第3章 電氣設(shè)備的絕緣試驗(yàn)

第3章電氣設(shè)備的絕緣試驗(yàn)

3.1絕緣電阻及吸收比的測(cè)量3.2泄漏電流的測(cè)量3.3介質(zhì)損失角tanδ的測(cè)量3.4局部放電的測(cè)量3.5絕緣油的氣相色譜分析3.6交流耐壓試驗(yàn)

3.7直流耐壓試驗(yàn)3.8各種試驗(yàn)方法的特點(diǎn)3.9絕緣在線監(jiān)測(cè)3.10試驗(yàn)記錄、試驗(yàn)報(bào)告及試驗(yàn)結(jié)果分析

缺陷產(chǎn)生根源制造或修理過程中潛伏下來的運(yùn)輸及保管過程中形成的運(yùn)行中絕緣老化發(fā)展起來的缺陷分類局部性（集中性）缺陷整體性（分布性）缺陷預(yù)防性試驗(yàn)方法的分類：a.破壞性試驗(yàn)，或叫耐壓試驗(yàn)。b.非破壞性試驗(yàn)（在較低的電壓下或用其它不會(huì)損傷絕緣的辦法來測(cè)量絕緣的各種特性，從而判斷絕緣的內(nèi)部缺陷）破壞性試驗(yàn)和非破壞性試驗(yàn)各有其特點(diǎn)，所反映的絕緣缺陷的性質(zhì)是不同的，且對(duì)不同的絕緣結(jié)構(gòu)和材料的有效性也不一樣。電氣設(shè)備絕緣缺陷的分類：集中性缺陷（例如懸式絕緣子的瓷質(zhì)開裂；發(fā)電機(jī)絕緣局部磨損、擠壓破裂；電纜絕緣逐漸損壞等）b.分布式缺陷（電氣設(shè)備整體絕緣性能下降，如電機(jī)、變壓器、套管中有機(jī)絕緣材料的受潮、老化、變質(zhì)）

集中性的缺陷3.1絕緣電阻及吸收比的測(cè)量3.1.1絕緣電阻的測(cè)量規(guī)定以加壓1min時(shí)測(cè)定的電阻值作為被試品的

----絕緣電阻作用：能發(fā)現(xiàn)絕緣受潮或有集中性的導(dǎo)電通道、表面臟污、絕緣油劣化、絕緣擊穿和絕緣老化等。兆歐表的原理

直流輸出電壓：250V、500V、1000V、2500V、5000VI1I2RX試驗(yàn)接線L—接被試品的高壓導(dǎo)體E—接被試品外殼或地G—接被試品的屏蔽環(huán)或屏蔽電極

測(cè)量電力電纜絕緣電阻的試驗(yàn)接線

雙層介質(zhì)的吸收現(xiàn)象雙層介質(zhì)的等值電路吸收曲線陰影部分的面積為絕緣在充電過程中逐漸“吸收”的電荷。這種逐漸“吸收”電荷的現(xiàn)象叫做“吸收現(xiàn)象”，對(duì)應(yīng)的電流稱為吸收電流。它是由于介質(zhì)中偶極子逐漸轉(zhuǎn)向，并沿電場(chǎng)方向排列而產(chǎn)生的。3.1.2吸收比的測(cè)量組合絕緣和層式絕緣結(jié)構(gòu)的電氣設(shè)備，在直流電壓下均有明顯的吸收現(xiàn)象，即電路中的電流隨時(shí)間而衰減。當(dāng)試品絕緣比較均勻時(shí)，有，則吸收電流甚小，吸收現(xiàn)象不明顯。當(dāng)試品絕緣很不均勻時(shí)，，則吸收電流較大，吸收現(xiàn)象很明顯。雙層介質(zhì)的等值電路

當(dāng)絕緣受潮或有缺陷時(shí)，電流的吸收現(xiàn)象不明顯，總電流隨時(shí)間下降較緩慢，而試品的絕緣電阻與電流成反比。因此，根據(jù)的變化，就可以初步判斷絕緣的狀況。

顯然，對(duì)于不均勻試品的絕緣，如果絕緣狀況良好，則吸收現(xiàn)象明顯，值遠(yuǎn)大于1；如果絕緣嚴(yán)重受潮，由于Ig大增，Ia迅速衰減，K值接近于1。絕緣正常絕緣可能受潮極化指數(shù)定義：t=10min和t=1min時(shí)的絕緣電阻的比值如絕緣良好，P則值應(yīng)大于某一定值

