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1、电气试验原理及常用仪器,国网技术学院培训,主要内容,1电气试验介绍2电气试验项目介绍3常用电气设备的试验、检测与诊断,1电气试验介绍,1.1电气试验的作用和意义1.2电气试验的分类1.3电气试验技术和安全事项1.4电气试验的总体要求1.5预防性试验的要求和效果特点分析,1.1电气试验的作用和意义,电力系统包括众多的电气设备，有些电气设备的故障甚至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。“预防性试验”由此得名。,电气试验的作用和意义,对于新安装和大修的电气设备进行的试验，称为交接验收试验，其目的是鉴
2、定电气设备本身及其安装和大修的质量。交接验收试验和预防性试验的目的是一致的。,电气试验的作用和意义,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。,电气试验的作用和意义,有关统计，电力系统60以上的停电事故是由设备绝缘缺陷引起的。设备绝缘的劣化，都有一个发展期，在这个发展期，绝缘材料会发出一些物理，化学信息，这些信息反映出绝缘状态的变化情况。,电气试验的作用和意义,这就需要电气试验人员通过电气试验，了解掌握绝缘情况，以便在
3、故障发展的初期就能够及时准确发现缺陷并处理。,1.2电气试验的分类,按试验的作用和要求不同，电气试验可分为绝缘试验和特性试验两大类。,1.2.1绝缘试验,电气设备的绝缘缺陷，一种是制造时潜伏下来的；一种是在外界作用下发展起来的。外界作用有工作电压，过电压，潮湿，机械力，热作用，化学作用等等。,上述各种原因造成的缺陷，可分为两大类（1）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。（2）分布性缺陷。指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。,试验方法分类：,绝缘内部的缺陷存在，降低了电气设备的绝缘水平，我们可
4、以通过试验的方法，把隐藏的缺陷检查出来。试验方法一般分两类：,（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,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。,1.2.2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
5、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。,上述试验有他们的共同目的，就是揭露缺陷，但又各具一定的局限性。试验人员应根据试验结果，结合出厂及历年的数据进行纵向比较，并与同类设备的试验数据及标准进行横向比较，经过综合分析来判断设备缺陷或薄弱环节。,1.3电气试验技术和安全事项,1.3.1技术措施（1）周密的准备工作。包括拟定试验程序，准备试验设备仪器等（2）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；活动范围按表11。,（3）试验接线清晰明了无误。（4）操作顺序有条不紊。在操作中，除非有特殊要求
6、，均不得突然加压或失压，当发生异常，应立即停止升压，立即进行降压，断电，放电，接地等措施。而后检查分析。,（5）做好试验的善后工作。包括清理现场，妥善保管试验器具。（6）试验记录。对试验项目，测量数据，试品名称，仪器编号，气象条件及试验时间等应进行详细的记录，作为分析和判断设备状态的依据，然后整理成试验报告。,1.3.2安全措施,交接和预防性试验中的多数试品装设在发电厂，变电站现场，由于试品的对外引线，接地装置易触及附近的带电设备，加之人员及外界的影响，均增加了工作的复杂性，因此，在试验项目中，必须具备完善的安全措施。,（1）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
