《TC163-高電壓試驗(yàn)技術(shù)課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《TC163-高電壓試驗(yàn)技術(shù)課件.ppt（86頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、高電壓技術(shù),崔 東,高電壓試驗(yàn)技術(shù)系列標(biāo)準(zhǔn),內(nèi)容提要,1 高電壓試驗(yàn)技術(shù),1 高電壓試驗(yàn)技術(shù),1 高電壓試驗(yàn)技術(shù),一、高電壓試驗(yàn)技術(shù),1 高電壓試驗(yàn)技術(shù),1 高電壓試驗(yàn)技術(shù),1 高電壓試驗(yàn)技術(shù),1 高電壓試驗(yàn)技術(shù),GB/T 16927高電壓和大電流試驗(yàn)技術(shù)已經(jīng)發(fā)布以下部分：,2 系列標(biāo)準(zhǔn),高電壓試驗(yàn)技術(shù) 第1部分：一般定義及試驗(yàn)要求,規(guī)定了所用的術(shù)語(yǔ)，對(duì)試驗(yàn)程序和試品的一般要求，試驗(yàn)電壓和電流的產(chǎn)生、試驗(yàn)程序、試驗(yàn)結(jié)果的處理方法和試驗(yàn)是否合格的判據(jù)。適用于最高電壓Um為 l kV以上設(shè)備的下列試驗(yàn):直流電壓絕緣試驗(yàn);交流電壓絕緣試驗(yàn);沖擊電壓絕緣試驗(yàn);以上電壓的聯(lián)合和合成試驗(yàn)。,2.1 GB/

2、T 16927.1,高電壓試驗(yàn)技術(shù) 第2部分：測(cè)量系統(tǒng),適用于在實(shí)驗(yàn)室和工廠試驗(yàn)中用于測(cè)量GB/T 16927.1 規(guī)定的直流電壓、交流電壓、雷電和操作沖擊電壓的測(cè)量系統(tǒng)及其組件。包含以下內(nèi)容：定義所使用的術(shù)語(yǔ)；給出高壓測(cè)量不確定度的估算方法；規(guī)定測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足的要求；給出測(cè)量系統(tǒng)的認(rèn)可方法及其組件的校核方法；給出測(cè)量系統(tǒng)滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求的程序，包括測(cè)量不確定度的限值。,2.2 GB/T 16927.2,高電壓試驗(yàn)技術(shù) 第3部分：現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的定義和要求,適用于下列電壓的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和運(yùn)行狀態(tài)下的試驗(yàn)，且與GB/T 16927.1有關(guān)：直流電壓；交流電壓；非振蕩或振蕩型雷電沖擊電壓；非振蕩或振蕩型操作沖

3、擊電壓。,2.3 GB/T 16927.3,術(shù)語(yǔ)和定義,3 GB/T 16927.1 標(biāo)準(zhǔn)介紹,3.1 術(shù)語(yǔ)和定義,術(shù)語(yǔ)和定義,對(duì)試驗(yàn)程序的一般要求特定試品的試驗(yàn)程序，例如試驗(yàn)電壓、使用的極性、用兩種極性試驗(yàn)時(shí)極性的順序、加壓次數(shù)和加壓時(shí)間間隔應(yīng)在有關(guān)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定。規(guī)定時(shí)需考慮以下因素：試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度；被觀測(cè)現(xiàn)象的隨機(jī)性；被測(cè)特性與極性的關(guān)系；重復(fù)施加電壓引起絕緣逐漸劣化的可能性。試品應(yīng)裝上對(duì)絕緣有影響的所有部件，并按有關(guān)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法進(jìn)行處理。試驗(yàn)時(shí)，試品應(yīng)盡可能地適應(yīng)試驗(yàn)區(qū)域環(huán)境大氣條件（試品表面溫度與周?chē)h(huán)境溫度），應(yīng)當(dāng)記錄到達(dá)平衡的時(shí)間。,3.2 一般要求,干試驗(yàn)時(shí)試品的布置試