特點(diǎn)：測(cè)量吸收比與測(cè)量絕緣電阻相似，但它所加的直流電壓高的多，可以發(fā)現(xiàn)兆歐表測(cè)量絕緣電阻不能發(fā)現(xiàn)的某些缺陷。2.試驗(yàn)方法和影響測(cè)量結(jié)果的因素（1）為了避免被試品上可能存留殘余電荷而造成誤差，試驗(yàn)前應(yīng)將試品接地放電一段時(shí)間；（2）試驗(yàn)時(shí)，將被試品接于L、E之間，如果被試品表面的泄漏電流較大，為避免表面泄漏電流的影響，必須加以屏蔽，屏蔽線應(yīng)接在兆歐表屏蔽端G上；（3）驅(qū)動(dòng)兆歐表達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，并保持恒定；（4）測(cè)量吸收比時(shí)，先驅(qū)動(dòng)兆歐表達(dá)額定轉(zhuǎn)速，待指針指到∞時(shí)，用絕緣工具將火線迅速接至試品上，同時(shí)記錄時(shí)間，分別讀取15s和60s的絕緣電阻值；（5）測(cè)試時(shí)必須記錄溫度。3.1.3測(cè)量絕緣電阻的規(guī)定1)測(cè)試前應(yīng)先拆除被試品的電源及對(duì)外的一切連線，將其接地，并充分放電。2)測(cè)試時(shí)保持手搖發(fā)電機(jī)手柄的轉(zhuǎn)速均勻，大約每分鐘120轉(zhuǎn)，待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，接上被試品，待指針讀數(shù)穩(wěn)定后，開始讀數(shù)。3)測(cè)試完畢后，先斷開接線端L，再停止搖手柄M，以免被試品電容在測(cè)量時(shí)充電電荷經(jīng)兆歐表放電而損壞兆歐表。這一點(diǎn)在測(cè)試大電容量設(shè)備時(shí)更要注意。4)測(cè)量時(shí)記錄溫度，不同溫度下的測(cè)量值應(yīng)換算到同一溫度下方可比較。5)兆歐表的線路端子與接地端子引出線不要靠在一起，接線路端的導(dǎo)線不可放在地上。6)為消除殘余電荷的影響，試驗(yàn)前應(yīng)將被試品充分放電，大電容量設(shè)備放電時(shí)間至少需要5～10min。3.1.4影響測(cè)量絕緣電阻的因素溫度的影響2.濕度及表面臟污的影響相對(duì)濕度絕緣吸收水分表面形成水膜絕緣電阻溫度離子數(shù)離子運(yùn)動(dòng)速度電導(dǎo)電流絕緣電阻3.殘余電荷的影響4.感應(yīng)電壓的影響3.1.5

測(cè)量結(jié)果的分析判斷

1.與《規(guī)程》規(guī)定的允許值比較；

2.與歷史資料比較（縱向比較）；

3.與同類產(chǎn)品比較（橫向比較）。3.2泄漏電流的測(cè)量作用：試驗(yàn)原理和作用與絕緣電阻試驗(yàn)相似，只是試驗(yàn)電壓較高，用微安表監(jiān)視，因而測(cè)量靈敏度較高。

它能較靈敏有效地發(fā)現(xiàn)像變壓器套管密封不嚴(yán)進(jìn)水，高壓套管有裂紋，絕緣紙杯沿面炭化，變壓器油劣化以及內(nèi)部受潮等其他試驗(yàn)項(xiàng)目不易發(fā)現(xiàn)的缺陷。泄漏電流的測(cè)量電路測(cè)量泄漏電流的電路圖T.O.—被試品；H—高電位電極；L—低電位電極；A—直流電位表；R—保護(hù)電阻；P—放電管；T.O.某設(shè)備絕緣的泄漏電流曲線

曲線1：絕緣良好；曲線2：絕緣受潮；曲線3：絕緣中有未貫通的集中性缺陷；曲線4：絕緣有擊穿的危險(xiǎn)

絕緣材料受潮后，與吸收電流相比，泄漏電流會(huì)增加。當(dāng)介質(zhì)上所加電壓去掉后，介質(zhì)放電會(huì)出現(xiàn)吸收過程類似的過程，但沒有泄漏電流現(xiàn)象。由此可根據(jù)下面的極化指數(shù)和泄漏指數(shù)來判斷受潮程度。

對(duì)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)，如果極化指數(shù)小于1.5，泄漏指數(shù)大于30，就可以判定為受潮。3.2.1試驗(yàn)接線測(cè)量泄漏電流電路原理接線圖

測(cè)量泄漏電流本質(zhì)上也是測(cè)量絕緣電阻，只是所用的直流電壓較高(10kV以上)，因此能發(fā)現(xiàn)一些尚未完全貫通的集中性缺陷，比兆歐表更有效。注意事項(xiàng)：電流表的位置屏蔽(電流表、屏蔽)試驗(yàn)完畢泄放剩余電荷

此接線適合于被試絕緣一極接地的情況：微安表接于高壓端，不受高壓對(duì)地雜散電流的影響，測(cè)量結(jié)果較準(zhǔn)確；為了避免由微安表到被試品的連線上產(chǎn)生的電暈及沿微安表絕緣支柱表面的泄漏電流流過微安表，需將微安表及從微安表至被試品的引線屏蔽起來。微安表處于高壓端，給讀數(shù)及切換量程帶來不便。微安表接于高壓側(cè)(PA1)微安表接在接地端，讀數(shù)和切換量程安全、方便；高壓部分對(duì)外界物體的雜散電流入地時(shí)都不會(huì)流過微安表，所以不用加屏蔽，測(cè)量比較精確。要求被試絕緣的兩極都不能接地，僅適合于那些接地端可與地分開的電氣設(shè)備。2.微安表接于低壓側(cè)(PA3)3.微安表接在試驗(yàn)變壓器T2一次（高壓）繞組尾部成套直流高壓裝置中的微安表采用這種接線對(duì)于良好的絕緣，電流值較小，泄漏電流隨電壓而線性上升，如曲線1；如果絕緣受潮，那么電流值加大，如曲線2；絕緣中有集中性缺陷，如曲線3。當(dāng)泄漏電流超過一定數(shù)值，應(yīng)盡可能找出原因加以消除。如果0.5Ut（試驗(yàn)電壓為Ut）附近泄漏電流已經(jīng)迅速上升，如曲線4，則這臺(tái)發(fā)電機(jī)在運(yùn)行時(shí)（不計(jì)及過電壓）就有擊穿的危險(xiǎn)。3.3.2影響測(cè)量泄漏電流的因素

