高压电气设备的检修与试验 王旭波张刚毅编 2017年版.pdf

高等职业教育铁道供电技术专业“十三五”规划教材 全国高职院校专业教学创新系列教材铁道运输类 高压电气设备的 检修与试验 主 编 王旭波 张刚毅 副主编 王旭东 赵飞燕 陈洪军 周雪冬 主 审 张康理 西南交通大学出版社 成 都 图书在版编目（）数据 高压电气设备的检修与试验王旭波，张刚毅主编.成都：西南交通大学出版社，2017.1 高等职业教育铁道供电技术专业“十三五”规划教材 全国高职院校专业教学创新系列教材.铁道运输类 ISBN 978-7-5643-5058-1 .高.王 张.高压电气设备 检修高等职业教育教材高压电气设备试验高 等职业教育教材.TM7 中国版本图书馆CIP数据核字（2016）第 228922号 高等职业教育铁道供电技术专业“十三五”规划教材 全国高职院校专业教学创新系列教材铁道运输类 高压电气设备的检修与试验 主编 王旭波 张刚毅 责 任 编 辑 李芳芳 特 邀 编 辑 刘亚萍 封 面 设 计 何东琳设计工作室 出 版 发 行 西南交通大学出版社（四川省成都市二环路北一段 111 号 西南交通大学创新大厦 21 楼）发 行 部 电 话 028-87600564 028-87600533 邮 政 编 码 610031 网 址 http:/ 印 刷 成都中铁二局永经堂印务有限责任公司 成 品 尺 寸 185mm260mm 印 张 21 字 数 523 千 版 次 2017 年 1 月第 1 版 印 次 2017 年 1 月第 1 次 书 号 ISBN 978-7-5643-5058-1 定 价 58.00 元 课件咨询电话：028-87600533 图书如有印装质量问题 本社负责退换 版权所有 盗版必究 举报电话：028-87600562 高等职业教育铁道供电技术专业“十三五”规划教材 编 委 会 主 任 陈维荣（西南交通大学）副主任（以姓氏笔画为序）王亚妮 邓 缬 张 辉 张刚毅 林宏裔 李学武 宋奇吼 程 波 委 员（以姓氏笔画为序）邓 缬 邓小桃 王向东 王旭波 支崇珏 车焕文 龙 剑 李 壮 张 辉 张刚毅 张灵芝 张大庆 严兴喜 陈 刚 何武林 尚 晶 武永红 郭艳红 赵先堃 赵 勇 徐绍桐 常国兰 窦婷婷 出版说明 近年来，我国铁路建设快速发展，取得了令世人瞩目的成绩。到 2015 年年底，全国铁路运营里程达 12.1 万千米，居世界第二位。在铁路建设快速发展的当下，企业急需大量德才兼备的高技能型专业人才，这对铁路职业教育提出了更高的要求。为适应新形势，同时为满足企业对人才培养的迫切需要，促进铁路专业课程体系与教材体系趋于完善，西南交通大学出版社与全国 19 所铁路高、中职学校共同策划、拟在今明两年内出版一套“十三五”规划教材高等职业教育铁道供电技术专业“十三五”规划教材。这套教材包括：安全用电高电压工程接触网施工牵引供电规程接触网实训教程电力线路施工与检修电机与电力控制技术接触网设备检修与维护变电所综合自动化技术牵引变电系统运行与维护继电保护装置运行与调试高压电气设备的检修与试验等。这套教材严格遵照教育部普通高等学校高等职业教育专科（专业）目录（2015 年）与高等职业学校专业教学标准的文件精神编写，切合高职院校专业教学与铁路现场实际，具有创新性，是目前铁道供电技术专业的最新教材，能在为我国电气化铁路行业培养出更多高素质、专业技术强的接班人方面发挥重要作用。其编写特色体现在：1.针对性强 主要针对高职院校铁路行业技能型人才培养目标以及目前铁道供电技术专业教学与人才培养方案。书里的内容皆对应铁道供电技术专业的核心课程或主干课程。2.实用性强 在编写内容布局上，遵循高职院校教学的“必需、够用、实用”原则，充分体现高等职业教育的实用特征；在编写体系设置上，坚持以“夯实基础，贴近岗位”为准则，突出可操作性，使知识与技能较好融合。为便于教学，每本书皆配有教师可用、学生可学的资料、资源。3.