秋高電壓工程—絕緣診斷篇第六講

1、1 復(fù)習(xí)、作業(yè)與預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)、作業(yè)與預(yù)習(xí) 復(fù)習(xí)復(fù)習(xí) 第第5 5章章 絕緣診斷與絕緣試驗(yàn)絕緣診斷與絕緣試驗(yàn) 作業(yè)作業(yè) 5-15-1，5-45-4 預(yù)習(xí)預(yù)習(xí) 第第6 6章章 穩(wěn)態(tài)高電壓的產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)高電壓的產(chǎn)生 第第7 7章章 穩(wěn)態(tài)高電壓的測(cè)量穩(wěn)態(tài)高電壓的測(cè)量 2 高電壓工程 第5章 監(jiān)測(cè)診斷篇 清華大學(xué)電機(jī)系 周遠(yuǎn)翔 3 第5章 絕緣診斷與絕緣試驗(yàn) 5.1 絕緣監(jiān)測(cè)和診斷的基本概念 5.2 絕緣電阻和泄漏電流的測(cè)量 5.3 介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量 5.4 局部放電的測(cè)量 5.5 耐壓試驗(yàn)與預(yù)防性試驗(yàn)方法的特點(diǎn)總結(jié) 5.7 絕緣的在線監(jiān)測(cè) 4 5.1 5.1 絕緣監(jiān)測(cè)和診斷的基本概念絕緣監(jiān)測(cè)和診斷的基本概念

2、 絕緣的監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)概念：電力設(shè)備絕緣電力設(shè)備絕緣 在運(yùn)行中受到電、熱、機(jī)械、不良環(huán)境等各種因在運(yùn)行中受到電、熱、機(jī)械、不良環(huán)境等各種因 素的作用，其性能將逐漸劣化，以致出現(xiàn)缺陷，素的作用，其性能將逐漸劣化，以致出現(xiàn)缺陷， 造成故障，引起供電中斷。通過對(duì)絕緣的試驗(yàn)和造成故障，引起供電中斷。通過對(duì)絕緣的試驗(yàn)和 各種特性的測(cè)量，了解并評(píng)估絕緣在運(yùn)行過程中各種特性的測(cè)量，了解并評(píng)估絕緣在運(yùn)行過程中 的狀態(tài)，從而能早期發(fā)現(xiàn)故障的技術(shù)稱為絕緣的的狀態(tài)，從而能早期發(fā)現(xiàn)故障的技術(shù)稱為絕緣的 監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù) 5絕緣的監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)分類： 1. 按照對(duì)設(shè)備造成的影響程度分類（兩類） 非破壞性試驗(yàn)

3、，亦稱絕緣特性試驗(yàn)：在較低電壓下在較低電壓下 或用其它不會(huì)損傷絕緣的方法測(cè)量絕緣的各種情況，從而或用其它不會(huì)損傷絕緣的方法測(cè)量絕緣的各種情況，從而 判斷絕緣內(nèi)部的缺陷判斷絕緣內(nèi)部的缺陷 包含的種類：絕緣電阻試驗(yàn)、介質(zhì)損耗角正切試驗(yàn)、絕緣電阻試驗(yàn)、介質(zhì)損耗角正切試驗(yàn)、 局部放電試驗(yàn)、絕緣油的氣相色譜分析等局部放電試驗(yàn)、絕緣油的氣相色譜分析等 破壞性試驗(yàn)，即耐壓試驗(yàn)：以高于設(shè)備的正常運(yùn)行電以高于設(shè)備的正常運(yùn)行電 壓來考核設(shè)備的電壓耐受能力和絕緣水平。耐壓試驗(yàn)對(duì)絕壓來考核設(shè)備的電壓耐受能力和絕緣水平。耐壓試驗(yàn)對(duì)絕 緣的考驗(yàn)嚴(yán)格，能保證絕緣具有一定的絕緣水平或裕度；緣的考驗(yàn)嚴(yán)格，能保證絕緣具有一定的絕

