绝缘电阻和吸收比.

绝缘电阻和吸收比试验绝缘电阻、吸收比概念绝缘电阻测量电气设备的绝缘电阻，是检查设备绝缘状态最简便和最基本的方法。在现场普遍用兆欧表测量绝缘电阻。绝缘电阻值的大小常能灵敏地反应绝缘情况，能有效地发现设备局部或整体受潮和脏污，以及绝缘击穿和严重过热老化等缺陷。用兆欧表测量设备的绝缘电阻，由于受介质吸收电流的影响，兆欧表指示值随时间逐步增大，通常读取施加电压后60s的数值或稳定值，作为工程上的绝缘电阻值。绝缘电阻、吸收比概念吸收比吸收比K1为60s绝缘电阻值(R60s)与15s绝缘电阻值(R15s)之比值，即K1=R60s/R15s对于大容量和吸收过程较长的变压器、发电机、电缆等，有时R60s/R15s吸收比值尚不足以反映吸收的全过程，可采用较长时间的绝缘电阻比值，即10min(R10min)和R1min(R1min)时绝缘电阻的比值K，称作绝缘的极化指数测量绝缘电阻和吸收比的原理电力设备中的绝缘材料（电介质）是不导电的，但并不是绝对不导电。在直流电压作用下，电介质中有微弱的电流流过。电介质材料的性质、构成和结构不同。其这部分电流可视为由三部分构成：即i1、i2、i3如图2-1i1：为电容电流i2：为吸收电流i3：为泄漏电流测量绝缘电阻和吸收比的原理i1电容电流：绝缘材料加上直流电压，加压瞬间相当于给电容充电。这部分电容电流衰减时间较快，但与绝缘材料的电容量和外施加电压有关，它对时间的变化曲线如图2-1.其电流回路在等值电路中用一个纯电容表示C1i2吸收电流，是不均匀介质中由缓慢极化和夹层极化产生。测量绝缘电阻和吸收比的原理在直流电压加上瞬间，介质上的电压按电容分布，而电压稳定后介质上的电压按电阻分布。由于不同介质的电容和电阻的比例不同，加上直流电压瞬间到稳定这一过程中，介质上电荷要重新分配，重新分配的电荷在回路中形成电流i2。在等值回路中用电容C和电阻R来表示。吸收电流衰减时间快慢与电容量的大小有关。测量绝缘电阻和吸收比的原理i3泄漏电流，电电介质中有较极少束缚很弱的或自由离子，在直流电压作用下，正负离子分别向两级移动而形成的电流。这部分电流由介质的电导引起的，是一个恒定的电流。用i3表示。在等值电路中用一个纯电阻R来表示三个电流相加即：ｉ=ｉ1+ｉ2+ｉ3可得到在直流电压下流过绝缘介质的总电流。随时间变化的曲线称吸收曲线。所谓绝缘电阻就是加在绝缘介质上的直流电压与流过试品的泄漏电流之比。即：R=U/ｉ3说明的问题：大容量试品的吸收曲线ｉ随时间衰减较慢，吸收比反映不了绝缘吸收现象的整体，只能反映绝吸收现象的局部，而且与绝缘结构、油质、温度等有关。为克服测量吸收比可能产生的误判断，常对于吸收比小于1.3的试品测量极化指数来判断绝缘优劣。绝缘电阻表的原理与接线绝缘电阻表是测量绝缘电阻的专用仪器。常见的绝缘电阻表根据其电压等级有500、1000、2500、5000V等几种。从形式上又分手摇式、电动式。手摇绝缘电阻表的直流电源由内装手摇发电机供给。电动式绝缘电阻表采用电池使晶振荡器产生交变电压，经变压器升压及倍压整流后输出的直流高压供给。绝缘电阻表的原理与接线图2-2中，L1、L2分别为绝缘电阻表的电流绕组与电压绕组，二者绕向相反，固定在同一转轴上，并可带动指针旋转；由于没有弹簧游丝，所以指针没有反作用力矩，当绕组中没有电流时，指针可停在任一转角α位置。RU为分压电阻。R1为限流电阻，RX为被试设备绝缘电阻。当测量试品RX时，绕组L1、L2中分别流过T1、I2，产生两个方向的转动力矩M1=I1f1（α）M2=I2f2（α）或者说α=f（I1/I2）由于R1、RU为常数所以α=f（RX）即绝缘电阻表偏转角α的大小是绝缘电阻RX的函数，有RX决定。绝缘电阻表的原理与接线L线路端子：输出负极性直流电压，测量时接于被试品的高压导体上E接地端子：输出正极性直流电压，测量时接于被试品外壳或地G屏蔽端子：输出负极性直流高压，测量时接于被试品的屏蔽环上，以消除表面或其他不需测量的部分泄漏电流影响。绝缘电阻表有三个端子：L线路端子、E接地端子、G屏蔽端子绝缘电阻表的原理与接线兆欧表的容量兆欧表的容量即最大输出电流值(输出端经毫安表短路测得)对吸收比和极化指数测量有一定的影响。测量吸收比和极化指数时应尽量采用大容量的兆欧表，即选用最大输出电流1mA及以上的兆欧表，以期得到较准确的测量结果。兆欧表的负载特性兆欧表的负载特性,即被测绝缘电阻R和端电压U的关系曲线,随兆欧表的型号而变化。图2为兆欧表的一般特性。当被测绝缘电阻值低时,端电压明显下降。