7、移及终结制度。（2）在试验现场应装设遮拦或围栏，悬挂警示牌，并派专人看守。,（3）高压试验不得少于两人，饰演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。（4）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。（5）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。,（6）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。（7）变更接线或试验结束，应首先降下电压，断开电源
8、，并将升压装置的高压部分短路接地。（8）未装接地线的大容量试品，应先放电再进行试验。,1.4电气试验的总体要求,电气设备的预防性试验是判断设备能否继续投入运行，预防性设备损坏及保证安全运行的重要措施。凡电力预防性试验，均应根据电气设备预防性试验规程要求进行预防性试验。,1）电气设备预防性试验规程的各项规定是检查设备的基本要求，应认真执行。坚持预防为主，积极改进设备，使设备能长期。安全，经济地运行。2）坚持科学的态度，对试验结果必须全面综合分析，掌握设备性能变化的规律和趋势，要加强技术管理，健全资料档案，不断提高试验水平。,3）额定电压为110kV以下的电气设备，应按电气设备预防性试验规程规定进
9、行交流耐压试验。对于电力变压器和互感器，在局部和全部更换绕组后，应进行耐压试验。4）进行绝缘试验时，应尽量将连接在一起的各种设备分离开来单独试验，同一试验标准的设备可以连在一起试验。为了便利现场试验，已经有了单独试验记录的若干统一试验标准的电气设备，在单独试验有困难时，可以连在一起试验，此时，试验标准应采用设备中最低标准,5）当试验设备的额定电压与实际使用的额定工作电压不同时，应根据下列原则确定试验电压的标准：（1）当采用额定电压较高的电气设备以加强绝缘者，应按照设备的额定电压标准进行试验；（2）采用额定电压较高的电气设备，在已满足产品通用性的要求时，应按照设备实际使用的额定工作电压的标准进行
10、试验；（3）采用较高电压等级的电气设备，在满足高海拔或污秽地区要求时，应在安装地点按照实际地工作电压标准进行试验。6）在进行与温度，湿度有关的各种电气试验时，应同时测量被试物和周围空气的温度，湿度。绝缘试验应在良好天气下进行。,1.5预防性试验的要求和效果特点分析,每一项预防性试验项目对反映不同绝缘介质的各种特点及灵敏度各不相同，因此，对各项预防性试验结果不能孤立地，单独地对绝缘介质作出试验结论，而必须将试验结果联系起来，进行系统地，全面地分析比较，并结合各种试验方法的有效性及设备的历史情况，才能对被试设备的绝缘状态和缺陷性质作出科学的结论。,一般地说，如果电气设备各项预防性试验结果能结合电气
11、设备预防性试验规程的规定，则认为该设备状况良好，能投入运行。但是，有些试验项目在规程中不作具体规定，有的虽有规定，试验结果却在规程范围内出现异常，及测量结果合格，增长率却很快，对这些情况，应使用比较法进行综合分析判断。综合分析判断包括下列几项内容：,（1）与电气设备历年试验结果相互比较。一般的电气设备都应定期进行预防性试验，如果设备绝缘在运行过程中没有什么变化，则历次的试验结果都应当接近，如果有明显的差异，则说明绝缘可能有缺陷。（2）与同类型设备试验结果相互比较。对同类的设备而言，其绝缘结构相同，在相同的运行和气候条件下，其测试结果应大致相同，若悬殊很大，则说明绝缘可能存在缺陷。,（3）同一设
12、备相间的试验结果相互比较。同一设备的各相绝缘情况应基本一样，如果存在差异明显，则说明有异常相的绝缘可能有缺陷。（4）与电气设备预防性试验规程规定的“允许值”相互比较。对有些试验项目，规程规定了“允许值”，若测量值超过“允许值”，则应认真分析，查找原因，或再用其他试验项目来查找缺陷。,2电气试验项目介绍,2.1绝缘电阻及吸收比试验2.2泄漏电流和直流耐压试验2.3介质损失角正切值试验3.4交流耐压试验,2.1 绝缘电阻及吸收比试验,一、绝缘电阻试验使用范围 绝缘电阻试验是电气设备绝缘试验中一种最简单、最常用的验方法。当电气设备绝缘受潮，表面变脏，留有表面放电或击穿痕迹时，其绝缘电阻会显著下降。根
