电气试验理论基础及实操讲解.pptx

电气试验理论基础及实操 主 讲 人：杨海亭 实操协助：何厚廷 一、概述 1、目的和意义 电力系统包括众多的电气设备，有些电气设备的故障会 威胁到整个系统的安全供电电力生产的实践证明，对电 气设备按规定开展检测试验工作，是防患于未然，保证电 力系统安全，经济运行的重要措施之一. 由于电力设备在设计和制造过程中，不免存在一些质量 问题，而且在安装过程中也可能出现损坏，由此将造成一 些潜伏性缺陷电力设备在运行中经常处于热，化学，机 械振动以及其他因素的影响，其绝缘易出现劣化，甚至失 去绝缘性能，造成事故 综上，开展电气试验目的就在于及时发现设备缺陷，有 效防止事故发生 2、分类 1) 按性质分 a) 出厂试验：是电力设备生产厂家根据有关标准和产 品技术条件规定的试验项目 b)交接验收试验、大修试验：是指安装部门、检修部门 对新投入设备、大修设备按照有关标准及产品条件或《规 程》规定进行的试验注：我厂执行的交接试验规程是 ：GB 50150-2006） c) 预防性试验：是指设备投入运行后，按一定的周期 由电气试验部门进行的试验注：我厂执行的预防性试 验规程是：Q/CSG114002-2011） 2)按试验的作用和要求分 a)绝缘试验 测量设备绝缘性能的试验。

绝缘试验分两大类： （1）非破坏性试验是指在较低的电压下，或在不破坏 绝缘的基础上测量各种特性，从而判断绝缘内部的缺陷 实践证明，这类方法是有效的，但由于试验电压较低，缺 陷不能充分暴露，目前还不能只靠它判断绝缘水平 （2）破坏性试验，或称耐压试验这类试验对绝缘的考验 是严格的，特别是能揭露那些危险性较高的集中性缺陷 通过这类试验，能保证绝缘有一定的水平和裕度，其缺点 是有可能在试验中给被试设备的绝缘造成损伤但目前仍 是绝缘试验中的一项主要方法 为了避免破坏性试验对绝缘的损伤，破坏性试验要在非破 坏性试验之后进行 b)特性试验 通常把绝缘以外的试验统称为特性试验这类试验主要是 对电气设备的电气机械方面的某些特性进行测试，如变压 器的变比试验，极性试验；线圈的直流电阻；断路器的导 电回路电阻，分合闸时间和速度试验等 总之，种类试验方法各有所长，各有局限试验人员应对试 验结果进行全面综合分析 一、与该产品出厂及历次试验的数据进行比较，分析 设备绝缘变化的规律和趋势; 二、与同类或不同相别的设备的数据进行比较，寻找 异常; 三、将试验结果与《规程》给出的标准进行比较，综 合分析是否超标，判断是否有缺陷或薄弱环节。

二、名词及术语 1、吸收比 K=R60/R15（秒） 2、极化指数 P=R600/R60（秒） 3、集中性缺陷：如绝缘子的瓷质开裂；发电机的绝缘局部 磨损；电缆绝缘的气隙在电压作用下发生局部放电 4、分布性缺陷：电气设备的整体绝缘性能下降如发电机 ，套管等绝缘中的有机材料受潮，老化，变质等 5、变压器绕组的分级绝缘：绕组的中性点端子直接或间接 接地时，其中性点端子的绝缘水平比线路端子所规定的要 低 6、变压器绕组的全绝缘：所有变压器绕组与端子相连接的 出线端都具有相同的额定绝缘水平 三、理论基础 1、电解质的物理知识 电介质即绝缘介质，主要物理现象有极化、电导、损耗和击 穿 1 电介质的极化 把电介质放在电场中，电介质就要极化，极化形式有两种， 一种是瞬态过程，完全弹性方式，无能量损耗；另一种是非瞬 态过程，极化的建立和消失都要伴随能量损耗，又称为松弛极 化 电子极化、原子或离子位移极化、偶极子转向极化（松弛极化 ）、空间电荷极化、夹层介质界面极化 电介质的极化都需要一定的时间，有的长有的短 极化的基本形式 2、吸收现象（直流作用下） 第一阶段ic(电容电流 ，弹性极化) 第二阶段ia（泄露电流，夹层极化和松弛极化） 第三阶段ig（电导电流） 注.多层绝缘的吸收现象较明显，如发电机的手包绝缘， 而单一绝缘结构的吸收现象不明显，如绝缘子。