4、品的破壞性放電特性可能受到其總體布置的影響：鄰近效應(yīng)（與其它帶電或接地裝置間的距離）；離地面的高度，試品應(yīng)模擬實(shí)際產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的高度；高壓引線(xiàn)的布置等。,3.2 一般要求,干燥狀態(tài)試驗(yàn)（干試驗(yàn)）時(shí)的大氣條件修正標(biāo)準(zhǔn)參考大氣條件是：溫度 t0 = 20 ；絕對(duì)壓力 p0 = 101.3 kPa；絕對(duì)濕度 h0 = 11 g/m3。,3.2 一般要求,大氣修正因數(shù)外絕緣破壞性放電電壓與試驗(yàn)時(shí)的大氣條件有關(guān)。通常，給定空氣放電路徑的破壞性放電電壓隨著空氣密度或濕度的增加而升高；但當(dāng)相對(duì)濕度大于80時(shí)，破壞性放電會(huì)變得不規(guī)則，特別是當(dāng)破壞性放電發(fā)生在絕緣表面時(shí)。破壞性放電電壓值正比于大氣修正因數(shù)Kt。

5、Kt是下列兩個(gè)因數(shù)的乘積：空氣密度修正因數(shù)k1；濕度修正因數(shù)k2。,3.2 一般要求,內(nèi)絕緣和外絕緣試驗(yàn)有沖突時(shí)的要求當(dāng)耐受水平是標(biāo)準(zhǔn)參考大氣條件下的規(guī)定值時(shí)，由于試驗(yàn)室所處大氣條件與標(biāo)準(zhǔn)參考大氣條件的差異，會(huì)出現(xiàn)使用了大氣修正因數(shù)后導(dǎo)致內(nèi)絕緣的耐受水平明顯高于外絕緣的耐受水平的情況。此時(shí)，必須采取措施加強(qiáng)外絕緣的耐受水平，以使得能對(duì)內(nèi)絕緣施加正確的試驗(yàn)電壓。對(duì)于外絕緣試驗(yàn)電壓高于內(nèi)絕緣耐受電壓的情況。只有當(dāng)內(nèi)絕緣具有較大設(shè)計(jì)裕度時(shí)才能正確地試驗(yàn)外絕緣,3.2 一般要求,外絕緣的試驗(yàn)電壓高于內(nèi)絕緣的試驗(yàn)電壓（大氣校正因數(shù)1.05）當(dāng)內(nèi)絕緣的設(shè)計(jì)裕度大時(shí)，才能對(duì)外絕緣進(jìn)行正確的試驗(yàn)。外絕緣的試驗(yàn)

6、電壓低于內(nèi)絕緣的試驗(yàn)電壓（大氣校正因數(shù)0.95）當(dāng)外絕緣設(shè)計(jì)裕量大時(shí)，才能對(duì)內(nèi)絕緣進(jìn)行正確的試驗(yàn),3.2 一般要求,標(biāo)準(zhǔn)濕試驗(yàn)程序濕試驗(yàn)程序的目的是模擬自然雨對(duì)外絕緣的影響。建議對(duì)所有類(lèi)型的設(shè)備進(jìn)行所有類(lèi)型的電壓試驗(yàn)。應(yīng)該用規(guī)定的電阻率和溫度的水（見(jiàn)表2）噴射試品，落到試品上的水應(yīng)成滴狀（避免霧狀），并控制噴射角度使其垂直和水平分量大致相等。1）對(duì)于高度小于1 m的試品，量雨器要在靠近試品的地方，但要避免試品上濺出雨滴。測(cè)量時(shí)，應(yīng)緩慢地在足夠大的區(qū)域內(nèi)移動(dòng)并求其雨量的平均值。為避免個(gè)別噴嘴噴射不均勻的影響，測(cè)量的寬度應(yīng)等于試品寬度，最大高度為l m；對(duì)于高度在(13) m之間的試品。應(yīng)在試品頂

