局部放电工频耐压试验解析课件.ppt

1、本次课程目的要求本次课程目的要求v1 1、能说明局放测试的目的及特点；、能说明局放测试的目的及特点；v2 2、能画出用脉冲电流法测试局放的原理图并说明各、能画出用脉冲电流法测试局放的原理图并说明各元件的作用；元件的作用；v3 3、能说明交流耐压试验的意义和特点；、能说明交流耐压试验的意义和特点；v4 4、能画出交流耐压试验接线图并说明各元件作用；能画出交流耐压试验接线图并说明各元件作用；v5 5、能解释容升现象及防止对策；能解释容升现象及防止对策；v6 6、熟悉工频高压的产生方法及试验装置。熟悉工频高压的产生方法及试验装置。4.5 局部放电测量局部放电测量局放是引起介质老化的重要原因之一，也意

2、味着绝缘局放是引起介质老化的重要原因之一，也意味着绝缘内部存在局部性缺陷。内部存在局部性缺陷。一、局放的产生及测试目的一、局放的产生及测试目的1、产生：、产生：在较低外施在较低外施电压下发生电压下发生 电现象：电流脉冲、电磁波辐射、电现象：电流脉冲、电磁波辐射、tan非电现象：噪声、光、热、化学变化非电现象：噪声、光、热、化学变化 2、局放测量的目的：、局放测量的目的：因此局部放电的测量可以有效地检测出绝缘因此局部放电的测量可以有效地检测出绝缘内部局部缺陷内部局部缺陷的存在、发展程度，初步定位缺陷，估计老化速度。的存在、发展程度，初步定位缺陷，估计老化速度。3、特点：、特点：电压低无破坏，灵敏

3、度高，反映长时运行后设备缺陷。电压低无破坏，灵敏度高，反映长时运行后设备缺陷。4、测量方法：、测量方法：(1)电检法：电检法：介质损耗法：利用西林电桥，测出介质损耗法：利用西林电桥，测出tan-U曲线，曲线，确定局放起始电压。确定局放起始电压。无线电干扰法无线电干扰法 脉冲电流法：测视在放电量、观察波形、测量幅值（灵脉冲电流法：测视在放电量、观察波形、测量幅值（灵敏、应用广）。敏、应用广）。(2)非电检法：非电检法：噪声检测法：超声波探测仪（抗干扰能力强、方便，可噪声检测法：超声波探测仪（抗干扰能力强、方便，可在线、离线测试）在线、离线测试）化学分析法：气相色谱仪对绝缘油中溶解气体分析（灵化学

4、分析法：气相色谱仪对绝缘油中溶解气体分析（灵敏度高、简便、可不停电）敏度高、简便、可不停电）光检测法：测量沿面放电和电晕放电。光检测法：测量沿面放电和电晕放电。二、电检法测试二、电检法测试脉冲电流法脉冲电流法 1、表征参数：表征参数：局部放电的起始电压和熄灭电压，单次局部放电的起始电压和熄灭电压，单次局部放电的视在放局部放电的视在放电量电量，单位时间内的，单位时间内的脉冲个数脉冲个数，放电重复率放电重复率，放电能量放电能量等。等。2、局部放电的基本知识局部放电的基本知识气隙上电压为：气隙上电压为：UCCCUgbbg放电过程：放电过程：ug至至Ug气隙放电至气隙放电至Ur熄灭完成局放，电压下降熄

5、灭完成局放，电压下降电极间总电容为：电极间总电容为：bmbgbgmaCCCCCCCCCmrggUUU真实放电量为：真实放电量为：视在放电量：视在放电量：)(,bgrbgbCCqCCCqCm上电压降低上电压降低U，Cb上电压升高上电压升高Cm上放掉与上放掉与Cb上得到的电荷相等：上得到的电荷相等：)(UUUCUCrgbm)(UUUrg)()(rgbgrgmbmbgrUUCCUUCCCCCq)(rgbmbUUCCCUUCCUCqbma)()(rgbUUC可见可见q能反映能反映qr的大小，同时的大小，同时Ua及及q又是可以测量的，故工又是可以测量的，故工程上常将程上常将q作为度量局放强度的一个重要参

