第五章電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)(一)

1、第五章電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)（一）n絕緣監(jiān)測(cè)和診斷的基本概念絕緣監(jiān)測(cè)和診斷的基本概念n絕緣電阻和泄漏電流的測(cè)量絕緣電阻和泄漏電流的測(cè)量n介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量絕緣的監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)分類：絕緣的監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)分類：1. 按照對(duì)設(shè)備造成的影響程度分類按照對(duì)設(shè)備造成的影響程度分類非破壞性試驗(yàn)，即檢查性試驗(yàn)：非破壞性試驗(yàn)，即檢查性試驗(yàn)：在較低電壓下或用在較低電壓下或用其它不會(huì)損傷絕緣的方法測(cè)量絕緣的各種情況，判斷絕緣其它不會(huì)損傷絕緣的方法測(cè)量絕緣的各種情況，判斷絕緣內(nèi)部的缺陷內(nèi)部的缺陷包含的種類：包含的種類：絕緣電阻試驗(yàn)、介質(zhì)損耗角正切試驗(yàn)、絕緣電阻試驗(yàn)、介質(zhì)損耗角正切試驗(yàn)、局部放電試驗(yàn)、絕

2、緣油的氣相色譜分析等局部放電試驗(yàn)、絕緣油的氣相色譜分析等 破壞性試驗(yàn)，即耐壓試驗(yàn)：破壞性試驗(yàn)，即耐壓試驗(yàn)：以等價(jià)或高于設(shè)備的正常以等價(jià)或高于設(shè)備的正常運(yùn)行電壓來(lái)考核設(shè)備的電壓耐受能力和絕緣水平。耐壓試運(yùn)行電壓來(lái)考核設(shè)備的電壓耐受能力和絕緣水平。耐壓試驗(yàn)對(duì)絕緣的考驗(yàn)嚴(yán)格，能保證絕緣具有一定的絕緣水平或驗(yàn)對(duì)絕緣的考驗(yàn)嚴(yán)格，能保證絕緣具有一定的絕緣水平或裕度；缺點(diǎn)是可能在試驗(yàn)時(shí)給絕緣造成一定的損傷裕度；缺點(diǎn)是可能在試驗(yàn)時(shí)給絕緣造成一定的損傷 包含的種類：包含的種類：交流耐壓試驗(yàn)、直流耐壓試驗(yàn)、雷電沖交流耐壓試驗(yàn)、直流耐壓試驗(yàn)、雷電沖擊耐壓試驗(yàn)及操作沖擊耐壓試驗(yàn)擊耐壓試驗(yàn)及操作沖擊耐壓試驗(yàn) 2. 按照

3、設(shè)備是否帶電的方式分類（兩類）按照設(shè)備是否帶電的方式分類（兩類）離線：離線：要求被試設(shè)備退出運(yùn)行狀態(tài)，通常是周要求被試設(shè)備退出運(yùn)行狀態(tài)，通常是周期性間斷地施行期性間斷地施行特點(diǎn)：特點(diǎn)：可采用破壞性試驗(yàn)和非破壞性試驗(yàn)兩可采用破壞性試驗(yàn)和非破壞性試驗(yàn)兩種方式。耐壓試驗(yàn)往往是在非破壞性試驗(yàn)之后才種方式。耐壓試驗(yàn)往往是在非破壞性試驗(yàn)之后才進(jìn)行。缺點(diǎn)是對(duì)絕緣耐壓水平的判斷比較間接，進(jìn)行。缺點(diǎn)是對(duì)絕緣耐壓水平的判斷比較間接，尤其周期性的離線試驗(yàn)更不易判斷準(zhǔn)確尤其周期性的離線試驗(yàn)更不易判斷準(zhǔn)確 在線：在線：在被試設(shè)備處于帶電運(yùn)行的條件下，對(duì)在被試設(shè)備處于帶電運(yùn)行的條件下，對(duì)設(shè)備的絕緣狀況進(jìn)行連續(xù)或定時(shí)的監(jiān)測(cè)