7、部、中部和底部分別進(jìn)行測(cè)量，每一測(cè)量區(qū)域僅涵蓋試品高度的三分之一；對(duì)于高度超過(guò)3 m的試品，測(cè)量段的數(shù)目應(yīng)增加至覆蓋試品的整個(gè)高度，但不應(yīng)重疊;對(duì)高度超過(guò)8 m的試品, 測(cè)量段數(shù)不少于5段。2）,3.2 一般要求,標(biāo)準(zhǔn)濕試驗(yàn)程序淋雨裝置應(yīng)能調(diào)整以便在試品上產(chǎn)生表 2中規(guī)定的在允許容差內(nèi)的淋雨條件。試品應(yīng)按規(guī)定條件在規(guī)定的容差范圍內(nèi)至少不間斷預(yù)淋15 min，預(yù)淋時(shí)間不包括為調(diào)整噴水需要的時(shí)間。開(kāi)始時(shí)也可以用自來(lái)水預(yù)淋l5 min，接著在試驗(yàn)開(kāi)始前需用規(guī)定條件的水連續(xù)預(yù)淋至少2 min。雨水條件應(yīng)在試驗(yàn)開(kāi)始前進(jìn)行測(cè)量。交流電壓濕試驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間為 60 s。如果沒(méi)有其它規(guī)定，一般交流和直流電壓濕耐

8、受試驗(yàn)時(shí)，允許閃絡(luò)一次，但在重復(fù)試驗(yàn)時(shí)不得再發(fā)生閃絡(luò)。,3.2 一般要求,直流電壓的產(chǎn)生直流電壓一般由直流電壓發(fā)生器產(chǎn)生。衡量直流高壓試驗(yàn)設(shè)備的基本技術(shù)參數(shù)有三個(gè)：-輸出的額定直流電壓（算術(shù)平均值）Ud；-額定輸出電流Id；-電壓紋波因數(shù)U（小于3%）。,3.3 直流電壓試驗(yàn),基本的整流回路,半波整流回路(各元件作用、工作電壓) R：限流電阻 D：整流硅堆 C：濾波電容,3.3 直流電壓試驗(yàn),三個(gè)基本參數(shù),額定直流電壓(平均值) 額定直流電流(平均值) 電壓紋波因數(shù),3.3 直流電壓試驗(yàn),倍壓整流回路,3.3 直流電壓試驗(yàn),n級(jí)串級(jí)回路,3.3 直流電壓試驗(yàn),試驗(yàn)要求,波形要求加在試品上的試驗(yàn)

9、電壓應(yīng)是紋波因數(shù)小于3%的直流電壓。容差要求如果試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間不超過(guò)60s，在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中試驗(yàn)電壓測(cè)量值應(yīng)保持在規(guī)定電壓值的1%以?xún)?nèi)；當(dāng)試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間超過(guò)60s，在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中試驗(yàn)電壓的測(cè)量值則可保持在規(guī)定電壓值的3%以?xún)?nèi)。,3.3 直流電壓試驗(yàn),3.3 直流電壓試驗(yàn),棒間隙,棒棒類(lèi)似于球間隙。球間隙的問(wèn)題：測(cè)量直流高壓時(shí)，球隙放電的分散性較大，其不確定度超過(guò)了3，達(dá)到5。在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下：,圖610 測(cè)量直流電壓的垂直棒間隙布置方式,3.3 直流電壓試驗(yàn),圖 測(cè)量直流電壓的水平棒間隙布置方式,棒間隙,6.2 直流高壓的測(cè)量,3.3 直流電壓試驗(yàn),靜電電壓表,3.3 直流電壓試驗(yàn),靜電電壓表測(cè)

10、量特點(diǎn),由于電容很小，一般為550pF，電極間靠大氣絕緣，因此吸收功率很小，不會(huì)引起被測(cè)電壓的變化。可用于直流、工頻，用于高頻時(shí)，需考慮功率吸收。刻度非線(xiàn)性。,高阻分壓器,圖 電阻分壓器,通過(guò)分壓器的電流一般要限制在毫安級(jí)（如1mA），故高壓臂一般按12M/kV配置。,為保證分壓比的穩(wěn)定，應(yīng)保證分壓器電阻數(shù)值穩(wěn)定，需要選用溫度系數(shù)低的電阻器，如金屬膜電阻。,3.3 直流電壓試驗(yàn),高阻分壓器,高壓端屏蔽,分段屏蔽,屏蔽,3.3 直流電壓試驗(yàn),高阻值電阻或電阻分壓器,主要影響因素: 耐受距離-沿面閃絡(luò) 吸收功率-穩(wěn)定電壓 阻值穩(wěn)定-測(cè)量誤差 電暈放電-測(cè)量誤差 泄漏電流-測(cè)量誤差 分布參數(shù)-相位變

