电力电缆试验方法课件.ppt

1、电力电缆电力电缆试验方法试验方法?应掌握和了解的内容?掌握电缆交接和预防性试验项目；?掌握电缆绝缘电阻试验、直流耐压试验、直流泄漏测量、相位核对方法；?掌握电缆预试及交接试验标准；?了解绝缘电阻表、直流发生器基本原理；?了解电力电缆常见故障分析。目录? 第一章 预防性试验的基本知识? 第二章 绝缘电阻? 第三章 直流泄漏电流试验及直流耐压试验? 第四章 电力电缆试验第一章 预防性试验的基本知识? 第一节 预防性试验的意义? 第二节 电气试验分类? 第三节高压电气试验应遵循的相关规定? 第四节 电气试验人员应具备的素质第一节 预防性试验的意义由于电力设备在设计和制造过程中可能存在着一些质量问题，

2、而且在安装运输过程中也可能出现损坏，由此将造成一些潜伏性故障。电力设备在运行中，由于电压、热、化学、机械振动以及其他因素的影响，其绝缘性能会出现劣化，甚至失去绝缘性能，造成事故。据有关统计分析，电力系统中60%以上的停电事故是由设备绝缘缺陷引起的。电力设备的绝缘缺陷分为两大类：? 第一类是集中性缺陷，如局部放电，局部受潮、老化，局部机械损伤；? 第二类是分布性缺陷，如绝缘整体受潮、老化、变质等。绝缘缺陷的存在必然导致绝缘性能的变化第二节 电气试验分类?出厂试验: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，对每台产品进行检查试验。试验目的在于检查产品设计、制造、工艺的质量，防止不合

3、格产品出厂。?交接验收试验、大修试验：是指安装部门、检修部门对新投设备、大修设备按照有关标准及产品技术条件或规程规定进行的试验。?预防性试验 ：指设备投入运行后，按一定的周期由试验部门进行的试验，目的在于检查运行中的设备有无绝缘缺陷和其他的缺陷。按试验的性质和要求：?绝缘试验：指测量设备绝缘性能的试验。?特性试验：绝缘以外的试验统称特性试验。第二节 电气试验分类绝缘试验一般分为两大类：?非破坏性试验非破坏性试验 ,如绝缘电阻吸收比试验、介质损耗因素tan试验、泄漏电流试验、油色谱分析试验等?破坏性试验破坏性试验，如交流耐压试验，直流耐压试验?特性试验特性试验:主要是对电力设备的电气或机械方面的

4、某些特性进行测试，如断路器导电回路的接触电阻，互感器的变比、极性，断路器的分合闸时间，速度及同期性等。?试验人员应对试验结果进行全面综合分析：?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；?与同类或不同相别的设备的数据进行比较，寻找异常；?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。第三节 高压电气试验应遵循的相关规定安规中规定的高压试验应遵守的基本要求有：（1）高压试验应填写第一种工作票。（2）高压试验工作不得少于两人。试验负责人应由有经验的人担任，开始试验前，试验负责人应对全体试验人员详细布置试验中的安全注意事项。（3）因试验需要

5、断开设备接头时，拆前应做好标记，接后应进行检查校对。（4）试验装置的金属外壳应可靠接地；高压引线应尽量缩短，必要时用绝缘物支挂牢固。试验装置的电源开关，应使用明显断开的双极隔离开关。为了防止误合隔离开关，可在刀刃上加绝缘罩。试验装置的低压回路中应有两个串联电源断路器，并加装过载自动掉闸装置。（5）试验现场应装设遮栏或围栏，向外悬挂“止步，高压危险！”的标示牌，并派人看守。（6）加压前必须认真检查试验接线，表计倍率、量程，调压器零位及仪表的开始状态，均应正确无误；然后通知有关人员离开被试设备，并取得试验负责人许可，方可加压；加压过程中应有人监护并呼唱。高压试验工作人员在加压过程中，应精力集中，不

