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過(guò)電壓試驗(yàn)檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-23 18:11:43 更新時(shí)間：2025-07-22 18:11:44

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

過(guò)電壓試驗(yàn)檢測(cè)：保障電力設(shè)備安全運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

過(guò)電壓試驗(yàn)檢測(cè)是電力設(shè)備出廠、交接及定期預(yù)防性試驗(yàn)中的核心項(xiàng)目之一，主要用于評(píng)估電氣設(shè)備（如變壓器、斷路器、避雷器、電纜、GIS組合電器等）在遭受瞬態(tài)過(guò)電壓（如操作過(guò)電壓、雷電沖擊過(guò)電壓）沖擊時(shí)的絕緣耐受能力和保護(hù)性能。此類試驗(yàn)?zāi)M設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行中可能遇到的極端電壓應(yīng)力，確保其絕緣結(jié)構(gòu)在規(guī)定的過(guò)電壓水平下不發(fā)生閃絡(luò)或擊穿，從而防止設(shè)備損壞和系統(tǒng)事故。根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康暮碗妷翰ㄐ?，主要分?a href="#" target="_blank">工頻耐壓試驗(yàn)、雷電沖擊電壓試驗(yàn)和操作沖擊電壓試驗(yàn)三大類。嚴(yán)格、規(guī)范的過(guò)電壓試驗(yàn)是電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的重要技術(shù)保障。

一、主要檢測(cè)項(xiàng)目

過(guò)電壓試驗(yàn)檢測(cè)的核心項(xiàng)目具體包括：

工頻耐受電壓試驗(yàn)：施加遠(yuǎn)高于設(shè)備額定電壓的工頻交流電壓（通常持續(xù)1分鐘），考核設(shè)備主絕緣在長(zhǎng)期工頻過(guò)電壓下的穩(wěn)定性。
雷電沖擊全波耐受試驗(yàn)：模擬自然界雷電波（標(biāo)準(zhǔn)波形1.2/50μs），驗(yàn)證設(shè)備在雷電過(guò)電壓沖擊下的絕緣強(qiáng)度。
雷電沖擊截波耐受試驗(yàn)：模擬因閃絡(luò)或斷路器動(dòng)作導(dǎo)致的雷電波截?cái)啵己嗽O(shè)備在陡波沖擊下的絕緣性能（截?cái)鄷r(shí)間通常設(shè)定在2-5μs）。
操作沖擊耐受試驗(yàn)：主要針對(duì)超高壓/特高壓設(shè)備，模擬開(kāi)關(guān)操作產(chǎn)生的緩波前過(guò)電壓（標(biāo)準(zhǔn)波形250/2500μs），評(píng)估其耐受操作過(guò)電壓的能力。
避雷器標(biāo)稱放電電流下的殘壓測(cè)試：測(cè)量避雷器在承受標(biāo)準(zhǔn)雷電或操作沖擊電流時(shí)端子間的最大電壓，驗(yàn)證其限制過(guò)電壓水平的能力。

二、關(guān)鍵檢測(cè)儀器

實(shí)施過(guò)電壓試驗(yàn)需依賴高精度、大功率的專業(yè)儀器設(shè)備：

沖擊電壓發(fā)生器：產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)雷電波（1.2/50μs）和操作波（250/2500μs）的核心設(shè)備，其參數(shù)（如標(biāo)稱電壓、能量）需滿足試品要求。
工頻高壓試驗(yàn)變壓器：提供高電壓、大容量的工頻交流電源，用于工頻耐壓試驗(yàn)。
分壓器系統(tǒng)：
- 電阻分壓器：常用于雷電沖擊測(cè)量。
- 電容分壓器：適用于工頻、操作沖擊及雷電沖擊測(cè)量。
- 阻容分壓器：寬頻帶響應(yīng)，通用性較強(qiáng)。
高壓測(cè)量系統(tǒng)：包括峰值電壓表、高壓數(shù)字存儲(chǔ)示波器或?qū)Ｓ玫臎_擊測(cè)量系統(tǒng)（需符合IEC 61083標(biāo)準(zhǔn)），用于精確記錄和測(cè)量瞬態(tài)電壓波形及其峰值。
沖擊電流發(fā)生器及測(cè)量系統(tǒng)：用于避雷器殘壓試驗(yàn)，產(chǎn)生大電流沖擊波（如8/20μs電流波），并配合羅氏線圈（Rogowski Coil）或分流器（Shunt）測(cè)量電流和殘壓。
控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)過(guò)程自動(dòng)化控制、波形觸發(fā)、數(shù)據(jù)記錄、分析和報(bào)告生成。

