絕緣電阻測(cè)試課件

絕緣電阻測(cè)試目錄(一)簡(jiǎn)介(二)絕緣電阻的機(jī)理(三)現(xiàn)場(chǎng)絕緣測(cè)試的問題(四)絕緣測(cè)試準(zhǔn)確性的影響(五)絕緣電阻表使用常見問題(六)絕緣電阻測(cè)試方法及注意事項(xiàng)(七)測(cè)量結(jié)果的分析判斷簡(jiǎn)介電力設(shè)備的絕緣是由各種絕緣材料構(gòu)成的。通常把作用于電力設(shè)備絕緣上的直流電壓與流過其中穩(wěn)定的體積泄漏電流之比定義為絕緣電阻。

絕緣電阻是一切電介質(zhì)和絕緣結(jié)構(gòu)的絕緣狀態(tài)最基本的綜合性特性參數(shù),測(cè)量電氣設(shè)備的絕緣電阻，是檢查其絕緣狀態(tài)最簡(jiǎn)便的輔助方法,由于測(cè)絕緣電阻有助于發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備中影響絕緣的異物、絕緣受潮和臟污、絕緣油嚴(yán)重劣化、絕緣擊穿和嚴(yán)重?zé)崂匣热毕荩虼藴y(cè)量絕緣電阻是電氣檢修、運(yùn)行和試驗(yàn)人員都應(yīng)掌握的基本方法。絕緣電阻的機(jī)理一次設(shè)備的內(nèi)絕緣，大部分是夾層絕緣，就是多層不同的絕緣材料組合而成(如變壓器、電纜、電機(jī)等)。夾層絕緣在直流電壓作用下，會(huì)產(chǎn)生多種極化，并從極化開始到完成，需要相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間。我們通常用夾層絕緣的絕緣電阻隨時(shí)間變化的關(guān)系，來作為判斷絕緣的依據(jù)。當(dāng)在夾層絕緣體上施加直流電壓后，其中便有三種電流產(chǎn)生，即電導(dǎo)電流、電容電流和吸收電流。這三種電流的機(jī)理及隨時(shí)間的變化規(guī)律如下：絕緣電阻的機(jī)理當(dāng)在電介質(zhì)上加直流電壓時(shí)，初始瞬間電流很大，以后在一定時(shí)間內(nèi)逐漸衰減，最后穩(wěn)定下來,電流變化的這三個(gè)階段表現(xiàn)了不同的物理現(xiàn)象。初始瞬間電流是由電介質(zhì)的彈性極化所決定，彈性極化建立的時(shí)間很快，電荷移動(dòng)迅速，所呈現(xiàn)的電流就很大，持續(xù)的時(shí)間也很短，這一電流稱為電容電流ic。接著隨時(shí)間緩慢衰減的電流，是由電介質(zhì)的夾層極化和松弛極化所引起的，它們建立的時(shí)間愈長(zhǎng)，則這一電流衰減也愈慢，直至松弛極化完成，這一過程稱為吸收現(xiàn)象，這個(gè)電流稱為吸收電流ia，吸收電流也是一個(gè)隨加壓時(shí)間的增長(zhǎng)而減少的電流，不過它比幾何電流衰減慢得多，可能延續(xù)數(shù)分鐘，甚至數(shù)小時(shí)，這是因?yàn)槲针娏魇怯删徛龢O化產(chǎn)生的。其值取決于電介質(zhì)的性質(zhì)、不均勻程度和結(jié)構(gòu)。在不均勻介質(zhì)中，這部分電流是比較明顯的。最后不隨時(shí)間變化的穩(wěn)定電流，是由電介質(zhì)的電導(dǎo)所決定的，稱為電導(dǎo)電流Ig，直流試驗(yàn)時(shí)的泄漏電流和他是一樣的意思，電導(dǎo)電流是由離子移動(dòng)產(chǎn)生的，其大小決定于電介質(zhì)在直流電場(chǎng)中的導(dǎo)電率，所以可以認(rèn)為它是純電阻性電流。它的數(shù)值大小反映了絕緣內(nèi)部是否受潮，或者是否有局部缺陷，或者表面是否臟污。因?yàn)樵谶@些情況下，或者是絕緣介質(zhì)內(nèi)部導(dǎo)電粒子增加，或者是表面漏電增加，都會(huì)引起漏導(dǎo)電流增加，因而其絕緣電阻就減小。絕緣電阻的機(jī)理為什么《規(guī)程》中對(duì)有些設(shè)備的絕緣電阻試驗(yàn)的“要求值”采用“自行規(guī)定”?由于各地區(qū)氣候條件、設(shè)備絕緣結(jié)構(gòu)及絕緣狀態(tài)、試驗(yàn)方法和接線的差異，除少數(shù)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單和部分低電壓設(shè)備規(guī)定有最低絕緣電阻值外，多數(shù)高壓電力設(shè)備的絕緣電阻難以規(guī)定統(tǒng)一的“要求值”，故在《規(guī)程》中采用了“自行規(guī)定”的處理方法，同時(shí)強(qiáng)調(diào)綜合分析判斷的方法，正確判斷電力設(shè)備絕緣狀況。為什么《規(guī)程》規(guī)定電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)應(yīng)在空氣相對(duì)濕度80%以下進(jìn)行?在空氣相對(duì)濕度較大時(shí)進(jìn)行電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)，所測(cè)出的數(shù)據(jù)與實(shí)際值相差甚多。造成側(cè)差值差別甚大的主要原因:一是水膜的影響。二是電場(chǎng)畸變的影響。當(dāng)空氣相對(duì)濕度較大時(shí)，絕緣物表面將出現(xiàn)凝露或附著一層水膜，導(dǎo)致表面絕緣電阻大為降低，表面泄漏電流大為增加。另外，凝露和水膜還可能導(dǎo)致導(dǎo)體和絕緣物表面電場(chǎng)發(fā)生疇變，電場(chǎng)分布更不均勻，從而產(chǎn)生電暈現(xiàn)象，直接影響測(cè)量結(jié)果。為準(zhǔn)確測(cè)量通常在空氣相對(duì)濕度為65%以下進(jìn)行。為什么兆歐表的額定電壓要與被測(cè)電力設(shè)備的工作電壓相適應(yīng)?絕緣材料的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度與所加電壓有關(guān)，若用500V以下的兆歐表測(cè)量額定電壓大于500V的電力設(shè)備的絕緣電阻時(shí)，則測(cè)量結(jié)果可能有誤差;同理，若用額定電壓太高的兆歐表測(cè)量低壓電力設(shè)備的絕緣電阻時(shí)，則可能損壞絕緣。因此，兆歐表的額定電壓與被測(cè)電力設(shè)備的工作電壓要相適應(yīng)。為什么測(cè)量電力設(shè)備的絕緣電阻時(shí)要記錄測(cè)量時(shí)的溫度?

