局放培训讲义-故障排除

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1、第六届局放培训班全屏蔽串联谐振耐压及局放测试系统上海蓝波高电压技术设备有限公司张志栋第一章概述不同产品的高压试验要求试验设备要能提供相应的输出容量和电压，与其它电工产品相比，交联电缆的电容量很大，所以局放、耐压试验的变压器也需要具有足够大的容量。例如：单芯26/35kV交联电缆，其导体截面为120mm2，在2.5m外径的电缆盘上绕满后总长约1250m，则整盘电缆的电容量约为0.183μF，按国家新标准3.5U0试验电压下的电缆电容电流为：3.5x26x103x314x0.183x10-6=5.2A，则试验容量需达：3.5x26x5.2=473kVA，如果用高压试验变压

2、器来做该电缆的耐压试验，就需要电网提供至少1300A电流的电源（电压380V）或另加并联补偿才能满足要求，设备庞大、投资成本高、对电网影响大、运行不经济。为了消除这些弊端，我们设计使用串联谐振回路产生试验电压，即由励磁变压器、可调电感及电容性试品组成串联回路，通过改变可调电感的电感值，使得感抗与容抗相等，从而使系统在电源频率下达到谐振产生高压。这就是我们今天要介绍的目前在国内外广泛应用的“串联谐振耐压、局放及定位测试系统”，以下简称“测试系统”或“系统”。第二章测试系统的结构和工作原理一、系统的结构及组成：整个系统主要包括主电路、控制电路、测试电路、屏蔽室、接地系统等

3、几部分。由380V或10kV/380V第16页共16页第六届局放培训班供电单元、双屏蔽静电隔离变压器、调压器、低压滤波器、电抗器及高压滤波器等组成高压试验电路，一般称为主电路；由电气操作控制高压开/关，调压器自动回零、零启动、升/降压、回路调谐、过流保护、击穿保护以及间隙百分比表、功率因子表、励磁电压表等控制指示仪表组成控制电路，调压器升降压、电抗器间隙调节、电抗器高压开关切换等均有限位保护；由耦合电容、校准电容、分压电容、检测单元、局放仪（如JF2000型）、定位示波器（如TDS3012型）等组成高压测量、局放测试、定位测试电路。为了避免周围环境的干扰信号（电磁场）

4、对局放测试的影响而建立的一个铁磁屏蔽、绝缘隔离并且单点接地的屏蔽体，称为屏蔽室。一般较经济的设计是把主电路和测试电路中带高压的部分设备置于屏蔽室内，其它置于屏蔽室外的控制室里及控制室附近。接地系统由安全接地回路、测量接地回路及符合要求的专用接地桩组成，接地回路必须遵循单点接地原则，系统联结图如图一所示。二、系统的工作原理：由于要满足大容量试品的局放测试，因此除了要求整个系统要有较大的输出功率外，还要求系统本身低噪声，以提高系统的灵敏度。图二（a）串联谐振系统的原理图第16页共16页第六届局放培训班图二（b）串联谐振系统的等效电路实际应用中的串联谐振系统工作原理如图二（

5、a）所示，接触式调压器T1输出设定大小的电压，经过励磁变压器T2升压，输出电压为V，可调电感L与电容性负载C串联，如将它们的损耗等效为电阻R，则该系统的等效电路如图二（b）所示，由此得到：-jXcVVc=R+j（XL-Xc）当感抗等于容抗时，即XL=Xc，系统处于谐振状态，则有：-jXcVVc=RωL1或Vc=QV，在这里Q＝＝RωRC式中的Q称为品质因素，可以看出可调电感L与电负载C的损耗R越小，Q越大。V回路电流：I=R+j（XL-Xc）V谐振时：I=RV2第16页共16页第六届局放培训班则输入功率为：P=I2R=R1V2V2因而电容上的功率为：Pc=I2Xc=·

6、=Q·=QPωCR2R此式看出，电容上的功率具有输入功率的Q倍，一般情况下Q值可达40，即对电容试样，电源只需从电网上取1/40的功率。这部分功率分别消耗在励磁变压器、可变电感及电容上。1另外，由于谐振条件为XL=Xc，可得：ωL=ωC11则有：L=或C=ω2Cω2C一般我们把励磁变压器与可调电感置于同一个箱体中（也有分体设计的），称为电抗器。将可调电感L设计成磁路阻抗可变电感线圈，磁路由两个U形铁芯构成，下铁芯固定，上铁芯可上、下移动，通过改变磁路中的空气隙来改变磁阻，因此，L有很大的变化范围。电感线圈上有两个抽头，低压抽头输出电流更大。调谐范围：高压线圈为0.02

7、μF-0.27μF/120kV低压线圈为0.081μF-1.59μF/40kV如果以每米电缆500pF计，那么最大可做大约3000m长的电缆试验，作为出厂试验足够了。对于系统的另一个要求（即低噪声），则通过隔离变压器，高低压滤波器等完成。隔离变压器起两个作用：①原、付边线圈有静电屏蔽层，防止电网中的高频干扰通过杂散电容耦合进入系统；②原、付边接地独立，避免电网地线引入干扰。低压滤波器在调压器之后，励磁变压器之前，对调压器接触不良和电网进来的干扰有很好的滤波作用。第16页共16页第六届局放培训班最后是高压滤波器，电抗器输出的高压经套管引入屏蔽室，最后由