对抽压端子的tg的试验时，非测量的接地端子悬空。1/4/202364（3）测量抽压端子对接地端子的tg的试验时，导电杆悬空。这时的测量电压不应超过该端子的正常工作电压，一般为23千伏。n以上三种测量，电桥均采用正接线。2无抽压和接地端子的高压套管tg的测量n当高压套管没有抽压和接地端子引出时，可用热电领法测量套管的tg值。变压器套管热电领试验将套管的导电杆（和变压器绕组连在一起）作为接地极，在套管瓷裙之间绕以金属带（称为电领）作为另一极，电桥采用反接线。各瓷裙之间都缠上电领时，称为多热电领，是最常用的方法。如果只缠一个电领，称为单电领法，用单电领逐次试验每个瓷裙，可以发现缺陷位置（如潮气浸入套管的深度）。1/4/202365n套管在热状态下试验，电领法的灵敏度较高，因此，在变压器刚退出运行后就立即试验，所以称为热电领试验。正常绝缘的套管用热电领试验与常规试验测的tg大致相同，而有缺陷的套管以热电领法所测的tg比常规试验约增大一倍以上，因为热电领试验时套管上部的绝缘介质也承受全部试验，可以反应出充油套管中油的老化，但这种套管的热电领测量tg的标准还在摸索中，有待于积累经验，目前只能各相套管互相比较，或和以前测量结果比较，没有统一的标准。3.热电领试验应注意的事项：（1）电领与套管应接触紧