交流耐压试验的目的和意义

2023-06-27 理论教育版权反馈

【摘要】：为了保证绝缘结构能够耐受上述四种电压的作用，绝缘结构必须经受冲击波耐压试验以及工频耐压试验的考验，并要求有足够的裕度。应指出，交流耐压试验必须经过非破坏性试验合格之后才可进行。如果在非破坏性试验已发现绝缘缺陷，则应设法消除，并重新试验合格后才能进行交流耐压试验，以免造成不必要的损坏。

电气设备的绝缘结构在运行中可能受到以下四种电压作用：

（1）工频最高工作电压电气设备的绝缘结构在其整个运行过程中，必须能够长期连续地承受工频最高工作电压，通常称之为系统最高运行电压，一般为额定电压的1.15倍。

（2）暂态过电压它包括习惯上所指的工频电压升高和谐振过电压。工频电压升高起因于空载线路的电容效应、甩负载和不对称接地。当突然甩负载后，由于电源只带一条空载的输电线路，而输电线路的对地容抗可用X_c表示，这样流过电源内阻的电流就突变为容性电流，这个电流流过系统中的感抗就造成了电压升高。因为这个升高了的电压仍接近于50Hz交流电压，故称为工频电压升高。在近代的继电保护条件下，其作用时间约为几十毫秒至1s。与长期施加的交流电压一样，它对电气设备内绝缘老化及电力系统的绝缘结构影响很大。谐振过电压起因于含铁心的非线性电感元件所引起的铁磁效应或谐振，其幅值较高，持续时间较长，其频率可以是工频基波，也可以是高次或分次谐波。

（3）操作过电压它是由于电力系统中的断路器动作所产生的。例如，切断、闭合空载长线路，切断空载变压器等。这种过电压的波形很不规则，情况不同时变化很大，可以是衰减振荡波或是非周期性电压的冲击波，一般在1ms之内电压达到最大值。电力系统中的操作过电压与系统电压有关，而且系统电压越高倍数越小，6～35kV系统约为5～4倍。

（4）雷电过电压（或外部过电压、大气过电压）它是由于雷云放电产生的，幅值很高，作用时间约几到几十微秒。目前，我国对于雷电过电压的试验标准电压波规定为1.2/50μs的全波。雷电过电压往往造成电气设备的绝缘破坏，为保证电力系统的安全运行，对雷电过电压必须采取预防措施，如安装避雷针、避雷线、避雷器等。

为了保证绝缘结构能够耐受上述四种电压的作用，绝缘结构必须经受冲击波耐压试验以及工频耐压试验的考验，并要求有足够的裕度。

在电力系统预防性试验中，虽然对电力设备进行了一系列非破坏性试验，如绝缘电阻及吸收比试验、直流泄漏电流试验等，能发现很多绝缘缺陷，但因这些试验电压一般较低，所以往往对某些缺陷，特别是局部缺陷还不能检查出来，而这些局部缺陷在运行中可能会逐渐发展为影响安全运行的严重隐患，在过电压情况下使设备失去绝缘性能而引发事故。因此为了更灵敏有效地查出某些局部缺陷及考验被试品绝缘结构承受各种过电压的能力，必须对被试品进行交流耐压试验。

交流耐压试验的电压远高于设备正常运行电压，其波形、频率与实际运行情况相吻合，因而是鉴定电气设备绝缘强度的最严格、最有效和最直接的试验方法，它对判断电气设备能否继续投入运行具有决定性的意义，也是保证设备绝缘水平、避免发生绝缘事故的重要手段。应指出，交流耐压试验必须经过非破坏性试验合格之后才可进行。如果在非破坏性试验已发现绝缘缺陷，则应设法消除，并重新试验合格后才能进行交流耐压试验，以免造成不必要的损坏。

对于固体有机绝缘结构来说，交流耐压试验会使原来存在的绝缘缺陷进一步发展，使绝缘强度进一步降低，虽在耐压试验时不至于击穿，但形成了绝缘结构内部劣化的积累效应、创伤效应。这种情况是我们应当避免的。因此必须正确地选择试验电压标准和耐压时间：试验电压越高，发现绝缘缺陷的有效性越高，但被试品被击穿的可能性也越大，积累效应也越严重；反之，试验电压低，发现缺陷的有效性降低，使设备在运行中击穿的可能性增加。《规程》根据各种设备的绝缘材料和可能遭受的过电压倍数，规定了相应的试验电压标准。

绝缘的击穿电压值不仅与试验电压的幅值有关，还与加压的持续时间有关。这一点对有机绝缘特别明显，其击穿电压随加压时间的增加而逐渐下降。如果没有特殊说明，一般均规定工频耐压时间为1min。一方面是为了便于观察被试品情况，使有缺陷的绝缘结构来得及暴露，因为固体绝缘发生热击穿需要一定的时间；另一方面，又不会因时间过长而引起不应有的绝缘伤害。

交流耐压试验一般有以下三种加压方法：

（1）工频耐压试验即给被试品施加工频电压，以检验被试品对工频电压升高的绝缘承受能力。这种加压方法是鉴定被试品绝缘强度的最有效和最直接的试验方法，也是经常采用的试验方法之一。

（2）感应耐压试验即对某些被试品，如变压器、电磁式电压互感器等，采用从二次侧加压而使一次侧得到高压的试验方法来检查被试品绝缘。这种加压方法不仅可以检查被试品的主绝缘（指绕组对地、相间和不同电压等级绕组间的绝缘），而且还对变压器、电压互感器的纵绝缘（同一绕组层间、匝间及段间绝缘）也进行了考验。通常的工频耐压试验只是考验了主绝缘，却没有考验纵绝缘，因此要做感应耐压试验。感应耐压试验又分为工频感应耐压试验及倍频（100～400Hz）感应耐压试验两种。对变压器进行倍频感应耐压试验时，通常在低压绕组上施加100～200Hz的频率、2倍于额定电压的试验电压，其他绕组开路。因为变压器在工频额定电压下，铁心伏安特性曲线已接近饱和部分，若在被试品一侧施加大于或等于2倍额定电压的电压，则空载电流会急剧增加，达到不能允许的程度。为了施加2倍的额定电压又不使铁心磁通饱和，多采用增加频率的方法，即倍频耐压方法。

（3）冲击电压试验主要用于考验被试品在操作波过电压和大气过电压下绝缘的承受能力。冲击电压试验又分为操作波冲击电压试验和雷电冲击电压试验两种。

交流耐压试验的目的和意义

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