直流高电压试验课件

1、直流高电压试验,直流高电压试验的定义,本课件所指的直流高电压试验，主要是指直流泄漏电流试验、直流耐压试验以及氧化锌避雷器的直流参数测量试验。,直流高电压试验的意义,直流泄漏电流试验可灵敏检测出电气设备如果瓷质绝缘的裂纹、夹层绝缘的内部受潮及局部松散断裂、绝缘油劣化、绝缘的表面炭化等缺陷。 直流耐压试验与直流泄漏电流试验的方法相同，但作用不同，直流泄漏是检查绝缘状况，而直流耐压是考核绝缘强度，故直流耐压对某些局部缺陷更有特殊意义。目前在高压旋转电机、油纸电缆广泛采用。 氧化锌避雷器直流参数测量，可灵敏反应避雷器是否存在受潮、阀片老化等缺陷。,与交流耐压相比的特点,（1）试验设备轻小 直流耐压设备比较轻便，便于在现场进行试验，因为直流耐压试验时电压稳定后只需供给绝缘介质的泄漏电流（最高只达到毫安级） （2）能同时测量泄漏电流 直流耐压在逐步升压同时可测量泄漏电流，而且可绘出泄漏电流随试验电压的变化曲线，能更有效反映绝缘内部的集中性缺陷 （3）对绝缘损伤较小 直流高压对被试品绝缘的损伤较小，当直流作用电压较高以至于在气隙中发生局部放电后，放电产生的电荷所感应的反电场将使在气隙里的场强减弱，从

2、而抑制了气隙内的局部放电过程。 （4）能更灵敏的发现旋转电机端部绝缘缺陷,典型泄漏电流曲线,曲线1： 泄漏电流随试验电压升高呈线性增大，且泄漏电流值相对较小，说明绝缘良好。 曲线2： 泄漏电流也是随试验电压升高呈线性增大，但泄漏电流值较大，说明绝缘整体受潮。 曲线3： 泄漏电流在较低电压下仍随试验电压呈线性增大，但当电压超过某一值时，泄漏电流急剧增大，说明绝缘存在集中性缺陷。 曲线4： 泄漏电流在较低的某一电压时，泄漏电流就急剧增大，说明绝缘存在严重的集中性缺陷。,直流高压试验电压要求,直流电压是指单极性(正或负)的持续电压，它的幅值用算术平均值表示。由高电压整流装置产生的电压包含有纹波的成分。因此，高压绝缘试验中使用的直流电压，是由极性、平均值和纹波因数来表示。根据不同试品的要求，试验电压应能满足试验的极性和电压值，还必须具有充分的电源容量。纹波因数是指纹波幅值与其直流电压算术平均值之比。纹波幅值是指纹波的最大值与最小值之差的一半。在输出工作电流下直流电压得纹波因数S应按下式计算，且S不大于1% 式中 Umax直流电压的最大值； Umin直流电压的最小值： Ud直流电压的平均值。 纹

3、波波形 在现场直流电压绝缘试验中，为了防止外绝缘的闪络和易于发现绝缘受潮等缺陷，一般采用负极性直流电压。,直流高压试验电压要求,直流电压是指单极性(正或负)的持续电压，它的幅值用算术平均值表示。由高电压整流装置产生的电压包含有纹波的成分。因此，高压绝缘试验中使用的直流电压，是由极性、平均值和纹波因数来表示。根据不同试品的要求，试验电压应能满足试验的极性和电压值，还必须具有充分的电源容量。纹波因数是指纹波幅值与其直流电压算术平均值之比。纹波幅值是指纹波的最大值与最小值之差的一半。在输出工作电流下直流电压得纹波因数S应按下式计算，且S不大于1% 式中 Umax直流电压的最大值； Umin直流电压的最小值： Ud直流电压的平均值。 纹波波形 在现场直流电压绝缘试验中，为了防止外绝缘的闪络和易于发现绝缘受潮等缺陷，一般采用负极性直流电压。,产生直流高电压电路,产生直流高电压，主要是采用将交流高电压进行整流的方法。普遍使用高压硅堆作为整流元件。电源一般使用工频电源；对于电压较高的串级整流装置，为了减轻设备重量，也采用中频电源。 获得直流高电压的回路很多，可根据变压器、电容器、硅堆等元件的参数组成

