交流耐壓試驗(yàn)是對(duì)電氣設(shè)備絕緣外加交流試驗(yàn)電壓，該試驗(yàn)電壓比設(shè)備的額定工作電壓要高，并持續(xù)一定的時(shí)間(一般為1min)。交流耐壓試驗(yàn)是一種符合電氣設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行條件的試驗(yàn)，是避免發(fā)生絕緣事故的一項(xiàng)重要的手段。因此，交流耐壓試驗(yàn)是各項(xiàng)絕緣試驗(yàn)中具有決定性意義的試驗(yàn)。
但是，交流耐壓試驗(yàn)也有缺點(diǎn)，它是一種破壞性的試驗(yàn)；同時(shí)，在試驗(yàn)電壓下會(huì)引起絕緣內(nèi)部的累積效應(yīng)。因此，對(duì)試驗(yàn)電壓值的選擇是十分慎重的，對(duì)于同一設(shè)備的新舊程度和不同的設(shè)備所取的數(shù)值是不同的，在我國(guó)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》中已作了有關(guān)的規(guī)定。
一、交流耐壓試驗(yàn)接線原理
交流耐壓試驗(yàn)的接線，應(yīng)按被試品的要求(電壓、容量)和現(xiàn)有試驗(yàn)設(shè)備條件來(lái)決定。通常試驗(yàn)時(shí)采用是高壓成套設(shè)備(包括高壓試驗(yàn)變壓器及試驗(yàn)變壓器控制箱/臺(tái))。圖1-1中給出交流工頻耐壓試驗(yàn)的接線圖。
圖1-1 交流耐壓試驗(yàn)接線圖
在圖中接于測(cè)量線圈P1、P2的電壓表屬于低壓側(cè)測(cè)量，可以通過(guò)變比換算到高壓側(cè)。而接于C1和C2之間電壓表屬于高壓側(cè)測(cè)量，這是現(xiàn)場(chǎng)常用的方法，它可以避免由于容性電流而使被試設(shè)備端電壓升高所帶來(lái)的影響。
我國(guó)的試驗(yàn)變壓器有各種電壓和容量等級(jí)，各單位在購(gòu)置試驗(yàn)變壓器時(shí)應(yīng)對(duì)本單位的電氣設(shè)備在實(shí)驗(yàn)電壓下的充電進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)充電電流小于試驗(yàn)變壓器的額定輸出電流的原則來(lái)選擇試驗(yàn)變壓器的容量。而充電電流可以用被試物的電容來(lái)估算(I沖=U試驗(yàn)電壓ωCX)，CX可用西林電橋來(lái)測(cè)定。
二、串聯(lián)諧振、并聯(lián)諧振及串并聯(lián)諧振的試驗(yàn)方法
對(duì)于大型發(fā)電機(jī)組、變壓器、GIS、交聯(lián)電纜等大容量較大的試品的交流耐壓試驗(yàn)，需要大容量的試驗(yàn)變壓器、調(diào)壓器以及電源。現(xiàn)場(chǎng)往往難以辦到，即使有試驗(yàn)設(shè)備，也需動(dòng)用大型汽車(chē)、吊車(chē)等，費(fèi)力費(fèi)時(shí)。在此情況下，可根據(jù)具體情況分別采用串聯(lián)諧振、并聯(lián)諧振或串并聯(lián)諧振的方法來(lái)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。串并聯(lián)諧振可通過(guò)調(diào)節(jié)電感來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可通過(guò)調(diào)節(jié)頻率或電容來(lái)實(shí)現(xiàn)。但該試驗(yàn)大多是針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)大電容設(shè)備進(jìn)行的，因而電容是確定的，一般采用調(diào)感或調(diào)頻來(lái)進(jìn)行諧振補(bǔ)償。
1.串聯(lián)補(bǔ)償
當(dāng)試驗(yàn)變壓器的額定電壓小于所需試驗(yàn)電壓，但電流額定量能滿(mǎn)足試品試驗(yàn)電流的情況下，可采用串聯(lián)補(bǔ)償?shù)姆椒ㄟM(jìn)行試驗(yàn)。
串聯(lián)補(bǔ)償?shù)慕泳€如圖1-2所示，其等效電路及向量圖如圖1-3所示。
圖1-2 串聯(lián)補(bǔ)償接線圖
