交流耐压试验的方法步骤及注意事项

工频交流耐压试验是考验被试品绝缘承受各种过电压能力的有效方法，对保证设备安全运行具有重要意义。

交流耐压试验的目的及试验接线

工频交流耐压试验是指：对被试品施加一高于运行中可能遇到的过电压数值的交流电压，并经历一段时间（一般为1min），以检查设备的绝缘水平。工频交流耐压试验能更好地模拟被试品在实际运行中承受过电压的情况，能发现一些被试品的局部缺陷，如变压器绕组、电动机、发电机的定子绕组槽部绝缘损伤等；又由于其接线和操作比较简单，是常用的试验项目。在整个试验中，确定试验电压是重要环节，其标准是根据电力系统的大气过电压和内部过电压的幅值及系统中相应保护装置的水平决定的。

由于工频交流耐压试验的试验电压一般比运行电压高得多，对电气设备的绝缘有一定的破坏性，可能将有缺陷的绝缘击穿，也可能使局部缺陷有所发展，甚至使尚能继续运行的设备在高电压下受到一定损伤，故称耐压试验为破坏性试验。因此规定，在交流耐压试验前，必须对被试品进行绝缘电阻、吸收比、泄漏电流及介质损耗等项目试验，对被试品的绝缘状况进行初步鉴定。若发现绝缘有缺陷，应研究处理后，再进行交流耐压试验。

交流耐压试验的接线，应按被试品的要求（试验电压及被试品的电容量等）和现有试验设备条件来决定。

1.主要试验设备

（1）试验变压器

工频高压变压器是电气试验的基本设备之一，具有电压高、容量小、持续工作时间短、绝缘层厚、通常高压绕组一端接地的特点。工频交流耐压试验接线原理图如图2-23所示。

图2-23 工频交流耐压试验接线原理图

T₁—试验变压器 T₂—测量用电压互感器 G—保护球隙 T—单相变压器 FU—熔断器 QF—自动断路器 R₁、R₂—限流电阻 QS₁—刀开关 KM—交流接触器 KA—过电流继电器 SB₂—停止按钮 SB₁—启动按钮 LD—绿色信号灯 HD—红色信号灯 Z_X—被试物

1）电压的选择。应根据被试品对试验电压的要求，并考虑试验变压器低压侧与试验现场的电源及调压器相匹配进行选择。

2）试验电流的选择。试验变压器的额定电流应能满足流过被试品的电容电流和泄漏电流的要求，一般按试验时所加的电压和被试品的电容量来计算所需的试验电流。试验电流可按式（2-11）求出：

I＝2πfC_XU×10^－6 （2-11）

式中 I——试验时被试品的电容电流（A）；

U——试验电压（V）；

C_X——被试品的电容量（F）。

试验变压器所需要的容量可按式（2-12）计算：

S≥2πfC_XU²×10^－9 （2-12）

试验变压器在正常使用时，电流不能超过其额定值，但特殊情况下，允许短时间过负荷。当用电压互感器作为试验变压器时，容许3min过负荷3～5倍。

（2）调压器

调压器应能从零开始，平滑地调节电压，以满足试验所需的任何电压。常用的调压器有自耦调压器、移卷调压器、感应调压器。调压器的输出波形，应尽可能接近正弦波，容量一般应和试验变压器的容量相等。调压器的输入和输出电压，应分别与电源电压和试验变压器低压侧电压相匹配。

1）自耦调压器。自耦调压器应用广泛，它具有体积小、重量轻、效率高、波形好等优点，但其滑动的触头使容量受到限制，一般适用于小容量的调压。

2）移卷调压器。调压范围大，结构简单，容量大。其主要缺点是效率低、空载电流大，在低电压和接近额定电压下作用，波形发生畸变。对流形要求较严时，需加滤波装置。

3）感应调压器。调压范围大，容量大，但波形也会畸变，结构复杂，价格贵，故使用不广泛。

（3）限流电阻R₁

如图2-23所示，为了限制被试品击穿时的电流，保护试验变压器及防止故障扩大，应在试验变压器高压侧加限流电阻R₁，其数值一般取0.5～1Ω／V。限流电阻可采用金属电阻或水电阻，其中，水电阻用得较多，其热容量应按通过的电流和电阻值大小来计算。采用水电阻应注意，水不要充满管子，应留有膨胀余地，并且要有防爆孔。

1）保护电阻R₂。如图2-23所示，为了减小过电压保护球隙放电时的短路电流，使保护球隙不至烧坏，应加装保护电阻R₂，其阻值一般可取1Ω／V。

2）保护球间隙的击穿电压一般调整在试验电压的115％～120％。(www.xing528.com)