11、化,3.3 直流電壓試驗(yàn),試驗(yàn)程序,對(duì)試品施加電壓時(shí)應(yīng)從足夠低的數(shù)值開(kāi)始，以防止瞬變過(guò)程引起的過(guò)電壓的影響;然后應(yīng)緩慢地升高電壓，以便能在儀表上準(zhǔn)確讀數(shù)，但也不應(yīng)太慢，以免試品在接近試驗(yàn)電壓U時(shí)耐壓的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。如果當(dāng)電壓高于75U時(shí)以2U/s的速率上升，通常能滿(mǎn)足上述要求。將試驗(yàn)電壓值保持規(guī)定的時(shí)間后，通過(guò)適當(dāng)?shù)碾娮枋够芈冯娙荩òㄔ嚻冯娙荩┓烹妬?lái)降低電壓。耐受電壓的持續(xù)時(shí)間應(yīng)由有關(guān)技術(shù)委員會(huì)根據(jù)試品的電阻和電容決定的達(dá)到穩(wěn)態(tài)電壓分布的時(shí)間來(lái)確定。若有關(guān)技術(shù)委員會(huì)沒(méi)有規(guī)定，則耐受電壓試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間為60 s。如果試品上沒(méi)有破壞性放電發(fā)生，則滿(mǎn)足耐受試驗(yàn)要求。,3.3 直流電壓試驗(yàn),交流電壓的產(chǎn)生

12、圖為試驗(yàn)變壓器產(chǎn)生交流電壓的典型試驗(yàn)回路。目前，單臺(tái)試驗(yàn)變壓器額定電壓最高為750kV。若要產(chǎn)生更高的交流電壓，則可將幾臺(tái)變壓器串聯(lián)起來(lái)，常見(jiàn)的稱(chēng)為自耦式串級(jí)變壓器。下圖為在西高所高壓大廳的2250kV（3臺(tái)750kV串聯(lián)）試驗(yàn)變壓器。,3.4 交流電壓試驗(yàn),單級(jí)試驗(yàn)變壓器,3.4 交流電壓試驗(yàn),串級(jí)試驗(yàn)變壓器,3.4 交流電壓試驗(yàn),試驗(yàn)回路的電壓應(yīng)足夠穩(wěn)定。不致受泄漏電流變化的影響。試品上非破壞性放電不應(yīng)使試驗(yàn)電壓降低過(guò)多及維持時(shí)間過(guò)長(zhǎng)以致明顯影響試品上破壞性放電電壓的測(cè)量值。在非破壞性放電的情況下，除有關(guān)技術(shù)委員會(huì)另有規(guī)定外，只要表明試驗(yàn)電壓值在相應(yīng)放電發(fā)生后的幾個(gè)周期時(shí)間內(nèi)變化不超過(guò)5，

13、并且非破壞性放電期間瞬時(shí)電壓降不超過(guò)電壓峰值的20，則認(rèn)為耐壓試驗(yàn)通過(guò)。試驗(yàn)回路的特性必須滿(mǎn)足上述要求，它與試驗(yàn)類(lèi)型(干試驗(yàn)、濕試驗(yàn))、試驗(yàn)電壓水平和試品性能有關(guān)。,對(duì)試驗(yàn)的要求,3.4 交流電壓試驗(yàn),對(duì)試驗(yàn)電壓的要求,電壓波形試驗(yàn)電壓一般應(yīng)是頻率為45-55Hz的交流電壓，通常稱(chēng)為工頻試驗(yàn)電壓。有時(shí)，可能要求頻率低于或高于這一范圍。試驗(yàn)電壓的波形為兩個(gè)半波相同的近似正弦波，且峰值和方均根（有效）值之比應(yīng)在20.05以?xún)?nèi)。容差如果沒(méi)特別規(guī)定，在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，試驗(yàn)電壓的測(cè)量值應(yīng)保持在規(guī)定值的1%以?xún)?nèi)；當(dāng)試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間超過(guò)60s時(shí)，在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中試驗(yàn)電壓的測(cè)量值可保持在規(guī)定值的3%以?xún)?nèi)。,3.4