4、不同的整流电路。现场常用的基本电路有： （1）半波整流电路 （2）倍压整流电路 （3）串级整流电路 当前所使用的直流高压发生器，一般均为串级整流电流。,半波整流电路,倍压整流电路,串级整流电路,目前，直流高电压试验主要采用成套直流高压发生器。 成套设备主要包括： （1）控制主机 （2）倍压筒 （3）限流电阻 （4）高压微安表 （5）配套附件,直流高电压试验设备,（1）控制主机 控制主机主要作用是产生中频可控电源输出，从而实现直流高压输出控制，各种菜单功能操作，试验参数显示以及保护功能实现。,直流高电压试验设备,1 控制杆 2 通讯接口 3电源开关 4 高压断/电源指示灯、按钮 5 高压通指示灯、按钮 6 液晶显示屏 7 0.75UDC1mA按钮 8 接地端子 9 联接插座 10 光纤接口 11 电源输入插座,控制主机设置菜单界面,直流高电压试验设备,（2）倍压筒 倍压筒内部包括中频变、串级整流电路及电压测量元件，中频变及串级整流电路将控制主机输出的较低中频交流电整流为直流高压输出，电压测量元件采集测量电压信号并传给控制主机，即可实时显示试验电压。倍压筒根据设备额定电压，可设计为单节或多

5、节结构。多节结构也可单节使用。,直流高电压试验设备,1 均压帽 2 高压引出接线柱 3 倍压筒 4 上节倍压筒 5 上下节倍压筒联接法兰 6 下节倍压筒 7 中频变 8 接地端子 9 与控制箱联接电缆插座10 伸缩式撑脚,单节倍压筒,多节倍压筒,（3）限流电阻 作用：限制试品放电时的放电电流，保护硅堆、微安表及被试品等，高压侧保护电阻器的电阻值可取： 式中 R 高压侧保护电阻器的电阻值，； Ud直流试验电压值(V)； Id试品电流(A)。 Id较大时，为减少R发热，可取式中较小的系数。R的外绝缘应能耐受幅值为Ud的冲击电压，并留有适当裕度。,直流高电压试验设备,（4）高压微安表 作用：测量试验时流过试品的泄漏电流值。 对高压微安表的要求： （1）测量精度应1.0%； （2）应有良好的防晕措施。 （3）微安表具备自动换挡功能。 （4）试验电压在400kV以上时，宜采用光纤或红外线传 递功能的微安表。 （5）微安表必须有可靠的保护功能。,直流高电压试验设备,微安表输入阻抗60 电流显示范围01999.9uA 200019999 uA 电流显示精度0.5% 输入过载电流200mA 法拉第笼等

6、电位屏蔽法测量,（1）微安表高压侧接线,高压微安表接线方式,优点：读数准确 缺点：微安表处于高电位，读数及转换量程不便 （自动换量程的光纤或红外线微安表的使用不再存在此项缺点）,（2）微安表低压侧接线 微安表低压侧接线1 微安表低压侧接线2,高压微安表接线方式,优点：读数准确。微安表处于低电位，读数 及转换量程方便 缺点：仅只适用于试品接地极可断开的场合 （在现场往往不具备此要求）,优点：微安表处于低电位，读数及转换量程方便（自动换量程的光纤或红外线微安表使用使得此项优点意义不） 缺点：读数误差较大,去除表面泄漏电流干扰接线,当由于试品表面脏污或受潮影响正常泄漏电流的测量时，可采取屏蔽接线，用裸铜导线在试品表面 缠绕几圈后接到微安表引线的屏蔽端，此时微安表的泄漏电流值将不包括试品表面的泄漏电流。,去除杂散泄漏电流干扰方法,（1）采用带屏蔽功能的微安表及高压引线 （2）空升去除法 一般测量时，当接好线后，先把联接试品的线悬空，升到试验电压后读取空试时的电晕和杂散电流I，然后接上试品升到试验电压读取总电流I1。则试品泄漏电流：I0= I1I （3）尽可能保证高压引线与试品之间的夹角接近90