13、据绝缘等级的不同，测试要求的区别，常采用的兆欧表输出电压有100V、250V、500V、1000V、2500V、5000V、10000V等。,如果绝缘受潮严重或内部有集中性的导电通道，这一现象更为明显。工程上用“吸收比”来反映这一特性，吸收比一般用K表示，其定义为：K R60s/R15s（21）式中 R60s为t=60s测得绝缘电阻值，R15s为t=15s时测得的绝缘电阻值。对于电容量较大的绝缘试品，K可采用下式表示：K R10min/R1min（22）式中 R10min为t=10min时测得的绝缘电阻值，R1min为t=1min时测得的绝缘电阻值，K在工程上称为极化指数。,当绝缘状况良好时，
14、K值较大，其值远大于1，当绝缘受潮时，K值将变小，一般认为如K1.3时，就可判断绝缘可能受潮。从上面的分析可知，对电容量较小的绝缘试品，可以只测量其绝缘电阻，对于电容量较大的绝缘试品，不仅要测量其绝缘电阻，还要测量其吸收比。,三、试验设备,工程上进行绝缘电阻试验所采用的设备为兆欧表，兆欧表有三个接线端子：线路端子（L），接地端子（E），屏蔽（或保护）端子（G），被试品接在L和E之间，G用以消除绝缘试品表面泄漏电流的影响，其试验原理接线如图23所示。,兆欧表种类较多，根据测量对象的不同，采用的测量电压不同，如前所述。根据电压产生的方式不同，分为手摇式兆欧表和电子式兆欧表，其原理图如图24和25所
15、示。,图24 手摇式兆欧表原理接线图,手摇式兆欧表,手摇式兆欧表采用了流比计的测量机构，仪表的读数与手摇式发电机的端电压或转速绝对值的关系不大，一般只要使得手柄的转速达到额定转速（通常为120r/min）的80%以上就行，重要的是必须保持转速的恒定。需要注意的是，当试品电容较大时，测量后须先将兆欧表从测量回路中断开，然后才能停止转动发电机，以免试品电容电流反充损坏仪器。,电子式兆欧表,电子式兆欧表测量原理与手摇式兆欧表的测量原理一样，只是电源的产生方式不一样。由于电力电子技术的发展，开关电源技术已比较成熟，因此，工程上大量采用了电子式兆欧表。与手摇式兆欧表相比，不仅试验工作量降低，测量吸收比时
16、更容易，而且电源容量可以做得较大，同时，一台兆欧表还可以将几种不同电压集成在一台设备中，适用面更广。,四、绝缘电阻试验结果判断的基本方法,在绝缘电阻试验中，绝缘电阻的大小与绝缘材料的结构、体积有关，与所用的兆欧表的电压高低有关，还与大气条件有关，因此，不能简单的用绝缘电阻的大小或吸收比来判断绝缘的好坏。在排除了大气条件的影响后，所测绝缘电阻值和吸收比应与其出厂时的值比较，与历史数据相比较，与同批设备相比较，其变化不能超过规程允许的范围。同时，应结合绝缘电阻值与吸收比的变化结合起来综合考虑。,五、测量绝缘电阻的规定,1测试规定（1）试验前应拆除被试设备电源及一切外连线，并将被试物短接后接地放电1
17、min，电容量较大的应至少放电2min，以免触电。（2）校验兆欧表是否指零或无穷大。(3)用干燥清洁的柔软布擦去被试物的表面污垢，必要时可先用汽油洗净套管的表面积垢，以消除表面的影响。,（4）接好线，如用手摇式兆欧表时，应用恒定转速（120r/min）转动摇柄，兆欧表指针逐渐上升，待1min后读取其他绝缘电阻值。（5）在测量吸收比时，为了在开始计算时就能在被试物上加上全部试验电压，应在兆欧表达到额定转速时再将表笔接于被试物，同时计算时间，分别读取15s和60s的读数。（6）试验完毕或重复进行试验时，必须将被试物短接后对地充分放电。这样除可保证安全外，还可提高测试的准确性。（7）记录被试设备的铭
18、牌、规范、所在位置及气象条件等。,六、测试时注意事项,（1）测量长电缆的绝缘电阻时，充电电流很大，因而兆欧表开始指示数很小，但这并不表示被试设备绝缘不良，必须经过较长时间，才能得到正确的结果。使用手摇式兆欧表测量大容量设备的绝缘电阻时，试验结束时手不能停，要先断开L线与被测设备之间的联接，再停止转动摇表，并立即对被测设备放电和接地，防止被试设备对兆欧表反充电损坏兆欧表和被测设备所带高电压电人。,（2）如所测绝缘电阻过低，应进行分解试验，找出绝缘电阻最低的部分。（3）一般应在干燥、晴天、环境温度不低于50C时进行测量。在阴雨潮湿的天气及环境湿度太大时，不应进行测量。（4）屏蔽环装设位置。为了避免
