第2章 高电压下绝缘评估及试验方法3

与泄漏电流试验的异同
相同：试验原理及接线均相同。 相同：试验原理及接线均相同。 不同：直流耐压试验属破坏性试验， 不同：直流耐压试验属破坏性试验，而 泄漏电流试验属非破坏性试验。 泄漏电流试验属非破坏性试验。
试验内容和步骤
1、准备工作
将被试品接地放电，尤其对电容量较大的被试品， 将被试品接地放电，尤其对电容量较大的被试品， 如发电机、电缆、 如发电机、电缆、大、中型变压器和电容器等，放 中型变压器和电容器等， 电时间更应充分。接地、 电时间更应充分。接地、放电操作应使用绝缘工具 进行，切不可用手直接接触放电导线。否则， 进行，切不可用手直接接触放电导线。否则，有受 电击的危险。 电击的危险。 为避免表面泄漏的影响，在条件允许的情况下， 为避免表面泄漏的影响，在条件允许的情况下， 均应先对被试品进行清扫，去除表面灰尘、 均应先对被试品进行清扫，去除表面灰尘、水分和 污垢之后，再进行试验。 污垢之后，再进行试验。 根据被试设备的型号和电压等级及估计的泄漏值， 根据被试设备的型号和电压等级及估计的泄漏值， 正确地选择试验设备，包括电压等级、容量、 正确地选择试验设备，包括电压等级、容量、表计 的量程。 的量程。
Hale Waihona Puke 3、保护电阻R1——保护变压器，以防试品突然击穿时， 保护变压器，以防试品突然击穿时， 保护变压器 冲击电压危害变压器绕组纵绝缘。短时内， 冲击电压危害变压器绕组纵绝缘。短时内，大部 分电压作用在R1上 一般取0.1Ω/V。 通常用线 分电压作用在 上 ， 一般取 。 绕电阻或水阻 水阻。 绕电阻或水阻。 R2——保护球隙，以防球隙放电时高压烧坏 保护球隙， 保护球隙 球面和试品无辜击穿， 取 球面和试品无辜击穿，R2取1Ω/V（测量时 R2取 （ 取 0.5Ω/V） 。 ） 保护电阻应有足够的功率， 保护电阻应有足够的功率 ， 保证在试验过程 中是热稳定的，保护电阻应有足够的长度保证被 中是热稳定的， 试品击穿时，不会发生沿面闪络。 试品击穿时，不会发生沿面闪络。
Se
应大于在试品上所加必须的试验电压与流 过试品的电容电流的乘积， 过试品的电容电流的乘积，并且在试品击穿或 闪络时能短时维持电弧。 闪络时能短时维持电弧。
2、调压器
因绝缘介质在不同加压方式及不同波形电 压的作用下， 击穿特性是不同的。 压的作用下 ， 击穿特性是不同的 。 为了便于比 对加压方式及电压波形作了统一规定， 较 ， 对加压方式及电压波形作了统一规定 ， 即 输出的交流高压应能连续而平滑调节， “ 输出的交流高压应能连续而平滑调节 ， 且力 频率在45~50HZ的范围 求使波形为正弦波 ， 频率在 的范围 欲达到以上目的， 内 ” ， 欲达到以上目的 ， 就必须使用调压器来 实现。 实现。
试验结果的分析判断
2、当试品为有机绝缘材料时，耐压后， 、当试品为有机绝缘材料时，耐压后， 若发生普遍或局部发热现象， 若发生普遍或局部发热现象 ， 则表明绝 缘不良。 缘不良。 3、当试品为纯瓷绝缘材料时，在排除由 、当试品为纯瓷绝缘材料时， 于外界因素引起局部放电之后仍出现， 于外界因素引起局部放电之后仍出现 ， 则表明绝缘不良。 则表明绝缘不良。
试验4 试验4
耐压试验
耐压试验（又称：破坏性试验） 耐压试验（又称：破坏性试验）
因试验电压较高， 因试验电压较高 ， 有可能使被试绝缘击穿或放 电。 击穿——当作用在电介质的电场强度超过某一 击穿 当作用在电介质的电场强度超过某一 临界值时， 电介质的固有绝缘性能即完全丧失， 临界值时 ， 电介质的固有绝缘性能即完全丧失 ， 而转变为导体，这种现象称为电介质的击穿。 而转变为导体，这种现象称为电介质的击穿。 明显特征： 发光、 发声、 电流突增、 电压突降。 明显特征 ： 发光 、 发声 、 电流突增 、 电压突降 。
工频交流耐压试验