6、得与他人闲谈，随时警戒异常现象发生，操作人员应站在绝缘垫上。（7）变更接线或试验结束时，应首先断开试验电源，放电，并将升压设备的高压部分短路接地。（8）未装地线的大容量被试设备，应先行放电再做试验。高压直流试验时，每告一段落或试验结束时，应将设备对地放电数次，并短路接地。（9）试验结束时，试验人员应拆除自装的接地短路线，对被试设备进行检查并清理现场。（10）特殊的重要电气试验，应有详细的试验方案，并经厂（局）主管生产的领导（总工程师）批准。第四节 电气试验人员应具备的素质?具有全面熟练的试验技术具有全面熟练的试验技术应当达到以下要求：（1）了解各种绝缘材料、绝缘结构的性能、用途。了解各种电力设

7、备的型式、用途、结构及原理。（2）熟悉发电厂、变电站电气主接线及系统运行方式。熟悉电力设备，了解继电保护及电力设备的控制原理及实际接线。（3）熟悉各类试验设备、仪器、仪表的原理、结构、用途及使用方法，并能排除一般故障。（4）能正确完成试验室及现场各种试验项目的接线、操作及测量。熟悉各种影响试验结果的因素及消除方法。?具有严肃认真的工作作风具有严肃认真的工作作风电气试验人员应做到：（1）试验前要进行周密的准备工作，根据设备及试验项目，准备齐全完好的试验设备及仪器、仪表、工器具等，不要漏带仪器、设备和器具。（2）安全合理布置试验场地，做好安全措施，与带电部分保持足够的安全距离。测试、控制及操作装置

8、应在就近处放置，以便于操作及读数。（3）必须正确无误地接线、操作。（4）记录人员详细记录被试设备编号、试验项目、测量数据、使用仪器编号。以及试验时的温度、湿度、日期、试验人员等，最后整理好试验报告。（5）对于测试数据反映出的设备缺陷应及时向负责人及领导反映，并填写相关记录。第二章 绝缘电阻? 第一节 测量绝缘电阻的原理? 第二节 绝缘电阻表的原理与接线? 第三节 影响绝缘电阻的因素? 第四节 绝缘电阻的测试及其注意事项第一节 测量绝缘电阻的原理UCX被试设备（a）SAU_+i3i2i1RrC1（b）ii3i2i1ti =i3+i3+i3（c）图2-1 直流电压下不均匀介质中电流构成示意图（a）

9、试验接线图；（b）不均匀介质等值电路图；（c）吸收电流示意图i1为电容电流,i2为吸收电流 i3为泄漏电流电介质中有极少束缚很弱的或自由的离子，当介质在直流电压作用下，正负离子就分别向两极移动而形成电流，称为泄漏电流或者传导电流从吸收曲线可以看出，电容电流i1和吸收电流i2经过一段时间后趋近于零，因此i趋近于i3。所谓绝缘电阻就是加于试品上的直流电压与流过试品的泄漏电流之比，即 R=U/ i3 第二节 绝缘电阻表的原理与接线绝缘电阻表是测量绝缘电阻的专用仪表。绝缘电阻表分类：?电压等级有500，1000，2500，5000V等几种；?使用型式上分为手摇式和电动式。GRXELGRUI2L1L2I

10、3R1I10“L” 端子-线路端子，输出负极性直流高压，测量时接于被试品的高压导体上。“E” 端子-接地端子，输出正极性直流高压，测量时一般接于被试品外壳或地上。“G” 端子-屏蔽端子，输出负极性直流高压，测量时接于被试品的屏蔽环上，以消除表面或其他不需测量的部分泄漏电流的影响。手摇式绝缘电阻表原理接线图第二节 绝缘电阻表的原理与接线RU为分压电阻，RI为限流电阻，RX为被试设备绝缘电阻绝缘电阻表的负载特性：绝缘电阻表的负载特性：绝缘电阻表所测得的绝缘电阻同端电压的关系曲线。?不同型号的绝缘电阻表，其负载特性不同，因此用不同型号的绝缘电阻表，测量结果有明显差异。实际测量中，为便于纵向和横向比较

