讲解高压电气设备试验内容与原理

1.绪论　

随着电力工业的飞速发展，机组参数、系统电压等级逐步提高，电气设备的绝缘强度、系统过电压的限制水平对系统安全经济运行的影响日益突出。据统计，高压电网的各种故障多是由于高压电气设备绝缘的损坏所致，因此了解设备绝缘特性，掌握绝缘状况，不断提高电气设备绝缘水平是电力系统安全经济运行的根本保证。

高压电气设备在运行中必须保持良好的绝缘，为此从设备的制造开始，要进行一系列绝缘测试。这些测试包括：在制造时对原材料的试验、制造过程的中间试验、产品的定性及出厂试验、在使用现场安装后的交接试验、使用中为维护运行而进行的绝缘预防性试验等。其中电气设备的交接试验和预防性试验是两类zui重要的试验，中华人民共和国电力行业标准和国家标准：DL/T596—1996《电力设备预防性试验规程》和GB50150-91《电气设备交接试验标准》详细地介绍了各项试验的内容和标准。

2.绝缘预防性试验

电气设备绝缘预防性试验是保证设备安全运行的重要措施，通过试验，掌握设备绝缘状况，及时发现绝缘内部隐藏的缺陷，并通过检修加以消除，严重者必须予以更换，以免设备在运行中发生绝缘击穿，造成停电或设备损坏等不可挽回的损失。

绝缘预防性试验可分为两大类：一类是非破坏性试验或称绝缘特性试验，是在较低的电压下或用其他不会损坏绝缘的办法来测量的各种特性参数，主要包括测量绝缘电阻、泄漏电流、介质损耗角正切值等，从而判断绝缘内部有无缺陷。实验证明，这类方法是行之有效的，但目前还不能只靠它来可靠的判断绝缘的耐电强度。另一类是破坏性试验或称耐压试验，试验所加电压高于设备的工作电压，对绝缘考验非常严格，特别是揭露那些危险性较大的集中性缺陷，并能保证绝缘有一定的耐电强度，主要包括直流耐压、交流耐压等。耐压试验的缺点是会给绝缘造成一定的损伤。

3.电气设备交接试验

为适应电气装置安装工程和电气设备交接试验的需要，促进电气设备交接试验新技术的推广和应用，国家标准GB50150-91《电气设备交接试验标准》详细地介绍了各项试验的内容和标准。电气设备交接试验除了部分绝缘预防性试验还有其它一些特性试验，例如变压器直流电阻和变比测试、断路器回路电阻测试等。

4.绝缘预防性试验的基本原理

4.1绝缘电阻的测试绝缘电阻的测试是电气设备绝缘测试中应用zui广泛，试验zui方便的项目。绝缘电阻值的大小，能有效地反映绝缘的整体受潮、污秽以及严重过热老化等缺陷。绝缘电阻的测试zui常用的仪表是绝缘电阻测试仪（绝缘电阻测试仪）。

绝缘电阻测试仪（绝缘电阻测试仪）通常有100V、250V、500V、1000V、2500V和5000V等类型。使用绝缘电阻测试仪应按照DL/T596《电力设备预防性试验规程》的有关规定。

4.2泄漏电流的测试

一般直流绝缘电阻测试仪的电压在2.5KV以下，比某些电气设备的工作电压要低得多。如果认为绝缘电阻测试仪的测量电压太低，还可以采用加直流高压来测量电气设备的泄漏电流，常用的测量泄漏电流的设备有高压试验变压器和直流高压发生器等。当设备存在某些缺陷时，高压下的泄漏电流要比低压下的大得多，亦即高压下的绝缘电阻要比低压下的电阻小得多。

测量设备的泄漏电流和绝缘电阻本质上没有多大区别，但是泄漏电流的测量有如下特点：

（1）试验电压比绝缘电阻测试仪高得多，绝缘本身的缺陷容易暴露，能发现一些尚未贯通的集中性缺陷。

（2）通过测量泄漏电流和外加电压的关系有助于分析绝缘的缺陷类型。

（3）泄漏电流测量用的微安表要比绝缘电阻测试仪精度高。

4.3直流耐压试验

直流耐压试验电压较高，对发现绝缘某些局部缺陷具有特殊的作用，可与泄漏电流试验同时进行。

直流耐压试验与交流耐压试验相比，具有试验设备轻便、对绝缘损伤小和易于发现设备的局部缺陷等优点。与交流耐压试验相比，直流耐压试验的主要缺点是由于交、直流下绝缘内部的电压分布不同，直流耐压试验对绝缘的考验不如交流更接近实际。

4.4交流耐压试验　

交流耐压试验对绝缘的考验非常严格,能有效地发现较危险的集中性缺陷。它是鉴定电气设备绝缘强度zui直接的方法，对于判断电气设备能否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。