编者基础厚实 担任本套教材的主编和其他编者（不少是双师型教师），既有丰富的实践经验与课堂教学经验，又有编写出版教材的经历。在铁路建设高速发展以及中国高铁迈向世界的背景下，他们仍在继续不断地学习与钻研现代铁路技术，走访企业、现场，搜集、掌握相关技术资料，这为编写出版高质量的教材奠定了坚实基础。4.立体化 本套教材的出版，在纸质出版时辅以数字出版，使教材表现形态多元化、立体化。学生 可通过扫二维码或使用网络媒体等多种手段，获得丰富的学习资源，提高学习效率。这样的教材，会使教学变得更加开放、便捷，从而实现更好培养高技能型人才的目标。本套教材的出版，得到以下学校的积极响应和大力支持，我们在此表示衷心的感谢。他们是：包头铁道职业技术学院、辽宁铁道职业技术学院、北京铁路电气化学校、天津铁道职业技术学院、西安铁路职业技术学院、武汉铁路职业技术学院、山东职业学院、贵阳职业技术学院、四川管理职业学院、黑龙江交通职业技术学院、吉林铁道职业技术学院、昆明铁道职业技术学院、广州铁路职业技术学院、湖南铁道职业技术学院、湖南铁路科技职业技术学院、湖南高速铁路职业技术学院、郑州铁道职业技术学院、湖北铁路运输职业技术学院、南京铁道职业技术学院等。同时，我们还要对在教材出版幕后做出积极贡献的相关领导及专家表示崇高的敬意。他们是：西南交通大学陈维荣教授，湖南铁路科技职业技术学院副院长石纪虎教授，黑龙江交通职业技术学院副院长宫国顺教授，包头铁道职业技术学院院长张澍东教授、广州铁路职业技术学院王亚妮教授、谢家的教授，北京铁路电气化学校林宏裔科长。此外，还要特别感谢以下做出重要贡献的老师，他们或建言献策、直抒己见，或主动担纲、揽承编写任务。他们是：杨旭清、祁瑒堃娟、刘德勇、郭艳红、林宏裔、谢奕波、赵先、江澜、支崇珏、于洪永、高秀梅、魏玉梅、曾洁、唐玲、严兴喜、袁兴伟、谢芸、杨柳、邓缬、王向东、张灵芝、龙剑、上官剑、饶金根、程波等。教材是体现教学内容和教学方法的知识载体，是人才培养工作顺利开展的重要基础，需要社会关注与扶持。我社作为轨道交通特色出版社，一直坚持把服务高职院校教学与服务铁路企业人才培养作为出版社的重要工作之一，把规划、开发与出版更多的、更优质的轨道交通类教材作为首要任务并予以落实。希望本套教材的出版，能对高职院校的铁路专业教学与改革，对铁路企业、现场的职工培训与人才培养发挥重要作用，产生积极影响。西南交通大学出版社 2016 年 7 月 前 言“高压电气设备测试”是高职院校电气专业进行工学结合的教学模式改革中为适应电气试验岗位的教、学、做一体化而开设的一门课程。在前些年高职院校供用电技术专业和电气化铁道技术专业中开设的“高电压技术”是一门理论性较强的专业课程。在实际讲课过程中教师发现，很多内容沿袭的是高等学校“高电压技术”专业课程模式，以讲授电介质理论、气体、液体和固体电介质的击穿放电发展过程、电力系统过电压与防雷设备研究等理论研究性质的章节为主，对于高职学生而言，理论知识部分讲解过多，学生理解能力跟不上，而原来安排的试验课时数也较少，由于很多理论知识牵涉到微观世界原子、分子间的微粒结构变化，比较抽象难懂，学生普遍较难理解，教、学效果不太理想。鉴于此，在基于工作过程的教学改革模式探索中，课程负责人聘请兰州铁路局兰州高压试验所、西安铁路局西安供电段试验组专业从事高压电气设备测试、检修工作的高级技师、陕西省电力公司试验组工程师等多位企业生产一线的管理及技术人员，探讨高压试验工日常真实的工作内容，将其按照工作情境转化为学生的学习情境，改变原来理论性太强、学生没机会动手实践的不足。因此，开发出这本工学结合的、以项目化教学为主体的教改教材。在此，对给本书的编写提供大量素材和技术资料的专家们表示衷心的感谢！各种高压电气设备在装卸运输、安装及运行过程中，由于受冲击、振动等各种原因的影响，可能使其遭受损伤或变化。因此在安装完成后投入运行前以及运行过程中，必须按照规范规定的交接、预防检测项目，参照历次试验数据进行交接、预防检查和试验，以鉴定其是否遭受损伤或发生不允许出现的变化，检查其质量是否良好，并判断其性能是否满足安全运行的要求。