4、緣水平或裕度； 缺點(diǎn)并可能在試驗(yàn)時(shí)給絕緣造成一定的損傷缺點(diǎn)并可能在試驗(yàn)時(shí)給絕緣造成一定的損傷 包含的種類：交流耐壓試驗(yàn)、直流耐壓試驗(yàn)、雷電沖交流耐壓試驗(yàn)、直流耐壓試驗(yàn)、雷電沖 擊耐壓試驗(yàn)及操作沖擊耐壓試驗(yàn)擊耐壓試驗(yàn)及操作沖擊耐壓試驗(yàn) 6 2. 按照設(shè)備是否帶電的方式分類（兩類） 離線：在離線的監(jiān)測(cè)和診斷時(shí)，要求被試設(shè)備退出運(yùn)行在離線的監(jiān)測(cè)和診斷時(shí)，要求被試設(shè)備退出運(yùn)行 狀態(tài)，通常是周期性間斷地施行，試驗(yàn)周期由電力設(shè)備預(yù)狀態(tài)，通常是周期性間斷地施行，試驗(yàn)周期由電力設(shè)備預(yù) 防性試驗(yàn)規(guī)程（防性試驗(yàn)規(guī)程（DL/T 596DL/T 596）規(guī)定）規(guī)定 特點(diǎn)：可采用破壞性試驗(yàn)和非破壞性試驗(yàn)兩種方式，可采用

5、破壞性試驗(yàn)和非破壞性試驗(yàn)兩種方式， 兩種方式是相輔相成的。耐壓試驗(yàn)往往是在非破壞性試驗(yàn)兩種方式是相輔相成的。耐壓試驗(yàn)往往是在非破壞性試驗(yàn) 之后才進(jìn)行。缺點(diǎn)是對(duì)絕緣耐壓水平的判斷比較間接，尤之后才進(jìn)行。缺點(diǎn)是對(duì)絕緣耐壓水平的判斷比較間接，尤 其對(duì)于周期性的離線試驗(yàn)更不易判斷準(zhǔn)確其對(duì)于周期性的離線試驗(yàn)更不易判斷準(zhǔn)確 在線：在線監(jiān)測(cè)則是在被試設(shè)備處于帶電運(yùn)行的條件下，在線監(jiān)測(cè)則是在被試設(shè)備處于帶電運(yùn)行的條件下， 對(duì)設(shè)備的絕緣狀況進(jìn)行連續(xù)或定時(shí)的監(jiān)測(cè)，通常是自動(dòng)進(jìn)對(duì)設(shè)備的絕緣狀況進(jìn)行連續(xù)或定時(shí)的監(jiān)測(cè)，通常是自動(dòng)進(jìn) 行的行的 特點(diǎn)：只能采用非破壞性試驗(yàn)方式。由于可連續(xù)監(jiān)只能采用非破壞性試驗(yàn)方式。由于可連

6、續(xù)監(jiān) 測(cè)，除測(cè)定絕緣特性的數(shù)值外，還可分析特性隨時(shí)間的變測(cè)，除測(cè)定絕緣特性的數(shù)值外，還可分析特性隨時(shí)間的變 化趨勢(shì)，從而顯著提高了其判斷的準(zhǔn)確性化趨勢(shì)，從而顯著提高了其判斷的準(zhǔn)確性 7 絕緣預(yù)防性試驗(yàn)概念：為了對(duì)絕緣狀態(tài)作出判為了對(duì)絕緣狀態(tài)作出判 斷，需對(duì)絕緣進(jìn)行各種試驗(yàn)和監(jiān)測(cè)，通稱為絕緣斷，需對(duì)絕緣進(jìn)行各種試驗(yàn)和監(jiān)測(cè)，通稱為絕緣 預(yù)防性試驗(yàn)。預(yù)防性試驗(yàn)。 8 絕緣的監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)的三個(gè)基本環(huán)節(jié)： 傳感器與測(cè)量方法：正確選用各種傳感器及測(cè)量正確選用各種傳感器及測(cè)量 手段，檢測(cè)或監(jiān)測(cè)被試對(duì)象的種種特性，采集各手段，檢測(cè)或監(jiān)測(cè)被試對(duì)象的種種特性，采集各 種特性參數(shù)；種特性參數(shù)； 數(shù)據(jù)處理：對(duì)原始的