11、，同类设备尽量采用同一型号绝缘电阻表。同类设备尽量采用同一型号绝缘电阻表。当被试品绝缘电阻过低时，表内电压降将使其端电压显著下降。端电压剧烈下降时，测得的绝缘电阻值就不能反映绝缘的真实情况。一般绝缘电阻表的容量较小，测得的大容量设备的绝缘电阻一般准确性都较低。第三节 影响绝缘电阻的因素影响绝缘电阻的因素主要有以下几个方面：?温度的影响：一般绝缘电阻随温度升高而降低 ，这与导体的电阻随 温度的变化时不一样的。原因在于温度升高时，绝缘介质中的极化加剧，电导增加，致使绝缘电阻降低。?湿度的影响：湿度的影响：空气相对湿度增大时，绝缘物表面吸附着许多水分，使表面电导率增加，绝缘电阻降低。当绝缘物表面形成

12、连通水膜时，绝缘电阻更低。?电力设备表面脏污的影响：电力设备表面脏污的影响：表面脏污也使设备表面电阻大大降低，绝缘电阻显著下降。?残余电荷的影响：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，引起测得的绝缘电阻不真实?感应电压的影响感应电压的影响 ：由于带电设备与停电设备之间的电容耦合，使得停电设备带有一定电压等级的感应电压第四节 绝缘电阻的测试及其注意事项?测试步骤（1）试验前先检查安全措施，被试品电源及一切对外连接应拆除。被试品接地放电，大容量设备至少放电5min。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

13、面屏蔽或需要烘干及清擦干净表面脏污，以消除表面脏污对绝缘电阻的影响。（3）放稳绝缘电阻表，检验绝缘电阻表是否指“0” 或“”。将兆欧表放置平稳，驱动兆欧表达额定转速（一般120转/min），此时兆欧表的指针应指向“”；再用导线短接兆欧表的 “L” 端与 “E” 端，瞬间低速旋转，其指针应指“0” （注意：瞬间低速旋转以免损坏兆欧表）。（4）将被试品的接地端接于兆欧表的地端“E” 上，驱动兆欧表至额定转速，待指针指向“” ，采用绝缘工具将兆欧表火线端“L” 接至被试品高压端，待指针稳定后，读取绝缘电阻的数值，先断开接至被试品的火线“L” ，然后再将兆欧表停止运转，以免被试品所充电荷经兆欧表放电而

14、损坏兆欧表，这点在测试大容量设备时更应引起注意。（5）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充分放电，以保证人身、仪器安全和提高测量准确度。（6）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、编号。测试注意事项（1）测试时，“L” 与“E” 端子引线不要靠在一起，并用绝缘良好的导线。（2）测得的绝缘电阻过低时应分析过低的原因，排除环境温度、湿度、表面脏污、感应电压等的影响。（3）注意测量大容量设备的绝缘电阻时，应在摇转时间相同之下读数。（4）对测得的绝缘电阻可以进行温度换算的，应将所测绝缘电阻值换算到标准温度下再进行综合分析比较；不能进行温度换算的，也

15、要与同期试验的同类设备横向比较。发现异常应及时查明原因或辅之以其他测试手段综合判断。（5）注意感应电压的影响第四节 绝缘电阻的测试及其注意事项第三章 直流泄漏电流试验及直流耐压试验? 第一节 泄漏电流试验及直流耐压试验的原理及特点? 第二节 测量设备及接线? 第三节 影响泄漏电流测量的因素? 第四节 异常现象分析及注意事项第一节 泄漏电流试验及直流耐压试验的原理及特点?泄漏电流试验原理及直流耐压试验的原理及特点?直流泄漏电流试验与直流耐压试验的接线及原理相同，多同步进行。泄漏 电流测量与绝缘电阻测量的原理基本相同，不同之处在于测量泄漏电流时所用的电源一般采用可调的直流高压装置，并用微安级电流表

