電氣絕緣測(cè)試技術(shù)便攜版

1、第一章1. 絕緣電阻是施加于絕緣體上的兩個(gè)導(dǎo)體之間的直流電壓與流過絕緣體的泄露電流之比。絕緣電阻包括體積電阻和表面電阻。體積電阻是施加的直流電壓與通過絕緣體內(nèi)部電流之比；表面電阻是施加的直流電壓與通過絕緣體表面的電流之比。體積電阻率是絕緣體內(nèi)部的直流電場(chǎng)強(qiáng)度與體內(nèi)泄露電流密度之比（單位立方體的絕緣電阻值）；表面電阻率是絕緣體表面層的直流電場(chǎng)強(qiáng)度與通過表面層的電流線密度之比(實(shí)際上是正方形面積內(nèi)的表面電阻)。2.試樣的預(yù)處理?xiàng)l件試樣表面應(yīng)無外來的污染，沒有損傷，并要清除試樣上的殘余電荷。用酒精清洗試樣，或?qū)⒃嚇臃胖迷跐穸群艽蟮沫h(huán)境中片刻，可將試樣表面上的電荷基本清除。3.影響絕緣電阻的因素:1)

2、溫度：T上升R（v下降）（離子電導(dǎo)為主體）（2）濕度：%上升R（v下降）所以材料吸濕后，要先進(jìn)行烘干在進(jìn)行使用（3）電場(chǎng)E不高，一般R（v）與E無關(guān)（線性材料） 高場(chǎng)強(qiáng)是E上升R（v下降）（非線性材料） 電壓升高時(shí)，絕緣體中有缺陷，也會(huì)導(dǎo)致絕緣電阻下降 （4）輻射：劑量上升R（v下降） （5）交聯(lián)：無影響，高溫下交聯(lián)擊穿強(qiáng)度高4. 二電極與三電極的不同：二電極結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但無法將體積電流與表面電流分開，存在邊緣效應(yīng)；適用于薄膜材料的測(cè)試。三電極系統(tǒng)由測(cè)量電極、保護(hù)電極和高壓電極三部分組成?？梢詫Ⅲw積電流與表面電流分開，消除了邊緣效應(yīng)，均化電場(chǎng)；適用于高頻下，存在T型干擾網(wǎng)絡(luò)。5. 電極間隙g不能

3、太小，一方面為了使沿電極周長(zhǎng)間隙g的相對(duì)誤差不致太大；另一方面是為了減少體積電流的影響。6.測(cè)量絕緣電阻的方法：1、直測(cè)法（1）歐姆表法；特點(diǎn)：最方便；適用于靈敏度不高的場(chǎng)合，例如，現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試。測(cè)量范圍為0-100M歐姆（2）檢流計(jì)法特點(diǎn)：靈敏度高。電壓范圍100-1000V ；檢測(cè)電流10-10A/mm；最大電阻1012。適用于工廠產(chǎn)品測(cè)試。（3）高阻計(jì)法；檢測(cè)電流最小10-10A，檢測(cè)電阻大于1017；適用于絕緣材料的測(cè)試。2、比較法（1）電橋法，優(yōu)點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)結(jié)果與試驗(yàn)電壓無關(guān)，準(zhǔn)確度最高，可測(cè)電阻1014，量程廣。缺點(diǎn)：需要人為調(diào)節(jié)，比較麻煩，操作不方便，在工程上為廣泛應(yīng)用。（2）電流比較

4、法，設(shè)備與檢流法相同，測(cè)試過程、原理、公式不同，精度高。適用于產(chǎn)品絕緣的檢測(cè)。3、充放電法（1）充電法:優(yōu)點(diǎn)：與高阻計(jì)法比，提高測(cè)試靈敏度，滿足更高絕緣電阻的測(cè)試，充放電法是目前為止測(cè)量絕緣電阻“最靈敏”的一種方法，可達(dá)到1019；（2）自放電法測(cè)量線路簡(jiǎn)單。適用于試樣的電容已知的試樣。7.分析圖（P25）：良好的絕緣中，吸收電流隨加電壓時(shí)間下降很快，最后穩(wěn)定的電流也很小，如圖曲線1所示；而受潮或有缺陷的絕緣體，吸收電流變化很慢，穩(wěn)定的電流值也比較大，如曲線2所示；為簡(jiǎn)化試驗(yàn)，用I15和I60的比值來表示吸收比，通常吸收比大，說明絕緣良好。但對(duì)于非極性的絕緣材料，I15電流已經(jīng)很小，穩(wěn)定電流更

