耐电压和击穿电压试验仪测试材料

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耐电压和击穿电压试验仪试验研究

1 概述

大型发电机定子线棒工频耐电压试验为单支定子线棒的主绝 缘对地试验,用来检查定子线棒在制造、运输、储存及安装过程中主 绝缘是否有缺陷、损伤或者受到其它物理、化学等环境因素作用而 影响使用性能。另外,对于制造厂,可确保和监控定子线棒制造过程 总工艺及质量的稳定性。

2 试验准备

将定子线棒放置在定子线棒架上,用洁净的棉纱将定子线棒表 面擦拭干净。用专用金属小铜锤沿定子线棒绝缘表面均匀敲击,听 其声音声音来判断绝缘的整体性;若有发空部位则用卷尺测量其尺 寸,做好记录。

由定子线棒中点位置向两侧对称量取一定长度,总长度与槽部 (定子铁心)尺寸相同。将定子线棒槽部包上厚度为0.0008～0.0015mm 的铝箔,中部绑上多股裸铜线作为接地极,在铝箔上平绕或者1/3叠 绕(勒紧)一层玻璃丝带,用记号笔在玻璃丝带上标注该线棒号。在线 棒任一端的导体上绑上多股裸铜软线作为高压极。包扎时务必保证接 地电极与定子线棒表面紧密接触良好,否则可能存在点接触,未接触 区域的电位不为零。

3 试验设备

试验设备为工频试验变压器,并需采用接触调压方式,与传统 的移圈感应式调压方式相比,这种方式的输出电压稳定,波形畸变 极小,对于提高试验精度、减小系统误差具有重要作用。根据试品的 电容量选择合适的试验变压器装置。

P_S =wCU² ´ 10^-9kVA

其中PS为试验变压器容量,单位为kVA；U为外施试验电压,单位为kV；C为试品电容量,可由介质损耗因数试验测出,单位为pF; ω为外施电压的角频率,单位为rad/s。

4 试验过程

在空气中使用正接线的方法机型工频耐电压试验,试验过程包 括将1支处理好的定子线棒放置在试验平台上,定子线棒与平台之 间垫上适量数目的瓷瓶;将地线、高压引线与定子线棒连接;检查所 有接线无误后,试验人员撤离高压试验区,关闭操作间与高压试验 区之间的隔离门,检查门连锁装置是否灵敏,高压试验警示灯是否 显示,然后按照试验变压器操作规程升高电压,待升至规定电压后, 进行耐压计时(通常为1min),直至耐压通过,试验结束,若试验过程 中发生主绝缘击穿或者沿面爬电击穿,该试验视为结束,试验过程 中若发生停电事故,应将控制台的电源总开关切断,待回复送电后, 继续试验。

为节省时间、提高效率,许多时候需要将多个定子线棒摆放在一起进行工频耐电压试验。例如对2支定子线棒摆放在一起进行工 频耐电压试验,在空气中采用正接线的方法进行测试,将定子线棒 平行等距的放置在试验平台上,试验过程与单支定子线棒工频耐电 压试验相同。以2支定子线棒为例,根据2支水轮发电机定子线棒端部的表面 电位分布趋势分析,在防电晕区域任意2点的电位都是不同的。从高 低阻搭接处到高阻防电晕末端的范围内,电位的变化最为显著;外 施电压越高,电位梯度的变化就越大,例如1.5倍额定电压下的变化 量大于1.0倍额定电压下的变化量,以下就两种情况进行说明:

(1)高电阻搭接处位置相齐时,2支定子线棒的防晕结构相同,在 耐电压试验过程中,2支定子线棒间最短距离的表面电位处处相等, 定子线棒间的空气隙承受的电压为零,定子线棒间不会发生放电;

(2)高低阻搭接处位置不相齐时,2支定子线棒的防电晕结构相 同,在耐电压试验过程中,2支定子线棒间最短距离的表面电位出现 差值,随着外施电压的逐步升高,电位差将逐渐增大,进而导致2支 定子线棒间发生放电,若对多支定子线棒同时进行耐电压试验,由 于2支定子线棒间的放电导致电场分布发生变化,进而引起多支定 子线棒端部发生闪络,从而导致试品严重损坏。

5 工频击穿试验

工频击穿试验为单支定子线棒主绝缘对地试验,主绝缘破坏时 的电压即为击穿电压。工频击穿试验用来检查定子线棒主绝缘的耐 电应力裕度系数,以及在制造过程中主绝缘是否有缺陷;根据击穿 的位置确定制造模具是否有问题,从而为改进工艺提供参考。

工频击穿的主要试验方法可分为瞬时工频击穿和逐级工频击 穿,根据技术合同及考核指标的需要进行选择,详细描述如表1所 示。

将定子线棒放置在线圈架上,用洁净的棉纱将表面擦拭干净。 由线棒中点位置向两侧对称量取一定尺寸,总长度与槽部(定子铁 心)尺寸相同。将线棒槽部包上厚度为0.0008～0.0015mm的铝箔,中 部绑上多股裸铜软线作为高压极,在铝箔上平绕或叠绕一层玻璃丝 带,用记号笔在玻璃丝带上标注该线棒号。在线圈任一端的导体上 绑上多股裸铜软线作为接地极。

通常主绝缘击穿时的电压值远远高于其工频耐压值,对于玻璃 丝带的包扎紧度没有工频耐压的要求高(在高场强下,空气隙放电使 得线圈直线低阻的表面电位相同)。

工频击穿试验在变压器油中进行,应根据线圈直线的长短绑上 适当长度(以线圈全部没入变压器油中为准)的涤波绳2～3根。

真机定子线棒工频击穿试验在变压器油中采用反接法进行测 试,试验过程如下:将1支处理好的定子线棒用木杠穿入涤波绳,并 将其抬入变压器油槽中,铜导体接地、铝箔电极接高压;检查所有接 线无误后,一人上大厅二楼走台处观察击穿过程及击穿部位,其他 试验人员撤离高压试验区;关闭操作间与高压试验区之间的隔离 门,检查门联锁装置是否灵敏,高压试验警示灯是否显示;按照试验 变压器操作规程及委托说明,选择合适的工频击穿试验方法;试验 过程中若发生停电事故,应将控制台的电源总开关切断,待恢复送 电后,继续试验;试验中发生意外情况,应立即将控制台上的“紧急 按钮”按下,以避免更大事故的发生;试验结束后,将油箱盖好,将所 用工具及材料放回原处,清理作业现场。