3、电容电流 施加电压U后，极化由0开始增大，此时ic最大到π/2时 ，为0. 问题：为什么叫电容电流，因在周波中，ic的最大值恒超 前u最大值π/2，即90°，故称电容电流， 4、电介质的电导 电介质的电导分电子电导和离子电导，理想的电介质是不 含带电质点的，所以我们常说的电导是离子性电导，而当 绝缘被击穿时，电介质中会出现电子电导，此时也就失去 了绝缘的作用 温度越高，绝缘越小（说明） 5、电介质的击穿 分为气体击穿、液体击穿和固体击穿 1）气体击穿：由于施加电压超过饱和电流后，进入碰撞游 离阶段，进而形成电子崩，形成高电导的通道，达到击 穿 2）液体击穿：常见的如变压器油，油中多多少少含杂质， 在电场的作用下，杂质被吸向集中区域，顺电场线排列， 形成小桥，达到击穿 3）固体击穿：电击穿、热击穿和化学击穿 a)电击穿:也是形成电子崩. b)热击穿：介质损耗产生热量来不及散去，形成介质分 解、碳化，形成击穿 c)电化学击穿，因介质中含气泡、水分等化学物质，逐步 发展为击穿 四、电气试验实例讲解 我们以6kV干式变的交接试验为例来讲解电气试验的 程序和步骤 1、电气试验中的技术措施和安全措施 1）技术措施 a）周密的准备工作。

包括拟定试验程序，准备试验设 备仪器等 b)合理整齐的布置试验场地试验器具靠近试品设备，带 电部分互相隔开，面向试验人员并处于视线之内 c）试验数据及相关资料的准备，如出厂报告、相关图纸 规程等 2）安全措施 a）现场工作必须执行工作票制度，工作许可制度，工 作监护制度，工作间断和转移及终结制度 b）在试验现场应装设遮拦或围栏，悬挂警示牌，并派 专人看守 c）高压试验不得少于两人，试验负责人应由经验人员 担任开始前，负责人应对全体试验人员详细交待试验中 的安全事项 d）因试验需要断开电气设备接头时，应做好标记，恢 复后应进行检查 e)实验器具的外壳应可靠接地，高压引线应尽可能短 ，必要时用绝缘物支持，为了在试验时确保高压回路的任 何部分不对接地体放电，高压回路与接地体必须留有足够 的距离 f)加压前须认真检查接线，表计量程，确认调压器处 于零位，仪表开始状态正确无误，并通知有关人员离 开被试设备，得到负责人许可后，方可加压 g)变更接线或试验结束，应首先降下电压，断开电 源，并将升压装置的高压部分短路接地 h)未装接地线的大容量试品，应先放电再进行试 验 3、6kV干式变试验项目 a)测量绕组连同套管的直流电阻 b)检查所有分接头的电压比 c）检查变压器三相接线组别和单相变压器引出线的极性 d)测量与铁芯绝缘的各紧固件及铁芯的绝缘电阻 e)测量绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数 f)绕组连同套管的交流耐压试验 g)额定电压下的冲击合闸试验 h)检查相位 i)试验报告的整理 1）测量绕组连同套管的直流电阻 a) 试验目的：检查绕组接头的焊接质量和绕组有 无匝间短路；电压分接开关的各个位置接触是否良好 及分接开关实际位置与标示位置是否相符；引出线有 无断裂等。

b)测量的物理过程： c)测量方法： 现在主流设备采用的是电压电流表法，即压降法，简单理 解就是加电流，测电压，用欧姆定律Rx=U/I，计算电阻 其他方法不在此讲述 d)缩短直阻测试时间的方法: 延伸问题：因为6kV干式变测量时间很短，但大型变压器 的时间常数大，充电时间很长，需要其他方法弥补这一问 题，提高试验效率常用的两种方法一是恒流充电法，二 是助磁法但我厂的主变为离相式，加上我们的试验设备 可以达到40A的恒流，故不需要额外缩短测试时间 e)测量中注意事项及结果判断 ①温度的影响：不同温度下测量的直阻应换算至同一 温度下的直阻值，换算公式，R2=R1*(T+t2)/(T+t1) R1、R2f分别为温度在t1、t2（°C）时的电阻值，T 为计 算系数，铜取235，铝取225 ②连接截面应接触良好 ③在测量过程中，严禁拉开电源，测试结束后应充分放 电，防止反充电将试验设备冲坏变压器的自感效应未 放电的情况下可达上千伏） ④结果判断，依据规程，此处不详述 2）检查所有分接头的电压比及接线组别和极性 a)试验目的： ①电压比的测量：检查变压器匝数比的正确性，检查 分接开关的情况，变压器发生故障后，通过测电压比作为 判断匝间短路的手段之一。

