第五章电气设备绝缘试验(一).

第五章电气设备绝缘试验（一）绝缘监测和诊断的基本概念绝缘电阻和泄漏电流的测量介质损耗角正切的测量绝缘的监测和诊断技术分类：1.按照对设备造成的影响程度分类非破坏性试验，即检查性试验：在较低电压下或用其它不会损伤绝缘的方法测量绝缘的各种情况，判断绝缘内部的缺陷包含的种类：绝缘电阻试验、介质损耗角正切试验、局部放电试验、绝缘油的气相色谱分析等破坏性试验，即耐压试验：以等价或高于设备的正常运行电压来考核设备的电压耐受能力和绝缘水平。耐压试验对绝缘的考验严格，能保证绝缘具有一定的绝缘水平或裕度；缺点是可能在试验时给绝缘造成一定的损伤包含的种类：交流耐压试验、直流耐压试验、雷电冲击耐压试验及操作冲击耐压试验2.按照设备是否带电的方式分类（两类）离线：要求被试设备退出运行状态，通常是周期性间断地施行特点：可采用破坏性试验和非破坏性试验两种方式。耐压试验往往是在非破坏性试验之后才进行。缺点是对绝缘耐压水平的判断比较间接，尤其周期性的离线试验更不易判断准确在线：在被试设备处于带电运行的条件下，对设备的绝缘状况进行连续或定时的监测特点：只能采用非破坏性试验方式。除测定绝缘特性的数值外，还可分析特性随时间的变化趋势，显著提高了其判断的准确性§5-1测定绝缘电阻双层介质模型的电流－时间特性双层介质等值电路图吸收和泄漏电流及绝缘电阻的变化曲线/21212212112221//teRRRRCCCRCRURRUti212121/RRRRCC在工程应用上，把介质处在吸收过程时的U/i也称为绝缘电阻R吸收和泄漏电流及绝缘电阻的变化曲线//212122121122/ttaKeeRRRRCCCRCRUi定义吸收比K：加压60秒时的绝缘电阻与15秒时绝缘绝缘电阻之比值定义极化指数P：为加压10分钟时的绝缘电阻与1分钟时电阻之比值1560R/RK110R/RP绝缘状态的判定若绝缘内部有集中性导电通道，或绝缘严重受潮，则电阻R1、R2会显著降低，泄漏电流大大增加，时间常数τ大为减小，吸收电流迅速衰减。即使绝缘部分受潮，只要R1与R2中的一个数值降低，τ值也会大为减小，吸收电流仍会迅速衰减，仍可造成吸收比K（及极化指数P，下同）的下降。当K＝1或接近于1，则设备基本丧失绝缘能力。不同绝缘状态下的绝缘电阻的变化曲线测量绝缘电阻与吸收比的方法测量仪表：兆欧表摇表：带有手摇直流发电机的兆欧表，俗称摇表晶体管兆欧表：采用电池供电，晶体管振荡器产生交变电压，经变压器升压及倍压整流后输出直流电压兆欧表的电压：500、1000、2500、5000V等兆欧表选择：根据设备电压等级的不同，选用不同电压的兆欧表。例：额定电压1kV及以下者使用1000V兆欧表；1kV以上者使用2500V兆欧表兆欧表的原理结构图例：用兆欧表测量套管绝缘电阻LEGL法兰瓷体屏蔽环芯柱兆欧表215图接线图用兆欧表测套管绝缘的测量绝缘电阻能发现的缺陷•总体绝缘质量欠佳•绝缘受潮•两极间有贯穿性的导电通道•绝缘表面情况不良测量绝缘电阻不能发现的缺陷•绝缘中的局部缺陷•绝缘的老化测量绝缘电阻注意事项•试验前后将试品接地放电•高压测试连线架空•测吸收比和极化指数时，应待电源电压稳定后再接入试品•防止试品向兆欧表反向放电•绕组的影响•绝缘电阻与温度的关系测量泄漏电流的两种测试电路..OTASM2-2-5图时的测试电路被试品一极已固定接地屏蔽系统—测量系统；—被试品；—SM..OT..OTLHKSCPAPAR高电位电极—被试品；HOT—..