電氣設(shè)備絕緣的檢測(cè)與診斷-直流耐壓試驗(yàn)（高電壓技術(shù)）

第三章電氣設(shè)備絕緣特性的檢測(cè)和診斷3-1絕緣電阻和吸收比的測(cè)量3-2泄漏電流的測(cè)量3-3介質(zhì)損失角正切值的測(cè)量3-4局部放電的測(cè)量3-5絕緣油實(shí)驗(yàn)3-6交流耐壓實(shí)驗(yàn)3-7直流耐壓試驗(yàn)ZGF高頻直流高壓發(fā)生器直流耐壓試驗(yàn)與測(cè)量泄漏電流的比較：相同點(diǎn)——試驗(yàn)方法與接線是一致的

不同點(diǎn)——前者試驗(yàn)電壓較高，試驗(yàn)絕緣強(qiáng)度;后者試驗(yàn)電壓較低，檢查絕緣特性。3-7直流耐壓試驗(yàn)倍壓及多級(jí)倍壓整流電路電源為負(fù)半波：電源變壓器依次給左柱的電容充電；電源為正半波：依次給右柱電容器充電。空載時(shí)，n級(jí)串接的整流電路可輸出2nUm的直流電壓。（2）對(duì)絕緣的損傷較小這是因?yàn)椋?/p>

①介質(zhì)損耗較小

②局部放電較弱（3）可同時(shí)測(cè)量泄漏電流，制作伏安特性曲線（分級(jí)逐漸升高電壓，分別讀取加壓1分鐘時(shí)相應(yīng)的泄漏電流）（4）更能發(fā)現(xiàn)電機(jī)端部的絕緣缺陷但是，直流耐壓試驗(yàn)不如交流下接近于真實(shí)。故兩者應(yīng)配合使用。（1）設(shè)備較輕便在AC下：S=2πfCxU2,Cx為被試品電容。DC下：S’=U2/R∞，R∞為被試品絕緣電阻。∵R∞＞＞1/2πfCx，故S＞＞S’1、直流耐壓試驗(yàn)的特點(diǎn)（與交流耐壓試驗(yàn)相比）U/kV泄漏電流/μAUsI1I21234某發(fā)電機(jī)泄漏電流與試驗(yàn)電壓的關(guān)系DC下介質(zhì)損耗較交流下的小，局部放電較交流下弱，絕緣在DC作用下的擊穿強(qiáng)度比AC作用下高。因此，直流耐壓的試驗(yàn)電壓比交流耐壓更高，試驗(yàn)時(shí)間也更長(zhǎng)(通常為5-10分鐘）2、試驗(yàn)電壓與試驗(yàn)時(shí)間的選擇：（1）靜電電壓表（2）電阻分壓器K為分壓比。一般規(guī)定分壓器的額定電流不超過1mA。（3）微安表串聯(lián)高值電阻（4）球隙測(cè)量3、直流高電壓的測(cè)量在規(guī)定的試驗(yàn)電壓下和試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)，若無任何異?，F(xiàn)象，即為合格。（1）若微安表突然急劇增大或電壓表突然下降，一般情況下表明試品擊穿;（2）微安表周期性擺動(dòng)，可能是絕緣不良而產(chǎn)生周期性放電。應(yīng)注意排除電源波動(dòng)等因素的影響;（3）泄漏電流太大，應(yīng)檢查試驗(yàn)回路各設(shè)備狀況和屏蔽是否良好，在排除外因之后，才能對(duì)試品作出正確的結(jié)論。如果泄漏電流太小，應(yīng)檢查接線是否正確，微安表保護(hù)部分有無分流;（4）如耐壓后絕緣電阻比耐壓前明顯降低，說明絕緣有問題。4、試驗(yàn)結(jié)果分析（1）升壓速度要求：剛開始應(yīng)緩慢（防止充電電流過大而損壞試驗(yàn)設(shè)備），但當(dāng)電壓升高到接近試驗(yàn)電壓時(shí)不能太慢（防止加壓時(shí)間過長(zhǎng)）;（2）試驗(yàn)前后均要對(duì)被試品充分放電，最好通過電阻放電;（3）一般將試驗(yàn)電壓的負(fù)極接于被測(cè)導(dǎo)體上;（4）能分相試驗(yàn)的試品應(yīng)分相試驗(yàn)，被試相引出線應(yīng)短接后接試驗(yàn)高壓，非被試相應(yīng)短接并接地。