5、小，而且吸收比也不大，但不能認(rèn)為絕緣是不好的。第二章1. 相對(duì)介電常數(shù)是在同一電極結(jié)構(gòu)中，電極周圍充滿介質(zhì)時(shí)的電容Cx與周圍是真空似的電容C0之比。介質(zhì)損耗因數(shù)是樣品在施加電壓時(shí)所消耗的有功功率與無功功率的比值。影響相對(duì)介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因數(shù)的因素：1）電壓幅值：一般，無關(guān)。若夾層有雜質(zhì)，高場(chǎng)強(qiáng)下都會(huì)增大。若有氣泡，超過起始放電電壓后，都會(huì)增大。2）頻率：低頻r大，高頻r?。籸變化大時(shí)，tan出現(xiàn)最大值。3）溫度：T升高，r增大，但很高時(shí)降低；低溫時(shí)，r變化大時(shí)，tan出現(xiàn)最大值，溫度很高時(shí)隨溫度指數(shù)增大。對(duì)于并聯(lián)等效阻抗 對(duì)于串聯(lián)等效阻抗 tan=wRsCs 對(duì)于tan兩者完全等效，即 得到

6、 ，2.高壓西林電橋原理：西林電橋的兩個(gè)高壓橋臂，分別有試樣Zx及無損耗的標(biāo)準(zhǔn)電容器CN組成；兩個(gè)低壓橋臂分別由無感電阻R3及無感電阻R4與電容C4并聯(lián)組成。平衡條件：YxY4=Y3YN3.電流比變壓器電橋：又稱電感比例橋臂電橋，電橋除了試樣盒標(biāo)準(zhǔn)電容器各為一個(gè)橋臂之外，還有兩個(gè)橋臂是由電感組成。根據(jù)使用條件的不同，電感橋臂可與平衡指示器回路耦合，稱為電流比變壓器電橋；電感橋臂亦可與電橋的電源耦合，稱為電壓比變壓器電橋。4.諧振法測(cè)量電容：由一個(gè)電感線圈L和一個(gè)調(diào)諧電容組成，測(cè)量試樣的電容CP時(shí)是根據(jù)諧振回路的諧振條件求得的。諧振兩次，第一次諧振電容讀數(shù)為Ci，第二次諧振電容為Co，試樣的電容

7、為Cp=CoCi。5.品質(zhì)因數(shù): 表示一個(gè)儲(chǔ)能器件（如電感線圈、電容等）、諧振電路中所儲(chǔ)能量同每周期損耗能量之比的一種質(zhì)量指標(biāo)。與介質(zhì)損耗因素成倒數(shù)關(guān)系。6. 強(qiáng)電場(chǎng)干擾下，可采取哪些方法測(cè)量，各有什么特點(diǎn)：措施：屏蔽:在試品的測(cè)試的系統(tǒng)和干擾源之間使用，由于場(chǎng)地空間限制，只在實(shí)驗(yàn)室使用移相法: 缺點(diǎn)：需要專門的移相器，接線復(fù)雜，測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，場(chǎng)地使用受限倒相法：正、反兩次測(cè)量取平均值（精度要求不高）優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單，速度快，缺點(diǎn)：準(zhǔn)確度低，干擾強(qiáng)烈是更低。7.介電譜：復(fù)介電常數(shù)隨頻率的變化曲線（介電頻譜），或隨溫度的變化曲線（介電溫譜）。第三章1.電氣擊穿：在電場(chǎng)作用下絕緣材料或結(jié)構(gòu)瞬間失去絕緣

8、特性，造成電極間短路。介電強(qiáng)度是指材料能承受而不遭到破壞的最高電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)，對(duì)于平板樣品EB=UB/d。在氣體或液體中，電極之間發(fā)生放電，當(dāng)放電至少有一部分是沿著固體材料表面時(shí)，稱為閃絡(luò)。通常試樣表面發(fā)生閃絡(luò)后，還可以恢復(fù)絕緣特性。2.試樣厚度的選?。喝绻?，擊穿電壓超過試驗(yàn)變壓器的額定電壓，或表面閃絡(luò)難以解決，這時(shí)可以將試樣削薄，但試樣表面應(yīng)保持光潔，對(duì)于紙或薄膜材料，將多層疊加一起，施加一定的壓力壓緊。這樣可以減少因弱點(diǎn)存在而造成擊穿場(chǎng)強(qiáng)的分散。測(cè)量厚度時(shí)，一般在沿通過擊穿點(diǎn)的直徑上測(cè)三點(diǎn)取平均值，這時(shí)試樣的厚度必須是均勻的。否則，則以擊穿點(diǎn)的厚度來計(jì)算擊穿場(chǎng)強(qiáng)。3.工頻電壓下的介電強(qiáng)度測(cè)量