选用兆欧表时的注意事项(1)对有介质吸收现象的发电机、变压器等设备，绝缘电阻值、吸收比值和极化指数随兆欧表电压高低而变化，故历次试验应选用相同电压的兆欧表。(2)对二次回路或低压配电装置及电力布线测量绝缘电阻，并兼有进行直流耐压试验的目的时，可选用2500V兆欧表。由于低压装置的绝缘电阻一般较低(1～20MΩ)，兆欧表输出电压因受负载特性影响，实际端电压并不高。用2500V兆欧表代替直流耐压试验时，应考虑到低绝缘电阻时端电压降低的因素。绝缘电阻试验步骤断开被试品的电源，拆除或断开对外的一切连线，将被试品接地放电。对电容量较大者(如发电机、电缆、大中型变压器和电容器等)，应充分放电(5min)。放电时应用绝缘棒等工具进行，不得用手碰触放电导线。用干燥清洁柔软的布擦去被试品外绝缘表面的脏污，必要时用适当的清洁剂洗净。绝缘电阻试验步骤兆欧表上的接线端子“E”是接被试品的接地端的，“L”是接高压端的，“G”是接屏蔽端的。应采用屏蔽线和绝缘屏蔽棒作连接。将兆欧表水平放稳，当兆欧表转速尚在低速旋转时，用导线瞬时短接“L”和“E”端子，其指针应指零。开路时，兆欧表转速达额定转速其指针应指“∞”。然后使兆欧表停止转动，将兆欧表的接地端与被试品的地线连接，兆欧表的高压端接上屏蔽连接线，连接线的另一端悬空(不接试品)，再次驱动兆欧表或接通电源，兆欧表的指示应无明显差异。然后将兆欧表停止转动，将屏蔽连接线接到被试品测量部位。如遇表面泄漏电流较大的被试品(如发电机、变压器等)，还要接上屏蔽护环。驱动兆欧表达额定转速，或接通兆欧表电源，待指针稳定后(或60s)，读取绝缘电阻值。绝缘电阻试验步骤测量吸收比和极化指数时，先驱动兆欧表至额定转速，待指针指“∞”时，用绝缘工具将高压端立即接至被试品上，同时记录时间，分别读出15s和60s(或1min和10min)时的绝缘电阻值。读取绝缘电阻后，先断开接至被试品高压端的连接线，然后再将兆欧表停止运转。测试大容量设备时更要注意，以免被试品的电容在测量时所充的电荷经兆欧表放电而使兆欧表损坏。绝缘电阻试验步骤断开兆欧表后对被试品短接放电并接地。测量时应记录被试设备的温度、湿度、气象情况、试验日期及使用仪表等影响绝缘电阻的因数外绝缘表面泄漏的影响一般应在空气相对湿度不高于80%条件下进行试验，在相对湿度大于80%的潮湿天气，电气设备引出线瓷套表面会凝结一层极薄的水膜，造成表面泄漏通道，使绝缘电阻明显降低。此时，应在引出线瓷套上装设屏蔽环(用细铜线或细熔丝紧扎1～2圈)接到兆欧表屏蔽端子。常用的接线如图3所示。屏蔽环应接在靠近兆欧表高压端所接的瓷套端子，远离接地部分，以免造成兆欧表过载，使端电压急剧降低，影响测量结果影响绝缘电阻的因数残余电荷的影响若试品在上一次试验后，接地放电时间t不充分，绝缘内积聚的电荷没有放净，仍积滞有一定的残余电荷，会直接影响绝缘电阻、吸收比和极化指数值。图4为一台发电机先测量绝缘电阻后经历不同的放电时间再进行复测的结果，可以看出，接地放电至少5min以上才能得到较正确的结果。对三相发电机分相测量定子绝缘电阻时，试完第一相绕组后，也应充分放电5min以上，才能试验第二相绕组。否则同样会发生相邻相间异极性电荷未放净造成测得绝缘电阻值偏低的现象。影响绝缘电阻的因数感应电压的影响测量高压架空线路绝缘电阻，若该线路与另一带电线路有一段平行，则不能进行测量，防止静电感应电压危及人身安全，同时以免有明显的工频感应电流流过兆欧表使测量无法进行。影响绝缘电阻的因数温度的影响试品温度一般应在10～40℃之间。绝缘电阻随着温度升高而降低，但目前还没有一个通用的固定换算公式。温度换算系数最好以实测决定。例如正常状态下，当设备自运行中停下，在自行冷却过程中，可在不同温度下测量绝缘电阻值，从而求出其温度换算系数。测量结果的判断绝缘电阻值的测量是常规试验项目中的最基本的项目。根据测得的绝缘电阻值，可以初步估计设备的绝缘状况，通常也可决定是否能继续进行其他施加电压的绝缘试验项目等。在电气设备预防性试验规程》中，有关绝缘电阻标准，除少数结构比较简单和部分低电压设备规定有最低值外，多数高压电气设备的绝缘电阻值，大多不作规定或自行规定。除了测得的绝缘电阻值很低，试验人员认为该设备的绝缘不良外，在一般情况下，试验人员应将同样条件下的不同相绝缘电阻值，或以同一设备历次试验结果(在可能条件下换算至同一温度)进行比较，结合其它试验结果进行综合判断。需要时，对被试品各部位分别进行分解测量(将不测量部位接屏蔽端，便于分析缺陷部位。