電力設(shè)備的絕緣材料都在不同程度上含有水分和溶解于水的雜質(zhì)(如鹽類、酸性物質(zhì)等)構(gòu)成電導(dǎo)電流。溫度升高，會(huì)加速介質(zhì)內(nèi)部分子和離子的運(yùn)動(dòng)，水分和雜質(zhì)沿電場(chǎng)兩極方向伸長(zhǎng)而增加導(dǎo)電性能。因此溫度升高，絕緣電阻就按指數(shù)函數(shù)顯著下降，例如：溫度升高10℃，發(fā)電機(jī)的B級(jí)絕緣電阻下降1,9—2.8倍;變壓器A級(jí)絕緣電阻下降1.7倍左右。受潮嚴(yán)重的設(shè)備，其絕緣電阻隨溫度的變化更大。因此搖測(cè)絕緣電阻時(shí)，要記錄環(huán)境溫度。若從運(yùn)行中停下，絕緣未充分冷卻的設(shè)備，還要記錄絕緣內(nèi)的真實(shí)溫度，以便將絕緣電阻換算到同一溫度進(jìn)行比較和分析。用兆歐表測(cè)絕緣電阻時(shí)，以l0min的測(cè)量結(jié)果為準(zhǔn)，還是1min的結(jié)果為準(zhǔn)?

當(dāng)直流電壓作用于絕緣介質(zhì)時(shí)，在其中流過幾何電容電流、吸收電流和電導(dǎo)電流，隨著加壓時(shí)間的增長(zhǎng)，這三種電流的總和值下降，最后穩(wěn)定為電導(dǎo)電流.由電導(dǎo)電流（體積)所決定的電阻即是絕緣電阻。當(dāng)穩(wěn)定到電導(dǎo)電流的過程就稱為絕緣吸收過程。這一過程的完成決定于時(shí)間常數(shù)RC(R—試品等值電阻;C—試品等值電容)。加壓時(shí)間越長(zhǎng)吸收過程完成得越徹底，也就是流過試品的電流越接近于電導(dǎo)電流，因此，加壓時(shí)間越長(zhǎng)測(cè)量的絕緣電阻越準(zhǔn)。但對(duì)一般試品，加壓1min后，吸收過程已基本完成，相應(yīng)的絕緣電阻已基本代表了試品的絕緣狀況。所以一般規(guī)定1min的絕緣電阻為試品的絕緣電阻值。但對(duì)某些大電容試品，如電力電纜、電容器、大型發(fā)電機(jī)、大型變壓器等，由于試品電容量大且多為復(fù)合介質(zhì)，極化過程往往1min的絕緣電阻不能完成，所以宜測(cè)量10min。為什么用兆歐表測(cè)量主變、電力電纜等大電容性試品的絕緣電阻時(shí)，讀數(shù)不穩(wěn)定?應(yīng)如何解決?