②接线组别和极性：极性检查即检查绕组的头尾情 况组别检查即检查一二次绕组的相位差我们的干式变 大部分为Dyn11（这里的11表示二次电压滞后一次电压 330°，30°为一个点，那么330°/30即为11点） 变压器的接线组别是并列运行的重要条件之一，不一致 则会导致产生很大的环流 b)测量方法 我们的设备是BZC全自动变比测试仪 以锅炉变为例，下面是铭牌 C）测量时的注意事项及结果判断 ①试验设备的高低压侧不允许倒换 ②设备可靠接地 ③倒换分接头时应注意不要拧断丝或滑丝 ④测试结果应符合规程规定 3）测量铁芯绝缘 我们知道，铁芯必须为一点接地，否则会产生涡 流测量时应解开接地连片，用2500V摇表测试，持续 时间1分钟，无闪络，此处判断有无闪络的方法是看绝 缘表读数是否摆动，或听声音是否有放电声，我们认 为一般6kV变压器绝缘大于6MΩ即可 4）测量绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数 a)目的和意义 测量吸收比和绝缘电阻是检查变压器绝缘的简便方 法，也是进行破坏性试验的前提条件，一般对绝缘受潮和 局部缺陷均能有效发现 b)测试步骤方法 ①试验前先检查安全措施，被试品电源及一切对外连线 应拆除。

被试品接地放电，大容量设备至少放电5分钟勿 用手直接接触放电导线 ②根据表面脏污及潮湿情况决定是否采取表面屏蔽或需 要烘干及清擦，以消除其对绝缘电阻的影响 ③放稳绝缘电阻表，低速摇绝缘电阻表，瞬时短接“L” “E”检查绝缘电阻表是否完好 ④将被试品测量部分接于“L”与 “E”端子之间， “L”端子接高压测量部分， “E”端子接低压或外壳接地 部分驱动（摇）绝缘电阻表达额定转速，读取1分钟时的 绝缘电阻值 ⑤测量吸收比时，先驱动（摇）绝缘电阻表达额定转速， 待指示为“∞”时，将“L”端子接于被试品，同时计算时 间，读取15秒和60秒时绝缘电阻值读数后先断开“L”端 子与被试品连线（用绝缘柄），再停止摇动，防止反充电 损坏绝缘电阻表 ⑥试验完毕或重复试验时，必须将被试品对地或两极间 充分放电，以保证人身、仪器安全和提高测量准确度 ⑦记录被试品设备铭牌、运行编号、本体温度、环境温 度及使用的绝缘电阻表型号 ⑧变压器绝缘测试部位 c)绝缘阻值的影响因为及结果判断 ①温度的影响：一般情况下，绝缘电阻随温度升高而降 低因此实际测量绝缘电阻时，必须记录试验温度（环境 及设备温度），而且尽可能相近温度下进行测量，以避免 温度换算引起的误差。

②湿度和设备表面脏污的影响：空气相对湿度增大时， 绝缘物表面吸附许多水分，使表面电导率增加，绝缘电阻 降低当绝缘物表面形成连通水膜时，绝缘电阻更低电 力设备表面脏污也会使绝缘电阻降低根据以上两种情况 ，现场测量绝缘电阻时必须用屏蔽环消除表面泄漏电流的 影响或烘干、清擦干净，得以测量真实数值 ③残余电荷的影响：大容量设备运行中遗留的残余电荷或 试验中形成的残余电荷未完全放尽，会造成绝缘电阻偏大 或偏小，引起测量的绝缘电阻不真实残余电荷的极性与 绝缘电阻表的极性相同时，测得的绝缘电阻将比真实值增 大;否则，将相反为消除残余电荷的影响，测量绝缘电阻 前必须充分接地放电，重复测量中也应充分放电，大容量 设备就至少放电5分钟 ④感应电压的影响：现场预防性试验中，由于带电设备之 间的电容耦合使停电设备带有一定的电压，感应电压强烈 时可能损坏绝缘电阻表或造成指针乱摆，得不到真实的测 量值该项为延伸项） ⑤延伸项（泄露电流测量结果分析） 5）绕组连同套管的交。