Was ist Hochspannungsprüfung?

Was ist Hochspannungsprüfung?

Definition der Hochspannungsprüfung

Hochspannungsprüfungen umfassen Verfahren, die sicherstellen, dass elektrische Geräte während ihrer Betriebsdauer verschiedene Spannungsspannungen überstehen können.

Prüfverfahren für Transformatoren

Wesentlich zur Bewertung der Integrität von elektrischen Systemen, einschließlich Prüfungen auf dielektrische Festigkeit, Kapazität und Durchschlagspannung.

Prüfarten

Es gibt hauptsächlich vier Arten von Hochspannungsprüfverfahren, die auf Hochspannungsgeräten angewendet werden, und diese sind:

Dauernde Niederfrequenzprüfungen

Diese Prüfung wird in der Regel mit Netzfrequenz (in China 50 Hz und in Amerika 60 Hz) durchgeführt. Es handelt sich dabei um die am häufigsten verwendete Hochspannungsprüfung, die an H.V.-Geräten durchgeführt wird. Diese Prüfung, also die dauernde Niederfrequenzprüfung, wird an einem Probenstück aus isolierendem Material durchgeführt, um die dielektrische Festigkeit und die dielektrischen Verluste des Isoliermaterials zu bestimmen und sicherzustellen. Diese Prüfung wird auch an Hochspannungsgeräten und Hochspannungs-Isolatoren durchgeführt, um die dielektrische Festigkeit und Verluste dieser Geräte und Isolatoren zu gewährleisten.

Verfahren für dauernde Niederfrequenzprüfungen

Das Prüfverfahren ist sehr einfach. Eine hohe Spannung wird über ein Probenstück von Isolation oder dem zu prüfenden Gerät mithilfe eines Hochspannungstransformators angelegt. Ein Widerstand wird in Reihe mit dem Transformator geschaltet, um den Kurzschlussstrom im Falle eines Durchschlags im zu prüfenden Gerät zu begrenzen. Der Widerstand wird so dimensioniert, dass er so viele Ohm hat wie die hohe Spannung, die über das zu prüfende Gerät angelegt wird.

Das bedeutet, dass der Widerstand 1 Ohm/Volt betragen muss. Zum Beispiel, wenn wir während der Prüfung 200 kV anlegen, muss der Widerstand 200 kΩ haben, sodass bei einer vollständigen Kurzschlussbedingung der Fehlerstrom auf 1 A begrenzt wird. Für diese Prüfung wird die Netzfrequenz-Hochspannung über einen langen bestimmten Zeitraum an das Probenstück oder das zu prüfende Gerät angelegt, um die kontinuierliche Hochspannungsfestigkeit des Geräts zu gewährleisten.

N.B.: Der Transformator, der für die Erzeugung sehr hoher Spannungen in diesem Hochspannungsprüfverfahren verwendet wird, muss nicht unbedingt eine hohe Leistung haben. Obwohl die Ausgangsspannung sehr hoch ist, ist der maximale Strom auf 1 A in diesem Transformator begrenzt. Manchmal werden Kaskaden-Transformator verwendet, um sehr hohe Spannungen zu erzielen, wenn dies erforderlich ist.

Hochspannungs-Gleichstrom-Test

Der Hochspannungs-Gleichstrom-Test ist normalerweise anwendbar auf Geräte, die in Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungssystemen verwendet werden. Dieser Test ist jedoch auch anwendbar für Hochspannungs-Wechselstrom-Geräte, wenn Hochspannungs-Wechselstrom-Tests aufgrund unvermeidlicher Umstände nicht möglich sind.

Zum Beispiel ist es nach der Installation von Geräten vor Ort oft schwierig, Wechselstromhochspannung bereitzustellen, da Hochspannungstransformatoren möglicherweise nicht vor Ort verfügbar sind. Daher ist eine Hochspannungsprüfung mit Wechselstrom nach der Installation von Geräten vor Ort nicht möglich. In dieser Situation ist der Hochspannungs-Gleichstrom-Test am geeignetsten.