但對(duì)于電容性試品，兆歐表輸出電壓不穩(wěn)定時(shí)，被試品向兆歐表表頭放電，將導(dǎo)致這樣就導(dǎo)致讀數(shù)不穩(wěn)定。解決的辦法是在兆歐表的“線路”端子L與被測(cè)試品間串入一只高壓二極管，用以阻止試品對(duì)兆歐表放電。這樣既可消除表針的擺動(dòng)，又不影響測(cè)量準(zhǔn)確度。為什么兆歐表的L和E端子的接線不能對(duì)調(diào)?

對(duì)舊油浸紙絕緣的變壓器和電纜，采用正確接線測(cè)得的絕緣電阻小于錯(cuò)誤接線側(cè)得的絕緣電阻，是因?yàn)樵谶@種情況下電滲效應(yīng)起主導(dǎo)作用的緣故。在正確的接線下，由于電滲效應(yīng)使變壓器外殼或電纜外皮附近的水分移向變壓器繞組或電纜芯，導(dǎo)致變壓器或電纜的絕緣電阻下降;而在錯(cuò)誤接線下，電滲效應(yīng)則使絕緣中的水分移向變壓器外殼或電纜外皮，從而導(dǎo)致絕緣電阻增大。對(duì)絕緣良好的新電纜，由于電滲效應(yīng)不明顯，所以表殼的泄漏電流的影響起主導(dǎo)作用。為什么兆歐衰與被試品間的連線不能絞接或拖地?電線外皮的絕緣影響，該絕緣電阻并聯(lián)在被試品絕緣上，解決方法為懸空和采用屏蔽線。外界電磁場(chǎng)干擾引起誤差的原因是什么?如何消除?

利用兆歐表的屏蔽端子G屏蔽。對(duì)于兩節(jié)及以上的被試品，例如避雷器、耦合電容器，將屏蔽線端子G接到被測(cè)避雷器上一節(jié)的法蘭上，這樣，干擾電流由端子G經(jīng)兆歐表的電源入地，而不經(jīng)過測(cè)量機(jī)構(gòu)，從而避免了干擾電流的影響。對(duì)最上節(jié)避雷器，可將其上法蘭接兆歐表E端子再接地，使干擾電流直接入地。變壓器絕緣電阻成吸收比時(shí)，為什么要規(guī)定對(duì)繞組的測(cè)量順序?測(cè)量變壓器絕緣電阻時(shí)，無(wú)論繞組對(duì)外殼還是繞組間的分布電容均被充電，當(dāng)按不同順序測(cè)量高壓繞組和低壓繞組絕緣電阻時(shí)，繞組間電容發(fā)生的重新充電過程不同，會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果有影響，導(dǎo)致附加誤差。因此，為了消除測(cè)量方法上造成的誤差，在不同測(cè)量接線時(shí)，測(cè)量絕緣電阻必須有一定的順序，且一經(jīng)確定，每次試驗(yàn)時(shí)均應(yīng)按此順序進(jìn)行。這樣，也便干對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較。為什么規(guī)程中一般不具體規(guī)定絕緣電阻的數(shù)值，而強(qiáng)調(diào)“比較”，或僅規(guī)定吸收比與極化指數(shù)等指標(biāo)？這是因?yàn)殡姎庠O(shè)備的絕緣電阻不僅與其絕緣材料的電阻系數(shù)ρ成正比，而且還與其尺寸有關(guān)。它們的關(guān)系可用R=ρL/S,對(duì)于即使是同一工廠生產(chǎn)的兩臺(tái)電壓等級(jí)完全相同的變壓器，繞組間的距離L應(yīng)該大致相等，其中的絕緣材料也應(yīng)該幾乎一樣，但若它們的容量不同，則又會(huì)使繞組表面積S不同，容量大者S大。這樣它們的絕緣電阻就不相同，容量大者絕緣龜阻小。因此，即使是同一電壓等級(jí)的設(shè)備，簡(jiǎn)單地規(guī)定絕緣電阻允許值也是不合理的，而采用“比較”的方法倒是科學(xué)的，所以在規(guī)程中一般不具體規(guī)定絕緣電阻的數(shù)值，而強(qiáng)調(diào)“比較”，或僅規(guī)定吸收比與極化指數(shù)等指標(biāo)。絕緣電阻表的輸出短路電流對(duì)絕緣測(cè)試準(zhǔn)確性的影響