6、数。作为度量局放强度的一个重要参数。直流电压下，局放时空间电荷建立的反电场使放电熄灭，空直流电压下，局放时空间电荷建立的反电场使放电熄灭，空间电荷只有通过介质的电导而中和，使反电场减弱到一定程间电荷只有通过介质的电导而中和，使反电场减弱到一定程度后才能开始第二次放电。在直流电压下，单位时间内放电度后才能开始第二次放电。在直流电压下，单位时间内放电次数要比交流下低得多，直流下局部放电产生的破坏作用远次数要比交流下低得多，直流下局部放电产生的破坏作用远比交流下小。比交流下小。3、接线：国际上推荐三种基本试验回路、接线：国际上推荐三种基本试验回路 4、特点及适用范围：、特点及适用范围：图图a适合于被

7、试品一端接地，优点是流过适合于被试品一端接地，优点是流过Cx的工频电流不的工频电流不流过流过Zm。在。在Cx较大场合尤其重要。较大场合尤其重要。图中图中CK为低阻抗通路耦合电容器，为低阻抗通路耦合电容器，Z为阻感元件组成的为阻感元件组成的LPF，Zm为检测阻抗。为检测阻抗。串联法适用于试品两端均对地绝缘的情况；若试验变串联法适用于试品两端均对地绝缘的情况；若试验变压器入口电容和高压引线杂散电容较大，可省去压器入口电容和高压引线杂散电容较大，可省去Ck。上述两种方法都属于直接法，抗干扰能力差。上述两种方法都属于直接法，抗干扰能力差。图图c平衡法中平衡法中Cx、Ck低压端均对地绝缘；抗干扰能力强。

8、低压端均对地绝缘；抗干扰能力强。检测到的脉冲电压通常输入到示波器上测量，或者到脉冲检测到的脉冲电压通常输入到示波器上测量，或者到脉冲电压表、脉冲计数器等测量。电压表、脉冲计数器等测量。5、干扰及抑制、干扰及抑制(1)来源：来源：试验回路外部附近的电磁场、无线电干扰，接触试验回路外部附近的电磁场、无线电干扰，接触不良，电晕放电、低压电源局放不合格等。不良，电晕放电、低压电源局放不合格等。(2)抑制措施：抑制措施：电源干扰：加低通滤、隔离变压器、单独电源电源干扰：加低通滤、隔离变压器、单独电源 高压引线端：无晕环（球）、无晕线高压引线端：无晕环（球）、无晕线接地干扰：试验回路采用一点接地接地干扰：

9、试验回路采用一点接地 合理选择放大电路的频带、缩短连接线、试品周围物体良合理选择放大电路的频带、缩短连接线、试品周围物体良好接地等。好接地等。三、局放结果判断三、局放结果判断1、与规程比较：、与规程比较：根据视在电荷放电量根据视在电荷放电量q、放电次数、放电次数n等比较。等比较。根据李萨如图形：根据李萨如图形：放电波形放电波形 干扰波形干扰波形注意二者的区别注意二者的区别 2、积累数据，比较判断、积累数据，比较判断4.5 工频耐压试验及装置工频耐压试验及装置一、概述一、概述1、试验目的：、试验目的：电力系统的电气设备，其绝缘不仅经常受到工作电压的电力系统的电气设备，其绝缘不仅经常受到工作电压的

10、作用，而且还受到大气过电压和内部过电压的侵袭，工作用，而且还受到大气过电压和内部过电压的侵袭，工频耐压试验是考核设备绝缘在长时的工作电压及瞬时的频耐压试验是考核设备绝缘在长时的工作电压及瞬时的内过电压下是否能可靠运行，是考核绝缘裕度的主要方内过电压下是否能可靠运行，是考核绝缘裕度的主要方法，能有效发现危险的集中性缺陷。法，能有效发现危险的集中性缺陷。通过工频耐压试验可确定设备的绝缘水平。通过工频耐压试验可确定设备的绝缘水平。2、试验顺序：、试验顺序：属破坏性试验，一般放在特性试验项目合格后进行，以属破坏性试验，一般放在特性试验项目合格后进行，以减少或避免不必要损失。减少或避免不必要损失。二、工

