绝缘实验介绍

高电压实验的目的和任务1.熟悉和掌握高电压试验的基本技术。2.通过试验，培养同学分析问题和解决问题的能力，使同学们初步掌握进行高压试验研究的一些基本方法。3.树立安全第一的观点，保证人身和设备的安全是进行高压试验特别强调的问题，思想上必须自始至终保持高度的重视。绝缘中的缺陷分类绝缘中的缺陷可分为两类:一类是局部性或集中性的缺陷另一类是整体性或分布性的缺陷:整体绝缘老化、变质、受潮、绝缘性能下降▼绝缘试验的类型1、非破坏性试验（检查性试验）：指在较低的电压下或用其他不损伤绝缘的方法测量绝缘的各种特性，由此判断绝缘内部的缺陷。绝缘电阻和吸收比、泄漏电流、介质损耗角正切、电压分布、局部放电、油中溶解气体的色谱分析2、破坏性试验（耐压试验）：指在绝缘上施加高于工作电压的试验电压，直接检验绝缘的耐压水平。交流耐压、直流耐压、冲击耐压▼绝缘试验的类型第一节绝缘电阻、吸收比和泄漏电流的测量1.多层介质的吸收现象11221U2U2C1C2R1RUUi0)(stiigI随时间ｔ↑，ｉ最终达Ig21210CCCUU21120CCCUU2111RRRUU2112RRRUU:0t电压按电容反比分配:t电压按电阻正比分配110UU220UU电压过渡过程：teRRRCCCRRRUu2112122111teRRRCCCRRRUu2122112122212121)(RRRRCC时间常数衰减很快,几秒内就进入稳态21,RR,ai则2、绝缘电阻施加直流电压时测得的电阻，通常指吸收电流衰减完毕后测得的稳态电阻值。吸收比：6015156015601//IIIUIURRKK11，K1值越大，表示吸收现象越显著，绝缘的性能越好绝缘状态的判定吸收比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电力设备预防性试验规程等规定：电力变压器及大型发电机凡采用沥青浸胶及烘卷云母绝缘者：K值应不小于1.3，，P值应不小于1.5；大型发电机采用环氧粉云母者：K值应不小于1.6，，P应不小于2.0；发电机容量在200MW及以上，推荐测量测试功效:可有效地发现：（1）两极间有穿透性的导电通道（2）整体受潮或局部严重受潮（3）表面污秽不能发现的缺陷：(1)绝缘中的局部缺陷(2)绝缘的老化判断方法：将所测电阻值与标准及以往历史数据比较测量绝缘电阻与吸收比的方法测量仪表：为了测准吸收比，需用灵敏度足够高的兆欧表。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。兆欧表的工作原理及接线图注意事项(1)先拆除被试品的电源和对外一切连线,将其接地并放电(2)待手摇发电机稳定以后,再将两端子接在试品上(3)60秒后再读数(4)对大容量试品,测好以后先断两端子接线,后停手摇发电机(5)注意温度和湿度的较正3.泄漏电流测量试验电压比兆欧表工作电压高得多:35kV以下设备：10～30kV110kV及以上设备：40kV能发现兆欧表不能发现的某些绝缘缺陷电压可随意调节，可监测泄漏电流的变化1234)(Ai)(kVUtU2/tU发电机泄漏电流变化曲线1—良好绝缘；2—受潮绝缘；3—有集中性缺陷；4—有危险的集中性缺陷泄漏电流实验接线图RVkV~C2PVTOTVA1PVSAaba接线：测量准确，μA表在低压侧，读数操作安全，但试品不接地b接线：试品一端接地，测量系统在高压侧。为防止测量系统和试品高压侧电极及引线的电晕，需加屏蔽。仪表在高压侧，操作观察时特别注意安全二.介质损耗角正切的测量tg1．测试功效有效：ａ．整体受潮、全面老化b．小电容试品的严重局部缺陷c．绕组上附积油泥d．绝缘油脏污劣化等很少有效：大容量设备的局部缺陷NC4C4R3RxCxRABPUCD1I2I2.西林电桥通常施加5～10kV交流电压电桥平衡时：0ABU即：CBCAUUBDADUUBDCBADCAUUUU4231ZZZZ或3241ZZZZ∵xxCjRZ111NCjZ1244411CjRZ33RZ)1(2424234CRRCRCNxNxCCRCRRR4242242423)1(441CRCRtgxx∴∵1002f100004R取则：)(1010044444FCCCRtg3.西林电桥接线正接线：Ｄ点接地，Ｃ点接高压，试品两端不能接地。电桥可调部分处于低电位，调试方便安全，主要用于实验室试验反接线：Ｄ点接高压，Ｃ点接地，试品一端直接接地。电桥本体应有高绝缘强度，有可靠的接地线，适用于现场试验NC4C4R3RxCxRABPCDU西林电桥反接线4.测量的影响因素tg（1）外界电磁场干扰——屏蔽（2）温度的影响——尽可能在10~30℃的条件下测量（3）试验电压的影响——测量与的关系，有助（一般5～10kV)于判断绝缘的状态和缺陷的类型，图3-11tgU（5）试品电容量的影响——对电容量大的试品，测不灵敏，应分别测量各部分的tgtg（4）试品表面泄漏的影响——将试品擦拭干净，必要时加屏蔽三.