溫度的影響溫度升高，絕緣電阻下降，泄漏電流增大。2.升壓速度的影響由于泄漏電流存在吸收過程，lmin時(shí)的泄漏電流不一定是真實(shí)的泄漏電流，可能包括一定的電容電流和吸收電流，因此加壓速度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果也有影響。3.殘余電荷的影響4.高壓引線的影響高壓引線對(duì)地雜散電流及表面泄漏電流示意圖

測(cè)量泄漏電流應(yīng)注意的事項(xiàng)：電壓的穩(wěn)定性

直流電壓的脈動(dòng)系數(shù)不大于3%，電壓降落盡可能低。雜散電流造成的誤差

要求直流高壓部分不發(fā)生電暈，或者高壓引線采用屏蔽線，被試品的低壓極和測(cè)量裝置用接地屏蔽籠屏蔽起來。微安表必須進(jìn)行保護(hù)；被試品電容量小時(shí)應(yīng)加穩(wěn)壓電容；試驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)充分放電。

被試品的接地有些設(shè)備一端必須直接接地，測(cè)量系統(tǒng)串接在高壓側(cè)回路中。應(yīng)將測(cè)量系統(tǒng)放在屏蔽籠中，盡可能將試品的高壓極和引線屏蔽起來。測(cè)量泄漏電流應(yīng)注意的事項(xiàng)：測(cè)量結(jié)果的分析判斷:是否符合規(guī)程規(guī)定值；2.與前一次測(cè)試結(jié)果相比應(yīng)無明顯變化；3.同一設(shè)備三相之間或同類設(shè)備間相互比較。3.3介質(zhì)損失角tanδ的測(cè)量3.3.1測(cè)量介質(zhì)損失角tanδ的意義及適用范圍意義：介質(zhì)的功率損耗P與介質(zhì)損失角正切tanδ成正比，在一定的電壓和頻率下，它能夠反映電介質(zhì)內(nèi)單位體積中能量的損耗，而與介質(zhì)尺寸大小無關(guān)。

適用范圍：是判斷絕緣狀態(tài)的一種比較靈敏和有效的方法，特別是對(duì)于絕緣整體受潮，老化等集中性缺陷和小容量試品的嚴(yán)重局部性缺陷。判斷絕緣內(nèi)部是否存在局部放電及絕緣老化的程度不能靈敏反映大容量發(fā)電機(jī)、變壓器和電力電纜絕緣中的局部性缺陷，體積越大也越不靈敏。3.3.2西林電橋的基本原理平衡電橋法、不平衡電橋法、瓦特表法、相敏電路法QS1型西林電橋的原理接線圖(a)正接線(b)反接線試品為Cx,Rx，CN為標(biāo)準(zhǔn)電容器，G為檢流計(jì)，R3，C4和R4為電橋的低壓臂。正接法：被試品兩端均不接地反接法：被試品一端接地，電橋調(diào)節(jié)部分處于高電位之下使用方法：調(diào)節(jié)R3、C4，使電橋平衡，即檢流計(jì)中的電流為零。*通常取R4為106，則C4(以微法表示)的值即為tg。高電壓工程基礎(chǔ)數(shù)字化測(cè)量方法

數(shù)字化測(cè)量tg，不僅可以很容易地調(diào)節(jié)電橋平衡，而且可以防止外界干擾。原理：利用傳感器從試品上取得所需的電壓信號(hào)U和電流信號(hào)I，經(jīng)前置A/D轉(zhuǎn)換電路數(shù)字化后，送至數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)或單片機(jī)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后算出電流電壓之間的相位差，最后得到tg的測(cè)量值。3.3.3影響tanδ測(cè)量的因素外界電場(chǎng)干擾下的tanδ試驗(yàn)（電容耦合）2.外界磁場(chǎng)的影響（電磁場(chǎng)干擾）3.溫度的影響4.試驗(yàn)電壓的影響5.表面泄漏電流的影響

外界電場(chǎng)干擾主要是干擾電源（包括試驗(yàn)用高壓電源和試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)高壓帶電體）通過帶電設(shè)備與被試設(shè)備之間的電容耦合造成的。1.外界電場(chǎng)干擾下的tanδ試驗(yàn)（電容耦合）

為避免干擾，最根本的辦法是盡量離開干擾源，或者加電場(chǎng)屏蔽，但在現(xiàn)場(chǎng)中往往難以實(shí)現(xiàn)。對(duì)于同頻率的干擾，可以采用移相法或倒相法來消除或減小對(duì)tan的測(cè)量誤差。