19、表面泄漏电流的影响，测量时应在绝缘表面加等电位屏蔽环，且应靠近E端子装设。（5）兆欧表的L和E端子接线不能对调。用兆欧表测量电气设备绝缘电阻时，其正确接线方法是L端子接被试品与大地绝缘的导电部分，E端子接被试品的接地端。（6）兆欧表与被试品间的连线不能铰接或拖地，否则会产生测量误差。,（7）采取兆欧表测量时，应设法消除外界电磁场干扰引起的误差。在现场有时在强磁场附近或在未停电的设备附近使用兆欧表测量绝缘电阻，由于电磁场干扰也会引起很大的测量误差。（8）为便于比较，对同一设备进行测量时，应采用同样的兆欧表、同样的接线。当采用不同型式的兆欧表测绝缘电阻，特别是测量具有非线性电阻的阀型避雷器时，往往
20、会出现很大的差别。当用同一只兆欧表测量同一设备的绝缘电阻时，应采用相同的接线，否则将测量结果放在一起比较是没有意义的。,六、影响测试绝缘电阻的主要因素,1湿度 随着周围环境的变化，电气设备绝缘的吸湿程度也随着发生变化。当空气相对湿度增大时，由于毛细管作用，绝缘物（特别是极性纤维所构成的材料）将吸收较多的水分，使电导率增加，降低了绝缘电阻的数值，尤其是对表面泄漏电流的影响更大。,2温度,电气设备的绝缘电阻随温度变化而变化的，其变化的程度随绝缘的种类而异。富于吸湿性的材料，受温度影响最大。一般情况下，绝缘电阻随温度升高而减小。由于温度对绝缘电阻值有很大影响，而每次测量又不能在完全相同的温度下进行，
21、所以为了比较试验结果，我国有关单位曾提出过采用温度换算系数的问题，但由于影响温度换算的因素很多，如设备中所用的绝缘材料特性、设备的新旧、干燥程度、测温方法等，所以很难规定出一个准确的换算系数。目前我国规定了一定温度下的标准数值，希望尽可能在相近温度下进行测试，以减少由于温度换算引起的误差。,3表面脏污和受潮,由于被试物的表面脏污或受潮会使其表面电阻率大大降低，绝缘电阻将明显下降。必须设法消除表面泄漏电流的影响，以获得正确的测量结果。,4被试设备剩余电荷,对有剩余电荷的被试设备进行试验时，会出现虚假现象，由于剩余电荷的存在会使测量数据虚假地增大或减小。,七、测量结果,将所测得的结果与有关数据比较
22、，这是对实验结果进行分析判断的重要方法。通常用来作为比较的数据包括：同一设备的各相间的数据、出厂试验数据、耐压前后数据等。如发现异常，应立即查明原因或辅以其他测试结果进行综合分析、判断。,2.2 泄漏电流和直流耐压试验,一、泄漏电流 由于绝缘电阻测量的局限性，所以在绝缘试验中就出现了测量泄漏电阻的项目。由于试验电压高，所以就容易暴露绝缘本身的弱点，用微安表直测泄漏电流，这可以做到随时进行监视，灵敏度高。并且可以用电压和电流、电流和时间的关系曲线来判断绝缘的缺陷。因此，它属于非破坏性试验。由于电压是分阶段地加到绝缘物上，便可以对电压进行控制。当电压增加时，薄弱的绝缘将会出现大的泄漏电流，也就是得
23、到较低的绝缘电阻。,1泄漏电流测量的特点,测量泄漏电流的原理和测量绝缘电阻的原理本质上是完全相同的，而且能检出缺陷的性质也大致相同。但由于泄漏电流测量中所用的电源一般均由高压整流设备供给，并用微安表直接读取泄漏电流。因此，它与绝缘电阻测量相比又有自己的以下特点：,（1）试验电压高，并且可随意调节。测量泄漏电流时是对一定电压等级的被试设备施以相应的试验电压，这个试验电压比兆欧表额定电压高得多，所以容易使绝缘本身的弱点暴露出来。因为绝缘中的某些缺陷或弱点，只有在较高的电场强度下才能暴露出来。（2）泄漏电流可由微安表随时监视，灵敏度高，测量重复性也较好。（3）根据泄漏电流测量值可以换算出绝缘电阻值，
24、而用兆欧表测出的绝缘电阻值则不可换算出泄漏电流值。因为要换算首先要知道加到被试设备上的电压是多少，兆欧表虽然在铭牌上刻有规定的电压值，但加到被试设备上的实际电压并非一定是此值，而与被试设备绝缘电阻的大小有关。当被试设备的绝缘电阻很低时，作用到被试设备上的电压也非常低，只有当绝缘电阻趋于无穷大时，作用到被试设备上的电压才接近于铭牌值。这是因为被试设备绝缘电阻过低时，兆欧表内阻压降使“线路”端子上的电压显著下降。,2影响测量结果的主要因素,（1）高压连接导线（2）表面泄漏电流（3）温度（4）电源电压的非正弦波形（5）加压速度（6）试验电压极性,3测量时的操作规定,（1）按接线图接好线，并由专人认真
25、检查接线和仪器设备，当确认无误后，方可通电及升压。（2）在升压过程中，应密切监视被试设备、实验回路及有关表计。微安表的读数应在升压过程中，按规定分阶段进行，且需要有一定的停留时间，以避开吸收电流。（3）在测量过程中，若有击穿、闪络等异常现象发生，应马上降压，以断开电源，并查明原因，详细记录，待妥善处理后，再继续测量。（4）实验完毕、降压、断开电源后，均应对被试设备进行充分放电。（5）若是三相设备，同理应进行其它两项测量。（6）按照规定的要求进行详细记录。,测量结论,对某一电气设备进行泄漏电流测量后，应对测量结果进行认真、全面地分析，以判断设备的绝缘状况，做出结论是合格或不合格。对泄漏电流测量结