Bei der Hochspannungs-Gleichstrom-Prüfung von Wechselstromgeräten wird eine Gleichspannung von etwa dem Doppelten der normalen Nennspannung über das zu prüfende Gerät für 15 Minuten bis 1,5 Stunden angelegt. Obwohl der Hochspannungs-Gleichstrom-Test kein vollständiger Ersatz für den Hochspannungs-Wechselstrom-Test ist, ist er anwendbar, wenn HVAC-Tests überhaupt nicht möglich sind.

Hochfrequenztest.

Die Isolatoren, die in Hochspannungsübertragungssystemen verwendet werden, können bei Hochfrequenzstörungen zu Durchschlägen oder Entladungen kommen. Die Hochfrequenzstörungen treten im HV-System aufgrund von Schaltvorgängen oder anderen externen Ursachen auf. Hochfrequenz in der Leistung kann sogar bei vergleichsweise niedrigen Spannungen zu Versagen der Isolatoren führen, aufgrund hoher dielektrischer Verluste und Erwärmung.

Die Isolation aller Hochspannungsgeräte muss daher die Hochfrequenzspannungsfestigkeit während ihrer normalen Lebensdauer gewährleisten. Vor allem plötzliche Unterbrechungen des Leitstroms während des Schaltens und offene Schaltkreisfehler erhöhen die Frequenz der Spannungswellenform im System.

Es wurde festgestellt, dass die dielektrischen Verluste für jeden Zyklus der Leistung nahezu konstant sind. Bei Hochfrequenz werden die dielektrischen Verluste pro Sekunde viel höher als bei normaler Netzfrequenz. Diese schnellen und großen dielektrischen Verluste verursachen starke Erwärmung des Isolators. Starke Erwärmung führt letztendlich zum Isolationsversagen, möglicherweise durch Zersprengung der Isolatoren. Um diese Hochfrequenzspannungsfestigkeit zu gewährleisten, wird der Hochfrequenztest an Hochspannungsgeräten durchgeführt.

Stoß- oder Impulsprüfung.

Blitze können große Auswirkungen auf die Übertragungsleitungen haben. Diese Phänomene können die Isolatoren der Übertragungsleitungen zerstören und auch die an den Enden der Übertragungsleitungen angeschlossenen elektrischen Transformator angreifen. Stoß- oder Impulstests sind sehr hohe oder extra hohe Spannungsprüfungen, die durchgeführt werden, um die Auswirkungen von Stößen oder Blitzen auf die Übertragungsgeräte zu untersuchen.

Direkte Blitzschläge auf Übertragungsleitungen sind normalerweise sehr selten. Wenn jedoch eine geladene Wolke näher an die Übertragungsleitung kommt, wird die Leitung aufgrund der elektrischen Ladung innerhalb der Wolke entgegengesetzt geladen. Wenn diese geladene Wolke plötzlich durch einen Blitzschlag in der Nähe entladen wird, ist die induzierte Ladung der Leitung nicht mehr gebunden, sondern bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit durch die Leitung.

Es ist also klar, dass selbst wenn der Blitz die Übertragungsleitung nicht direkt trifft, es immer noch eine transiente Überspannungsstörung geben wird. Aufgrund von Blitzentladungen auf der Leitung oder in der Nähe der Leitung breitet sich eine stufenförmige Spannungswelle entlang der Leitung aus. Die Wellenform ist unten dargestellt.

Während sich diese Welle ausbreitet, tritt eine hohe Spannungsspannung auf dem Isolator auf. Dadurch können heftige Brüche der Isolatoren durch solche Blitzimpulse verursacht werden. Daher sollten die Isolatoren und isolierenden Teile von Hochspannungsgeräten durch Hochspannungsprüfungen sorgfältig untersucht werden.

Dielektrische Festigkeit und Verluste

Diese Parameter sind entscheidend, um zu verstehen, wie gut Isolierungen elektrischen Spannungen und Wärme widerstehen, insbesondere bei verschiedenen Spannungsfrequenzen.