交、直流耐壓試驗

交流耐壓試驗的目的和意義

一、交流耐壓試驗的目的和意義

電力設備的絕緣結構在運行中可能會受到以下四種電壓

1.工頻工作電壓絕緣結構在其整個運行過程中，必須能夠長期連續地承受工頻最高工作電壓，通常稱之為系統最高運行相電壓。2.暫時過電壓它包括習慣上所指的工頻電壓升高和諧振過電壓。工頻電壓升高是由于空載線路的電容效應、甩負荷和不對稱接地引起的，諧振過電壓則起因于含鐵芯的非線性電感元件所引起的鐵磁效應或諧振，其幅值較高，持續時間較長，其頻率可以是工頻基波，也可以是高次或分次諧波。2.暫時過電壓它包括習慣上所指的工頻電壓升高和諧振過電壓。工頻電壓升高是由于空載線路的電容效應、甩負荷和不對稱接地引起的，諧振過電壓則起因于含鐵芯的非線性電感元件所引起的鐵磁效應或諧振，其幅值較高，持續時間較長，其頻率可以是工頻基波，也可以是高次或分次諧波。3.操作過電壓它是由于電力系統中的斷路器動作產生的。這種過電壓的波形很不規則，情況不同時變化甚大，可以是衰減震蕩波，或是非周期性電壓的沖擊波。我國電力系統的操作過電壓倍數如下：35kV為4.0倍；110～220kV為3.0倍；330kV為2.75倍；500kV為2.0倍。4.雷電過電壓它是由雷云放電產生的，幅值很高；作用時間很短。雷電過電壓往往造成電力設備的絕緣破壞，積極地預防雷電過電壓是電力系統安全運行的保證。總之，我們的電力設備的絕緣結構必須能耐受以上四種電壓，這就需要對我們的絕緣裕度進行考驗。而之前我們介紹的其他試驗方法的試驗電壓往往都低于電力設備的工作電壓，作為安全運行的保證還不夠有力。工頻耐壓試驗所采用的試驗電壓比運行電壓高得多，所以它可準確地考驗絕緣的裕度，能有效地發現較危險的集中性缺陷。但是交流耐壓試驗有一重要缺點：即對于固體有機絕緣，在較高的交流電壓作用時，會使絕緣中一些弱點更加發展，這樣，試驗本身就會引起絕緣內部的累積效應，加速絕緣缺陷的發展。所以我們首先應在耐壓試驗之前先進行前幾章我們介紹的幾種試驗。在進行了絕緣電阻測量、介損測試等試驗之后，要先對各項試驗結果進行綜合分析，看看該設備是否受潮或含有缺陷。如若發現存在問題，則需預先進行處理，待缺陷消除后方可進行耐壓試驗；其次恰當地選擇合適的耐壓試驗電壓值是一個重要問題。一般考慮到運行中絕緣的變化，耐壓試驗的電壓值應取得比出廠試驗電壓低些，而且不同情況的設備應不同對待，這主要由運行經驗確定。例如在大修前發電機定子繞組的試驗電壓常取1．3～1．5倍額定電壓，對于運行二十年以上的發電機，由于絕緣較老，可取1．3倍額定電壓來做耐壓試驗，但對與架空線路有直接連接的運行二十年以上的發電機，考慮到運行中大氣過電壓侵襲的可能性較大，為了安全，仍要求用1．5倍額定電壓來做耐壓試驗。

通過本知識點的學習，使學生掌握交流耐壓的目的意義，為今后的課程學習打下了良好的基礎。交、直流耐壓試驗

直流耐壓試驗的目的和意義

直流耐壓試驗的目的和意義

直流耐壓試驗也能確定絕緣的電氣強度，與交流耐壓試驗相比，它的優點是：

首先，可使試驗設備輕小，也即大容量試品（電纜、電容器等）進行交流耐壓試驗時，試驗設備容量往往過大（為使試驗及調壓設備輕便，可以采用諧振試驗線路以減小電源設備容量）。其次、在絕緣進行直流耐壓試驗的同時，可通過測量泄漏電流來觀察絕緣內部集中性缺陷。試驗的接線同前面介紹的泄漏電流試驗相同。圖為一臺30MW，10．5kV汽輪發電機各相繞組的直流泄漏電流試驗曲線，當試驗電壓升至14kV時，A相泄漏電流突然急劇增加，經檢查，A相端部對綁環有一處放電。第三、直流耐壓試驗比交流耐壓試驗更能發現電機端部的絕緣缺陷。其原因是直流下沒有電容電流從線棒流出，因而無電容電流在半導體防暈層上造成的壓降，故端部絕緣上的電壓較高，有利于發現絕緣缺陷。第四、在電力電纜進行直流耐壓試驗時，通常也利用泄漏值尋找缺陷。當測得三相泄漏值相差過大或增長較快時，可依具體情況提高試驗電壓或延長耐壓時間來發現缺陷。第五、直流耐壓試驗對絕緣損傷較小，如果被試絕緣中有氣泡時，在直流電壓作用下，當作用電壓較高，以至于在氣泡中發生局部放電后，在電場作用下，氣泡中的正負電荷將分別反向移動，停留在氣泡壁上，如圖所示。這樣，便使得外電場在氣泡里的強度不斷減弱，從而抑制了氣泡內部的局部放電過程，當正、負電荷慢慢地通過周圍的泄漏電流中和后，才會再發生一次放電。如果在交流電場中，每當電壓改變一次方向，空間電荷非但不減弱，反而會加強氣泡里的電場強度，因而加強了局部放電的發展。不僅如此，作交流耐壓試驗時，每個半波里都要發生局部放電。這種局部放電會促使油和有機絕緣材料的分解與老化、變質等，并使其絕緣性能降低，擴大其局部缺陷。因此直流耐壓試驗加壓時間可以較長，一般采用5～10min。當然，直流耐壓試驗也是有缺點的。由于電力設備的絕緣大多數都是組合電介質，在直流電壓作用下，其電壓是按電阻分布的，所以交流電力設備在交流電場下的弱點用直流電壓做試驗就不易被發現。所以，與交流耐壓試驗相比，直流耐壓試驗的缺點是：對絕緣的考驗不如交流下接近實際和準確。直流耐壓試驗電壓的選取，系參考交流耐壓試驗電壓和交直流下擊穿強度之比，并主要根據運行經驗來確定。例如：對發電機定子繞組取2～2．5倍額定電壓；對電力電纜，3KV、6KV、10kV的取5～6倍額定電壓；20KV、35kV的取4～5倍額定電壓；35kV及以上的則取3倍額定電壓。直流耐壓的時間可以比交流耐壓長些，例如發