26、果进行分析、判断可从下述几方面着手。（一）与规定值比较泄漏电流的规定值就是其允许的标准，它是在生产实践中根据积累多年的经验制订出来的，一般能说明绝缘状况。对于一定的设备，具有一定的规定标准。这是最简便的判断方法。（二）比较对称系数法在分析泄漏电流测量结果时，还常采用不对称系数（即三相之中的最大值和最小值的比）进行分析、判断。一般说来不对称系数不大于2。,二、直流耐压试验,直流耐压试验和直流泄漏试验的原理、接线及方法完全相同，差别在于直流耐压试验的试验电压较高，所以它除能发现设备受潮、劣化外，对发现绝缘的某些局部缺陷具有特殊的作用、往往这些局部缺陷在交流耐压试验中是不能被发现的。,直流耐压试验与
27、交流耐压相比有以下几个特点：,（1）设备较轻便。（2）绝缘无介质极化损失。（3）可制作伏安特性。（4）在进行直流耐压试验时，一般都兼做泄漏电流测量，由于直流耐压试验时所加电压较高，故容易发现缺陷。（5）易于发现某些设备的局部缺陷。对电缆来说，直流试验也容易发现其局部缺陷。,综上所述，直流耐压试验能够发现某些交流耐压所不能发现的缺陷。但交流耐压对绝缘的作用更近于运行情况，因而能检出绝缘在正常运行时的最弱点。因此，这两试验不能互相代替，必须同时应用于预防性试验中，特别是电机、电缆等更应当作直流试验。,2.3 介质损失角正切值试验,电介质就是绝缘材料。把在电压作用下电介质中产生的一切损耗称为介质损耗
28、或介质损失。电介质损耗的大小是衡量绝缘介质电性能的一项重要指标。介质损耗的大小就反映了介质的优劣状况。,一、介质损失角正切值的测量原理,介质损耗角正切的测量方法很多，从原理上来分，可分为平衡测量法和角差测量法两类。传统的测量方法为平衡测量法，即高压西林电桥法。由于技术的发展和检测手段的不断完善，角差测量法使用的越来越普遍。在电力设备预防性试验规程中对电机、电缆等绝缘，因为缺陷的集中性及体积较大，通常不做此项试验；而对套管、电力变压器、互感器、电容器等则做此项试验。,电桥测试中的注意事项：,（1）外界电场干扰的影响。（2）高压标准电容器的影响。（3）试品电容量变化的影响。（4）消除表面泄漏的方法
29、。（5）测试电源的选择。（6）电桥引线的影响。（7）接线的影响。,二、测量中的抗干扰措施,为了消除或减少由电场干扰引起的误差，采用平衡法测量时可以采用如下措施：（1）加设屏蔽。（2）采用移相电源。（3）倒相法。,三、影响测试的主要因素及分析判断,1影响因素（1）温度的影响。（2）湿度的影响。（3)绝缘的清洁度和表面泄漏电流的影响。,2分析,（1）和电力设备预防性试验规程的要求值作比较。（2）对逐年的试验结果应进行比较，在两个试验间隔之间的试验测量值不应该有显著的增加或降低。（3）当值未超过规定值时，可以补充电容量来分析，电容量不应该有明显的变化。（4）应充分考虑温度等的影响，并进行修正。（5）
30、通过曲线，观察是否随电压而上升，来判断绝缘内部是否有分层、裂纹等缺陷。,3综合判断,由上述可知，每一项预防性试验项目对反映不同绝缘介质的各种缺陷的特点及灵敏度各不相同，因此对各项预防性试验结果不能孤立地、单独地对绝缘介质做出试验结论，而必须将各项试验结果全面地联系起来，进行系统地、全面地分析、比较，并结合各种试验方法的有效性及设备的历史情况，才能对被试设备的绝缘状态和缺陷性质做出科学的结论。,一般地说，如果电气设备各项预防性试验结果（也包括破坏性试验）能全部符合规定，则认为该设备绝缘状况良好，能投入运行。但是对非破坏性试验而言，有些项目往往不作具体规定，有的虽有规定，然而，试验结果却又在合格范
31、围内出现“异常”，即测量结果合格，增长率很快。对这些情况如何作出正确判断，则是每个试验人员非常关心的问题。根据现场试验经验，现将电气设备绝缘预防性试验结果的综合分析判断概括为比较法。它包括下列内容：,（1）与设备历年（次）试验结果相互比较，因为一般的电气设备都应定期地进行预防性试验，如果设备绝缘在运行过程中没有什么变化，则历次的试验结果都应当比较接近。如果有明显的差异，则说明绝缘可能有缺陷。（2）与同类型设备试验结果相互比较。因为对同一类型的设备而言，其绝缘结构相同，在相同的运行和气候条件下，其测试结果应大致相同。若悬殊很大，则说明绝缘可能有缺陷。（3）同一设备相间的试验结果相互比较。因为同一