絕緣電阻表輸出短路電流的大小可反映出該表內(nèi)部輸出高壓源內(nèi)阻的大小，兆歐表端電壓除以該電流就是表內(nèi)阻，而被試品可以看成是一個(gè)電容體，則測(cè)試時(shí)絕緣電阻表內(nèi)的高壓源要通過其內(nèi)阻向該電容充電，其充電時(shí)間的快慢由回路時(shí)間常數(shù)RC決定，即由兆歐表容量和被試品電容量大小決定，而絕緣電阻定義為1min的值，由此可以得到絕緣電阻大小受絕緣電阻表輸出短路電流的影響，所以在現(xiàn)場(chǎng)中每次都應(yīng)使用同特性的兆歐表，否則無(wú)法正確得到結(jié)論；其次是太小短路電流的兆歐表將導(dǎo)致時(shí)間常數(shù)大，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)將產(chǎn)生和試驗(yàn)品真值較大的誤差；其測(cè)試值主要是隨負(fù)載電容量的變化而改變，即負(fù)載電容量小，測(cè)試阻值大；負(fù)載電容量大，測(cè)試阻值小。所以，為保障準(zhǔn)確測(cè)得R15S，R60S的試值，應(yīng)選用輸出短路電流大、充電速度快的大容量絕緣電阻表。這正是GB50150-2006“電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)”規(guī)定“用于極化指數(shù)測(cè)量時(shí),兆歐表短路電流不低于2mA”的原因。