7、雜亂信息加以分析處理對(duì)原始的雜亂信息加以分析處理( (數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 處理處理) )，去除干擾，提取反映被試對(duì)象運(yùn)行狀態(tài)最，去除干擾，提取反映被試對(duì)象運(yùn)行狀態(tài)最 敏感、有效的特征參數(shù)；敏感、有效的特征參數(shù)； 絕緣診斷：根據(jù)提取的特征參數(shù)和對(duì)絕緣老化過根據(jù)提取的特征參數(shù)和對(duì)絕緣老化過 程的知識(shí)以及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，參照有關(guān)規(guī)程對(duì)絕緣運(yùn)程的知識(shí)以及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，參照有關(guān)規(guī)程對(duì)絕緣運(yùn) 行狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別、判斷，即完成診斷過程。并對(duì)行狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別、判斷，即完成診斷過程。并對(duì) 絕緣的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而對(duì)故障提供預(yù)警，絕緣的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而對(duì)故障提供預(yù)警， 并能為下一步的維修決策提供技術(shù)根據(jù)。并能為下一步的維修決策提

8、供技術(shù)根據(jù)。 9 絕緣診斷規(guī)則： 規(guī)則分類：邏輯診斷，模糊診斷，統(tǒng)計(jì)診斷 邏輯診斷：邏輯診斷中將特征只歸結(jié)為邏輯診斷中將特征只歸結(jié)為“有有” 和和“無無”兩種兩種( (或特征參數(shù)大于某給定的閾值則為或特征參數(shù)大于某給定的閾值則為 “有有”該特征，否則為該特征，否則為“無無”) )，診斷對(duì)象的狀態(tài)，診斷對(duì)象的狀態(tài) 同樣只歸結(jié)為同樣只歸結(jié)為“有有”和和“無無”，或，或“好好”和和“壞壞” 兩種，即特征和狀態(tài)均采用二值邏輯量來描述。兩種，即特征和狀態(tài)均采用二值邏輯量來描述。 邏輯診斷簡單明了，應(yīng)用較廣，但把問題過于簡邏輯診斷簡單明了，應(yīng)用較廣，但把問題過于簡 化，診斷準(zhǔn)確度較低化，診斷準(zhǔn)確度較低 1

9、0 模糊診斷：考慮到被試對(duì)象的特征及狀態(tài)評(píng)考慮到被試對(duì)象的特征及狀態(tài)評(píng) 價(jià)的主觀不確定性，即模糊性，許多情況不能價(jià)的主觀不確定性，即模糊性，許多情況不能 簡單地用簡單地用“有有”、“無無”和和“好好”、“壞壞”來來 評(píng)定。模糊診斷中被試對(duì)象的特征和狀態(tài)不用評(píng)定。模糊診斷中被試對(duì)象的特征和狀態(tài)不用 二值邏輯量描述，而用多值邏輯的特征函數(shù)來二值邏輯量描述，而用多值邏輯的特征函數(shù)來 描述，如某特征描述，如某特征“很強(qiáng)很強(qiáng)”、“強(qiáng)強(qiáng)”、“一般一般”、 “弱弱”、“很弱很弱”，某故障，某故障“嚴(yán)重嚴(yán)重”、“較嚴(yán)較嚴(yán) 重重”、“一般一般”、“輕微輕微”、“無無”等，然后等，然后 按特征或狀態(tài)參數(shù)的取值量確