32、设备，各相的绝缘情况应当基本一样，如果三相试验结果相互比较差异明显，则说明有异常的绝缘可能有缺陷。,（4）与电力设备预防性试验规程规定的“允许值”相互比较。对有些试验项目，电力设备预防性试验规程规定了“允许值”，若测量值超过“允许值”，应认真分析，查找原因，或在结合其他试验项目来查找缺陷。总之，应当坚持科学态度，对试验结果必须全面地、历史地综合分析，掌握设备性能变化的规律和趋势，这是多年来试验工作者总结出来的一条综合分析判断试验结构的重要原则，并以此来正确判断设备绝缘状况，为检修提供依据。,2.4 交流耐压试验,交流耐压试验是对电气设备绝缘外加交流试验电压，该试验电压比设备的额定工作电压要高，
33、并持续一定的时间（一般为1min）。交流耐压试验是一种最符合电气设备的实际运行条件的试验，是避免发生绝缘事故的一项重要的手段。因此，交流耐压试验是各项绝缘试验中具有决定性意义的试验。,但是，交流耐压试验也有缺点，它是一种破坏性的试验；同时，在试验电压下会引起绝缘内部的累积效应。因此，对试验电压值的选择是十分慎重的，对于同一设备的新旧程度和不同的设备所取的数值是不同的，在我国电力设备预防性试验规程中已作了有关的规定。交流耐压试验可以分为下列几种：（1）交流工频耐压试验。（2）0.1HZ试验。（3）冲击波耐压试验。（4）倍频感应电压试验和操作波试验。（5）局部放电试验。,一、交流工频耐压试验 图中
34、给出交流工频耐压试验的接线图。,交流耐压试验接线图S1、S2开关；FU熔断器；T1调压器；T2试验变压器；KM过流继电器；P1、P2测量线圈；R1保护电阻；R2球隙保护电阻；G保护球隙；C1、C2电容分压器；Cx被试绝缘,二、试验注意事项,（1）必须在被试设备的非破坏性试验都合格后才能进行此项试验，如果有缺陷（例如受潮），应排除缺陷后进行。（2）被试设备的绝缘表面应擦干净，对多油设备应使油静止一定的时间。（3）应控制升压速度，在1/3试验电压以前可以快一些，其后应以每秒钟3%的试验电压连续升到试验电压值。（4）实验前后应比较绝缘电阻、吸收比，不应有明显的变化。（5）应排除湿度、温度、表面脏污等
35、影响。,三、操作规定,（1）试验前应了解被试设备的非破坏性试验项目是否合格，应在所有非破坏试验项目全部做完，且合格以后才做交流耐压试验，若有缺陷或异常，应在排除缺陷（如受潮时要干燥）或异常后再进行试验。（2）试验现场应围好遮栏，挂好标志牌，并派专人监视。（3）试验前应将被试设备的绝缘表面擦拭干净。对多油设备应按有关规定使油静止一定时间，如大容量变压器，应使油静止12-20h，310kV变压器，应使油静止56h后再做试验。（4）调整保护球隙，使其放电电压为试验电压的105%110%，连续试验三次，应无明显差别，并检查过流保护装置动作的可靠性。（5）根据试验接线图接好线后，应由专人检查，确认无误（
36、包括引线对地距离、安全距离等）后方可准备加压。（6）加压铅要检查调压器是否在“零位”，若在“零位”方可加压，而且要在高呼“加高压”后才能实施操作。,（7）升压过程中应监视电压表及其他表计的变化，当升至0.5倍额定试验电压时，读取被试设备的电容电流；当升至额定电压时，开始计算时间，时间到后缓慢降下电压。（8）对于升压速度，在1/3试验电压以下可以稍快一些，其后升压应均匀，约按每秒3%试验电压升压，或升至额定试验电压的时间为1015s。（9）实验中若发现表针摆动或被试设备、实验设备发出异常响声、冒烟、冒火等，应立即降下电压，在高压侧挂上地线后，查明原因。（10）被试设备无明显规定者，一般耐压时间为
37、1min，对绝缘棒等用具，耐压时间为5min，实验后应在挂上接地棒后触摸有关部位，应无发热现象。（11）试验电压值要认真确定，特别是发电机的耐压试验，一定要严格监督不要升高到规定值以上。（12）实验前后应测量被试设备的绝缘电阻及吸收比，两次测量结果不应有明显差别。,四、交流试验中的问题,1调压器的情况当接通电源，合上电磁开关，接通调压器后，调压器便发出沉重的声响，这可能是将220v的调压器错接到380v的电源上了，若此时电流出现异常读数，则又可能是调压器不在零位，并且其输出侧有短路或类似短路的情况，最常见的是接地棒忘记摘除。,2电压表的情况（1）电压表有指示。接通电源后，电压表马上就有指示，这