交流耐压试验有时可能使绝缘中的一些弱点更加发展，因此在试验前必须对试品先进行绝缘电阻、吸收比、泄漏电流和介质损耗等项目的试验，若试验结果合格方能进行交流耐压试验。否则,应及时处理，待各项指标合格后再进行交流耐压试验,以免造成不应有的绝缘损伤。

4.5介质损耗因数tgδ测试

介质损耗因数tgδ是反映绝缘性能的基本指标之一。介质损耗因数tgδ反映绝缘损耗的特征参数，它可以很灵敏地发现电气设备绝缘整体受潮、劣化变质以及小体积设备贯通和未贯通的局部缺陷。

介质损耗因数tgδ与绝缘电阻和泄漏电流的测试相比具有明显的优点，它与试验电压、试品尺寸等因素无关，更便于判断电气设备绝缘变化情况。因此介质损耗因数tgδ为高压电气设备绝缘测试的zui基本的试验之一。

介质损耗因数tgδ可以有效的发现绝缘的下列缺陷：

（1）受潮；（2）穿透性导电通道；（3）绝缘内含气泡的游离，绝缘分层、脱壳；（4）绝缘有脏污、劣化老化等。

附：交流工频耐压测试仪在实际工作中的试验方法及应用

一、适用范围

该试验方法适用于变电站、配电室、电力线路、设备安装等工程的电气绝缘试验。

二、试验工艺

1、试验分类：

（1）非破坏性试验绝缘试验：绝缘电阻、吸收比、极化指数、泄漏电流测试、介质损失角正切。

（2）破坏性试验：交流耐压试验、直流耐压试验。

2、试验方法

1、绝缘电阻、吸收比和极化指数试验。

（1）试验的意义及作用

测量电气设备的绝缘电阻能灵敏地反映绝缘情况，有效到发现设备局部受潮或整体受潮和赃污，以及绝缘击穿和严重过热老化等缺陷。吸收比和极化指数能反映设备受潮程度，是判断设备是否受潮的一个重要指标。

（2）试验仪器选用标准

100V以下电气设备或回路采用250V兆欧表

500V以下至100V电气设备或回路采用500V兆欧表

3000V以下至500V电气设备或回路采用1000V兆欧

10000V以下至3000V电气设备或回路采用2500V兆欧表

10000V以上电气设备或回路采用2500V或5000V兆欧表

（3）试验方法及步骤

根据不同被试品接线测量：“E"接被试品的接地端，“L"接被试品的高压端，“G"接屏蔽端。检查兆欧表，短接“L"端和“E"端其指针指零，开路指针指“∞"时，将高压端用绝缘工具接至被试品，同时记录时间分别读取15s和60s（或1min和10min）时绝缘电阻值。断开兆欧表，对试品短接放电并接地。测量时记录被试设备温度、湿度、气象情况、试验日期及使用仪表。

（4）试验接线及注意问题

测量变压器绕组绝缘电阻时，被测绕组各引线端应短连，非被试绕组短接接地，即规程法。测量发电机绕组绝缘电阻时，试验被试相L端子，非被试相短接接地。发电机绕组的绝缘电阻与温度有很大关系，一般温度上升10℃绝缘电阻下降一半。测试前后都应充分放电，放电时间不小于5min，否则会影响测试效果。测量电力电容器绝缘电阻时，应在测试前后对电容器充分放电2-5min，测量时，在未断开兆欧表引线时，不得停止摇动手柄（或关断数字兆欧表电源）以免损坏兆欧表。

（5）试验注意事项及影响试验因素分析

测量大容量电机和较长电缆的绝缘电阻时，充电电流很大，因而兆欧表开始指示数很小，但并不表示被试品绝缘不良，必须经过较长时间，才能得到正确结果，并要防止被式设备对兆欧表反充电损坏兆欧表。测量吸收比时，避免记录时间带来的误差。屏蔽环装设位置应正确，为了避免表面泄漏的影响，测量时应在绝缘表面加等电位屏蔽环。

兆欧表与被试品间的连线应采用厂家为兆欧表配备的线，而且两根线不能交叉扭绞或拖地，否则会产生测量误差。为便于比较，对同一设备进行测量时应采用同样型号的兆欧表，同样的接线。兆欧表的容量对绝缘电阻、吸收比等测量结果都有一定的影响，在进行试验结果分析比较时应加以注意。

所测的绝缘电阻值及吸收比应符合规程要求，但简单规定绝缘电阻值是不全面的，试验中应将所测量结果与有关数据进行比较。如：同一设备各相间、同类设备间、出厂试验数据、耐压前后数据通过比较分析，更容易发现异常，作到科学地分析判断测试结果及被试物的绝缘状况。

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