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无局放耐压试验装置怎么选型?

作者:王志龙来源:武汉凯迪正大电气有限公司日期:2025-09-08 09:49:43阅读:



什么是无局放试验?
局部放电(Partial Discharge, PD)是电气设备绝缘内部或表面存在的非贯穿性放电。无局放试验就是在进行高电压耐压试验的同时,检测试品内部是否产生局部放电,并测量其放电量。因此,装置必须满足两个核心功能:提供高电压和检测微弱放电信号。

一套完整的装置通常由以下几大部分构成:
高压发生系统:提供试验所需的高电压。
无局放试验变压器:这是核心高压源。其本身采用特殊设计和工艺(如屏蔽、绝缘处理),使其在额定电压下的局部放电量极小(通常要求<5pC或更低)。
调压器:用于平滑地调节输入电压,从而控制高压输出。常用有电动调压器、感应调压器,现代系统更多采用电子式调压电源。
高压滤波器:串接在变压器输出端,用于滤除电源和变压器自身产生的高频干扰,确保送到试品上的电压是“干净”的。
耦合检测系统:从试品回路中提取局部放电信号。
耦合电容器:为局部放电脉冲信号提供一个低阻抗的通道。其本身也必须是无局放的。
检测阻抗:串联在耦合电容器的接地端,将流过的脉冲电流信号转换成电压信号以供测量。
高频电流互感器:套设在试品或设备的接地线上,用于检测放电脉冲电流。
测量与分析系统:对提取的信号进行处理、显示和判断。
无局放检测仪:系统的“大脑”。它能对检测阻抗传来的信号进行放大、滤波、采集和分析,最终显示出放电量、相位、次数等信息,并具备识别和抑制干扰的功能。

如何选型配置

一、明确测试需求
这是所有工作的基础,首先明确。
试品类型:是变压器、GIS(气体绝缘开关设备)、电缆、互感器还是套管?不同试品的电容和测试回路差异很大。
最高试验电压:确定您需要测试的最高工频AC电压(如110kV/220kV变压器所需的耐压值)。装置的额定电压应留有余量,通常是最高试验电压的1.1~1.2倍。
试品电容量:估算或计算试品的电容值(如电力电缆的电容很大)。这决定了高压电源所需的额定容量(kVA)。
容量计算公式:P = ω × C × U² × 10⁻³ (kVA)
ω = 2πf (f=50Hz或60Hz)
C = 试品电容 (μF)
U = 试验电压 (kV)
要求的测量灵敏度:即需要检测到的最小放电量(如≤5pC或≤10pC)。这决定了检测仪的性能和整个系统的抗干扰设计等级。
遵循标准:明确需要遵循的国家或国际标准(如GB/T 7354, IEC 60270等),标准会对装置性能有具体要求。

二、选择高压发生装置
电压和容量:根据第一步的计算结果选择。例如,测试220kV电缆,要求电压300kV,电容量0.5μF,则所需容量 P = 2×3.14×50×0.5×10⁻⁶×300²×10³ ≈ 1413 kVA。因此需选择额定电压≥330kV,容量≥1500kVA的无局放变压器。

三、考虑辅助与环境
屏蔽:预算必须包含屏蔽环境! 除非在偏远无干扰地区,否则屏蔽室或屏蔽罩是必需品。
安全与保护:确保系统有可靠的接地、围栏、门联锁和紧急停机按钮。

配置方案举例
案例:110kV电力变压器出厂试验
需求:
试品:110kV电力变压器
试验电压:≤ 160kV (AC)
试品电容:≈ 10,000 pF (0.01 μF)
要求灵敏度:< 5 pC
标准:GB/T 1094.3, IEC 60076-3

计算容量:
P = 2×3.14×50×0.01×10⁻⁶×160²×10³ ≈ 80 kVA

推荐配置:
高压系统:150kV/100kVA 油浸式无局放试验变压器(电压和容量均留有余量)。
调压装置:100kVA 电子调压电源,实现平滑升压和程控。
耦合装置:200kV 无局放耦合电容器,100kV 检测阻抗。
测量系统:双通道数字式无局放检测仪,具备PRPD/PRPS分析功能。
环境:建议在专用电磁屏蔽实验室内进行。
保护:全套过流、过压、闪络保护系统。
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