一、对交流电压试验的基本要求 1、试验电压值的选取（P37） 、试验电压值的选取（ ） 2、试验电压的频率一般应在 范围内。 、试验电压的频率一般应在45HZ—55HZ范围内。 范围内 3、试验电压的波形应接近于正弦波形。 、试验电压的波形应接近于正弦波形。 ∵试验电压波形偏离正弦形越大，则含高次谐波分量 越多。谐波分量越多，在被试品上由于谐振现象产 生过电压会使合格的试品击穿；试品中介质损耗增 大，引起热击穿，还会影响测量结果。为此调压器 应选用自耦变压器。 4、 试验电压应有足够的稳定性 ， 试验电源容量不能 、 试验电压应有足够的稳定性， 太小。 太小。
8、读数完成后，将调压器调回零位，断开 读数完成后，将调压器调回零位， 电源。记录数据，绘制I 电源。记录数据，绘制I—U图。 将试品对地充分放电，拆除试验接线， 9、将试品对地充分放电，拆除试验接线， 清理试验现场。 清理试验现场。
4、保护球隙
其击穿电压调到115%~120%Us 其击穿电压调到 事先做3次放电试验 次放电试验， 事先做 次放电试验，取算术平均值 在误操作或产生谐振过电压时， 在误操作或产生谐振过电压时 ， 球隙先 行击穿， 使过流保护动作而切断电源， 行击穿 ， 使过流保护动作而切断电源 ， 保护试品免遭不应有的击穿。 保护试品免遭不应有的击穿。
2、根据现场条件和试品规格选择合适的接线方式。 、根据现场条件和试品规格选择合适的接线方式。 3、按上图的接线接好测量线路，接触要牢固，屏 、按上图的接线接好测量线路，接触要牢固， 蔽应可靠。 试验设备、 蔽应可靠 。 试验设备 、 仪器的布置首先必须符合 安全规程中的有关规定， 同时考虑到便于操作， 安全规程中的有关规定 ， 同时考虑到便于操作 ， 保护接地应牢固可靠。 保护接地应牢固可靠。 4、检查试验设备及测量仪表应完好无损，放置平 、检查试验设备及测量仪表应完好无损， 将指示仪表调零， 调压器置零位。 稳 ， 将指示仪表调零 ， 调压器置零位 。 水电阻中 应充满水， 其排气孔畅通。 如为多量程微安表， 应充满水 ， 其排气孔畅通 。 如为多量程微安表 ， 试验之初， 应切换在最大量程上。 试验之初 ， 应切换在最大量程上 。 如装有短路刀 必须短路。 闸，必须短路。
与交流耐压试验的异同
直流耐压试验：由于直流下无电容电流， 直流耐压试验：由于直流下无电容电流， 要求电源容量很小， 要求电源容量很小，加上可以用串级的 方法产生高压直流， 方法产生高压直流，故对于大电容量的 试品试验设备可以较小。 试品试验设备可以较小。 直流高压对绝缘的损伤较小。 直流高压对绝缘的损伤较小。 可以在进行直流耐压试验的同时， 可以在进行直流耐压试验的同时，通过 测量泄漏电流， 测量泄漏电流，更有效地反映绝缘内部 的集中性缺陷。 的集中性缺陷。
试验设备及试验接线
1、试验变压器 Ue
按试品的需要并与调压器匹配进行选择。 按试品的需要并与调压器匹配进行选择。
当单个试验变压器的额定电压超过500~750KV 当单个试验变压器的额定电压超过 由于制造上及运输均不方便， 后，由于制造上及运输均不方便，常采用几个 变压器串接的方式。 变压器串接的方式。
为什么要进行耐压试验？ 为什么要进行耐压试验？
前面讨论的绝缘电阻试验、 泄漏电流试验、 前面讨论的绝缘电阻试验 、 泄漏电流试验 、 tgδ试验等试验的电压较低 ， 得到的结果只能判 试验等试验的电压较低， 试验等试验的电压较低 断被试绝缘的特性变化， 断被试绝缘的特性变化 ， 以及在一定程度上判 断被试绝缘是否受潮或老化， 断被试绝缘是否受潮或老化 ， 但不能确切地判 断其耐压性能的好坏。 断其耐压性能的好坏。 在肯定被试绝缘的特征没有异常变化， 或 在肯定被试绝缘的特征没有异常变化 ， 者是由于受潮引起的可逆性变化， 者是由于受潮引起的可逆性变化 ， 经过干燥过 滤以后，再进行耐压试验。 滤以后，再进行耐压试验。
试验结果的分析判断
