电气试验设备的简单分析

谢洪峰郑伟上官宏晖

摘要：电气试验的主要目的是对绝缘性能在相关设备中的体现进行检验,并充分掌握现阶段设备的运行状态,为维修和养护工作奠定良好的基础。本文简单阐述了现场试验的试验内容和测试仪器的研究现状，分别对直流类试验和交流类试验中的试验电压和试验电流进行统计分析，总结出测量仪器需要测量的电压和电流范围。为满足测量的要求，将宽范围的电压电流信号范围进行划分，通过不同的传感器对划分的电压电流信号进行测量。

关键词：电力系统；电气设备试验；直流试验；交流试验；

1电气设备试验的必要性

我国目前大多数电气试验设备采用的还是传统的试验方法，这些设备不能完成自动化测试功能，体积也较大，工作人员携带起来很不方便。更重要的是，没有与计算机相连的接口，其试验的数据不能传送到计算机中，就更谈不上用软件去自动分析了。另外，传统的试验设备需要人工操作，并且靠经验去判断数据是否合格。那么，对于经验不丰富的试验人员来说，可能在操作过程中造成误判。如果试验的数据需要长久的保存，还需要人工去记录这些数据。

根据现场调研并结合国家电网公司发布的《输变电设备状态检修试验规程》，本文对各项电气试验的试验内容进行归类分析，综合分析出可以集成的一些电气试验。

2直流类、交流类试验内容及试验仪器现状的分析

从测量的角度出发，根据试验过程中电源的使用类型，将大部分的电气试验分成了直流类试验和交流类试验，在这两类试验过程中，都需要对电量信号进行测量。通过测量试验的电压值和电流值，然后对其进行一定的参数运算，就可以得出试验所需的参数值。

(1)直流类试验内容分析

直流电源试验类项目其主要的试验有：绝缘电阻测量试验、绝缘电阻吸收比测量试验、直流电阻测量试验、直流泄漏电流测量试验和直流耐压试验等

1）绝缘电阻测量试验和绝缘电阻吸收比测量试验

绝缘电阻试验指加于被试品上的直流电压与流过被试品的泄漏电流之比，现场试验一般采用数字式兆欧表进行测量。同时，将60s和15s时的绝缘电阻值相比，即为所需测量的吸收比。因此，在测量绝缘电阻时，只要记忆两个时刻的绝缘电阻值就可以计算出被试品的吸收比。数字式兆欧表根据测量不同的绝缘电阻值，其测试的电压分为500V、1000V、2500V、5000V或者更高电压，而不同的数字式兆欧表其最大输出的试验电流不同，一般输出的最大试验电流为2mA或5mA。

2）直流电阻测量试验

直流电阻测量试验可以检查出绕组内部导线、引线与绕组的焊接质量，绕组所用的导线规格是否符合设计的要求，分接开关、引线与套管等截流部分的接触是否良好，三相电阻是否平衡等。传统的电压电流表测量方法比较费时，当直流电阻的电流达到稳定时需要数十个小时。而现有的仪器一般采用助磁法和消磁法来测量直流电阻，采用恒流源电流技术，不需要测量电压值就可以测量几十微欧到几千欧姆不等的阻值，与传统的方法相比，大大地缩短了测量时间。

3）直流泄漏电流测量试验和直流耐压试验

直流耐压试验和直流泄漏电流的测量二者的接线及原理相同，多同步进行。但作用不同，前者电压高，主要考验绝缘强度，而后者电压相对较低，主要检查该设备的绝缘状况。直流耐压试验电压值的选择主要根据运行经验来制定。例如，对发电机定子绕组，取2~2.5倍额定电压；对于3、6、10kV的电缆，取5~6倍额定电压，20、35kV的电缆取4~5倍额定电压，35kV以上的电缆取3倍额定电压。泄漏电流值一般为微安级，最高只达毫安级。

在交流电压u的作用下，电压u和电介质中流过的电流i之间的夹角为，则称为功率因数角，其余角即为介质损耗角。在实际试验中，采用额定电压为10kV以上的变压器时，其试验电压均为10kV；而对于额定电压为10kV以下的变压器，其试验电压应不超过绕组的额定电压。试验过程中的试验电流很小，一般电流值小于1mA。

（2）交流耐压试验

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，其加压的方法一般有三种：一是电压频率为45~65Hz的工频耐压试验；二是感应耐压试验，其中又包括工频感应耐压试验和100~400Hz倍频感应耐压试验两种；三是冲击电压试验，包括操作波冲击电压试验和雷电冲击电压试验。在交流耐压的试验过程中，加压的方法需要根据被试品的要求（电压、容量）和现有试验设备的条件来决定。

（3）变压器的空载和短路试验

变压器的空载试验是从变压器的任一侧绕组施加正弦波额定功率的额定电压，其他绕组开路，测量变压器的空载损耗和空载电流的试验。可根据现场的条件，空载试验的试验电压可以是额定电压也可以是低电压。在额定条件下进行试验时，应在额定电压、额定频率和正弦波电压的条件下进行试验；而选择在低电压情况下进行试验时，其试验电压通常选择在

5%~10%额定电压范围内进行。对于容量大于2MVA电压等级为35kV及以上的变压器，其空载电流约为0.3%~1.5%；10kV及以下的中小型配电变压器，空载电流一般为2%~10%。

（4）线路工频参数测量

上述交流类试验中，绝大部分的试验需要知道试验的电压值和电流值，然后通过各个试验的测量原理对其电压值和电流值进行相应的计算，从而得出试验所需的参数值。表2-2统计了交流类部分试验的电压电流范围，该范围已经基本覆盖了交流类电气试验的电压电流范围。

在电力领域发展以及进步的推动下，电气试验的水平在很大程度上得到了提高。并且在电力领域相关人士的不断研究下，我国的电气试验体系也逐渐的趋于成熟，并且为我国电力的安全与稳定运行做出了很大的贡献。

4结语

电气设备试验是为了保证变配电设备安全运行而存在的一种重要方法，其试验过程的安全性为电气试验管理工作的顺利进行奠定了一定的基础。本文对现场调研的内容进行归类与分析，接着主要针对直流类和交流类试验阐述了其试验内容，将一些电气试验集成在一个试验平台。通过对电气试验数据合理建立数据中表和表之间的关联,我们设计出简单和各种组合的索引,在窗口界面可以容易找到历史的试验信息、试验参数等信息。在试验结束以后,根据不同的需要,可得出各种性能参数的试验报告。

参考文献

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