10、定歸入某一類別。按特征或狀態(tài)參數(shù)的取值量確定歸入某一類別。 如采用連續(xù)變化的特征函數(shù)，判斷可更加準(zhǔn)確。如采用連續(xù)變化的特征函數(shù)，判斷可更加準(zhǔn)確。 11 統(tǒng)計(jì)診斷：考慮到被試對(duì)象特征參數(shù)分布的不考慮到被試對(duì)象特征參數(shù)分布的不 確定性，即統(tǒng)計(jì)性。對(duì)于處于同樣狀態(tài)的同類設(shè)確定性，即統(tǒng)計(jì)性。對(duì)于處于同樣狀態(tài)的同類設(shè) 備，其特征參數(shù)并不相同，而按一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律備，其特征參數(shù)并不相同，而按一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律 分布。利用這些規(guī)律進(jìn)行絕緣診斷分布。利用這些規(guī)律進(jìn)行絕緣診斷 (a) (a) 絕緣完好和損壞時(shí)絕緣完好和損壞時(shí) (b)(b)兩者重疊圖兩者重疊圖 概率密度曲線不重疊概率密度曲線不重疊 某特征參數(shù)的概率密度

11、 12 5.2 絕緣電阻和泄漏電流的測(cè)量 5.2.1 測(cè)量絕緣電阻與吸收比的工作原理 5.2.2 測(cè)量絕緣電阻與吸收比的方法 5.2.3 泄漏電流的測(cè)量 13 5.2.1 測(cè)量絕緣電阻與吸收比的工作原理 雙層介質(zhì)模型的電流時(shí)間特性 i（t）=U/( R1+R2)+U(R1 C1R1 C2)2/ (C1+C2)2( R1+R2) R1R2 exp(-t/) R1R2(C1+C2)/ ( R1+R2) 雙層介質(zhì)等值電路圖 吸收和泄漏電流及絕緣電阻的變化曲線 14 i（t）=Kexp(-t/) R1R2(C1+C2)/ ( R1+R2) 在工程應(yīng)用上的表達(dá)方便，把介質(zhì)處在吸收過程在工程應(yīng)用上的表達(dá)方

12、便，把介質(zhì)處在吸收過程 時(shí)的時(shí)的U/iU/i也稱呼為絕緣電阻也稱呼為絕緣電阻R R 雙層介質(zhì)等值電路圖 吸收和泄漏電流及絕緣電阻的變化曲線 15定義吸收比K：為加壓為加壓6060秒時(shí)的絕緣電阻秒時(shí)的絕緣電阻R R 60 60與 與1515秒秒 時(shí)電阻時(shí)電阻R R 15 15之比值 之比值 K = RK = R60 60/ R / R15 15 定義極化指數(shù)P：為加壓為加壓1010分鐘時(shí)的絕緣電阻分鐘時(shí)的絕緣電阻R R10 10與 與1 1分分 鐘時(shí)電阻鐘時(shí)電阻R R1 1之比值 之比值 P= RP= R10 10/ R / R1 1 我國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)我國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T596DL/T596

13、19961996即電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)即電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn) 規(guī)程等規(guī)定：規(guī)程等規(guī)定： 電力變壓器及大型發(fā)電機(jī)凡采用瀝青浸膠及烘卷云母絕緣電力變壓器及大型發(fā)電機(jī)凡采用瀝青浸膠及烘卷云母絕緣 者：者：K K值應(yīng)不小于值應(yīng)不小于1.31.3，P P值應(yīng)不小于值應(yīng)不小于1.51.5 大發(fā)電機(jī)當(dāng)采用環(huán)氧粉云母者：大發(fā)電機(jī)當(dāng)采用環(huán)氧粉云母者：K K值應(yīng)不小于值應(yīng)不小于1.61.6，P P應(yīng)不應(yīng)不 小于小于2.02.0。 發(fā)電機(jī)容量在發(fā)電機(jī)容量在200MW200MW及以上者推薦測(cè)量及以上者推薦測(cè)量 16 絕緣狀態(tài)的判定 若絕緣內(nèi)部有集中性導(dǎo)電通道，或絕緣嚴(yán)重受潮，則電阻若絕緣內(nèi)部有集中性導(dǎo)電通道，或絕緣嚴(yán)重受