外電場(chǎng)干擾加設(shè)屏蔽采用移相電源采用倒相法采用異頻電源2.外界磁場(chǎng)的影響（電磁場(chǎng)干擾）

主要是由測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)附近漏磁通較大的設(shè)備產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)作用于電橋檢流計(jì)內(nèi)的電流線圈回路造成的。為了消除磁場(chǎng)干擾，可設(shè)法將電橋移到磁場(chǎng)干擾范圍以外。若不能做到，則可以改變檢流計(jì)極性開關(guān)進(jìn)行兩次測(cè)量，用兩次測(cè)量的平均值作為測(cè)量結(jié)果，以減小磁場(chǎng)干擾的影響。外磁場(chǎng)干擾檢流計(jì)極性轉(zhuǎn)換開關(guān)倒向溫度對(duì)tan的影響隨材料、結(jié)構(gòu)的不同而不同。一般情況下，tan隨溫度上升而增加?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，設(shè)備溫度是變化的，為便于比較，應(yīng)將不同溫度下測(cè)得的tan值換算至20℃。由于被試品真實(shí)的平均溫度很難準(zhǔn)確測(cè)定，換算方法也不很準(zhǔn)確，換算后往往有很大誤差，因此，應(yīng)盡可能在10～30℃的溫度下進(jìn)行測(cè)量。3.溫度的影響

良好絕緣的tan不隨電壓的升高而明顯增加,當(dāng)絕緣內(nèi)部有缺陷時(shí)，tan將隨試驗(yàn)電壓的升高而明顯增加。4.試驗(yàn)電壓的影響良好絕緣(A)：試驗(yàn)電壓上升至額定工作電壓前，tg一直是恒定的，僅當(dāng)電壓很高時(shí)才略有增加。tg-U特性曲線含氣隙的絕緣(B)和外加電壓達(dá)到局部放電起始電壓后，tg急劇增加，這是因氣隙中的放電增加了功率損失；而電壓下降時(shí)tg曲線在電壓上升時(shí)曲線的上側(cè)，直到局部放電熄滅，曲線才又重合，成為閉合回線。已老化的絕緣(C)在低電壓時(shí)，其tg甚至可能比良好的絕緣還低，但當(dāng)電壓升至超過局部放電起始電壓后，急劇增加，且也具有閉合回線部分。受潮絕緣(D)在較低電壓時(shí)tg已較大，隨電壓的升高tg繼續(xù)增大，但當(dāng)當(dāng)逐步降壓時(shí)，因絕緣已發(fā)熱、溫度升高，tg不能與原數(shù)值相重合，形成開口曲線。被試品表面泄漏可能影響反映被試品內(nèi)部絕緣狀況的tan值。在被試品的CX小時(shí)需特別注意。為了消除或減小這種影響，測(cè)試前將被試品表面擦干凈，必要時(shí)可加屏蔽。5.表面泄漏電流的影響對(duì)電容量較小的設(shè)備，測(cè)量tan能有效地發(fā)現(xiàn)局部性的和整體性的缺陷。對(duì)電容量較大的設(shè)備，由于局部性的缺陷所引起的損失增加只占總損失的極小部分，此時(shí)測(cè)量tan只能發(fā)現(xiàn)絕緣的整體性缺陷。對(duì)于可以分解為幾個(gè)彼此絕緣的部分的被試品，應(yīng)分別測(cè)量其各個(gè)部分的tan值，這樣能更有效地發(fā)現(xiàn)缺陷。6.被試品電容量的影響1.無論采用何種接線方式，電橋本體必須良好接地。2.為防止檢流計(jì)損壞，應(yīng)在檢流計(jì)靈敏度最低時(shí)接通或斷開電源。3.對(duì)能分開的被試品應(yīng)盡量分開測(cè)試。因?yàn)楫?dāng)體積較大的設(shè)備中存在局部缺陷時(shí)，測(cè)量總體的tan值不易反映出這些局部缺陷；而對(duì)體積較小的設(shè)備，測(cè)tan值就容易發(fā)現(xiàn)局部缺陷。測(cè)量時(shí)的注意事項(xiàng):測(cè)量結(jié)果的分析判斷:是否符合規(guī)程規(guī)定值；2.與前一次測(cè)試結(jié)果相比應(yīng)無明顯變化；3.同一設(shè)備三相之間或同類設(shè)備間相互比較。3.4局部放電的測(cè)量3.4.1局部放電的物理過程當(dāng)外施電壓升高到一定程度時(shí)，高壓設(shè)備絕緣內(nèi)部缺陷部位的場(chǎng)強(qiáng)超過了該處物質(zhì)的電離場(chǎng)強(qiáng)，該處物質(zhì)就產(chǎn)生電離放電，稱之為局部放電。檢測(cè)意義：絕緣內(nèi)部存在局部性缺陷，將加速絕緣物的老化和破壞，慢慢的損壞絕緣，日積月累，可能最終導(dǎo)致整個(gè)絕緣被擊穿。因此，測(cè)定電氣設(shè)備在不同電壓下的局部放電強(qiáng)度和發(fā)展趨勢(shì)，就能判斷絕緣內(nèi)是否存在局部缺陷以及介質(zhì)老化的速度和目前的狀態(tài)。局部放電的測(cè)試局部放電的檢測(cè)量：視在放電量q、放電能量W

