交流耐压试验现场几种异常现象的分析

交流耐压试验现场几种异常现象的分析

孙志强曲芳

（河南省电力公司新乡供电公司河南新乡453002）

摘要：文中对几种电气设备交流耐压试验中的不正确接线造成的试验异常现象进行了分析。带电流互感器的断路器交流耐压试验时，若二次端子不短路接地，则容易损坏电流互感器的二次绝缘；变压器耐压时，若接线不正确，易造成耐压试验对象的不准确及低压绕组绝缘的损坏；母线或隔离刀闸耐压时，若试验电源与运行电压不同相，在隔离刀闸两端承受的电压比试验电压还高，可能造成放电危险；若试验变压器接线不正确，易造成输出电压降低、低压测量绕组绝缘损坏等问题。

关键词：交流耐压断路器变压器母线及隔离刀闸试验变压器

0.引言

交流耐压试验是鉴定高压电气设备绝缘强度最有效和最直接的试验方法[1,2]。作者在从事绝缘试验的过程中，经常碰到由于接线不正确造成试验无法正常进行的情况。文中针对各种接线不正确的情况进行了原理分析，为今后正确进行交流耐压试验提供了理论依据。

1.SF6高压断路器交流耐压试验

2003年，永安变电站35kV断路器更新改造，交接耐压试验时（合闸对地时），电气试验人员发现电压升到30kV左右，听到异常放电声响，随即退出试验电压。查找原因，发现机构箱端子排电流互感器二次绕组接线的个别端子有放电痕迹，对其进行短路接地处理后，继续试验，电压加到95kV，耐压一分钟无异常，试验成功。

分析原因如下：由于是新安装设备，断路器机构箱二次配线可能未完成，即断路器中电流互感器二次绕组回路未接地。如果二次绕组未短路接地或虽然短路或经低阻抗短接，但未进行一端接地，则会在一次绕组对二次绕组及二次绕组对地（壳）间形成电容反比分压，使二次绕组承受较高试验电压而损坏二次绝缘。等值电路图如图一所示：

C1为断路器导电部分对二次绕组间的电容（三相并联值），C2为二次绕组对地（金属外壳）电容（三相并联值），耐压时相当于在断路器对地间串入了二次对地的电容C2，由于C2的存在，使试验电压重新按电容分压比分配。

图1PT二次回路未接地等值电路图

为验证此二次电压的高低，我们在试验大厅对一台同型号的断路器进行了模拟试验：经实际测量C1为54pF，C2为160pF（三相并联值），则由公式：

UC2=C1*US/C1+C2=54*30/54+160=7.57kV

（1）其中，US取30 kV

模拟实际测量，二次绕组短路不接地，在二次引出线端子一端接静电电压表测量电压，试验电压缓慢升到25 kV，二次绕组引线端子处逐渐有放电声响，此时静电电压表电压5.5 kV，但还未击穿，为保护设备不必要损害，快速降压，结束试验。

此前未发生此类问题，很多试验人员也没注意这个问题，一是因为对设备结构不熟悉，造成试验回路不清楚；二是因为多数试验是在机构箱二次回路接线完毕，接上了二次负载回路，阻抗很小，对二次绕组来说类似于短路状态，且所有二次绕组一端已经接

地，预防性试验时，被试品二次绕组接线更是如此，所以平时即使没检查注意这个问题也照样进行了耐压试验。

通过试验和计算我们得出如下结论：

在对内置电流互感器的断路器进行交流耐

压时，必须对互感器二次进行检查，二次

绕组要短路接地才能使耐压顺利进行而不

伤害二次绝缘。

2.变压器交流耐压试验

变压器是电网最常见的电力设备之一，检修、定期试验需要进行交流耐压试验。但经常出现试验人员耐压时对被试品等值回

路不清楚或由于接线不注意，出现错误试验接线[3-6]。如：分别对高低压绕组进行对地（外壳）耐压，而非被试绕组短路不接地的耐压接线；高压侧加压对外壳，耐压时不包含对低压绕组间绝缘的考核等。采取上述接线是不正确的，另外还会对低压绕组造成绝缘损伤，原因是由于电容传递效应造成低压绕组对地电位过高，可能超出低压绕组的试验电压，造成损害。其原理如图1所示，低压绕组承受的电压计算公式如公式1，得出低压侧绕组承受的电压为：