局部放电及其测量（PartialDischarge,PD)1.局部放电一般概念对于测量套管、电机、变压器、电缆等绝缘的裂缝、气泡等内在的局部缺陷比较有效。aCgCbC气隙ΙⅡZ~aCgCbCΙⅡ局部放电等值电路tUmsintUCCCumgbbgsingbgbaCCCCCCsUrUsUrUit0ugut0sUrUguit形成时间气隙每次放电所释放出的电荷量为：))((rsbabagrUUCCCCCqbaCC))((rsbgrUUCCq－真实放电量无法测量放电时Ca上的电压变动为：)(rsbabaUUCCCU即气隙放电时，试品两端电压会下降，这相当于试品放掉电荷q：aU)()(rsbabaUUCUCCqbaCCaaUCq－视在放电量rbgbqCCCq＝但q∝qr，∴q能相对反映qr的大小rbgqqCC直流电压下的局部放电比交流电压下弱得多2.局部放电参数(1)视在放电量q(2)放电重复率N(3)放电能量W通常指一次放电所消耗的能量babaggCCCCCC令dtduCigg则脉冲电流：放电能量：)(2122rsggUUgggUUCduuCidtuWrs)(rsgrUUCq)(21)(21rsbbgrsrUUCCCqUUqW＝设气隙开始出现局部放电（）时的外加电压瞬时值为，则有：sgUuiUibgbsUCCCU)(21rssiUUUUqW0rU若iqUW21则W的大小对电介质的老化速度有显著影响3.局部放电检测方法伴随局部放电会出现许多现象：电气方面的如电流脉冲、介质损耗增大、电磁波辐射等；非电方面的如光、热、噪声、气压变化、化学变化等，利用这些派生现象可以对局部放电进行测量。(1).非电检测法超声波检测法Ultra-highFrequency,UHF（声测法)工作原理：通过检测局放产生的声波信号实现局放测量特点：抗干扰能力强，使用方便，可以在运行中或耐压实验时检测局部放电，常用作放电定位。目前体外特高频传感的GIS局部放电在线检测、定位和诊断，研究佷活跃用于局部放电测量的超声检测系统，一般都包括三个基本部分，即声电转换、电信号放大以及信号显示。声电转换前置放大电光转换光电转换主放大显示光纤传输声测量系统的方框图原理：通过测量局放产生的光辐射实现局放测量。光电转换后，通过检测光电流的特性可以实现局放类型识别。沿面放电和电晕放电用光测法效果较好光检测法用气相色谱仪，通过检测变压器油分解出的各种气体的组成和浓度来确定故障（局放、过热等）状态。局部放电引起的气相色谱特征是C2H2和H2的含量较大。特点：灵敏度高，操作简单，且设备不需要停电，适合在线绝缘监测。色谱分析法（DGA,DissolvedGasAnalysis)(2).电气检测法脉冲电流法原理：发生局部放电时，试品两端出现瞬时的电压降落，在检测回路中引起一高频脉冲电流，将它变换成电压脉冲后用示波器等测量其波形或幅值，由于其大小与视在放电量成正比，经过校准就能得到视在放电量，一般单位用pC此方法灵敏度高，应用广泛。基本测试回路a)并联测试回路b)串联测试回路c)桥式测试回路mZ数字化测试脉冲信号传统方法用示波器观测计算机辅助测试系统与传统的测试方法相结合,作出各种谱图和统计量，来分析局部放电情况。测量局放图形特征提取识别分类识别结果数据库6绝缘的高电压试验一.工频交流耐压试验工频交流耐压试验是用来检验绝缘在工频交流电压下的性能，在有些场合也用来等效地检验绝缘对操作过电压和雷电过电压的耐受能力。800kV工频试变工频高压试验的基本接线2R1RAVkV~1PVfLfC2PVFxCTMT二.直流高压试验1.直流高压试验的场合被试品的电容量很大的设备(如长电缆、电力电容器)常用直流高电压试验来代替工频电压试验。对直流输电设备进行直流高压试验。泄漏电流测量2.直流高压试验的特点试验设备容量小，重量轻，便于现场试验；可同时进行泄漏电流测量直流耐压试验更能有效发现电机定子端部的绝缘缺陷对绝缘损伤小对交流电气设备绝缘的考验不如交流耐压试验接近实际3.直流高电压的产生半波整流LRCRT~V2CT~V11231CV2倍压整流2Um+-+-+-+-+-Um串级直流高压发生器UoRor空载输出电压：Uo＝2nUmUm－电源交流电压幅值n－级数三.冲击高电压试验冲击高电压试验是用来检验各种高压电气设备在雷电过电压和操作过电压作用下的绝缘性能或保护性能。整流充电冲击电压发生器本体被试品控制系统冲击电压测量系统600kV冲击电压发生器采用足够大的屏蔽电极，可大大缩小发生器对周围物体的安全距离。图中为小块金属片拼成的单环屏蔽电极，也可以用双环或球形本章总结：1.绝缘试验的意义2.绝缘预防性试验的主要项目：绝缘电阻和吸收比、介质损耗角正切、泄漏电流、局部放电各试验项目能反映的绝缘缺陷、试验方法3.绝缘高压试验工频耐压试验、直流高压试验、冲击耐压试验实验意义、试验装置和组成、高电压测试方法