直流微安表—低电位电极；—PAL放电管—保护电阻；—PR屏蔽系统—旁路开关；—缓冲电容；—SKC1-2-5图电流的电路图测量泄漏§5-2测定泄漏电流测量电力变压器主绝缘泄漏电流的接线T1――调压器；T2――高压试验变压器；D――高压硅堆R――保护电阻；C――滤波电容；T――被试变压器直流电源的要求•输出电压（幅值、脉动系数小于3%）•输出电流（1mA以下，电压不减低）•电源保护（保护电阻，放电管、并联电容、旁路开关）注意事项•与测绝缘电阻相同•电压保持时间1分钟（待电容电流和吸收电流充分衰减），泄漏电流稳定试验特点•所加直流电压较高，可以发现一些兆欧表不能发现的缺陷•直流电压逐渐升高，可观察电流与电压关系的线性度•线性刻度，能精确读取§5-3介质损耗角正切的测量西林电桥的基本原理存在外界电磁场干扰时的测量测试功效注意事项1.西林电桥的基本原理西林电桥：高压臂：代表试品的Z1；无损耗的标准电容CN，它以阻抗Z2作为代表。低压臂：处在桥箱体内的可调无感电阻R3，以Z3来代表；无感电阻R4和可调电容C4的并联，以Z4来代表保护：放电管P电桥平衡：检流计G检零屏蔽：消除杂散电容的影响电桥的平衡条件：Z1/Z3=Z2/Z4并联等值回路tgδ=1/ωRxCx=ωR4C4Cx=R4CN/[R3(1+tg2δ)]串联等值回路tgδ=ωRxCx=ωR4C4Cx=CNR4/R3Cx：因为tg2极小，故两种等值电路的Cx近似相等西林电桥的基本回路接线方式屏蔽：杂散电容：高压引线与低压臂之间有电场的影响，可看作其间有杂散电容Cs。由于低压臂的电位很低，Cx和C0的电容量很小，如C0一般只有50100pF，杂散电容Cs的引入，会产生测量误差。若附近另有高压源，其间的杂散电容Cs1会引入干扰电流iS，也会造成测量误差需要屏蔽，消除杂散电容的影响西林电桥的基本回路2.存在外界电磁场干扰时的测量现场试品：难以实现屏蔽，干扰较严重两次测量法：第一次测得tg1和Cx，然后倒换试验变压器原边电源线的两头(试验电压U的相位转180)，测得第二次的数值tg2和Cx，可用下式计算得准确的tg和Cx值：2//21xxxxxxxCCCCCtgCtgCtg磁场干扰时介损的测量检流计正反接抗磁场干扰的原理：设无磁干扰时，两个测量臂的数值分别为R3和C4；设存在磁干扰时，两个测量臂的数值分别为(R3+R3)和(C4+C4)；把检流计和电桥两臂相接的两端倒换一下，两个测量臂的数值将分别为(R3－R3)和(C4－C4)当检流计正接时测得：当检流计反接时测得：因无磁场干扰时：故可得：334014441/RRRCCRCCtgx334024442/RRRCCRCCtgx34044/RRCCRCtgx212121/22/xxxxxCCCCCtgtgtg测试功效•有效受潮穿透性导电通道气泡电离、绝缘分层、脱壳绝缘老化劣化绝缘油脏污、劣化•无效局部损坏小部分绝缘的老化劣化个别绝缘弱点注意事项•分部测试-部分缺陷•与温度的关系-指数规律•与试验电压的关系-绝缘好：基本不变•护环-表面泄露和屏蔽-干扰电场源•测试绕组时tg-首尾短接