330500kv的电工设备需用操作冲击试验检验操作过电压下的绝缘性能。长时间工频耐压试验是针对电工设备内绝缘劣化和外绝缘污秽的情况而进行的一种试验检验。 绝缘耐压试验标准在各个国家都有具体规定。中国国家标准GB311.1-83规定了
3500kv输变电设备的基准绝缘水平3500kv输变电设备雷电冲击耐受电压一分钟工频耐受电压以及330500kv输变电设备操作冲击耐受电压。电工设备制造部门和电力系统运行部门在选择耐压试验的项目和试验电压值时都应符合国家标准的规定。 工频耐压试验 用于检验和评定电工设备绝缘耐受工频电压的能力。试验电压应是正弦波的频率应与电力系统频率相同。通常规定用一分钟耐压试验来检验绝缘的短时耐压能力用长时间耐压试验来检验绝缘内部的渐进性劣化如局部放电的破坏和介质损耗及泄漏电流引起的热破坏等。户外电力设备的外绝缘受大气环境因?氐挠跋斐霰砻娓稍镒刺碌墓て的脱故匝橥饣挂鋈斯つＤ獯笃肪橙缡⑽圩刺碌哪脱故匝椤?交流正弦电压可以用峰值或有效值来表示。峰值与有效值之比为匇。试验中实际施加的试验电压的波形和频率难免与标准规定有偏差。中国国家标准GB311.3-83规定试验电压的频率范围应是4555Hz试验电压的波形应接近正弦波其条件为正负两个半波应完全一样其峰值和有效值之比等于±0.07。一般所谓试验电压值是指有效值就是其峰值除以。 试验所用电源由高压试验变压器和调压装置组成。试验变压器的原理与一般电力变压器的相同它的额定输出电压应满足试验要求并留有余地试验变压器的输出电压应足够稳定不因预放电电流在电源内阻上的压降而使输出电压明显波动以免测量困难甚至影响放电过程。因此试验电源要有足够的容量内部阻抗应尽可能小。一般都以在试验电压下能输出多大短路电流来规定对试验变压器容量的要求。例如对于固体、液体或两者组合的绝缘小样品在干燥状态下的试验要求设备短路电流为0.1A对于自恢复绝缘绝缘子、隔离开关等在干燥状态下的试验要求设备短路电流不小于0.1A做外绝缘人工雨试验要求设备短路电流不小于0.5A对外形尺寸较
大的试品的试验要求设备短路电流为1A。一般说来额定电压较低的试验变压器多采取0.1A制即允许变压器高压线圈中持续流过0.1A如50kV试验变压器的容量定为5kVA100kV试验变压器容量为10kVA。额定电压较高的试验变压器多采取1A制即允许变压器高压线圈中持续流过1A如250kV试验变压器容量为250kVA500kV试验变压器容量为500kVA因为较高电压的被试设备的外形尺寸较大设备等效电容也较大需要试验电源提供更多的负荷电流。单台试验变压器的额定电压过高制造时会在技术上和经济上引起一些困难。中国单台试验变压器的最高电压为750kV世界上单台试验变压器的电压超过750kV的也很少。为了满足超高压和特高压电力设备交流电压试验的需要通常用几台试验变压器串接来获得高电压如3台750kV试验变压器串接获得2250kV试验电压这就叫做串接试验变压器。变压器串接时的内部阻抗增加很快大大超过几台阻抗的代数和因此常把串接台数限制在3台。试验变压器还可以并接来提高输出电流或接成△或Y型作三相运行。 为了对具有大静电电容量的试品如电容器、电缆和大容量发电机做工频耐压试验要求电源装置既是高电压又是大容量。实现这种电源装置会遇到困难一些部门采用了工频高压串联谐振试验设备见交流高压串联谐振试验装置。 雷电冲击耐压试验 通过人工模拟雷电流波形和峰值以检验电工设备绝缘耐受雷电冲击电压的能力。根据雷闪放电的实测结果认为雷电波波形是波头长几微秒、波尾长几十微秒的单极性双指数曲线。大多数雷为负极性。世界各国的国家标准都把标准雷电冲击波标定为视在波头时间T11.2μs又称波头时间视在半波峰值时间T250μs又称波尾时间见图。实际试验装置产生的电压峰值和波形与标准波之间的容许偏差为峰值±3波头时间±30半波峰值时间±20通常把标准雷电波形表示成1.2/50μs。 雷电冲击试验电压由冲击电压发生器产生。冲击电压发生器的多个电容器由并联转串联是通过许多点火球隙实现的即控制点火球隙使它放电时把多个电容器串联起来。受试设备上的电压上升速度和经过峰值后电压下降的快慢可以通过电容电路中的电阻值调节。影响波头的电阻称为波头电阻影响波尾的电阻称为波尾电阻。试验时通过改变波头电阻和波尾电阻的阻值获得标准冲击电压波的预定波头时间和半波峰值时间。改变整流电源输出电压的极性和幅值就可以获得所需要的冲击电压波的极性和峰值。由此可以实现从几十万伏到几百万伏甚至千万伏的冲击电压发生器。中国自己设计安装的冲击电压发生器的最高电压为6000kV。 雷电冲击电压试验 内容包括 4项。①冲击耐电压试验通常用于非自恢复绝缘如变压器、电抗器等的绝缘目的是检验这些设备能否耐受绝缘等级所规定的电压。②50冲击闪络试验通常以自恢复绝缘如绝缘子、空气间隙等为对象目的是要确定闪络概率为50的电压值U。有了这个电压值与闪络值间的标准偏差还可确定其他闪络概率如5的闪络电压值 一般把U作为耐受电压。③击穿试验目的是确定绝缘的实际强度。主要在电工设备制造厂进行。④电压时间曲线试验伏秒曲线试验电压时间曲线是表示施加电压到绝缘破坏或瓷绝缘闪络与时间之间的关系。伏秒曲线V-t曲线 可为考虑变压器等被保护设备与避雷器等保护设备间的绝缘配合提供依据。 除用雷电冲击全波进行试验外有时对变压器、电抗器等有绕组的电工设备还要做截断时间为25μs的截断波试验。截断可发生在波头也可以发生在波尾。这种截断波的产生、测量以及对设备造成的损坏程度的确定等都比较复杂而困难。雷电冲击电压试验由于过程快幅值高对试验和测量的技术要求较高常常规定出详尽的试验程序、方法和标准在进行试验时参阅执行。 操作冲击过电压试验 通过人工模拟电力系统操作冲击过电压