16、直接测量流过试品的电流。直流耐压对检查绝缘中气泡、机械损伤等局部缺陷有效，泄漏电流对反应绝缘老化、受潮比较灵敏。泄 漏电流测量与绝缘电阻测量比较有下列优点：?（1）试验电压较高，并且可随意调 节。根据被试品不同的电压等级施以相应的直流试验电压，这个电压较绝缘电阻表的电压高得多。如对110KV变压器一次绕组，需施加40KV支流高压。因此测泄漏电流比用绝缘电阻表测绝缘电阻更易发现某些绝缘缺陷（如瓷质绝缘裂纹、局部损伤、绝缘油劣化、绝缘沿面炭化等）。?（2）用微安级电流表监测泄漏电流， 灵敏度高，可多次重复比较。?（3）根据泄露电流测量值可以换算出 绝缘电阻值，而用绝缘电阻表测出的绝缘电阻值，一般不

17、能换算出泄漏电流值。这是因为根据绝缘电阻表的负载特性，绝缘电阻表输出的端电压与被试品绝缘电阻值 大小有关，不一定是绝缘电阻表铭牌标准电压。（4）泄漏电流试验时可以作出泄漏电 流与加压时间的关系曲线和泄漏电流与所加电压的关系曲线，通过这些曲线可以判断绝缘状况。泄漏电流随加压时间变化的过程，实际上就是吸收电流的变化过程。当绝缘受潮流或有缺陷时，电流 随加压时间下降得比较慢，达到的稳定值较大即绝缘电阻较小。I1I2t1t221it21受潮绝缘良好图31 泄漏电流与加压时间关系曲线（5）正常良好的绝缘，泄漏电流与一定范围内的外加电压成线性关系。在规 程规定的试验电压下，泄漏电流与所加电压的关系应为一直

18、线；绝缘有缺陷时，二者就不是直线关系了。因此通过对泄漏电流与所加电压的关系曲线的分析，可以 发现某些局部缺陷。（6）直流耐压试验的试验设备轻便，容量小（与交流耐压试验比较，）易于发现某些设备的局部绝缘缺陷。第二节 测量设备及接线PA1 A A AR1VCT1T2RCXPVPA2PA3U2U1图32 半波整流电路原理接线图直流高压的获得直流高压的获得? 半波整流电路1、交流高压电源2、整流部分4、微安级电流表3、保护电阻R1在测量中微安级电流表有三种接线方式：（1）微安级电流表接在试品高压端，如图32中PA1位置。（2）微安级电流表接在试验变压器T2一次绕组尾部，如图32中PA2位置。（3）微安

19、级电流表接在试品低压端。如图32中PA3位置。?倍压整流电路及多级串接整流电路?成套直流高压试验仪器第二节 测量设备及接线（1）微安级电流表接在试品高压端，如图32中PA1位置。优点: 测出的泄漏电流准确，排除了部分杂散电流的影响，接线简单。缺点：微安级电流表处于高电位，必须有良好的绝缘屏蔽；微安表位置历试验人员较远，读数不便，更换量程不易。另外，有一些微安级电流表表头在高电场下易极化，造成较大的误差。在被试品接地端无法断开时常采用这种接线（2）微安级电流表接在试验变压器T2一次（高压）绕组尾部，图3_2中PA2位置。优点:微安级电流表处于低电位，具有读数安全、切换量程方便的。一般成套直流高压

20、装置中微安级电流表采用这种接线。缺点:高压导线等对地部分的杂散电流均通过微安级电流表，测量结果误差较大（3）微安级电流表接在试品低压端。如图32中PA3位置。当被试品的接地端能与地断开并有绝缘时（如避雷器），采用这种接线。这种接线的微安表处于低电位，高压引线等部分的杂散电流不经过微安级电流表，读数、切换量程方便，屏蔽容易。推荐尽可能采用这种接线。第三节 影响泄漏电流测量的因素邻近设备I0流过试品的体积泄漏电流I1硅堆至微安表高压引线对地杂散电流I2屏蔽线对地杂散电流I3高压端通过空气对地杂散电流I4高压引线对邻近设备的杂散电流I5设备高压端通过外壳表面对地的泄漏电流 VPA1 PA3TI1I2