(五)絕緣電阻表使用常見問題使用常見問題問題1：在高壓開關(guān)，長(zhǎng)距離傳輸線路的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)絕緣電阻時(shí)，絕緣表無(wú)法正常指示或穩(wěn)定地指示在某一錯(cuò)誤數(shù)值上，甚至燒毀儀表。原因：現(xiàn)場(chǎng)電網(wǎng)感應(yīng)電壓過大，使儀表不能正常工作。解決方法：（1）應(yīng)選用品質(zhì)較好的絕緣電阻表，如：抗干擾能力強(qiáng)，輸出短路電流大，儀表保護(hù)功能完好的儀表；（2）可以考慮將被測(cè)試品對(duì)地并接一只耐壓較高的電容器，先單獨(dú)測(cè)量并測(cè)量記錄該電容器的絕緣值，然后與被測(cè)試品并聯(lián)測(cè)試,試品的絕緣值就為并聯(lián)測(cè)試值去除該電容器絕緣值后的值。(五)絕緣電阻表使用常見問題問題2：絕緣電阻表在實(shí)驗(yàn)測(cè)試過程中，示值忽高忽低。原因：此現(xiàn)象是典型的高壓間隙火花放電，可能出現(xiàn)的部位有：（1）測(cè)試線和被測(cè)試品之間的連接不牢因；（2）測(cè)試線插頭或鱷魚夾有脫焊；（3）“G”端（屏蔽端）測(cè)試線與“L”端（測(cè)試端）測(cè)試線有爬電距離太小；（4）被測(cè)試品有局部火花放電。（5）被測(cè)試品表面潮濕或污穢“G”端屏蔽線未接，有爬電現(xiàn)象。解決方法：查找拉弧打火部位;處理或更換測(cè)試線;接好“G”端測(cè)試線;對(duì)被測(cè)試品進(jìn)行處理(五)絕緣電阻表使用常見問題問題3：高壓絕緣電阻表在測(cè)試過程中，顯示示值與實(shí)際阻值相差很大。原因：（1）被測(cè)試品表面臟污、潮濕，且儀表未按要求接好屏蔽線，使測(cè)試端電流沿臟污、潮濕的表面泄漏到測(cè)試另一端，增加了一個(gè)并聯(lián)的泄漏電流分量。（2）測(cè)試線造成的泄漏，因高壓測(cè)試線品質(zhì)不好，或臟污、潮濕在測(cè)試過程中，高壓測(cè)試線沒有懸空擱置，而隨意放置大地上，造成測(cè)試端對(duì)另一測(cè)試端發(fā)生測(cè)試泄漏電流分析如下：（3）儀表供電電池嚴(yán)重不足，造成儀表不能正確測(cè)試顯示造成虛假示值顯示。（4）在測(cè)容性試品時(shí)，每次測(cè)量結(jié)束，被測(cè)容性試品都會(huì)存在殘余電荷和試品介質(zhì)極化。(五)絕緣電阻表使用常見問題解決方法：(1)處理被測(cè)試品表面臟污、潮濕按要求接好“G”端屏蔽線。(2)選定品質(zhì)好絕緣高的測(cè)試線，處理測(cè)試線表面臟污、潮濕，懸空高壓測(cè)試線。(3)更換品質(zhì)好的供電電池(充電電池進(jìn)行充電)。(4)儀表雖能對(duì)被測(cè)試品進(jìn)行放電，但不能徹底放完殘余電荷和恢復(fù)介質(zhì)極化，應(yīng)對(duì)地充分放電，放電時(shí)間應(yīng)是充電時(shí)間3－5倍時(shí)間，介質(zhì)極化恢復(fù)間稍長(zhǎng)，為了下一次測(cè)試時(shí)獲取準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)，試品應(yīng)充分放電，放電時(shí)，試品幾何電容上的電荷會(huì)很快放電完畢，而介質(zhì)極化現(xiàn)象不能立即消退，恢復(fù)原始狀態(tài)，此時(shí)，停止放電，而再次測(cè)量時(shí)，試品的電容充電電流和吸收電流都將小于前次測(cè)量值，導(dǎo)致絕緣電阻值增大，起始電阻值變化相對(duì)劇烈，隨后趨緩，吸收比增大而極化指數(shù)減小等虛假現(xiàn)象。所以一般情況下，短路放電時(shí)間應(yīng)長(zhǎng)于通電測(cè)量時(shí)間。絕緣電阻測(cè)試方法及注意事項(xiàng)一、測(cè)試方法1、試驗(yàn)前應(yīng)拆除被試設(shè)備電源及一切對(duì)外接線，并將被試物短接后接地放電1min，電容量較大的應(yīng)至少放電5-10min，以免觸電2、校驗(yàn)兆歐表是否指零或無(wú)窮大3、用干燥清潔的柔軟布擦去被試物的表面污垢，必要時(shí)叮先用汽油洗凈套管的表面積垢，以消除表面的影響4、接好線，待1min后讀取其絕緣電阻值5、在測(cè)量吸收比時(shí)，為了在開始計(jì)算時(shí)間時(shí)就能在被試物加上個(gè)部試驗(yàn)電壓，應(yīng)在啟動(dòng)兆歐后再將表筆接于被試物，同時(shí)計(jì)算時(shí)間，分別讀15s和60s的讀數(shù)6、試驗(yàn)完畢或重復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，必須將被試物短接后對(duì)地充分放電，這樣除叮保證安個(gè)外，還叮提高測(cè)試的準(zhǔn)確性7,記錄被試設(shè)備的銘牌、規(guī)范、所在位置及氣象條件等絕緣電阻測(cè)試方法及注意事項(xiàng)二測(cè)量絕緣電阻時(shí)應(yīng)注意下列幾點(diǎn):(1)對(duì)于同桿雙回架空線或雙母線，當(dāng)一路帶電時(shí)，不得測(cè)量另一回路的絕緣電阻，以免感應(yīng)高壓損壞儀表和危及人身安全對(duì)于平行線路，也同樣要注意感應(yīng)電壓，一般不應(yīng)測(cè)其絕緣電阻，在必須測(cè)量時(shí)，要采取必要措施才能進(jìn)行，如用絕緣棒接線等.(2)高壓測(cè)試連接線應(yīng)盡量保持架空，確需使用支撐時(shí)，要確認(rèn)支撐物的絕緣對(duì)被試品絕緣測(cè)量結(jié)果的影響極小(3)測(cè)量大容量電機(jī)和長(zhǎng)電纜的絕緣電阻時(shí)，充電電流很大，因而兆歐表開始指示數(shù)很小，但這并不代表被試設(shè)備絕緣不良，必須經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間，才能得到正確結(jié)果絕緣電阻測(cè)試方法及注意事項(xiàng)(4)如所測(cè)絕緣電阻較低，應(yīng)進(jìn)行分解試驗(yàn)，找出絕緣電阻最低的部分。(5)在陰雨潮濕的天氣及環(huán)境濕度太大時(shí)，不應(yīng)進(jìn)行測(cè)量。一般應(yīng)在干燥、晴天、環(huán)境溫度不低于50℃時(shí)進(jìn)行測(cè)量。(6)屏蔽環(huán)