工频耐电压试验检测
工频耐电压试验(Power Frequency Withstand Voltage Test),又称交流耐压试验或工频耐压试验,是电气设备出厂检验、型式试验及预防性试验中最核心的高电压试验项目之一。其核心目的是验证电气设备的主绝缘结构(如绕组对地、绕组之间、相间及断口间)在规定的工频交流高压下(通常为50Hz或60Hz)能否承受规定时间的作用而不发生击穿或闪络。该试验模拟设备在运行中可能遭受的长期工频过电压(如系统操作过电压、暂时过电压等),是评价设备绝缘强度、发现绝缘内部集中性缺陷(如开裂、受潮、污秽、气泡、绝缘介质劣化等)最有效、最直接的方法,对保障电力系统安全运行、防止设备在投运或运行中发生绝缘击穿事故具有决定性意义。相较于直流耐压试验,工频耐压试验的电场分布更接近设备实际运行工况,对发现绝缘弱点更为灵敏和可靠。
一、检测项目
工频耐电压试验主要针对以下关键部位或整体进行:
1. 主绝缘对地耐压: 如变压器绕组对铁芯及外壳、电机绕组对机座、电缆芯线对金属屏蔽层/护套、开关设备主回路对地等。
2. 相同绝缘耐压: 如变压器不同相绕组之间、开关设备不同相主回路之间、多芯电缆不同相线芯之间等。
3. 纵向绝缘耐压: 如变压器绕组的层间、匝间(有时采用感应耐压方式)、带有绕组的设备内部不同电压等级绕组之间等。
4. 断口间绝缘耐压: 如断路器、隔离开关、负荷开关在分闸状态下,其动、静触头之间的绝缘强度。
5. 辅助和控制回路绝缘耐压: 通常采用较低的试验电压,验证其二次回路对地及回路间的绝缘水平。
二、检测仪器
进行工频耐电压试验的核心设备是工频高压试验变压器(或其组合系统),辅以必要的测量和控制装置:
1. 工频高压试验变压器: 核心设备,提供满足试验电压等级(可达数百kV)和容量要求(由被试品电容电流决定)的工频交流高压电源。通常为油浸式或充气式(SF6),具有低阻抗、低局放特性。
2. 调压器: 用于平滑调节输入试验变压器的电压,常用自耦调压器或移圈式调压器。
3. 电压测量系统: 精确测量施加的高压值,方法包括:
- 高压分压器(电阻分压或电容分压): 将高压按比例降至低压仪表可测量的范围,配合峰值表、有效值表或示波器读数。
- 高压静电电压表: 直接测量高压,精度高,但量程有限且易受环境影响。
- 试验变压器低压侧(测量绕组)电压折算: 需已知且稳定的变比,精度相对较低,仅作参考。
4. 保护电阻器: 串联在高压输出回路中,用于限制试品闪络或击穿时的短路电流,保护试验变压器和被试设备,并阻尼振荡。
5. 球隙测压器: 用于校准分压器或作为后备保护(设定击穿电压略高于试验电压)。
6. 控制台(箱): 集成调压控制、电压电流指示、计时器、过流保护装置、急停按钮等,实现试验过程的集中控制和保护。
7. 泄漏电流监测仪(可选但推荐): 在试验过程中连续监测流过被试品的电流(主要为电容电流和泄漏电流),有助于发现绝缘缺陷的发展。
8. 局部放电检测仪(重要附加项): 在高电压试验过程中同步监测局部放电量,能更灵敏地发现绝缘内部的潜在缺陷。
三、检测方法
工频耐电压试验的标准流程如下:
1. 试验准备:
- 确认被试设备已与其他带电部分可靠断开并充分放电接地。
- 清除设备表面污秽、湿气,必要时进行干燥处理。
- 短接不应承受高压的元件(如避雷器、互感器二次端子、半导体器件等)。
- 布置试验设备,确保高压引线与接地体、周围物体有足够的安全距离。
- 连接测量系统并校准(如使用球隙)。
- 设置过流保护动作值(一般为额定输出电流的1.1-1.3倍)。
- 确认接地可靠,试验区域设置安全围栏和警示标志,专人监护。
2. 施加电压:
- 从零开始,以缓慢均匀的速度(通常2-3kV/s)升压至规定的试验电压值。
- 在升压过程中(特别是接近试验电压时)及在试验电压下,密切监视电压表、电流表(或泄漏电流仪)读数及被试设备状态,监听异常声响。
3. 持续加压:
- 在规定的试验电压值下,保持规定的时间(通常为1分钟,特殊规定除外)。
- 持续监测电压稳定性和泄漏电流的变化。
4. 降压与放电:
- 时间到后,迅速均匀地将电压降至零(一般通过调压器归零)。
- 断开试验电源,使用专用接地棒将被试设备充分放电并接地。
5. 结果判定:
- 若在试验期间,电压未发生突然下降,泄漏电流稳定无异常增大,且未发生击穿、闪络、异常声响、冒烟、焦味等现象,则判定为通过。
- 若发生上述任一异常情况或试验设备过流保护动作,则判定为不合格。
四、检测标准
工频耐电压试验的试验电压值、持续时间、试验方法和合格判据,严格遵循国家、行业或国际标准的规定。常见且重要的标准包括:
1. 国家标准 (GB):
- GB/T 16927.1-2011 《高电压试验技术 第1部分:一般定义及试验要求》
- GB/T 311.1-2012 《绝缘配合 第1部分:定义、原则和规则》
- GB 50150-2016 《电气装置安装工程 电气设备交接试验标准》 (侧重安装后试验)
- GB/T 1094.3-2017 《电力变压器 第3部分:绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙》
- GB/T 11022-2020 《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》
- GB/T 3048.8-2007 《电线电缆电性能试验方法 第8部分:交流电压试验》
- GB 755-2008 《旋转电机 定额和性能》
2. 电力行业标准 (DL):
- DL/T 596-2021 《电力设备预防性试验规程》 (对运行中设备的定期试验规定)
3. 国际标准 (IEC):
- IEC 60060-1:2010 《High-voltage test techniques - Part 1: General definitions and test requirements》
- IEC 60270:2000+AMD1:2015 《High-voltage test techniques - Partial discharge measurements》
- IEC 60076-3:2013 《Power transformers - Part 3: Insulation levels, dielectric tests and external clearances in air》
- IEC 62271-1:2017 《High-voltage switchgear and controlgear - Part 1:
CMA认证
检验检测机构资质认定证书
证书编号:241520345370
有效期至:2030年4月15日
CNAS认可
实验室认可证书
证书编号:CNAS L22006
有效期至:2030年12月1日
ISO认证
质量管理体系认证证书
证书编号:ISO9001-2024001
有效期至:2027年12月31日