U2=C1*US/C1+C2=1030*30/1030+1450

＝12.45(kV) （2）

设一台10kV配电变压器，型号

S9-10/50，容量50kVA，测得C1为1030pF，C2为1450pF，高压侧试验电压30kV。

由计算数值可知，此电压远超出低压绕组试验电压2 kV，所以变压器耐压应严格按高压对低压及外壳，低压对高压及外壳试验接线方式，对有外露铁心接地的变压器或干式变压器，注意应在铁心接地时耐压，否则同上述原理在铁心部位也会产生一个较高

悬浮电位，损害铁心对地绝缘。

3.35 kV母线及隔离刀闸交流耐压

母线、隔离刀闸是开关站、变电站及乡镇企业配电所常用的电气设备，检修后或例行试验均需做耐压试验。由于运行方式的原因，对于不完全停电的母线或刀闸，有时

需部分刀闸分闸状态，一侧触头带点，而另一侧触头与所连设备一起进行耐压试验。如图2所示：

图2耐压前母线及刀闸电气接线图

Ⅱ段母线运行，Ⅰ段母线耐压，母联刀闸两端分别承受运行电压和试验电压。

若试验电压电源与运行电压同相，即加压位置试验电压与其对应端运行电压正好同相位，则隔离刀闸断口间承受的电压ùD 如图3所示：

图3隔离刀闸断口间承受电压分析图1

ùD＝Ùs-ùφ＝95-35/√3＝74.8 kV （3）

当试验电压为A相，运行电压为B相对B相刀闸进行耐压时，

端口间电压ùD如图4所示：

图4隔离刀闸断口间承受电压分析图2

ùD＝Ùs+（-ùφB）

＝95∠0°+35/√3∠60°

＝105.1+j17.49＝106.6∠10.55°（kV）（4）由计算可知，如试验电源与运行电压

不同相时，在隔离刀闸两端承受的电压比

试验电压还高，可能造成放电危险，所以

进行这种耐压试验时应采取措施，如采用

试验电源与运行电压同相位的方法，断口

间加装绝缘隔板等措施。

4.试验变压器低压绕组接线方式的

影响

试验变压器是耐压试验的核心设备，

由于使用不当也经常造成绝缘损伤。试验

变压器一般是高压线圈的尾端通过低电压

套管引出接外壳，两个低压绕组分别为励

磁用低压绕组和测量绕组，使用时励磁低

压绕组加压，测量绕组接电压表。正确接

线如图5所示。

图5同极性连接的正确接线方式

两台试验变压器串级使用时应注意：

第一级变压器高压输出的抽压绕组与

第二级变压器的低压励磁绕组接线时极性

要对应，否则会出现总输出电压降低，原

因是两变压器输出电压相减，使输出电压

降低。

第二种情况是，如不使用测量绕组时

应注意，测量绕组应开路并一端接外壳，

这种情况尤其在两台试验变压器串级使用

时经常遇到，试验人员经常在接线时只注

意第二级试验变压器高低压励磁绕组的接

外壳要求而不注意测量绕组的接外壳问题，很多试验变压器的损坏就是测量线圈对外壳绝缘丧失。

试验变压器低压测量绕组对外壳绝缘损坏的原因分析如下：

设测量线圈对外壳电容为C2，高压绕组对测量绕组电容为C1，耐压试验时第二级试验变压器T2高压侧对外壳的电压为US，则测量绕组对外壳的电压UC2为：UC2=C1*US/C1+C2，经对一台现场常用容量5kVA、额定试验电压50 kV的试验变压器测量，C1为650pF，C2为450 pF，设US为40 kV。则：

UC2=C1*US/C1+C2＝650*40/650+450＝23.6 kV （5）由计算可知，如低压测量绕组不接外壳，则会在其端子上产生较高的电压，这个电压远远超出其可以承受的交流耐压值，造成低压测量绕组绝缘损坏。

T2正确接线如图6所示

:

图6第二级试验变压器T2的正确接线

5.小结

除了上述问题外，在现场的电气试验中还存在一下的一些问题：如对多油断路器交流耐压，不再合闸位置耐压，而在分闸状态用短接线短接六只套管一起耐压等。

以上问题的出现，与试验人员对试验回路原理不清楚有很大的关系。所以交流耐压试验看似简单，其实有很多要注意的地方，一定要引起大家的重视。同时，由于交流耐压是一种破坏性试验，如有不慎就会对被试