9、：升壓方式：1）快速升壓，電壓從零上升至擊穿電壓所經(jīng)歷的時(shí)間為1020s，2)20s逐級(jí)升壓，每級(jí)停留20s，3）慢速升壓，從快速升壓的擊穿電壓的40%，緩慢升壓，4）60s逐級(jí)升壓，每級(jí)停留60s，5）極慢升壓，從快速升壓的擊穿電壓的40%，極慢升壓。升壓速度慢，電壓作用時(shí)間長(zhǎng)，測(cè)得的擊穿電壓更低，試驗(yàn)結(jié)果更可靠。4.調(diào)壓器原理及優(yōu)缺點(diǎn)：1）自耦調(diào)壓器：輸入輸出共用一個(gè)線圈，通過滑動(dòng)觸點(diǎn)來調(diào)節(jié)電壓。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，漏抗小而且價(jià)格便宜；但觸點(diǎn)再移動(dòng)的過程中會(huì)出現(xiàn)火花，適用于千伏安以下。2）移圈調(diào)壓器：是靠移動(dòng)短路線圈改變其他兩個(gè)線圈的漏磁通，從而改變兩個(gè)線圈上的電壓分配來實(shí)現(xiàn)調(diào)壓?？侩姶篷詈?/p>

10、而無機(jī)械觸點(diǎn)，調(diào)壓過程無火花出現(xiàn)，容量大；但漏抗較大，波形易畸變。5.保護(hù)電阻：目的是當(dāng)試樣擊穿或閃絡(luò)時(shí)，限制流過變壓器的電流并使變壓器高壓端點(diǎn)位變化緩慢，改善由此產(chǎn)生的脈沖在高壓繞組間的分布和消除可能出現(xiàn)的振蕩，另一方面也要避免試驗(yàn)在電阻上產(chǎn)生過大的電壓降和擊穿時(shí)過載釋放器有足夠大的電流，從而能夠在幾個(gè)電壓周期內(nèi)切斷電源。一般選用0.10.5/V。6.沖擊電壓下的介電強(qiáng)度：各種高壓電氣設(shè)備在運(yùn)行中，難免要遭受大氣過電壓和操作過電壓，為了檢驗(yàn)這些設(shè)備承受這種過電壓的能力，需要進(jìn)行沖擊電壓下的介電強(qiáng)度試驗(yàn)。常用的兩種：模擬雷電沖擊波（大氣過電壓的沖擊波），模擬操作過電壓的沖擊波（包括短路開關(guān)動(dòng)作

11、等產(chǎn)生的沖擊波）。大氣過電壓的沖擊波，1.2/50s波頭：1.2±30%s，通過沖擊波峰值0.3和0.9兩點(diǎn)直線，與時(shí)間軸交點(diǎn)O和峰值平行線交點(diǎn)D之間的時(shí)間間隔Tf；波尾： 50±2%s，沖擊波峰值下降到峰值一半時(shí)與O之間的時(shí)間間隔Tt。操作過電壓的沖擊波：事故短路、開關(guān)動(dòng)作等產(chǎn)生的沖擊波，250/2500s，波頭： 250±20%s，從零開始上升到峰值的時(shí)間；波尾： 2500±20%s，從零峰值始下降到峰值一半時(shí)的時(shí)間間隔。7.實(shí)驗(yàn)室的屏蔽：分為靜電屏蔽、磁屏蔽以及電磁屏蔽三種，屏蔽的目的是隔離屏蔽室內(nèi)外的靜電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電磁場(chǎng)，不讓內(nèi)部干擾外部，防止外

12、部干擾內(nèi)部。8. 試驗(yàn)室的接地：工作接地:使電路中各點(diǎn)電位固定，使各部位絕緣承受的電壓不變，并沒有浮動(dòng)電位出現(xiàn)。保護(hù)接地:將不帶電的金屬體接地，以免這些物體直接觸及高電位或本身出現(xiàn)感應(yīng)電壓而造成危險(xiǎn)。第四章1. 局部放電：在電場(chǎng)作用下，絕緣中局部區(qū)域發(fā)生電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到擊穿場(chǎng)強(qiáng)并發(fā)生放電，但絕緣內(nèi)部仍然保持絕緣性能的現(xiàn)象。發(fā)生在絕緣體表面的稱表面局部放電，發(fā)生在導(dǎo)體邊緣而周圍是氣體的，稱為電暈。2.局部放電的特征：局部放電是指發(fā)生在電極之間但并未貫穿電極的放電，局部放電是一種復(fù)雜的物理過程除了伴隨著電荷的轉(zhuǎn)移和電能的損耗之外，還會(huì)產(chǎn)生電磁輻射、超聲波、光、熱以及新的生成物等。最明顯的是反映到試品施