11、频高压试验装置二、工频高压试验装置（一）高压试验变压器（一）高压试验变压器1、单台试验变压器：、单台试验变压器：特点：特点：(1)电压高；电压高；(2)容量小：试验变压器高压侧电流容量小：试验变压器高压侧电流I和和额定容量额定容量P主要取决于试品的电容，即主要取决于试品的电容，即 AUCIX910kVAUCPX9210(3)体积小，高压套管长、大；体积小，高压套管长、大；(4)绝缘裕度小；绝缘裕度小；(5)连续运行时间短，发热轻，无冷却系统；连续运行时间短，发热轻，无冷却系统；(6)漏抗较大漏抗较大(短路电流较小短路电流较小)结构：结构：单、双套管两种（半绝缘，全绝缘）单、双套管两种（半绝缘，

12、全绝缘）选择：选择：IeCXUS（CX可测，一般线路绝缘子可测，一般线路绝缘子50PF，高压套管，高压套管50600PF，PT、CT、DL在在1001000PF之间，电容式之间，电容式PT在在30005000PF，电力变压器在，电力变压器在100015000PF之间）之间）UeUS(高压大容量用半绝缘式高压大容量用半绝缘式)(1032KVAUCPSXe2、试验变压器串级装置：、试验变压器串级装置：试验电压超过试验电压超过750kV时，可用几台试验变串接起来。时，可用几台试验变串接起来。方法是将高压绕组串联起来，如自耦式联接，高一级变方法是将高压绕组串联起来，如自耦式联接，高一级变压器的激磁电流

13、由前一级变压器高压绕组的一部分压器的激磁电流由前一级变压器高压绕组的一部分(累接累接绕组绕组)供给。供给。T1高压绕组高压绕组2的一端和油箱相连接地，另一端通过累接绕组的一端和油箱相连接地，另一端通过累接绕组3给给T2低压绕组低压绕组1供电，供电，T2的油箱与的油箱与T1高压绕组高压绕组2的输出端同为的输出端同为U2，所以，所以T2油箱必须用绝缘支柱油箱必须用绝缘支柱Z与地绝缘起来。由于与地绝缘起来。由于T2低压低压绕组对地电位也抬高到绕组对地电位也抬高到U2，因而，因而T2的内绝缘（高、低压绕组的内绝缘（高、低压绕组及高压对铁芯、油箱间）水平仅需及高压对铁芯、油箱间）水平仅需U2，而不是输出

14、电压，而不是输出电压2U2。虽然虽然T1、T2电压等级相同，电压等级相同，但容量和高压绕组结构不同但容量和高压绕组结构不同，不能互换。，不能互换。T2容量：容量：P2U3I3U2I2；T1容量：容量：P1U1I1U2I2U3I32U2I2 整套串级装置容量为：整套串级装置容量为：PP1P23U2I2 输出容量为：输出容量为：P2U2I2 因而利用率因而利用率PP23 对对n级装置，其容量利用率为级装置，其容量利用率为2(n1)可见，试验变台数越多可见，试验变台数越多越低，因而很少采用越低，因而很少采用n3的方案的方案（二）串联谐振高压发生装置（二）串联谐振高压发生装置对大容量试品如电缆、电容器

15、、发对大容量试品如电缆、电容器、发电机等，试验电源容量较大，采用电机等，试验电源容量较大，采用串联谐振高压发生装置可使试验变串联谐振高压发生装置可使试验变容量和额定电压降低，电源谐波小容量和额定电压降低，电源谐波小、电压波形好。、电压波形好。保护球隙保护球隙F；保护电阻；保护电阻R1、R2三、试验接线三、试验接线输出电压应能在很大范围内均匀调节，低压绕组应由调压器输出电压应能在很大范围内均匀调节，低压绕组应由调压器供电。供电。高压侧电压可用高压静电电压表高压侧电压可用高压静电电压表PV2或测量球隙或测量球隙F测量。测量。使用使用F时，将其放电电压整定到试验电压的时，将其放电电压整定到试验电压的