21、I3I5I4I0高压引线对地杂散电流?高压引线的影响高压引线的影响? 消除表面杂散电流的方法? 绝缘良好的试品，内部泄漏电流很小。因此，绝缘表面的泄漏和高压引线的杂散电流等会造成测量误差，必须采取屏蔽措施。? 对处于高压的微安表及引线，应加屏蔽。? 试品表面泄漏较大时，应加屏蔽环，予以消除。? 清洁设备表面。第三节 影响泄漏电流测量的因素?温度的影响?电源电压的非正弦波形对测量结果的影响一般采用以下方法克服非正弦波的影响：1、用波形畸变小的自耦变压器调压；2、选择电源时最好用波形不易畸变的线电压；3、直接在高压侧测量直流高压。?加压速度对泄漏电流测量结果的影响?残余电荷的影响试品残余电荷对泄漏

22、电流测量也有影响，残余电荷极性与直流输出电压同极性时，泄漏电流有偏小误差；极性相反时，有偏大误差。?直流输出电压极性对泄漏电流测量结果的影响直流输出电压极性对泄漏电流测量结果的影响泄漏电流试验时，直流输出电压一般为负极性而不采用正极性。试验证明，直流输出电压的极性对试验结果有影响。第四节 异常现象分析及注意事项一、异常分析一、异常分析1、从微安表反映出的异常现象（1）指针来回摆动。（2）指针周期性摆动。（3）指针突然冲击。（4）指针指示随测量时间而变化。（5）指针反指。2、从泄漏电流数据上反映出的异常情况（1）泄漏电流过大。（2）泄漏电流过小。二、注意事项二、注意事项（1）按要求接线，并由专人

23、认真检查接线和仪器仪表，尤其时检查操作部分外壳是否已可靠接地，确认无误后，方可通电加压。（2）升压应均匀分级进行，不可太快；（3）升压中若出现击穿、闪络等异常现象，应马上降压断开电源，并查明原因。（4）试验完毕，降压、断开电源后，均应先对被试品充分放电才能更改接线。第四章 电力电缆试验? 第一节第一节 测量绝缘电阻测量绝缘电阻? 第二节第二节 直流耐压及泄漏电流测量直流耐压及泄漏电流测量第四章 电力电缆试验电力电缆主要由电缆芯、绝缘层和保护层三部分组成。根据绝缘材料的不同，电力电缆分为油纸绝缘电力电缆、橡塑绝缘电力电缆、塑料绝缘电力电缆、充油电缆等类型，广泛用于各种电压等级，其中610kV使用

24、最多。目前多采用交联聚乙烯绝缘电力电缆。10kV电缆交接及预防性试验时试验项目如下：? 测量绝缘电阻；? 直流耐压试验及泄漏电流测量；? 检查电缆线路两端的相位 ；通过测量可以检查出电缆绝缘受潮老化缺陷，还可以判别出电缆在耐压试验时所暴露出的绝缘缺陷。电力电缆的绝缘电阻，是指电缆芯线对外皮或电缆某芯线对其他芯线及外皮间的绝缘电阻。第一节 测量绝缘电阻缆芯外皮兆欧表? 注意事项：? 1、运行中的电缆要充分放电，拆除一切对外连线，并用清洁干燥的布擦净电缆头，逐相测量，非被试相应短路接地；? 2、由于电缆电容量很大，操作时兆欧表的摇动速度要均匀；? 3、测量完毕后，应先断开兆欧表与电缆的连接再停止摇

25、动；? 4、每次测量完毕后都要充分放电，操作应采用绝缘工具，以防止电击（如：绝缘手柄、或绝缘手套等）；? 5、必要时进行屏蔽；? 6、电缆较长充电电流较大时，兆欧表开始时数值很小，若采用手动兆欧表则应继续摇动，直至60s时读数；? 7、注意温度的换算。第一节 测量绝缘电阻? 分析判断? 和有关规程规定值比较；? 三相间互相比较；? 换算到同一温度下值，和历次进行比较，R20=KLRt，其中R20为20时每km的绝缘电阻值（单位：M.km），Rt为长度为L的电缆t时的绝缘电阻（单位：M），L为电缆长度（单位：公里）；温度系数如下表所示：第一节 测量绝缘电阻温度温度（）05101520253035