13、加電壓的兩端，有微弱的脈沖電壓出現(xiàn)。3.導(dǎo)致局部放電的因素：1）電極系統(tǒng)不對(duì)稱。2）介質(zhì)不均勻。3）絕緣體中含有氣泡或其他雜質(zhì)。4.局部放電的基本表征參數(shù)：用以描述每一次放電的特征參數(shù)：1）視在放電電荷：在絕緣體中發(fā)生局部放電時(shí)，絕緣體上施加電壓的兩端出現(xiàn)的脈動(dòng)電荷。2）放電量：氣泡中每一次放電發(fā)生的電荷交換所消耗的能量。3）放電相位：各次放電都發(fā)生在外加電壓作用下，每次放電所在的外加電壓的相位。前后連續(xù)放電的相位差，可代表前后兩次放電的時(shí)間間隔。5.累計(jì)表征參數(shù)：在一定測(cè)量時(shí)間內(nèi)累計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。1）放電重復(fù)頻率：在測(cè)量時(shí)間內(nèi)，每秒鐘放電次數(shù)的平均值。2）平均放電電流：設(shè)測(cè)量時(shí)間T內(nèi)出現(xiàn)m次放

14、電，各次相應(yīng)的視在放電電荷為q1，q2.，則平均放電電流為I=i=1mqi/T。3）放電功率: I=i=1mutiqi/T。這個(gè)參數(shù)綜合表征了放電量、放電次數(shù)以及放電時(shí)的外加電壓瞬時(shí)值。6.電測(cè)法分析：根據(jù)放電時(shí)在放電處會(huì)產(chǎn)生電荷交換，于是在一個(gè)與之相連的回路中就會(huì)產(chǎn)生脈沖電流，通過測(cè)量此脈沖電流來測(cè)量局部放電的方法稱為脈沖電流法（ERA）。原理：絕緣體某一區(qū)域發(fā)生局部放電時(shí)，絕緣體的兩端會(huì)出現(xiàn)瞬變電荷，用一個(gè)耦合的電容器CK和檢測(cè)阻抗Z與試品連接成一個(gè)回路?；芈愤B接方式有直測(cè)法和平衡法。后者把檢測(cè)阻抗分為Za，Zb兩個(gè)部分，并在其中點(diǎn)接地，無論哪個(gè)方法在檢測(cè)阻抗兩端采集到的ud總是與試品的視

15、在放電電荷q存在一定的關(guān)系。隔離變壓器：在一次和二次兩個(gè)繞組之間附加兩層金屬屏蔽層，并和繞組末端相連接；隔離高頻干擾。調(diào)壓器：使電壓從零開始上升到規(guī)定值。試驗(yàn)變壓器：把低電壓升高為試驗(yàn)所用的高電壓的升壓變壓器。與一般試驗(yàn)變壓器不同在于其本身不發(fā)生局部放電，或放電量小于被測(cè)試品允許放電量的一半。濾波器：低壓濾波器用來濾掉從電源進(jìn)來的高頻干擾及調(diào)壓器產(chǎn)生的高次諧波；高壓濾波器用來進(jìn)一步阻塞電源進(jìn)來的高頻干擾，阻礙試驗(yàn)變壓器本身產(chǎn)生的局部放電信號(hào)，阻塞試品的局部放電信號(hào)通過試驗(yàn)變壓器的入口電容，以免被測(cè)信號(hào)旁路而降低測(cè)量的靈敏度。保護(hù)電阻：用來限制萬一變壓器負(fù)載短路時(shí)的電流，改善負(fù)載短路時(shí)產(chǎn)生的過電壓在變壓器繞組上的電位分布。耦合電容器：把試品的放電信號(hào)耦合到檢測(cè)阻抗上來，承受工頻高壓，使檢測(cè)阻抗上的工頻電壓降很小，以保證人身及儀器安全。檢測(cè)阻抗：采樣元件，檢測(cè)脈沖電壓，測(cè)出局部放電的視