14、潮，則電阻 R1 R1 、R2R2會(huì)顯著降低，泄漏電流大大增加，時(shí)間常數(shù)會(huì)顯著降低，泄漏電流大大增加，時(shí)間常數(shù)大大 為減小，吸收電流迅速衰減。即使絕緣部分受潮，只要為減小，吸收電流迅速衰減。即使絕緣部分受潮，只要R1R1 與與R2R2中的一個(gè)數(shù)值降低，中的一個(gè)數(shù)值降低，值也會(huì)大為減小，吸收電流仍值也會(huì)大為減小，吸收電流仍 會(huì)迅速衰減，仍可造成吸收比會(huì)迅速衰減，仍可造成吸收比K K（及極化指數(shù)（及極化指數(shù)P P，下同）的，下同）的 下降。當(dāng)下降。當(dāng)K K1 1或接近于或接近于1 1，則設(shè)備基本喪失絕緣能力。，則設(shè)備基本喪失絕緣能力。 不同絕緣狀態(tài)下的絕緣電阻的變化曲線 17 5.2.2 測(cè)量絕緣

15、電阻與吸收比的方法 測(cè)量儀表：一般用兆歐表進(jìn)行測(cè)量儀表：一般用兆歐表進(jìn)行 絕緣電阻與吸收比的測(cè)量絕緣電阻與吸收比的測(cè)量 搖表：為了測(cè)準(zhǔn)吸收比，需用搖表：為了測(cè)準(zhǔn)吸收比，需用 靈敏度足夠高的兆歐表。現(xiàn)場(chǎng)靈敏度足夠高的兆歐表?，F(xiàn)場(chǎng) 仍較多采用帶有手搖直流發(fā)電仍較多采用帶有手搖直流發(fā)電 機(jī)的兆歐表，俗稱搖表機(jī)的兆歐表，俗稱搖表 晶體管兆歐表：采用電池供電，晶體管兆歐表：采用電池供電， 晶體管振蕩器產(chǎn)生交變電壓，晶體管振蕩器產(chǎn)生交變電壓， 經(jīng)變壓器升壓及倍壓整流后輸經(jīng)變壓器升壓及倍壓整流后輸 出直流電壓出直流電壓 兆歐表的電壓：兆歐表的電壓：500500、10001000、 25002500、5000

16、V5000V等等 兆歐表選擇：根據(jù)設(shè)備電壓等兆歐表選擇：根據(jù)設(shè)備電壓等 級(jí)的不同，選用不同電壓的兆級(jí)的不同，選用不同電壓的兆 歐表。例：額定電壓歐表。例：額定電壓1kV1kV及以及以 下者使用下者使用1000V1000V兆歐表；兆歐表；1kV1kV以以 上者使用上者使用2500V2500V兆歐表兆歐表 兆歐表的原理結(jié)構(gòu)圖 18 例：用兆歐表測(cè)量電纜絕緣電阻用兆歐表測(cè)量電纜絕緣電阻 用兆歐表測(cè)電纜絕緣電阻的接線圖 1鉛鎧外皮 2絕緣 3導(dǎo)芯 19 微安表直讀法（兩種接法） 測(cè)量電力變壓器主絕緣泄漏電流的接線 T1調(diào)壓器； T2高壓試驗(yàn)變壓器； D高壓硅堆 R保護(hù)電阻； C濾波電容； T被試變壓器

17、 5.2.3 泄漏電流的測(cè)量 20 光電法 光電法測(cè)泄漏電流的測(cè)量裝置的原理方塊圖 21 5.3 介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量 5.3.1 西林電橋的基本原理 5.3.2 反接法的西林電橋 5.3.3 存在外界電磁場(chǎng)干擾時(shí)的測(cè)量 5.3.4 電流比較式電橋 22 測(cè)試無線電材料：常采用高頻施壓法，所加的常采用高頻施壓法，所加的 電壓不高電壓不高 在電工界：測(cè)量測(cè)量tgtg的儀器和方法有多種，西的儀器和方法有多種，西 林電橋測(cè)法和電流比較式電橋測(cè)法林電橋測(cè)法和電流比較式電橋測(cè)法 在線監(jiān)測(cè)：采用微計(jì)算機(jī)對(duì)采用微計(jì)算機(jī)對(duì)tgtg的測(cè)量的測(cè)量 23 5.3.1 西林電橋的基本原理 西林電橋 電橋： 高壓臂：一