5、注意事項(xiàng)高電壓技術(shù)—泄漏電流的測(cè)量導(dǎo)言直流泄漏電流與直流耐壓試驗(yàn)泄漏電流是表征絕緣材料絕緣性能的一個(gè)重要參數(shù)，良好的絕緣，在直流電壓作用下泄漏電流很小，運(yùn)用該特征進(jìn)行的絕緣測(cè)試，除絕緣電阻測(cè)試外，還有直流泄漏電流與直流耐壓試驗(yàn)。直流泄漏電流與直流耐壓試驗(yàn)直流泄漏電流試驗(yàn)原理1直流耐壓試驗(yàn)原理及特點(diǎn)2直流高壓的測(cè)量4直流高壓試驗(yàn)接線6目錄CONTENTS直流高壓的產(chǎn)生及設(shè)備3直流泄漏電流的測(cè)量5直流泄漏電流與直流耐壓試驗(yàn)直流耐壓試驗(yàn)步驟7直流耐壓試驗(yàn)注意事項(xiàng)8測(cè)量結(jié)果的分析判斷10目錄CONTENTS影響測(cè)量結(jié)果的主要因素9實(shí)操演練11直流泄漏電流與直流耐壓試驗(yàn)了解各種直流高壓產(chǎn)生的基本原理及試驗(yàn)回路介紹目標(biāo)領(lǐng)會(huì)直流泄漏電流試驗(yàn)的目的和特點(diǎn)掌握直流泄漏電流的接線方法和測(cè)試方法知曉影響泄漏電流測(cè)試結(jié)果的因素和注意事項(xiàng)能初步分析判斷泄漏電流的測(cè)試結(jié)果（i-u曲線）直流泄漏電流與直流耐壓試驗(yàn)知曉直流耐壓試驗(yàn)與直流泄漏試驗(yàn)的異同點(diǎn)目標(biāo)了解直流耐壓試驗(yàn)?zāi)康暮吞攸c(diǎn)及試驗(yàn)電壓、試驗(yàn)時(shí)間的確定掌握直流耐壓試驗(yàn)的接線、試驗(yàn)方法及注意事項(xiàng)能初步分析判斷直流耐壓試驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果直流泄漏電流與直流耐壓試驗(yàn)第一部分直流泄漏電流試驗(yàn)原理某發(fā)電機(jī)絕緣的泄漏電流隨所加直流電壓變化的曲線直流泄漏電流試驗(yàn)原理（與絕緣電阻試驗(yàn)的異同點(diǎn)）1)相同點(diǎn)：兩者的測(cè)量原理相同（歐姆定律）。2)不同點(diǎn)：直流泄漏電流試驗(yàn)中所用的直流電源由高壓整流設(shè)備供給，用微安表來指示泄漏電流，試驗(yàn)電壓更高且可調(diào)節(jié)，故比測(cè)絕緣電阻更靈敏、更有效發(fā)現(xiàn)一些尚未完全貫通的集中性缺陷，同時(shí)，在試驗(yàn)的升壓過程中，可隨時(shí)監(jiān)視微安表的指示，以便及時(shí)了解絕緣情況。、第二部分直流耐壓試驗(yàn)的原理及特點(diǎn)直流耐壓試驗(yàn)是電氣設(shè)備的基本耐壓方式之一。對(duì)大電容量的交流電氣設(shè)備，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)時(shí)由于所需試驗(yàn)設(shè)備容量較大，往往難以滿足，因而改為進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)。與交流耐壓試驗(yàn)相比，直流耐壓試驗(yàn)有以下特點(diǎn)。試驗(yàn)設(shè)備輕小可同時(shí)測(cè)量泄漏電流觀察絕緣缺陷對(duì)有機(jī)絕緣傷損較小更易發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)的電機(jī)端部絕緣缺陷對(duì)絕緣的考驗(yàn)不如交流接近實(shí)際和準(zhǔn)確直流耐壓試驗(yàn)的原理及特點(diǎn)相比于交流電壓，直流電壓下的介質(zhì)損耗較小，局部放電較弱，故絕緣在直流電壓作用下的擊穿強(qiáng)度比交流電壓作用下高，在選擇直流耐壓試驗(yàn)的試驗(yàn)電壓值時(shí)，必須考慮到這一點(diǎn)，并主要根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來確定。