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第五章电气设备绝缘试验（一）电气设备绝缘试验可分为两大类：（1）耐压试验（破坏性试验）：模仿设备绝缘在运行过程中可能受到的各种电压，对绝缘施加与之相等的或更为严格的电压，从而考研绝缘耐受这类电压的能力，称为耐压试验。对绝缘考察严格，但容易造成不必要的绝缘损坏。（2）检查性试验（非破坏性试验）：测定绝缘某些方面的特性，并据此间接地判断绝缘的状况，称为检查性试验。这类试验一般在较低的电压下进行，通常不会导致绝缘的击穿损坏。由此可见，上述两类试验时互为补充，而不能相互代替的。当然，应先做检查性试验，据此再确定耐压试验的时间和条件。5-1测定绝缘电阻绝缘电阻是反映绝缘性能的最基本的指标之一，通常都用兆欧表测量绝缘电阻。其工作原理图可参考图5-1-1。通常兆欧表的量程为500V、1000V、2500V、5000V等。图5-1-1兆欧表原理电路图如图5-1-2是用兆欧表测套管绝缘的接线图，兆欧表对外有三个接线端子，测量时，线路端子（L）接被试品的高压导体；接地端子（E）接被试品外壳或地；屏蔽端子（G）接被试品的屏蔽环或别的屏蔽电极。图5-1-2用兆欧表测套管绝缘的接线图如前所述，一般电介质都可以用图1-4-2所示的等效电路图来表示。图中，串联之路RP—CP代表电介质的吸收特性，如绝缘良好，则最终Rlk和RP的值都很大，稳定的绝缘电阻值也很高。反之，绝缘受潮时，则不仅最后稳定的电阻很低，而且还会很快达到稳定值。因此，也可以用绝缘电阻随时间而变化的关系来反映绝缘的状况。通常用时间为60s和15s时所测得的绝缘电阻值之比，称为吸收比K，即K=R60/R15如绝缘良好，则此值应大于1.3~1.5。对于某些容量较大的电气设备，其绝缘的极化和吸收的过程很长，上述的吸收比K还不能充分反映绝缘吸收过程的整体。此时可增测极化指数PP=R10min/R1min如绝缘良好，则此值应大于1.5~2.0。测量绝缘电阻可以有效发现下列缺陷：（1）总体绝缘质量欠佳；（2）绝缘受潮；（3）两极间有贯穿性的导电通道；（4）绝缘表面情况不良。测量绝缘电阻不能发现下列缺陷：（1）绝缘中的局部缺陷（如非贯穿性的局部损伤、含有气泡等）（2）绝缘的老化测量绝缘电阻时应注意：（1）试验前将被试品接地放电一定时间。（2）高压测试连接线应尽量保持架空；（3）测吸收比和极化指数时，应待电源电压达到稳定后再接入被试品。（4）每次测试结束后，先断开L端子，防止反向放电。（5）绝缘电阻与温度有显著的关系。绝缘温度升高时，绝缘电阻大致按指数率降低，吸收比和极化指数的值也会有所变化，所以，测量绝缘电阻时，应准确记录当时绝缘的温度。5-2测定泄漏电流本试验是将直流高压加到被试品上，测量流经被试品绝缘的泄漏电流。对于变压器的绕组泄漏电流试验所加电压值可参考表5-2-1。测量原理接线图如图5-2-1所示。但实际操作中，一般应用图5-2-2的接线图。表5-2-1变压器绕组泄漏电流试验所加电压值绕组额定电压（kV）36~1020~3566~330500直流试验电压（kV）510204060与兆欧表相比，本试验具有下列特点：（1）所加直流电压较高，能揭示兆欧表不能发现的某些绝缘缺陷；（2）所加直流电压时逐渐升高的，则在升压过程中，从所测电流与电压关系的线性度可以指示绝缘情况。（3）兆欧表刻度的非线性很强，难以精确分辨，微安表的刻度则基本上是线性的，能精确读取。5-3测定介质损耗因数（tgδ）介质损耗因数（tgδ）是表征绝缘在交变电压作用下比损耗大小的特征参数，它与绝缘体的形状和尺寸无关，它是绝缘性能的基本指标之一。一、测试电路测tgδ的方法有多种，如瓦特表法、电桥法、不平衡电桥法等，其中以电桥法的准确度最高，最通用的是西林电桥，如图5-3-2所示。若C4以μF计，则在数值上，tgδx=C4。影响电桥准确度的因素有：（1）本试验高压电源对桥体杂散电容的影响。如图5-3-3所示。（2）外界电场干扰。（3）外界磁场干扰。为消除上述几种误差因素，最简单而有效的方法是将电桥的低压部分全部用接地的金属网屏蔽起来，这样就基本消除了这三种误差。由图5-3-2可见，这种测试电路要求被试品两端均不接地，这在许多场合是做不到的。此时，可将电桥颠倒过来，令被试品的一端F点接地，D点和屏蔽网接高压电源，这种接线方式叫做反接线。二、测试功效（1）受潮；（2）穿透性导电通道；（3）绝缘内含气泡的电离，绝缘分层、脱壳；（4）绝缘老化劣化，绕组上附着油泥；（5）绝缘油脏污、劣化等。对下列缺陷，tgδ法是很少有效果的。（1）非穿透性的局部损坏；（2）很小部分绝缘的老化劣化；（3）个别的绝缘弱点。三、测试时应注意的事项1．尽可能分部测试2．tgδ与温度的关系一般来说，绝缘的tgδ均随温度的上升而增大，故在测量tgδ应尽量争取在差不多的为年度条件下测。3．tgδ与试验电压的关系一般来说，新的、良好的绝缘，在其额定电压范围内，绝缘的tgδ值是几乎不变的，且当电压上升或下降时测量的tgδ值是接近一致的，但若绝缘中存在气泡情况就不同了；当所加试验电压足以使绝缘中的气隙电离或产生局部放电等情况时，tgδ的值将随试验电压u的升高而迅速增大。4．护环和屏蔽的影响5-4局部放电的测试常用的固体绝缘物总不可能做得十分纯净致密，总会不同程度地包含一些分散性的异物，如各种杂质、水分、小气泡等。由于这些异物的电导和介电常数不同于绝缘物，故在外施电压作用下，这些异物附近将具有比周围更高的场强，当外施电压升高到一定程度时，这些部位的场强超过了该物质的电离场强，该处物质就产生电离放电，称之为局部放电。介质中气隙局部放电的示意图和等值电路))((uucccccqrsbabagr≈(ccbg)(uurs)衡量局部放电强度的最重要物理量是视在放电量△q=CX·△U。测量局部放电的方法有两种：1．直接法直接法的缺点是抗干扰性能较差。2．平衡法绝缘中某些内在局部缺陷（特别是在程度上尚较轻时），用别的方法往往很难发现，而测局部放电法却能以非破坏的方式很灵敏地指示出来，经多年来的研究改进，此项试验方法已渐趋成熟。5-5绝缘油中溶解气体的色谱分析（了解）