2.电压的测量

1）在试验变压器的低压侧测量。对于一般的瓷质绝缘、断路器、绝缘工具等，可在试验变压器低压侧测量，再通过电压比换算至高压侧。这只适用于电容量较小、测量准确度要求不高的情况。

2）在高压侧用电压互感器测量。将电压互感器的一次侧并接在被试品的两端头上，在其一次侧测量电压，根据测得的电压和电压互感器的电压比，计算出高压侧的电压。为保证测量的准确度，电压互感器一般不低于1级，电压表不低于0.5级。

3）用高压静电电压表测量。使用时应注意，要满足静电电压表的使用技术要求。

4）用球隙测量。此方法测量准确度受外界因素影响较大，如球极轴线偏差、球极表面光洁度、天气条件等。同时，此方法试验结果较分散，故一般不宜在现场试验时使用。

5）用电容分压器测量电压接线如图2-24所示。

试验电压U₁加在C₁和C₂两端，因C₁电容量比C₂小得多，所以几乎全部试验电压分布在C₁上，C₂两端的电压很低，这样用电压表测量C₂上的电压U₂，然后按分压比算出高压U₁。接入电阻r是为了消除C₂上的残存电荷，使测量系统有良好的升降特性。一般取r＞＞1／ωC₂，时间常数rC₂＝1～2s即可满足要求。高压端电压为

3.试验方法步骤

1）首先查明其他各项试验是否都合格，合格后才能进行交流耐压试验。若有的试验不合格，必须查明原因，加以消除。

2）根据被试品情况，查阅《标准》或《规程》，确定交流耐压试验电压值。

图2-24 用电容分压器测量电压接线

T—试验变压器C₁—高压分压电容器 C₂—低压分压电容器 V—高内阻电压表 r—分压电容 C₂的并联电阻 R₁、R₂—限流电阻 Z_X—被试物

3）根据设备条件和试验要求，选择、准备试验设备，绘出详细的试验接线图。

4）根据试验设备、现场条件，首先进行试验设备的合理布置，然后按接线图进行接线。注意，高压部分对地、试验人员对高压部分都应保证有足够的安全距离。高压引线应尽量短，连接要牢靠，非被试部分一律可靠接地。接线完毕，应由第二个人进行认真的全面检查。要求试验设备位置、仪表档位合适，调压器应在输出零位，接线正确无误。

5）正式试验前，先拆去引向被试品的连线，并短路毫安表，合上电源刀开关，慢慢升压。调整保护球隙的放电电压为试验电压值的1.1～1.15倍。使3次放电电压值均接近要求的整定值，然后将电压升至试验电压值，持续1min，再将电压降到零，最后断开电源开关。

6）接上引向被试品的连线，然后合上电源开关，开始升压。当电压升至0.5倍试验电压时，读取一次电流值（打开毫安表短路刀开关，读后重新合上），电压升至试验电压时，开始计时，并读取电容电流值。升压1min（或所要求的时间）后，迅速均匀地降压至零，拉开电源开关，对被试品放电。

7）试验后，对有机绝缘立即触摸被试部分，检查有无发热，并测量绝缘电阻值。

4.试验注意事项

1）无论交流耐压试验的主要电路如何，其控制电路中都必须装设能跳开主电路的过电流保护装置，过电流保护的动作电流按试验变压器额定电流的1.5～2倍整定。

2）确定试验电压数值的大小，应保证一方面能有效发现绝缘缺陷，另一方面能尽量减少累积效应。

3）升压过程中，如发现不正常现象，应立即拉开电源刀开关，停止试验，查明原因。常见的不正常现象有：①电压表指示摆动很大；②毫安表指示急剧增大；③绝缘有烧焦或冒烟现象；④被试品发出不正常的响声。

4）试验过程中，由于空气湿度、温度、表面脏污的影响，引起被试品表面闪络放电，不应认为被试品不合格，经清洁处理后，再进行试验。

5）注意输出电压的“容升”现象（交流耐压试验时，试验变压器所带的负荷为容性，使得被试品两端电压大于试验变压器高压侧总电压的现象）。因此，试验电压应以与被试品并联的电压表指示为准，控制台上的高压指示仅起监督作用。

6）注意试验电压波形的畸变问题，必要时，采用线电压，以减小影响。

7）注意升压速度。不能采取冲击合闸的方法给被试品加压，一般可按从1／3试验电压值升至全试验电压值历时10～15s为宜。耐压试验后，迅速均匀降压到零，然后切断电源。