局部放電的危害：局部放電將加速絕緣物的老化和破壞，發(fā)展到一定程度時(shí)，可能導(dǎo)致整個(gè)絕緣的擊穿。所以，測(cè)定電氣設(shè)備在不同電壓下局部放電強(qiáng)度與變化規(guī)律，能預(yù)示設(shè)備的絕緣狀態(tài)，也是估計(jì)絕緣電老化速度的重要依據(jù)。衡量局部放電強(qiáng)度的參量：放電的重復(fù)率（放電頻率），平均放電電流、平均放電功率、局部放電的起始電壓與熄滅電壓等。3.4.2局部放電的測(cè)量原理及其主要參數(shù)局部放電的三電容模型：以三個(gè)電容來表征介質(zhì)內(nèi)部存在缺陷時(shí)的局部放電的機(jī)理介質(zhì)內(nèi)部氣隙放電的三電容模型(a)具有氣泡的介質(zhì)剖面(b)等值電路Cg：氣泡的電容；Cb：和Cg相串聯(lián)部分介質(zhì)的電容；Cm：其余大部分絕緣的電容氣泡很小，Cg比Cb大，Cm比Cg大很多電極間加上交流電壓u，Cg上的電壓為Ug含氣泡的介質(zhì)(a)示意圖(b)等值電路1－電極；2－絕緣介質(zhì)；3－氣泡1.ug隨外加電壓u升高，當(dāng)u上升到Us瞬時(shí)值，ug到達(dá)Cg的放電電壓Ug時(shí)，Cg的氣隙放電。于是Cg上的電壓一下子從Ug下降到Ur，然后放電熄滅。Ur叫做殘余電壓，它可以接近為零值，也可以為小于Ug（均絕對(duì)值）的其他值.局部放電時(shí)氣隙中的電壓和電流變化2.放電火花熄滅，Cg上的電壓將再次上升，此時(shí)Cg及Cb已經(jīng)有了一個(gè)初始的直流電壓，此后的ug值與上式表達(dá)的值在絕對(duì)值上要小一個(gè)（Ug-Ur）值。外加電壓仍在上升，Cg上的電壓也順勢(shì)而上升，當(dāng)它再次升到Ug時(shí)，Cg再次放電，電壓再次降到Ur，放電再次熄滅局部放電時(shí)氣隙中的電壓和電流變化Cg上的電壓從Ug突變?yōu)閁r（均絕對(duì)值）的一瞬間，就是局部放電脈沖的形成時(shí)刻，此時(shí)通過Cg有一脈沖電流，局部放電時(shí)氣泡中的電壓和電流的變化如圖所示:局部放電時(shí)氣隙中的電壓和電流變化局部放電時(shí)的電壓電流變化曲線

(a)電壓變化曲線(b)電流變化曲線局部放電的檢測(cè)量：1）視在放電量（視在電荷量）2）放電重復(fù)率（脈沖重復(fù)率）（N）3）單次放電能量（W）還包含：平均放電電流、放電的均方率、放電功率、局部放電起始和熄滅電壓。

3.4.3局部放電的測(cè)量方法1．非電檢測(cè)法超聲波探測(cè)法

利用超聲波探測(cè)器，檢測(cè)局部放電產(chǎn)生的超聲波光檢測(cè)法光電倍增技術(shù)絕緣油的氣相色譜分析法油樣內(nèi)所含的氣體組成的含量2．電氣測(cè)量法無線電干擾測(cè)量法、介損測(cè)量法、脈沖電流測(cè)量法

測(cè)量局部放電的基本回路(a)并聯(lián)測(cè)試回路(b)串聯(lián)測(cè)試回路(c)橋式測(cè)試回路檢測(cè)原理：耦合電容器為被試品和測(cè)量阻抗之間提供一個(gè)低阻抗的通道。被試品一發(fā)生局部放電，因被試品Cx、耦合電容Ck和檢測(cè)阻抗Zm構(gòu)成的回路內(nèi)有電流流過，就可由檢出阻抗把與脈沖電流成比例的脈沖電壓檢測(cè)出來，檢測(cè)到的信號(hào)通過放大器送到測(cè)量?jī)x器上。并聯(lián)法—試品一端接地串聯(lián)法—試品對(duì)地絕緣直接法橋式測(cè)量檢測(cè)特點(diǎn)：

抗干擾能力好

3.4.4局部放電測(cè)量中的抗干擾措施建屏蔽室，在屏蔽室內(nèi)作局部放電試驗(yàn)。2)選用沒有內(nèi)部放電的試驗(yàn)變壓器和耦合電容器，外露電極應(yīng)有合適的屏蔽罩。3)選取抗干擾性能優(yōu)越的測(cè)量回路4)將高壓試驗(yàn)變壓器、檢測(cè)回路和測(cè)量?jī)x器三者的地線連成一體，并采用一根地線相連5)試驗(yàn)電源采用獨(dú)立電源，可避免來自電網(wǎng)的干擾。6)提高試驗(yàn)回路中各元件的起暈電壓7)合理選擇放大器的頻帶和調(diào)諧放大電路的諧振頻率

試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定了某些設(shè)備在規(guī)定電壓下的允許視在放電量，可將測(cè)量結(jié)果與規(guī)定值進(jìn)行比較。如規(guī)程中沒有給出規(guī)定值，則應(yīng)在實(shí)踐中積累數(shù)據(jù)，以獲取判斷標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)量結(jié)果的分析判斷:3.5絕緣油的氣相色譜分析

分新油、投運(yùn)前的油和運(yùn)行中的油的檢驗(yàn)三個(gè)階段。不同階段的油質(zhì)檢驗(yàn)有不同的試驗(yàn)項(xiàng)目和標(biāo)準(zhǔn)要求。絕緣油電氣性能試驗(yàn):1.電氣性能試驗(yàn)的意義用于檢測(cè)油中所含水分、雜質(zhì)及老化情況。

2.電氣強(qiáng)度（擊穿電壓）試驗(yàn)