16、1.1倍。倍。型式：型式：自耦，移圈式、接触式，感应调压，电动发电机组自耦，移圈式、接触式，感应调压，电动发电机组 特点：特点：自耦调压器的漏抗小、波畸变小、容量有限，升自耦调压器的漏抗小、波畸变小、容量有限，升压不均匀；压不均匀；移圈式调压器的漏抗大、波形畸变大；容量大、调移圈式调压器的漏抗大、波形畸变大；容量大、调压均匀；压均匀；对调压器的要求：对调压器的要求：从从0开始、均匀调压、输出标准正弦波、正负半波相同开始、均匀调压、输出标准正弦波、正负半波相同四、工频耐压试验电压及判断标准四、工频耐压试验电压及判断标准工频耐压试验值需要满足内过电压的要求，按照电气设备在工频耐压试验值需要满足内过

17、电压的要求，按照电气设备在运行中可能遇到的各种过电压和长期运行工作电压来决定，运行中可能遇到的各种过电压和长期运行工作电压来决定，此值此值 也称为电气设备的绝缘水平。也称为电气设备的绝缘水平。国标规定：在设备绝缘上加工频试验电压国标规定：在设备绝缘上加工频试验电压1min，不发生闪，不发生闪络或击穿现象，认为设备合格，否则不合格。络或击穿现象，认为设备合格，否则不合格。10kV变压器：出厂试验变压器：出厂试验35kV，预试，预试30kV；35kV变压器：出厂试验变压器：出厂试验85kV，预试，预试72kV 发电机：出厂试验发电机：出厂试验=2Un3kV；预试：预试：1.31.5Un接触调压式属

18、自耦式，电刷（银铜合金）沿绕组绕向螺旋式接触调压式属自耦式，电刷（银铜合金）沿绕组绕向螺旋式升降，波形畸变小，容量大、调压均匀，可从零开始。升降，波形畸变小，容量大、调压均匀，可从零开始。五、工频高压的测量五、工频高压的测量1、低压侧测量、低压侧测量 电容效应（容升现象）电容效应（容升现象）的影响使测量结果不准。的影响使测量结果不准。容升现象容升现象：由于试品容性电流在回路漏抗上的压降，使得：由于试品容性电流在回路漏抗上的压降，使得试品上的电压高于试验变二次侧电压的现象。试品上的电压高于试验变二次侧电压的现象。URLXCCUCIULCXIRICCU工频耐压试验的等值电路及相量图工频耐压试验的等

19、值电路及相量图(a)等值电路 等值电路(b)相相量图量图由于电容效应的影响，由于电容效应的影响，试品上的工频试品上的工频高压一般要求在高高压一般要求在高压侧直接测量。压侧直接测量。防止措施：防止措施：2、高压侧测量：、高压侧测量：(1)直接测量：高压静电电压表、电容分压器配低压仪表、直接测量：高压静电电压表、电容分压器配低压仪表、PT、高压电容器和整流装置串联。、高压电容器和整流装置串联。(2)间接测量：球隙（要校正），适用于户内实验室间接测量：球隙（要校正），适用于户内实验室六、注意问题六、注意问题1、从零升压，在、从零升压，在40电压前可均匀快速升压，之后以每秒电压前可均匀快速升压，之后以每秒3试验电压的速度升至试验电压的速度升至100试验电压；试验时间到后迅试验电压；试验时间到后迅速降压、断电。速降压、断电。2、带绕组的试品不能端头悬空，必须短接；非被试绕组首、带绕组的试品不能端头悬空，必须短接；非被试绕组首尾短接后接地。尾短接后接地。3、根据现场大气条件换算试验电压值。、根据现场大气条件换算试验电压值。4-11、4-13、4-18