7、度,直流高压试验步骤,（1）确认被试品直流高压试验前须完成的试验项目已完成，并试验合格； （2）被试品及试验设备接线，并检查确认接线正确； （3）接通试验电源，开始升压进行试验，升压过程中应密切监视高压回路，监听被试品有何异响； （4）根据升压程序，对于有分阶段升压要求的试验，升到每阶段预定试验电压时，开始计时，达到预定 时间读取泄漏电流和试验电压后，继续升压； （5）升至试验电压，开始计时，达到预定时间读取泄漏电流和试验电压； （6）计时结束后降压。对有阶段降压要求的试验（如氧化物避雷器75%UDC1mA泄漏电流测量），可操作快 捷按键或调压旋钮将电压降至预定值，并读取泄漏电流和试验电压，然后降压到零并断开电源；对没有阶段降压要求的试验，将电压快速降压至零并断开电源； （7）试验完毕切断试验电源后，一般需待试品上的电压降至1/2试验电压以下，将被试品先经电阻放电，最后直接接地放电。 （8）更换试验接线或拆线。,试验结果的分析及处理,（1）试验结果满足以下条件，则试验合格： 1）试验过程中如无破坏性放电发生； 2）泄漏电流无周期性或突发性摆动； 3）泄漏电流在试验电压下不随时间延长有逐

8、步上升的趋势； 4）纵向、横向综合比较无明显变化； 5）泄漏电流（直流电压）符合被试品技术文件或规程规定值。,试验结果的分析及处理,（2）异常情况的分析及处理： 1）微安表数值来回波动 可能有交流分量流过微安表，宜读取平均值；若无法读数，则应检查微安表保护回路，或加大滤波 电容C，必要时可改变滤波方式； 2）微安表数值周期性波动 可能是试品绝缘不良，从而产生周期性放电，此时应查明原因并予以消除； 3）微安表数值突然性波动 向减小方向，可能是电源回路引起； 向增大方向，可能是试验回路或试品出现闪络，或内部断续性放电引起； 4）试验电压保持期间，微安表数值随时间延长逐渐下降 可能是充电电流减小或被试品表面绝缘电阻上升引起； 5）试验电压保持期间，微安表数值随时间延长逐渐上升 可能是被试品绝缘老化引起；,直流高压试验注意事项,（1）遵守电业安全工作规程相关规定 （2）工作电源至少保证一个明显断开点，当更换试品和接线时必须将电源断开点明显断开。 （3）试验前请检查试验器控制箱、倍压筒和试品的接地线联接可靠，按要求一点接地。 （4）试验时试验人员站在绝缘垫上。 （5）升压时应控制升压速度，防止因

9、充电电流太大使设备过载。 （6）对大电容试品的放电，应使用100/V电阻放电棒对试品放电，禁止未经放电棒放电而直接将接地线接触试品放电！ 另外，对附近电气设备，有感应静电电压的可能时，也应予放电或事先短路。 正确放电方法： 先将放电棒顶部金属尖端逐渐接近试品，至一定距离后空气间隙开始游离放电有嘶嘶放电声。当无放电声音时可 用放电棒顶部尖端接触试品放电，最后直接将接地线接触试品放电。 （7）200kV及以上直流高压试验时，尽管试验人员穿绝缘鞋且处在安全距离以外区域，但由于高压直流离子空间电场分布的影响，会使几个邻近站立的人体带有不同的直流电位。试验人员在互相接触或接触接地体时，会有轻微电击现象，此现象在干燥地区和冬季较为明显，但能量较小，一般不会对人体造成伤害。,多节避雷器不拆引线测量,（1）第1节避雷器试验： a) 按图1接线； b) 直流高压器合闸送电，调节高压直流发生器的升压旋钮零起升压，升压过程中认真观测微安表的电流变化，当泄漏电流I=1000A时（I=I1（微安表1读数）-I2（微安表2读数），停止升压并记录电压U1mA，然后再将电压降至0.75U1mA，再读取其泄漏电流值I； c) 测试完成，降压并断开试验设备电源，对被试避雷器充分 放电后变换或拆除试验接线。,多节避雷器不拆引线测量,（2）第2节避雷器试验： a)按图2接线； b)直流高压器合闸送电，调节高压直流发生器的升压旋钮 零起升压，升压过程中认真观测微安表的电流变化，当 泄漏电流I2=1000A时，停止升压并记录电压U1mA，然 后再将电压降至0.75U1mA，读取其泄漏电流值I2； c)测试完成，断开试验设备电源，对被试避雷器充分放电 后变换或拆除试验接线,多节避雷器不拆引线测量,（3）第3节避雷器试验： a)按图3接线； b)直流高压器合闸送电，调节高压直流发生器的升压旋钮 零起升压，升压过程中认真观测微安表的电流变化，当泄 漏电流I2=1000A时，停止升压并记录电压U1mA，然后再 将电压降至0.75U1mA，读取其泄露电流值I2； c)测试完成，

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