---標(biāo)準(zhǔn)油杯中進(jìn)行

3.介質(zhì)損耗因數(shù)（tanδ值）的測(cè)量

---使用精度較高的西林電橋

4.用絕緣油的電阻率代替tanδ---專用的電阻率測(cè)定儀3.5.1充油電氣設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生氣體被分析的氣體分析目的推薦檢測(cè)氣體O2了解脫氣程度和密封（或漏氣）情況，嚴(yán)重過熱時(shí)O2也會(huì)因極度消耗而明顯減少N2進(jìn)行N2測(cè)定，可了解N2飽和程度，與O2的比值可更準(zhǔn)確的分析O2的消耗情況。在正常情況下，N2、O2和CO2之和還能估算出油的總含氣量必測(cè)氣體H2與甲烷之比可判別并了解過熱溫度，或了解是否有局部放電情況和受潮情況CH4了解過熱故障的熱點(diǎn)溫度情況C2H6C2H4C2H2了解有無放電現(xiàn)象或存在極高的熱點(diǎn)溫度CO了解固體絕緣的老化情況或內(nèi)部平均溫度是否過熱CO2與CO結(jié)合，有時(shí)可了解固體絕緣有無熱分解根據(jù)油中氣體含量判斷設(shè)備內(nèi)部故障

新絕緣油中溶解的氣體主要是空氣，即N2（70%）、O2（30%）、CO2（0.3%）；設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，在電磁場(chǎng)、溫度、水分等因素的作用下，絕緣油和絕緣材料會(huì)發(fā)生緩慢地分解和氧化，產(chǎn)生少量CO2、CO和微量的低分子烴；設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)，主要是過熱性故障（電流效應(yīng)）和放電性故障（電壓效應(yīng)），絕緣油和固體絕緣材料裂解的速度大大加快，油中的CO2、CO、H2和低分子烴類的氣體含量顯著地增加。各種絕緣缺陷的特征：a.

變壓器內(nèi)部存在金屬部分局部過熱：總烴含量較高，其中甲烷（CH4）、乙烯（C2H4）也較多；b.

固體絕緣（如紙、木材等）熱分解：CO、CO2含量高；c.

局部放電：乙炔（C2H2）和H2的含量較大。氣相色譜試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)：

可以發(fā)現(xiàn)充油電氣設(shè)備中某些用tg等方法所不能發(fā)現(xiàn)的局部性缺陷（如局部過熱、局部放電），迅速簡(jiǎn)便，不需要設(shè)備停電，適合于預(yù)防性試驗(yàn)的要求?？梢约皶r(shí)掌握變壓器、互感器等設(shè)備的運(yùn)行情況，有效地防止了事故的發(fā)生。3.5.2氣相色譜分析法簡(jiǎn)介高電壓工程基礎(chǔ)氣相色譜分析試驗(yàn)方法：取出運(yùn)行中電氣設(shè)備的油樣，將油樣經(jīng)噴嘴噴入真空罐內(nèi)，使油中溶解的氣體迅速釋放出來。然后將脫出的氣體壓縮至常壓，用注射器抽取試樣后進(jìn)行分析。色譜柱：U形或圓盤形管，裝有吸附劑，當(dāng)氣樣注入管中后，吸附劑便能使不同成分的氣體先后流出色譜柱H2、O2、CH4、CO2

CH4、C2H6、C2H4、C3H8、C2H2、C3H61．特征氣體法故障類型主要?dú)怏w組分次要?dú)怏w組分油過熱CH4，C2H4H2，C2H6油和紙過熱CH4，C2H4，CO，CO2H2，C2H6油紙絕緣中局部放電H2，CH4，C2H2，COC2H6，CO2油中火花放電C2H2，H2油中電弧H2，C2H2CH4，C2H4，C2H6油和紙中電弧H2，C2H2，CO2，COCH4，C2H4，C2H6進(jìn)水受潮或油中有氣泡H2不同故障類型產(chǎn)生的氣體組分

2．依據(jù)氣體含量的注意值和產(chǎn)氣率

設(shè)備氣體組分含量≥330kV≤220kV≥220kV≤110kV變壓器和電抗器總烴150150乙炔15氫150150套管甲烷100100乙炔12氫500500電流互感器總烴100100乙炔12氫150150電壓互感器總烴100100乙炔23氫150150油中溶解氣體含量的注意值

產(chǎn)氣率：絕對(duì)產(chǎn)氣率、相對(duì)產(chǎn)氣率絕對(duì)產(chǎn)氣率：每運(yùn)行日產(chǎn)生某種氣體的平均值相對(duì)產(chǎn)氣率：每運(yùn)行一個(gè)月（或折算到月）某種氣體含量增加原有值的百分?jǐn)?shù)的平均值。3．三比值法

編碼規(guī)則用三比值法判斷故障類型色譜分析判斷中的注意事項(xiàng)：(l)檢修時(shí)帶油電焊的設(shè)備應(yīng)在電焊前后均取樣進(jìn)行色譜分析，以便查證，防止造成誤判斷。(2)檢修時(shí)在變壓器內(nèi)使用過滅火劑或曾使用其他鹵化物時(shí)，應(yīng)作好記錄。(3)注意氣體的其他來源。(4)在特征氣體的含量正常時(shí)，有時(shí)因空氣的漏入或呼吸通道堵塞而引起氣體繼電器動(dòng)作，應(yīng)檢查O2含量的變化并作具體分析。3.6交流耐壓試驗(yàn)工頻耐壓試驗(yàn)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)沖擊電壓試驗(yàn)