圖1-3 串聯(lián)補(bǔ)償?shù)牡刃щ娐芳跋嗔繄D
補(bǔ)償電抗及試品電容組成串聯(lián)回路。當(dāng)采用可調(diào)式電抗器進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，可調(diào)節(jié)XL，讓其值與XC值相等，此時(shí)回路發(fā)生串聯(lián)諧振，可在試品上產(chǎn)生十倍于試驗(yàn)變壓器輸出電壓的電壓，從而大大降低了試驗(yàn)變壓器的額定電壓和容量。
當(dāng)采用串聯(lián)補(bǔ)償時(shí)，雖然試驗(yàn)變壓器輸出電壓較低，但對(duì)電抗器卻要求有與試品相同的耐壓水平。另一方面，串聯(lián)補(bǔ)償時(shí)，當(dāng)回路達(dá)到XL＝XC，并且回路電阻很小時(shí)，則可能在試品上出現(xiàn)危險(xiǎn)的過(guò)電壓，因此采用串聯(lián)補(bǔ)償，應(yīng)注意避免產(chǎn)生諧振，并且采用補(bǔ)償電抗器 采用空心繞組的，因?yàn)橛需F心的電抗器容易造成非線性的諧振。
當(dāng)試品電壓較高時(shí)，可采用多個(gè)分離電抗器疊加形成補(bǔ)償電抗，當(dāng)采用補(bǔ)償電抗器進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，補(bǔ)償電抗器的調(diào)節(jié)可通過(guò)多臺(tái)小電抗的串聯(lián)、并聯(lián)及改變分接頭位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
利用串聯(lián)諧振做耐壓試驗(yàn)有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①若被試品擊穿，則諧振終止，高壓消失；②擊穿后電流下降，不致于造成被試品擊穿點(diǎn)擴(kuò)大。
2.并聯(lián)諧振(電流諧振)法
當(dāng)試驗(yàn)變壓器的額定電壓能滿(mǎn)足試驗(yàn)電壓的要求，但電流達(dá)不到被試品所需的試驗(yàn)電流時(shí)，可采用并聯(lián)諧振對(duì)電流加以補(bǔ)償，以解決容量不足的問(wèn)題。
其接線圖如圖1-4示，并聯(lián)回路兩支路的感抗和容抗分別為XC和XL，當(dāng)XC＝XL時(shí)，回路產(chǎn)生諧振。這時(shí)雖然兩個(gè)支路的電流都很大，但回路的總電流I≈0，XC上的電壓等于電源電壓。當(dāng)采用可調(diào)式電抗器進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，調(diào)節(jié)補(bǔ)償電抗，使補(bǔ)償電流與試驗(yàn)電流相等，就可使變壓器的輸出電流很小。
圖1-4 并聯(lián)補(bǔ)償接線圖
圖1-5 并聯(lián)補(bǔ)償?shù)刃щ娐芳跋嗔繄D
3.串并聯(lián)諧振法
除了以上的串聯(lián)、并聯(lián)諧振外，當(dāng)試驗(yàn)變壓器的額定電壓和額定電流都不能滿(mǎn)足試驗(yàn)要求時(shí)，可同時(shí)運(yùn)用串、并聯(lián)諧振電路，通常成為串并聯(lián)補(bǔ)償法，其接線如圖1-6所示。對(duì)要求試驗(yàn)電壓高、電容量大的被試品，常采用此接線。
圖1-6 串并聯(lián)補(bǔ)償法接線圖
4.采用串聯(lián)、并聯(lián)諧振和串并聯(lián)諧振法的注意事項(xiàng)
①電源電壓和頻率要求穩(wěn)定，應(yīng)避免用電阻器調(diào)壓；
②回路電阻R1要求足夠的熱容量，并保持穩(wěn)定；
③試驗(yàn)電壓直接在被試品兩端測(cè)量；
④電感線圈應(yīng)滿(mǎn)足電流和絕緣強(qiáng)度的要求；
⑤對(duì)于并聯(lián)諧振法，當(dāng)被試品擊穿而諧振停止時(shí)，試驗(yàn)變壓器有過(guò)流的可能，因此，要求過(guò)流速斷保護(hù)能可靠動(dòng)作；
⑥對(duì)于串聯(lián)諧振法，當(dāng)被試品擊穿時(shí)，回路中的電流減小電壓降低，所以，除了正常的過(guò)流保護(hù)外，還應(yīng)有欠壓保護(hù)措施。
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