4、設(shè)備的絕緣狀況進(jìn)行連續(xù)或定時(shí)的監(jiān)測(cè)特點(diǎn)：特點(diǎn)：只能采用非破壞性試驗(yàn)方式。除測(cè)定只能采用非破壞性試驗(yàn)方式。除測(cè)定絕緣特性的數(shù)值外，還可分析特性隨時(shí)間的變化絕緣特性的數(shù)值外，還可分析特性隨時(shí)間的變化趨勢(shì)，顯著提高了其判斷的準(zhǔn)確性趨勢(shì)，顯著提高了其判斷的準(zhǔn)確性 5-5-1 1 測(cè)定絕緣電阻測(cè)定絕緣電阻雙層介質(zhì)模型的電流時(shí)間特性雙層介質(zhì)等值電路圖 吸收和泄漏電流及絕緣電阻的變化曲線 /21212212112221/teRRRRCCCRCRURRUti212121/RRRRCC在工程應(yīng)用上，把介質(zhì)處在吸收過(guò)程時(shí)的U/i也稱為絕緣電阻R 吸收和泄漏電流及絕緣電阻的變化曲線 /212122121122 /t

5、taKeeRRRRCCCRCRUi定義吸收比K： 加壓60秒時(shí)的絕緣電阻與15秒時(shí)絕緣絕緣電阻之比值 定義極化指數(shù)P： 為加壓10分鐘時(shí)的絕緣電阻與1分鐘時(shí)電阻之比值 1560R/RK 110R/RP 絕緣狀態(tài)的判定若絕緣內(nèi)部有集中性導(dǎo)電通道，或絕緣嚴(yán)重受潮，則電阻R1 、R2會(huì)顯著降低，泄漏電流大大增加，時(shí)間常數(shù)大為減小，吸收電流迅速衰減。即使絕緣部分受潮，只要R1與R2中的一個(gè)數(shù)值降低，值也會(huì)大為減小，吸收電流仍會(huì)迅速衰減，仍可造成吸收比K（及極化指數(shù)P，下同）的下降。當(dāng)K1或接近于1，則設(shè)備基本喪失絕緣能力。不同絕緣狀態(tài)下的絕緣電阻的變化曲線 測(cè)量絕緣電阻與吸收比的方法測(cè)量?jī)x表：測(cè)量?jī)x表

6、：兆歐表?yè)u表：搖表：帶有手搖直流發(fā)電機(jī)的兆歐表，俗稱搖表晶體管兆歐表：晶體管兆歐表：采用電池供電，晶體管振蕩器產(chǎn)生交變電壓，經(jīng)變壓器升壓及倍壓整流后輸出直流電壓兆歐表的電壓：兆歐表的電壓：500、1000、2500、5000V等兆歐表選擇：兆歐表選擇：根據(jù)設(shè)備電壓等級(jí)的不同，選用不同電壓的兆歐表。例：額定電壓1kV及以下者使用1000V兆歐表；1kV以上者使用2500V兆歐表 兆歐表的原理結(jié)構(gòu)圖 例：用兆歐表測(cè)量套管絕緣電阻例：用兆歐表測(cè)量套管絕緣電阻測(cè)量絕緣電阻能發(fā)現(xiàn)的缺陷 總體絕緣質(zhì)量欠佳 絕緣受潮 兩極間有貫穿性的導(dǎo)電通道 絕緣表面情況不良測(cè)量絕緣電阻不能發(fā)現(xiàn)的缺陷 絕緣中的局部缺陷 絕

7、緣的老化測(cè)量絕緣電阻注意事項(xiàng) 試驗(yàn)前后將試品接地放電 高壓測(cè)試連線架空 測(cè)吸收比和極化指數(shù)時(shí)，應(yīng)待電源電壓穩(wěn)定后再接入試品 防止試品向兆歐表反向放電 繞組的影響 絕緣電阻與溫度的關(guān)系測(cè)測(cè)量量泄泄漏漏電電流流的的兩兩種種測(cè)測(cè)試試電電路路.OTASM2-2-5圖時(shí)的測(cè)試電路被試品一極已固定接地屏蔽系統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)；被試品；SM.OT.OTLHKSCPAPAR高電位電極被試品；HOT.直流微安表低電位電極；PAL放電管保護(hù)電阻；PR屏蔽系統(tǒng)旁路開(kāi)關(guān)；緩沖電容；SKC1-2-5圖電流的電路圖測(cè)量泄漏5-5-2 2 測(cè)定泄漏電流測(cè)定泄漏電流測(cè)量電力變壓器主絕緣泄漏電流的接線T1調(diào)壓器； T2高壓試驗(yàn)變壓器；