18、個(gè)是代表試高壓臂：一個(gè)是代表試 品的品的Z1Z1；另一個(gè)是無損；另一個(gè)是無損 耗的標(biāo)準(zhǔn)電容耗的標(biāo)準(zhǔn)電容C0C0，它以，它以 阻抗阻抗Z2Z2作為代表。作為代表。 低壓臂：一個(gè)處在橋箱低壓臂：一個(gè)處在橋箱 體內(nèi)，一個(gè)是可調(diào)無感體內(nèi)，一個(gè)是可調(diào)無感 電阻電阻R3R3；另一個(gè)是無感；另一個(gè)是無感 電阻電阻R4R4和可調(diào)電容和可調(diào)電容C4C4的的 并聯(lián)回路。前者以并聯(lián)回路。前者以Z3Z3來來 代表，后者以代表，后者以Z4Z4來代表來代表 保護(hù)：放電管保護(hù)：放電管P P 電橋平衡：檢流計(jì)電橋平衡：檢流計(jì)G G檢零檢零 屏蔽：消除雜散電容的屏蔽：消除雜散電容的 影響影響 西林電橋的基本回路 24電橋的平衡

19、條件： Z1/Z3 = Z2/Z4 串聯(lián)等值回路 tg=R4 C4 Cx = R4C0/R3 并聯(lián)等值回路 tg=R4 C4 Cx = R4C0/R3 (1+tg2) Cx：因?yàn)橐驗(yàn)閠gtg2極小，極小， 故兩種等值電路的故兩種等值電路的 CxCx 相等相等 西林電橋的基本回路 25 屏蔽： 雜散電容：高壓引線與雜散電容：高壓引線與 低壓臂之間會(huì)有電場(chǎng)的低壓臂之間會(huì)有電場(chǎng)的 影響，可以看作其間有影響，可以看作其間有 雜散電容雜散電容 由于低壓臂的電位很低，由于低壓臂的電位很低， CxCx和和C0C0的電容量很小，的電容量很小， 如如C0C0一般只有一般只有5050100pF100pF。 所以雜

20、散電容所以雜散電容CsCs的引入，的引入， 會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差 若附近另有高壓源，其若附近另有高壓源，其 間的雜散電容間的雜散電容Cs1Cs1會(huì)引入會(huì)引入 干擾電流干擾電流iSiS，也會(huì)造成，也會(huì)造成 測(cè)量誤差測(cè)量誤差 所以需要屏蔽，消除雜所以需要屏蔽，消除雜 散電容的影響散電容的影響 西林電橋的基本回路 26 反接法的西林電橋 在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)：通常測(cè)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)：通常測(cè) 試材料及小設(shè)備，被試材料及小設(shè)備，被 試品是對(duì)地絕緣的試品是對(duì)地絕緣的 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中：有許多現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中：有許多 一端接地的試品，如一端接地的試品，如 敷設(shè)在地下的電纜及敷設(shè)在地下的電纜及 擺在地面的重大電氣擺在地面的重大電

21、氣 設(shè)備，要改成對(duì)地絕設(shè)備，要改成對(duì)地絕 緣是不可能的，只能緣是不可能的，只能 改變電橋回路的接地改變電橋回路的接地 點(diǎn)。這樣就產(chǎn)生了一點(diǎn)。這樣就產(chǎn)生了一 種反接法的西林電橋種反接法的西林電橋 反接法西林電橋的接線 27 5.3.3 存在外界電磁場(chǎng)干擾時(shí)的測(cè)量 外界電場(chǎng)干擾下的測(cè)量 現(xiàn)場(chǎng)的試品：難以實(shí)現(xiàn)屏蔽，現(xiàn)場(chǎng)的試品：難以實(shí)現(xiàn)屏蔽， 故干擾較嚴(yán)重故干擾較嚴(yán)重 兩次測(cè)量法：消除或減小外界兩次測(cè)量法：消除或減小外界 電場(chǎng)影響的測(cè)試方法，是采用電場(chǎng)影響的測(cè)試方法，是采用 兩次測(cè)量。第一次先調(diào)電橋到兩次測(cè)量。第一次先調(diào)電橋到 平衡，測(cè)得平衡，測(cè)得tgtg1 1和和CxCx，然，然 后倒換試驗(yàn)變壓器原