38、说明调压器不在零位，若电压表指示甚大，且伴有声响，则可能马上嗅出味来。（2）电压表无指示，接通电源后，调节调压器，电压表无指示，这可能是由于自耦变压器碳刷接触不良，或电压表回路不通，若变压器测量线卷（或变压器输入线圈）有断线的地方所致。,3升压过程中出现的情况（1）在升压或持续试验的过程中，出现限流电阻内部放电，这可能是由于管内没有水或水不够所致。有时出现管外表面闪络，这可能是由于水阻过大、管子短或表面脏污所致。（2）在升压过程中，电压缓慢上升，而电流急剧上升，这可能是由于被试设备存在短路或类似短路的情况所致，也可能是被试设备容量过大或接近于谐振所致。（3）若随着调压器往上调节，电流下降，电压
39、基本不变可有下降趋势，这可能是由于试验负荷过大、电流容量不够所致。在这种情况下，可改用大容量电源进行尝试。否则可能是由于波形畸变的影响所致。,（4）在升压过程中，随着移卷调压器调节把手的移动，输出电压不均匀地上升，而出现一个马鞍形，即通常所说的“形曲线”如图420所示。这是由于移卷调压器的漏抗与负载电容的容抗相匹配而发生串联谐振造成的，遇到这种情况可采用增大限流电阻或改变回路参数的办法来解决。4从被试设备方面反映出的情况被试设备在耐压试验时合格，但是在交流试验后却发现被击穿。这可能是由于试验者的疏忽，在试验后，忘记降压就拉闸所造成的。,五、交流耐压试验结果的分析,（1）被试设备一般经过交流耐压
40、试验，在规定的持续时间内不发生击穿为合格，反之为不合格。1）根据试验时接入的表记进行分析。一般情况下，若电流表突然上升，则表明被试设备击穿。2）根据试验控制回路的状况进行分析。,3）根据被试设备状况进行分析。除此之外，若在被试过程中，出现局部放电，则应按各种不同的被试设备，就其有关规定，进行处理或判断。（1）当被试设备为有机绝缘材料，经试验后，立刻进行触摸，如出现普遍或局部发热，都认为绝缘不良，需要处理（如烘烤），然后再进行试验。,（2）对组合绝缘设备或有机绝缘材料，耐压前后期绝缘电阻不应下降30，否则就认为不合格。对于纯瓷绝缘或表面以瓷绝缘为主的设备，易受当时气候条件的影响，可酌情处理。（3
41、）在试验过程中若空气湿度、温度、或表面脏污等的影响，仅引起表面滑闪放电或空气放电，则不应认为不合格。在经过清洁、干燥等处理后，在进行试验；若并非由于外界因素影响，而是由于瓷件表面釉层绝缘损伤、老化等引起的（如加压后表面出现局部红火），则应认为不合格。（4）精心综合分析、判断。应当指出，有的设备及时通过了耐压试验，也不一定说明设备毫无问题，特别是像变压器那样有绕组的设备，即使进行了耐压试验，也往往不能检出匝间、层间等缺陷，所以必须汇同其他试验项目所得的结果进行综合判断。除上述测量方法外，还可以进行色谱分析、微水分析、局部放电测量等。,3 常用电气设备的试验、检测与诊断,3.1 电力变压器试验3.
42、2 发电机试验3.3 断路器试验3.4 电容器试验3.5 电力电缆的试验3.6 高压套管的试验,3.7 避雷器的试验3.8 绝缘油试验,3.1 电力变压器试验,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。,表8-1 电力变压器试验项目,一、绕组绝缘电阻、吸收比或和极化指数试验,1测量方法及接线 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
43、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。测量绕组绝缘电阻时，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在一起，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。,表8-2 变压器绝缘电阻和吸收比测量的顺序和部位,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。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