電氣設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)在運(yùn)行中要經(jīng)受工作電壓、暫時(shí)過電壓、雷電過電壓以及操作過電壓的作用，而交流耐壓試驗(yàn)是鑒定電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度的最嚴(yán)格、最有效和最直接的方法。

3.6.1工頻高壓的產(chǎn)生試驗(yàn)變壓器:用于高壓試驗(yàn)的特制變壓器特點(diǎn)：具有容量不很大、額定電壓較高、允許持續(xù)工作時(shí)間短、多工作在電容性負(fù)荷下、經(jīng)常要放電、通常高壓繞組一端接地、不需要附加散熱裝置、體積較小等特點(diǎn)。

調(diào)壓器：

自耦變壓器、感應(yīng)調(diào)壓器移圈式變壓器、電動(dòng)發(fā)電機(jī)組特點(diǎn)：a.電壓國(guó)產(chǎn)單臺(tái)工頻試驗(yàn)變壓器的額定電壓（kV）有以下等級(jí)：5、10、25、35、50、100、150、250、300、500、750b.調(diào)壓與波形電壓波形應(yīng)該是正負(fù)半波對(duì)稱的正弦波，頻率在45~55Hz之間；波頂系數(shù)在√2±0.07范圍內(nèi)；調(diào)壓裝置應(yīng)能夠按照要求的速度連續(xù)、平穩(wěn)調(diào)節(jié)電壓。c.容量

耐壓試驗(yàn)工頻交流耐壓試驗(yàn)?zāi)蛪涸囼?yàn)對(duì)試品的考核比較嚴(yán)格，但是它可能對(duì)試品造成潛在的傷害。試驗(yàn)電壓值：一般考慮到運(yùn)行中絕緣的變化，預(yù)防性試驗(yàn)的工頻交流耐壓試驗(yàn)電壓值均取得比出廠試驗(yàn)電壓低些，而且對(duì)不同情況的設(shè)備區(qū)別對(duì)待，主要由運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來決定。【例】在大修以前發(fā)電機(jī)定子繞組的工頻試驗(yàn)電壓取1.5倍額定電壓；對(duì)于運(yùn)行20年以上的發(fā)電機(jī)，由于絕緣較老，可取1.3-1.5倍額定電壓或者更低些來做耐壓試驗(yàn)；但對(duì)與架空線路直接連接的運(yùn)行20年以上的發(fā)電機(jī)，考慮到運(yùn)行中雷電過電壓侵襲的可能性較大，為了安全，仍要求用1.5倍額定電壓來做耐壓試驗(yàn)?！纠縂IS現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，交流耐壓試驗(yàn)的電壓值一般取為工廠試驗(yàn)電壓的80%。試驗(yàn)時(shí)間：交流耐壓試驗(yàn)中，加至試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的電壓后，要求持續(xù)1min的耐壓時(shí)間。規(guī)定是為了便于觀察被試品的情況，同時(shí)也是為了使已經(jīng)開始擊穿的缺陷來得及暴露出來。耐壓時(shí)間不應(yīng)過長(zhǎng)，以免引起不應(yīng)有的絕緣損傷，甚至使本來合格的絕緣可能發(fā)生熱擊穿。試驗(yàn)波形：試驗(yàn)電壓的波形應(yīng)接近正弦。一般用高壓試驗(yàn)變壓器及調(diào)壓器產(chǎn)生可調(diào)電壓。調(diào)壓器應(yīng)盡量采用自耦式，它不僅體積小，漏抗也小，因而試驗(yàn)變壓器激磁電流中的諧波分量在調(diào)壓器上產(chǎn)生的壓降也小，故試驗(yàn)變壓器的原邊電壓波形畸變較小，副邊電壓的波形也就接近正弦。如果自耦調(diào)壓器的容量不夠，則可以采用移圈式調(diào)壓器，不過后者的漏抗較大，會(huì)使電壓波形發(fā)生畸變，為改善波形可在試驗(yàn)變壓器原邊并聯(lián)以由電感、電容串聯(lián)組成的濾波器把諧波濾掉。工頻試驗(yàn)變壓器與電力變壓器的比較工頻試驗(yàn)變壓器電力變壓器試驗(yàn)變壓器與電力變壓器的比較

試驗(yàn)變壓器電力變壓器電壓等級(jí)更高、容量不大，僅單相電壓等級(jí)高、容量大，分單相、三相工作在電容性負(fù)荷下工作在電感性負(fù)荷下允許發(fā)生短時(shí)短路不允許發(fā)生短路工作時(shí)間短工作時(shí)間長(zhǎng)漏磁通較大漏磁通較小溫度比較低、無散熱要求溫度比較高、有散熱要求絕緣裕度小絕緣裕度大串接式工頻試驗(yàn)變壓器3U2I22U2I2U2I2W∑=6U2I2利用系數(shù)：η=WT/W∑=3W/6W=50%n級(jí)串接裝置容量的利用系數(shù)試驗(yàn)變壓器調(diào)壓裝置要求：調(diào)壓質(zhì)量好（正弦波、電壓下限為0）調(diào)壓特性好（阻抗不大、特性曲線線性平滑、調(diào)節(jié)方便，可靠）分類：自耦式調(diào)壓器（接觸式調(diào)壓器）移圈式調(diào)壓器感應(yīng)調(diào)壓器電動(dòng)發(fā)電機(jī)組調(diào)壓?jiǎn)蜗嘟佑|式調(diào)壓器接觸式調(diào)壓器3.6.2工頻高壓試驗(yàn)原理工頻高壓試驗(yàn)的基本接線圖