三、標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法

過(guò)電壓試驗(yàn)需嚴(yán)格按照以下步驟和方法執(zhí)行：

試驗(yàn)前準(zhǔn)備：
- 確認(rèn)試品狀態(tài)（清潔、干燥、裝配完整）。
- 根據(jù)試品類型和電壓等級(jí)選擇合適的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)電壓值。
- 正確連接試驗(yàn)回路，確保接地可靠，布置滿足安全距離要求。
- 對(duì)測(cè)量系統(tǒng)（分壓器、示波器等）進(jìn)行校準(zhǔn)和標(biāo)定。
試驗(yàn)電壓施加：
- 工頻耐壓：電壓從零平穩(wěn)升至規(guī)定值，保持規(guī)定時(shí)間（通常1min），再平穩(wěn)降至零。
- 沖擊耐壓：先施加數(shù)次75%-90%試驗(yàn)電壓的校準(zhǔn)波，調(diào)整波形參數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)要求（波前時(shí)間、半峰值時(shí)間）。然后施加規(guī)定次數(shù)（通常正負(fù)極性各3次）的全試驗(yàn)電壓沖擊波。
故障判斷：
- 工頻耐壓：主要觀察是否發(fā)生閃絡(luò)、擊穿或異常聲響。
- 沖擊耐壓：對(duì)比施加電壓波形與試品接地或中性點(diǎn)處的電流波形（或采用入射波與反射波疊加原理）。若電流波形畸變、出現(xiàn)明顯振蕩或電壓波形截?cái)?，則可能發(fā)生絕緣故障。
避雷器殘壓測(cè)試：在規(guī)定的標(biāo)稱放電電流（如5kA, 10kA, 20kA）下，測(cè)量并記錄通過(guò)避雷器的沖擊電流峰值和其兩端出現(xiàn)的殘壓峰值。

四、核心檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

過(guò)電壓試驗(yàn)必須遵循國(guó)際、國(guó)家或行業(yè)權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)，確保試驗(yàn)的一致性和結(jié)果的可比性：

基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)：
- IEC 60060-1： High-voltage test techniques - Part 1: General definitions and test requirements (高壓試驗(yàn)技術(shù) 第1部分：一般定義和試驗(yàn)要求)。規(guī)定試驗(yàn)電壓波形、測(cè)量系統(tǒng)要求和試驗(yàn)程序。
- GB/T 16927.1：《高電壓試驗(yàn)技術(shù) 第1部分：一般定義及試驗(yàn)要求》(等同采用IEC 60060-1)。
設(shè)備專用標(biāo)準(zhǔn) (均引用或細(xì)化基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)要求)：
- 電力變壓器： IEC 60076-3 / GB/T 1094.3 《電力變壓器第3部分：絕緣水平和絕緣試驗(yàn)》
- 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備： IEC 62271-1 / GB/T 11022 《高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共用技術(shù)要求》
- 避雷器： IEC 60099-4 / GB/T 11032 《交流無(wú)間隙金屬氧化物避雷器》
- 電力電纜： IEC 60840 / GB/T 12706 《額定電壓35kV(Um=40.5kV)至150kV(Um=170kV)擠包絕緣電力電纜及附件》
- 互感器： IEC 61869 / GB/T 20840 《互感器》系列標(biāo)準(zhǔn)
- GIS： IEC 62271-203 / GB/T 7674 《額定電壓72.5kV及以上氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備》
測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：
- IEC 61083-1 & -2： Instruments and software used for measurement in high-voltage and high-current tests (高壓和沖擊電流試驗(yàn)用測(cè)量?jī)x器和軟件)。
- GB/T 16896.1：《高電壓沖擊測(cè)量?jī)x器和軟件第1部分：對(duì)儀器的要求》(等同采用IEC 61083-1)。

實(shí)施過(guò)電壓試驗(yàn)時(shí)，必須嚴(yán)格遵守所選用的具體產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，包括試驗(yàn)環(huán)境條件（溫度、濕度）、試驗(yàn)電壓的波形容差（如雷電波波前時(shí)間允許±30%，半峰值時(shí)間允許±20%）、測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度（通常要求總不確定度≤±3%）等關(guān)鍵要求。規(guī)范的操作和準(zhǔn)確的測(cè)量是試驗(yàn)結(jié)果有效性和設(shè)備安全判定的根本保證。