8、 D高壓硅堆 R保護(hù)電阻； C濾波電容； T被試變壓器 直流電源的要求 輸出電壓（幅值、脈動(dòng)系數(shù)小于3%） 輸出電流 （1mA 以下，電壓不減低） 電源保護(hù)（保護(hù)電阻，放電管、并聯(lián)電容、旁路開(kāi)關(guān)）注意事項(xiàng) 與測(cè)絕緣電阻相同 電壓保持時(shí)間1分鐘（待電容電流和吸收電流充分衰減），泄漏電流穩(wěn)定試驗(yàn)特點(diǎn) 所加直流電壓較高，可以發(fā)現(xiàn)一些兆歐表不能發(fā)現(xiàn)的缺陷 直流電壓逐漸升高，可觀察電流與電壓關(guān)系的線性度 線性刻度，能精確讀取5-5-3 3 介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量 n西林電橋的基本原理n存在外界電磁場(chǎng)干擾時(shí)的測(cè)量n測(cè)試功效n注意事項(xiàng)1.西林電橋的基本原理西林電橋：高壓臂：高壓臂：代表試品

9、的Z1；無(wú)損耗的標(biāo)準(zhǔn)電容CN，它以阻抗Z2作為代表。低壓臂：低壓臂：處在橋箱體內(nèi)的可調(diào)無(wú)感電阻R3，以Z3來(lái)代表；無(wú)感電阻R4和可調(diào)電容C4的并聯(lián)，以Z4來(lái)代表 保護(hù)：保護(hù)：放電管P電橋平衡：電橋平衡：檢流計(jì)G檢零屏蔽：屏蔽：消除雜散電容的影響電橋的平衡條件： Z1/Z3 = Z2/Z4并聯(lián)等值回路 tg= 1/ Rx Cx =R4 C4 Cx = R4CN/R3 (1+tg2) 串聯(lián)等值回路 tg= Rx Cx =R4 C4 Cx = CNR4/R3 Cx：因?yàn)閠g2 極小，故兩種等值電路的Cx近似相等西林電橋的基本回路 接線方式接線方式屏蔽：雜散電容：雜散電容：高壓引線與低壓臂之間有電場(chǎng)的

10、影響，可看作其間有雜散電容Cs。由于低壓臂的電位很低，Cx和C0的電容量很小，如C0一般只有50100pF，雜散電容Cs的引入，會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。若附近另有高壓源，其間的雜散電容Cs1會(huì)引入干擾電流iS，也會(huì)造成測(cè)量誤差 需要屏蔽，消除雜散電容的影響西林電橋的基本回路 2.存在外界電磁場(chǎng)干擾時(shí)的測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)試品：現(xiàn)場(chǎng)試品：難以實(shí)現(xiàn)屏蔽，干擾較嚴(yán)重兩次測(cè)量法：兩次測(cè)量法：第一次測(cè)得tg1和Cx，然后倒換試驗(yàn)變壓器原邊電源線的兩頭(試驗(yàn)電壓U的相位轉(zhuǎn)180)，測(cè)得第二次的數(shù)值tg2和Cx，可用下式計(jì)算得準(zhǔn)確的tg和Cx值： 2/21xxxxxxxCCCCCtgCtgCtg 磁場(chǎng)干擾時(shí)介損的測(cè)量檢流計(jì)正反接抗磁場(chǎng)干擾的原理：設(shè)無(wú)磁干擾時(shí)，兩個(gè)測(cè)量臂的數(shù)值分別為R3和C4；設(shè)存在磁干擾時(shí)，兩個(gè)測(cè)量臂的數(shù)值分別為(R3+R3)和(C4+C4)；把檢流計(jì)和電橋兩臂相接的兩端倒換一下，兩個(gè)測(cè)量臂的數(shù)值將分別為 (R3R3)和(C4 C4) 當(dāng)檢流計(jì)正接時(shí)測(cè)得：當(dāng)檢流計(jì)反接時(shí)測(cè)得：因無(wú)磁場(chǎng)干擾時(shí)：故可得：334014441/RRRCCRCCtgx334024442/RRRCCRCCtgx34044/ RRCCRCt