AV—調(diào)壓器；PV1—低壓側(cè)電壓表；T—工頻高壓裝置；R1—變壓器保護(hù)電阻；Zx—被試品；R2—測(cè)量球隙保護(hù)電阻；PV2—高壓靜電電壓表；F—測(cè)量球隙；Lf、Cf—諧波濾波器3.6.3工頻高壓的測(cè)量低壓側(cè)測(cè)量2.高壓側(cè)測(cè)量

1）用靜電電壓表測(cè)量靜電電壓表原理圖1—固定電極，接高壓；2—屏蔽電極；3—可動(dòng)電極，接地用球隙進(jìn)行測(cè)量工頻電壓的幅值2）用球隙測(cè)量3）用電容分壓器測(cè)量(配用低壓儀表)電容分壓器

4)用電壓互感器測(cè)量3.6.4操作規(guī)定3.6.5試驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問題3.6.6試驗(yàn)結(jié)果分析3.7直流耐壓試驗(yàn)直流高壓試驗(yàn)是考驗(yàn)電氣設(shè)備抗電強(qiáng)度的，它能反映設(shè)備受潮、劣化和局部缺陷等多方面的問題；對(duì)容量較大的電力設(shè)備，用直流耐壓試驗(yàn)代替交流耐壓試驗(yàn)。3.7.1直流高壓的產(chǎn)生直流高壓發(fā)生器：額定輸出的直流電壓平均值Uav

額定輸出的直流電流平均值Iav

電壓脈動(dòng)系數(shù)s

3.7.2直流高電壓的測(cè)量用高值電阻串聯(lián)微安表或高值電阻分壓器直流電壓的測(cè)量方法(a)高值電阻串聯(lián)微安表(b)高值電阻分壓器被測(cè)電壓兩種測(cè)量方法比較：(a)會(huì)受電阻元件上場(chǎng)強(qiáng)和溫度的影響，導(dǎo)致阻值不規(guī)則變換，影響測(cè)量準(zhǔn)確度，而(b)方法高、低壓臂電阻元件的電阻溫度系數(shù)和電阻場(chǎng)強(qiáng)系數(shù)對(duì)分壓器的影響互相補(bǔ)償，測(cè)量較準(zhǔn)確；(a)方法能測(cè)出電壓平均值，(b)方法除了測(cè)其平均值外，還可測(cè)量有效值、峰值，以及其脈動(dòng)部分的波形與幅值；(a)方法高值電阻的下端經(jīng)電流表引到接地點(diǎn)的引線屬于電流引線，影響測(cè)量的準(zhǔn)確度，測(cè)量時(shí)必須盡可能的短，而(b)中分壓器的分壓輸出僅為電壓輸出，可用同軸電纜引致較遠(yuǎn)的方便處再接測(cè)量?jī)x表，不會(huì)影響測(cè)量準(zhǔn)確度。直流電壓的測(cè)量方法(a)高值電阻串聯(lián)微安表(b)高值電阻分壓器2.用靜電電壓表測(cè)量3.球隙測(cè)量直流電壓的平均值直流高壓的峰值3.7.3直流高壓試驗(yàn)的特點(diǎn)及適用范圍直流耐壓試驗(yàn)特點(diǎn)：直流耐壓試驗(yàn)中只有微安級(jí)泄漏電流試驗(yàn)時(shí)可同時(shí)測(cè)量泄漏電流，測(cè)量電壓高。更容易發(fā)現(xiàn)缺陷直流高壓試驗(yàn)比起交流耐壓試驗(yàn)，絕緣沒有極化損失，局部放電輕的多，避免了被試品的絕緣損壞。易于發(fā)現(xiàn)某些設(shè)備的局部缺陷。直流耐壓試驗(yàn)相比交流耐壓試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)試驗(yàn)設(shè)備輕便。對(duì)電容量大的試品，做直流耐壓試驗(yàn)時(shí)只需供給絕緣泄漏電流，設(shè)備容量??；而如果做交流耐壓試驗(yàn)，電容電流將很大。可同時(shí)測(cè)量泄漏電流。可以在進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)的同時(shí)，通過測(cè)量泄漏電流，更有效地反映絕緣內(nèi)部的集中性缺陷。對(duì)絕緣損傷較小。直流下局放活動(dòng)弱相比交流耐壓試驗(yàn)的缺點(diǎn)由于交、直流下絕緣內(nèi)部的電壓分布不同，直流耐壓試驗(yàn)對(duì)絕緣的考驗(yàn)不如交流下接近運(yùn)行實(shí)際。不宜做直流耐壓的情況：但對(duì)于已運(yùn)行的交鏈聚乙烯(XLPE)絕緣電纜，現(xiàn)不主張采用直流耐壓試驗(yàn)的方法，因?yàn)槿邕M(jìn)行直流耐壓，沿著電纜中的樹枝放電的管壁將有離子注入，而試驗(yàn)后的短路放電又難以將它全部散逸，以致在再投入運(yùn)行時(shí)，此