直流耐壓試驗(yàn)與測(cè)量直流泄漏電流的比較其試驗(yàn)方法與接線是一致的，不同點(diǎn)在于前者試驗(yàn)電壓較高，檢查被試品的絕緣強(qiáng)度，后者試驗(yàn)電壓較低，檢查被試品的絕緣特性。試驗(yàn)電壓選擇與泄漏電流的異同直流耐壓試驗(yàn)的原理及特點(diǎn)第三部分直流高壓的產(chǎn)生及設(shè)備直流高電壓通常是由交流高電壓經(jīng)整流變換而來的，為得到更高的直流電壓，通常采用各類倍壓整流電路進(jìn)行獲取。直流高壓設(shè)備典型半波整流電流直流高壓的產(chǎn)生及設(shè)備直流高電壓通常是由交流高電壓經(jīng)整流變換而來的，為得到更高的直流電壓，通常采用各類倍壓整流電路進(jìn)行獲取。典型半波整流電流倍壓整流電路（a）變壓器兩端不接地；（b）變壓器一端接地直流高壓的產(chǎn)生及設(shè)備串級(jí)整流電路對(duì)稱電路直流高壓的產(chǎn)生及設(shè)備第四部分直流高壓的測(cè)量高壓分壓器進(jìn)行測(cè)量球隙測(cè)量直流高壓峰值高壓側(cè)測(cè)量方法高壓靜電電壓表測(cè)量直流高壓平均值當(dāng)試驗(yàn)時(shí)，若被試品的電容量Cx較大，被試品上所加的直流電壓值可在工頻試驗(yàn)變壓器的低壓側(cè)進(jìn)行測(cè)量，然后換算出高壓側(cè)的直流電壓值。一般情況下，最好在高壓側(cè)進(jìn)行測(cè)量。直流高壓的測(cè)量第五部分直流泄漏電流的測(cè)量01當(dāng)直流電壓加至被試品的瞬間，流經(jīng)試品的電流有電容電流、吸收電流和泄漏電流。電容電流是瞬時(shí)電流，吸收電流也在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)衰減完畢，最后逐漸穩(wěn)定為泄漏電流。故一般在試驗(yàn)時(shí)，先把微安電流表短路1min，然后打開進(jìn)行讀數(shù)。對(duì)大電容量設(shè)備，在1min還不夠時(shí)，可取3～10min，或一直到電流穩(wěn)定才記錄。但不管取哪個(gè)時(shí)間，在對(duì)前后所得結(jié)果進(jìn)行比較時(shí)，必須是相同的時(shí)刻。直流泄漏電流測(cè)量02試驗(yàn)電壓總是存在脈動(dòng)的，試驗(yàn)時(shí)交流分量就會(huì)通過微安表，使微安表指針擺動(dòng)，甚至使微安表過熱燒壞（因它只反映直流數(shù)值，實(shí)際上交流分量也流經(jīng)線圈），在試驗(yàn)過程中，被試品放電或擊穿都有不能容許的沖擊電流流經(jīng)微安表，因此需對(duì)微安表加以保護(hù)。微安表的保護(hù)微安表的保護(hù)電路圖直流泄漏電流的測(cè)量第六部分直流高壓試驗(yàn)接線直流高電壓試驗(yàn)接線，按被試設(shè)備的電壓、容量和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際試驗(yàn)設(shè)備條件來決定。C為濾波電容器，用來減小輸出整流電壓的脈動(dòng)，當(dāng)被試品的電容CX較大時(shí)，C可以不用，當(dāng)CX較小時(shí)，則需接入0.1μF左右的電容器以減小電壓脈動(dòng)。R為保護(hù)電阻，用來限制被試品擊穿時(shí)的短路電流以保護(hù)變壓器和高壓硅堆，其值可按10Ω/V選取。TR—調(diào)壓器T—試驗(yàn)變壓器V—高壓二極管