26、40K0.480.570.70.851.01.131.411.661.92第二节 直流耐压及泄漏电流试验试验方法、步骤及注意事项试验方法、步骤及注意事项现说明电缆直流耐压及泄漏电流试验时应注意的几个问题。（1）试验前先对电缆验电，并接地充分放电；将电缆两端所连接设备断开，试验时不附带其他设备；将两端电缆头绝缘表面擦干净，减少表面泄漏电流引起的误差，必要时可在电缆头相间设绝缘挡板。（2）试验场地设好遮拦，在电缆的另一端挂好警告牌并派专人看守以防外人靠近，检查接地线是否接地、放电棒是否接好。（3）加压时，应分段逐渐提高电压，分别在 0.25、0.5、0.75、1倍试验电压下停留1min（或微安表稳

27、定情况下）读取泄漏电流值；最后在试验电压下按规定的时间进行耐压试验，并在耐压试验终了前，再读取耐压后的泄漏电流。额定电压U0/U（kV）试验电压（kV）交接/其他加压时间（min）交接/其他3.6/614.4/11.515/56/624/19.215/56/1024/19.215/58.7/1034.8/27.815/521/3584/67.215/526/35104/83.215/5（5）根据电缆类型不同，微安极电流表有不同的接线方式。一般都采取接在高压侧，高压引线及微安表加屏蔽；（6）在高压侧直接测量电压；（7）每次耐压试验完毕，应先降压，切断电源，切断电源后必须对被试电缆用每千伏约80k

28、的限流电阻对地放电数次，然后直接对地放电，放电时间不少于 5min。?试验结果分析判断试验结果分析判断（1）耐压5min或15min时的泄漏电流值不应大于耐压1min时的泄漏电流值。（2）泄漏电流值和不平衡系数只作为判断绝缘状况的参考，不作为是否投入运行的判据。（3）电缆的泄漏电流具有下列情况之一，电缆绝缘可能有缺陷，应找出缺陷部位，并予以处理：A、泄漏电流很不稳定；B、泄漏电流随试验电压升高急剧上升；C、泄漏电流随试验时间延长有上升现象。?检查电缆线路两端的相位检查电缆线路两端的相位检查电缆线路的两端相位应一致，并与电网相位相符合。第二节 直流耐压及泄漏电流试验橡塑电缆在投运后不做直流耐压试

29、验。直流耐压试验对橡塑电缆的影响如下：（1）电场分布在交流和直流电压下是不相同的，直流电场分布取决于电阻率，而交流电场分布则由介电系数决定。橡塑电缆是由多种介质、多层材料构成的，故在直流耐压试验时不能真实地反映电缆特性。（2）橡塑电缆的电阻系数既和温度有关，又和电场强度大小有关。在直流电压作用下，由于温度和电场强度的变化，使电阻系数也变化，导致绝缘层各处电场强度分布改变，即在同样厚度下的绝缘层，由于温度上升，其击穿电压下降。（3）直流耐压试验不能发现机械损伤等缺陷。（4）由于空间电荷的作用，当电缆或接头在直流电压下闪烙或击穿，可能损伤正常绝缘，造成多点击穿，（5）由于橡塑电缆结构具有“记忆性”，这个记忆性是由于单相应力（直流耐压）作用下产生的，一旦电缆有了由于直流耐压而引起的“记忆性”，它就需要很长时间来释放，这种直流偏压一旦使电缆运行，直流偏压就叠加在交流电压的峰值上，产生过电压，远超过电缆的额定电压，足以损坏电缆。第二节 直流耐压及泄漏电流试验试验报告?电气试验报告要求：1、天气、温度、湿度；2、试验时间、地点、性质和被试设备名称；3、试验设备型号、编号，被试设备铭牌；4、试验内容，标准要求；5、试验结论；6、报告时间，试验人员（要用手签字），审核。