14、 交流電壓試驗(yàn),交流電壓試驗(yàn)程序,耐受電壓試驗(yàn)對(duì)試品施加電壓時(shí)，應(yīng)當(dāng)從足夠低的數(shù)值開(kāi)始，以防止操作瞬變過(guò)程而引起的過(guò)電壓的影響。然后應(yīng)緩慢地升高電壓，以便能在儀表上準(zhǔn)確讀數(shù)，但也不能升得太慢，以免造成在接近試驗(yàn)電壓U時(shí)耐壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。若試驗(yàn)電壓值從達(dá)到75%U起，以2%U/s的速率升壓，一般可滿(mǎn)足上述要求。試驗(yàn)電壓應(yīng)保持規(guī)定時(shí)間，然后迅速降壓，但不得突然切斷，以免可能出現(xiàn)瞬變過(guò)程而導(dǎo)致故障或造成不正確的試驗(yàn)結(jié)果。加壓時(shí)間一般為60s，稱(chēng)為短時(shí)工頻耐受試驗(yàn)；其它時(shí)間由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如5min（SF6氣體絕緣零表壓試驗(yàn)），15min（污穢試驗(yàn)）等。若試品在規(guī)定的耐壓時(shí)間內(nèi)無(wú)破壞性放電發(fā)生，則認(rèn)為通過(guò)

15、了試驗(yàn)。,3.4 交流電壓試驗(yàn),在電力系統(tǒng)中，通常用（PT低壓測(cè)量?jī)x表）監(jiān)視電壓。在高壓實(shí)驗(yàn)室中，電壓很高，電網(wǎng)用的PT不再適用。實(shí)驗(yàn)室常用測(cè)量高壓的方法：球隙法靜電電壓表分壓器（電容式、電阻式）,直接測(cè)量法,轉(zhuǎn)換測(cè)量法,3.4 交流電壓試驗(yàn),3.4 交流電壓試驗(yàn),球間隙,理論依據(jù)：均勻電場(chǎng)中，氣體擊穿電壓與間隙距離有穩(wěn)定的關(guān)系。為了減小測(cè)量結(jié)果不確定度，間隙距離與球直徑之比不大于0.5。,球隙放電電壓是被測(cè)交流電壓的峰值。,球間隙易于加工安裝，放電時(shí)電極燒蝕輕微，放電重復(fù)性好。此外，球間隙的伏秒特性較平，對(duì)測(cè)量雷電沖擊電壓有利,理論依據(jù)：試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，用球隙測(cè)量交流電壓峰值時(shí)（放電發(fā)生在峰值

16、到達(dá)時(shí)），不確定度不大于3,3.4 交流電壓試驗(yàn),球間隙,球隙放電電壓是被測(cè)交流電壓的峰值。,測(cè)量方法：每次放電必須跳閘，放電可能產(chǎn)生震蕩，可能引起過(guò)電壓較低的電壓（直到8085）放電，作出高壓低壓對(duì)應(yīng)曲線(xiàn)由校正曲線(xiàn)外推加大球隙距離（1.11.15倍），作保護(hù)球隙無(wú)法再測(cè)試過(guò)程中直接監(jiān)測(cè)被測(cè)電壓測(cè)試不方便，主要用于校訂別的測(cè)量?jī)x器。,3.4 交流電壓試驗(yàn),球隙法的注意點(diǎn)：（1）周?chē)矬w的影響,球間隙,3.4 交流電壓試驗(yàn),球隙法的注意點(diǎn)：（2）照射,球間隙,總放電時(shí)間tbtbt1 + ts + tf（統(tǒng)計(jì)性）放電時(shí)延tlagtlag= ts + tf （統(tǒng)計(jì)性）,間隙距離越短，電場(chǎng)越均勻，tf越小，tstf ，放電時(shí)延主要取決于統(tǒng)計(jì)時(shí)延ts 提高外施電壓人工光源照射,當(dāng)被測(cè)電壓50kV時(shí)或者D12.5cm時(shí)，均須照射。,3.4 交流電壓試驗(yàn),球間隙,球隙法的注意點(diǎn)：（3）保護(hù)電阻,減輕球隙放電時(shí)放電火花對(duì)球表面的燒蝕，保護(hù)電阻一般取100k1M,球表面光滑,3.4 交流電壓試驗(yàn),電容分壓器,分壓器法,（a）串聯(lián)高阻抗（b）分壓器圖64 高阻抗配合低壓儀表,對(duì)分壓器的基本要求：不影響被測(cè)