R—保護(hù)電阻RV—高值電阻PA1—毫安表PA2—微安表C—濾波電容CX—被試品直流高壓試驗(yàn)接線根據(jù)微安表接線位置的不同，有3種接線方式。微安表接在高壓側(cè)微安表接在低壓側(cè)被試品對(duì)地絕緣被試品直接接地直流高壓試驗(yàn)接線第七部分直流高壓試驗(yàn)步驟選擇設(shè)備與接線方式現(xiàn)場(chǎng)布置與接線確定試驗(yàn)電壓值根據(jù)被試品情況與現(xiàn)有儀器條件，選擇合適的試驗(yàn)方法與試驗(yàn)儀器按規(guī)定施加相應(yīng)的直流試驗(yàn)電壓值按接線圖進(jìn)行接線，并應(yīng)由第二人檢查無誤直流高壓試驗(yàn)步驟降壓、斷電并放電記錄并繪制關(guān)系曲線逐級(jí)升壓讀取泄漏電流應(yīng)先經(jīng)放電電阻放電，再直接接地放電按規(guī)定速度進(jìn)行升壓，并讀取相應(yīng)泄漏電流值記錄時(shí)應(yīng)包含溫度、濕度、相應(yīng)的電壓與泄漏電流直流高壓試驗(yàn)步驟第八部分直流耐壓試驗(yàn)注意事項(xiàng)1.試驗(yàn)程序需要在其他各項(xiàng)非破壞性試驗(yàn)進(jìn)行之后，并且沒有發(fā)現(xiàn)什么問題，才能進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)，同時(shí)又應(yīng)在交流耐壓試驗(yàn)之前進(jìn)行。2.電壓極性直流泄漏及直流耐壓試驗(yàn)，直流輸出電壓一般為負(fù)極性，因?yàn)橹绷鬏敵鲭妷旱臉O性對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有影響。3.升壓速度升壓應(yīng)緩慢，以免充電電流過大而損壞試驗(yàn)設(shè)備。當(dāng)電壓接近試驗(yàn)電壓時(shí)，不能過于緩慢，以免耐壓時(shí)間過長(zhǎng)。4.耐壓時(shí)間DC下絕緣介質(zhì)損耗極小，局部放電不易發(fā)展，故要求耐壓時(shí)間較長(zhǎng)，在試驗(yàn)電壓下一般都采用5～10min耐壓時(shí)間。5.測(cè)量絕緣電阻直流耐壓試驗(yàn)的前后，均應(yīng)測(cè)量被試品的絕緣電阻，以了解耐壓前后絕緣的變化情況。直流高壓試驗(yàn)注意事項(xiàng)第九部分影響測(cè)量結(jié)果的主要因素濕度、受潮與臟污主要影響表面泄漏電流，試驗(yàn)前應(yīng)擦凈表面殘余電荷是否放盡，影響泄漏電流數(shù)值溫度升高，泄漏電流增大1.溫度2.表面泄漏電流4.高壓連接導(dǎo)線未加屏蔽的導(dǎo)線與空氣間發(fā)生的游離，產(chǎn)生對(duì)地泄漏3.殘余電荷影響測(cè)量結(jié)果的主要因素第十部分測(cè)量結(jié)果的分析判斷1.泄漏電流值泄漏電流試驗(yàn)中所測(cè)得的泄漏電流值不應(yīng)超出一般允許值(見相關(guān)規(guī)程)。若有明顯超出，應(yīng)查明原因。2.試驗(yàn)數(shù)值的相互比較將泄漏電流數(shù)值與被試設(shè)備歷次試驗(yàn)相應(yīng)數(shù)據(jù)比較，同一設(shè)備各相間互相比較，與其他同類設(shè)備比較，都不應(yīng)有顯著的差異。否則應(yīng)盡可能查明原因，并設(shè)法消除。3.電流與時(shí)間、電壓關(guān)系曲線對(duì)于重要設(shè)備(如主變壓器、發(fā)電機(jī)等)，可作出泄漏電流對(duì)時(shí)間變化的關(guān)系曲線I=f（t）和泄漏電流對(duì)電壓變化的關(guān)系曲線I=f(U)進(jìn)行分析。4.溫度、濕度、臟污的影響在對(duì)泄漏電流試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析判斷時(shí)，應(yīng)排除溫度、濕度、臟污等因素的影響