波形检验电工设备绝缘耐受操作冲击电压的能力。电力系统中存在的操作过电压的波形和峰值类型很多与线路参数和系统状态有关。一般情况下是个衰减振荡波频率从几十赫到几千赫其幅值与系统电压有关通常以相电压的若干倍来表示最高可达最大相电压的34倍。操作冲击波比雷电冲击波作用时间长对电力系统绝缘的影响也有所不同。 220kV及以下的电力系统可近似地用短时工频耐压试验来等效地检验设备绝缘在操作过电压下的情况。 330kV及以上的超高压、特高压系统和设备操作过电压对绝缘的影响更大不能再用短时工频电压试验来近似代替操作冲击电压试验。从试验数据看出对2m以上的空气间隙操作放电电压的非线性显著即间隙距离加大时耐受电压增加缓慢甚至还低于短时工频放电电压。所以必须模拟操作冲击电压对绝缘进行试验。 对于长间隙、绝缘子和设备外绝缘模拟操作过电压的试验电压波形有两种。①非周期性指数衰减波与雷电冲击波相似只是波头时间和半峰值时间都比雷电冲击波长许多。国际电工委员会推荐操作冲击电压的标准波形为250/2500μs当标准波形不能满足研究要求时可选用 100/2500μs和 500/2500μs。非周期性指数衰减波也可由冲击电压发生器产生与产生雷电冲击波的原理基本相同只是波头电阻、波尾电阻和充电电阻都要增大许多倍。高压实验室内常用一套冲击电压发生器备有两套电阻既供产生雷电冲击电压又供产生操作冲击电压。按规定所产生的操作冲击电压波形与标准波形间允许偏差为峰值±3波头±20半峰值时间±60。②衰减振荡波要求其第一个半波持续时间为20003000μs而第二个半波的幅值大致要达到第一个半波幅值的80。衰减振荡波是利用电容器对试验变压器低压侧放电而在高压侧感应产生的。此法多用在变电所现场做电力变压器操作波试验利用被试变压器本身来产生试验波形以检验自身的耐压能力。 操作冲击过电压试验的内容包括5项:①操作冲击耐电压试验②50操作冲击闪络试验③击穿试验④电压时间曲线试验伏-秒曲线试验⑤操作冲击电压波头曲线试验。前 4项试验与雷电冲击电压试验中的相应试验要求相同。第 5项试验是操作冲击放电特性所要求的因为长空气间隙在操作冲击波作用下的放电电压会随冲击波头而改变。在某一波头长度如150μs时放电电压最低此波头叫做临界波头。临界波头长度随间隙长度的增长而稍有增长。 直流耐压试验 应用直流电源检验电工设备的绝缘性能。其目的是①确定直流高压电工设备耐受直流电压的能力②由于受交流试验电源容量的限制用直流高电压代替交流高电压对大电容交流设备进行耐压试验。 直流试验电压一般是由交流电源通过整流装置产生实际上是单极性的脉动电压。波峰处有电压极大值U波谷处有电压极小值U。所谓直流试验电压值是指此脉动电压的算术平均值即 显然不希望脉动过大因此规定直流试验电压的脉动系数S不超过3即 直流电压分正、负极性。不同极性对各种绝缘的作用机制有差别。试验中必须规定一种极性一般采用对绝缘性能考验较严重的一种极性进行试验。 通常用单级的半波或全波整流回路来产生直流高电压。由于受电容器和高压硅堆额定电压的限制这种回路一般能输出200300kV。若需要更高的直流电压可采用串级的方法。串级直流电压发生器的输出电压可为电源变压器峰值电压的2n倍n代表串接的级数。这种装置输出电压的电压降和脉动值是串级数、负荷电流和交流电源频率的函数。如串级数过多电流过大会使压降和脉动达到不可容许的程度。这种串级直流电压发生装置能输出电压约20003000kV输出电流仅几十毫安。在做人工环境试验时的预放电电流可达几百毫安甚至1安此时应增设可控硅稳压装置来提高输出电压的质量要求当持续时间为500ms、幅值为500mA的预放电电流脉冲每秒流过一次时引
起的压降不超过5。 在电力系统设备的绝缘预防性试验见绝缘试验中常以直流高压来测量电缆、电容器等的泄漏电流和绝缘电阻同时也做绝缘耐压试验。试验表明当频率在0.150Hz范围内多层介质内部的电压分布基本都按电容分布因而用0.1Hz超低频进行耐压试验可以和工频耐压试验相当这样既避免了采用大容量交流耐压试验设备的困难又能反映受试设备绝缘的状况。目前对电机端部绝缘进行超低频耐压试验认为比工频耐压试验更有效。
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容