在变配电所安装施工完毕后，要对电气设备进行竣工交接试验；运行中的变配电所要定期进行预防性试验。一般检查及试验包括检查、导通试验、绝缘电阻试验、交流耐压试验、接地电阻试验、电气性能试验、机械性能试验等多方面内容。在进行交接或预防性试验时，应先进行非破坏性试验，后进行破坏性试验，后者应在前者合格的基础上方可进行。本书将依据电气装置安装工程电气设备交接试验标准（GB501502006）和电力设备预防性试验规程（DL/T5961996）等国家标准和电力行业规范的相关规定，结合常规变配电所安装施工实践及常用的仪器设备，对变配电所主要交接、预防试验相关的试前检查及准备、试验目的、试验方法及接线示意图、注意事项以及对测量结果的分析判断等方面进行一些说明，以供读者在进行交接及预防性试验时参考。对于数据的详细分析判定及规定，需参见电气装置安装工程电气设备交接试验标准（GB501502006）以及电力设备预防性试验规程（DL/T 5961996）中相关内容。本书共分十章，分别介绍了高压电气绝缘的基础理论知识、高压电气设备绝缘预防性试验方法、电力变压器检修与试验、高压开关检修与试验、互感器检修与试验、避雷器检修与试验等，按照交接试验和预防性试验规程标准，详细介绍了各种高压电气设备的检修与试验方法和仪器的使用，并根据现有设备编制出切实可行的工作任务，学以致用，培养学生电气设备检修与试验作业的安全意识和规范化作业，为我国电气化铁路行业的安全运行培养出更多高素质、专业技术强的接班人。本书由西安铁路职业技术学院王旭波、张刚毅担任主编，武汉铁路职业技术学院王旭东老师、西安铁路职业技术学院赵飞燕老师、吉林铁路职业技术学院陈洪军老师、黑龙江铁路职业技术学院周雪冬老师担任副主编，其中王旭波编写第一、七章、第五章实做项目，第八章第 1、4 节，第十章第 2 节内容；张刚毅编写绪论、前言和附录；王旭东编写第三、四、五章内容；赵飞燕编写第六、九章；陈洪军编写第八章第 2、3、5、6 节，第十章第 1、3 节；周雪冬编写第二章。全书由王旭波负责统稿和修订。由于时间比较仓促，加之作者水平有限，本书难免会有纰漏之处，恳请广大读者或同行专家提出宝贵意见，作者将不胜感激！编 者 2016 年 10 月 目 录 绪 论 1 第一章 电气绝缘基本知识 2 第一节 气体电介质的极化、电导和损耗 2 第二节 电介质的游离 12 第三节 气体的击穿过程 15 第四节 液体的击穿机理 19 第五节 固体电介质的击穿机理 21 第六节 沿面放电 24 思考和练习题 37 第二章 高压电气设备绝缘预防性试验方法 39 第一节 电气设备预防性试验的种类与意义 39 第二节 绝缘电阻、吸收比试验 43 第三节 直流泄漏电流试验 46 第四节 介质损耗角正切值试验 49 第五节 局部放电试验 53 第六节 工频耐压试验 58 第七节 直流耐压试验 63 第八节 冲击耐压试验 68 思考和练习题 78 第三章 电力变压器检修与试验 79 第一节 电力变压器绝缘知识 79 第二节 油浸式电力变压器检修周期和项目 83 第三节 电力变压器交接性试验项目及标准 96 第四节 电力变压器预防性试验项目及标准 106 思考和练习题 123 第四章 高压开关设备检修与试验 124 第一节 高压断路器的作用和绝缘结构 124 第二节 断路器检修 127 第三节 隔离开关检修 139 第四节 断路器交接性试验项目及标准 141 第五节 断路器预防性试验项目及标准 151 第六节 隔离开关的绝缘试验 154 思考和练习题 157 第五章 互感器的检修与试验 158 第一节 互感器的原理及绝缘结构 158 第二节 互感器的检修 167 第三节 互感器绝缘试验 174 第四节 电压互感器特性试验项目 178 第五节 电流互感器特性试验项目 190 第六节 互感器的交接性绝缘试验项目 195 思考和练习题 200 第六