1、一般试品根据以下情况可判断试品击穿。 、一般试品根据以下情况可判断试品击穿。 1）如果电流表的指示突然上升。 ）如果电流表的指示突然上升。 但当试品的电容量较大或试验变压器容量不 够时，电流表指针会下降。 够时，电流表指针会下降。 2）进行高压侧直测时，电压表指示突然下降。 ）进行高压侧直测时，电压表指示突然下降。 3）过电流继电器动作使接触器跳闸。 ）过电流继电器动作使接触器跳闸。 4）试品绝缘出现冒烟、闪络等现象。 ）试品绝缘出现冒烟、闪络等现象。
5、正确调节放电球隙的距离，球隙的放电电压为 、正确调节放电球隙的距离， 试验电压1.15~1.20倍 试验电压 倍 也可用静电电压表或微安表测量，如图14） （也可用静电电压表或微安表测量，如图 ）。 6、复核接线正确后，不接试品，合上电源开关， 、复核接线正确后，不接试品，合上电源开关， 均匀升压至试验电压， 均匀升压至试验电压 ， 检查试验变压器及其它设 备是否能正常工作。继续升压， 备是否能正常工作 。 继续升压 ， 检查放电球隙的 距离是否合适，过流继电器能否可靠动作。 距离是否合适，过流继电器能否可靠动作。 7、接上试品，以试验电压的 、接上试品，以试验电压的25%、50%、75%、 、 、 、 100%四级逐级升压，每级停留 四级逐级升压， 四级逐级升压 每级停留1min,拉开微安表 拉开微安表 短路刀闸，待微安表指示稳定后， 短路刀闸，待微安表指示稳定后，读取泄漏电流 值。
操作步骤
1、按照原理接线图，合理布置现场，准 、按照原理接线图，合理布置现场， 确接线。 确接线。 2、调压器置零位， 2、调压器置零位，调整球隙的放电电压 115%~120%Us。 至115%~120%Us。 3、接上试品，合上电源，加压至试验电 、接上试品，合上电源， 压值后， 保持1min， 迅速均匀地降压至 压值后 ， 保持 ， 零。 4、试品接地放电。 、试品接地放电。
六、直流耐压试验
与交流耐压试验的区异同
同属破坏性试验，都是对试品施加超过 工作电压一定倍数的高电压，且经历一 定的时间，用来反映设备运行中的过电 压作用，对设备的绝缘性能进行严格的 考验。
与交流耐压试验的异同
交流耐压试验比直流耐压试验更接近于 实际而且试验简单， 实际而且试验简单 ， 但对于电压过高而 且容量过大的设备， 且容量过大的设备 ， 由于条件限制而不 能进行。 能进行。
5、施加电压时，应从相当低电压开始，缓慢升高 施加电压时，应从相当低电压开始， 电压到试验电压值。 电压到试验电压值。在被试绝缘上保持一定的时间 min） 然后迅速降压，但不能突然切断， （1min）,然后迅速降压，但不能突然切断，以免 出现过电压。 出现过电压。 规定一分钟时间是为了便于观察被试品的情况， ∵ 规定一分钟时间是为了便于观察被试品的情况 ， 同时也为了使已经开始击穿的缺陷暴露出来。 同时也为了使已经开始击穿的缺陷暴露出来 。 但 耐压时间不应太长， 以免引起不应有的绝缘损伤， 耐压时间不应太长 ， 以免引起不应有的绝缘损伤 ， 甚至本来合格的绝缘发生热击穿。 甚至本来合格的绝缘发生热击穿。 因试品均为电容性负荷， ∵ 因试品均为电容性负荷 ， 电容性的负荷电流流经 变压器和调压器的漏抗， 变压器和调压器的漏抗 ， 将造成被试品上的电压 升高（见图10、 升高（见图 、图11）。对一次绕组突然加压，而 ） 对一次绕组突然加压， 不是由零电压逐渐升变； 不是由零电压逐渐升变 ； 或尚有较高电压时突然 将电源切断， 而不是均匀退到零， 将电源切断 ， 而不是均匀退到零 ， 都会产生过电 压。
5、试验电压的测量
⑴用电容分压 首先校准分压比 ⑵直接用球隙测量 根据球隙距离，查出标准条件下的放 电电压值U0，并由试验时的大气条件算出 δ值，则球隙放电电压U=δU 0 该测量法的缺点是球隙需要放电才能 测量
注意： 注意：
当试品的电容量较大时， 在试验变压 当试品的电容量较大时 ， Ic在试验变压 器的漏抗上就会产生较大的压降， 器的漏抗上就会产生较大的压降 ， 由于 被试品上电压与变压器漏抗上的电压相 位相反， 位相反 ， 有可能使被试品上的电压比试 验变压器的输出电压还高， 验变压器的输出电压还高 ， 因此要求在 被试品上直接测量电压。 被试品上直接测量电压。