44、10000M，1000V以下者用1000V 兆欧表。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。,（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,2试验结果的分析与判断 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8-3油浸式电
45、力变压器绝缘电阻的最低允许值（单位：）,当测量温度与出厂测量温度不相符合时，按表6-4换算。表8-4 油浸式电力变压器绝缘电阻的温度换算系数,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。,二、泄漏电流试验,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。,测量方法及接线 现场常采用下图6-2所示的接线方式：,图6
46、-2 直流泄漏电流试验接线,2标准及判断 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。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8-5 油浸式电力变压器绝缘直流泄露电流参考值,如测得数值突升，则变压器有严重的缺陷，应查明原因。,三、绕组介质损耗角正切tg,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，接线如下图6-3所示。,图6-3 用Q
47、S1西林电桥测量tg原理图,标准及判断 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。介质损耗角正切tg执行标准按如下表6-6所示。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。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8-6 油浸式电力变压器绕组介质损耗角正切tg（%）最高允许值,表8-7 介质损耗角正切tg（%）温度换算系数,当测量时的温度差
48、不是以上时，可以按A=1.3K/10 计算。,四、交流耐压试验,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。,图8-4 变压器交流耐压试验接线,标准及判断 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8-8 油浸式电力变压器试验电压标准,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
49、仪表是否出现大幅度的摆动等。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8-5 变压器局部放电试验接线图,表8-9 油浸式电力变压器局部放电试验电压标准,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，并静止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。,五、直流耐压试验,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
50、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。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。,六、绕组直流电阻测量,绕组直流电阻测量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。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。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,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