22、邊電源線后倒換試驗(yàn)變壓器原邊電源線 的兩頭，即把試驗(yàn)電壓的兩頭，即把試驗(yàn)電壓U U的相的相 位轉(zhuǎn)一個(gè)位轉(zhuǎn)一個(gè)180180，然后再測(cè)得，然后再測(cè)得 第二次的數(shù)值第二次的數(shù)值tgtg2 2和和CxCx， 可用下式計(jì)算得準(zhǔn)確的可用下式計(jì)算得準(zhǔn)確的tgtg和和 C Cx x值值。 tg=（Cx xtg1 1+Cxxtg2 2） /(Cx x+Cxx) Cx x = (Cx x+Cxx)/2 西林電橋的基本回路 28 兩次測(cè)量法原理 矢量圖中矢量圖中 I Id d：外界電場(chǎng)引起的干擾電流：外界電場(chǎng)引起的干擾電流I IX X： 無干擾時(shí)流經(jīng)試品的電流無干擾時(shí)流經(jīng)試品的電流 I In n：流經(jīng)：流經(jīng)C C0

23、 0的電容電流的電容電流 第一次測(cè)量：第一次測(cè)量： I IX X：I IX X與與I Id d的合成電流的合成電流 第二次測(cè)量（第二次測(cè)量（U U轉(zhuǎn)了轉(zhuǎn)了180180） I IX X：I IX X與與I Id d的合成電流的合成電流 ：I IX X與與I In n之夾角之夾角 第二次測(cè)量時(shí)第二次測(cè)量時(shí)U U轉(zhuǎn)了轉(zhuǎn)了180180，相當(dāng)，相當(dāng) 于于U U和和I IX X的相角不變，而的相角不變，而I Id d的相角的相角 反轉(zhuǎn)了反轉(zhuǎn)了 存在電場(chǎng)干擾時(shí) 電橋的電流矢量圖 tgtg=I=IX XR/ IR/ IX XC C =0.5(I=0.5(IX XR+IR+IX XR)/0.5(IR)/0.5(

24、IX XC+IC+IX XC) C) =(C=(Cx xtgtg1 1+C+Cx xtgtg2 2)/(C)/(CX X+C+CX X) CCX XU =(CU =(CX XU+CU+CX XU) /2U) /2 因此：因此：C CX X =(C =(CX X+C+CX X)/2)/2 29 因電場(chǎng)干擾而出現(xiàn)時(shí)的矢量圖 西林電橋的基本回路 強(qiáng)電場(chǎng)干擾時(shí)tg的測(cè)量 當(dāng)外界電場(chǎng)很強(qiáng)烈時(shí)，當(dāng)外界電場(chǎng)很強(qiáng)烈時(shí)，I Id d很大，有可能在一種電源極性時(shí)合很大，有可能在一種電源極性時(shí)合 成電流在第一象限，如圖中的成電流在第一象限，如圖中的I Ix x和和1 1；而在另一種極性；而在另一種極性 時(shí)，合成電流

25、在第二象限，如圖中的時(shí)，合成電流在第二象限，如圖中的I Ix x及及2 2。于是出現(xiàn)。于是出現(xiàn) 了了，要使電橋獲得平衡，必須使，要使電橋獲得平衡，必須使C C4 4與與R R4 4脫開而改為與脫開而改為與R R3 3 并聯(lián)。并聯(lián)。 30 磁場(chǎng)干擾時(shí)介損的測(cè)量 檢流計(jì)正反接抗磁場(chǎng)干擾的原理：先設(shè)想當(dāng)無磁干擾時(shí)，先設(shè)想當(dāng)無磁干擾時(shí)， 調(diào)電橋到平衡，兩個(gè)測(cè)量臂的數(shù)值分別為調(diào)電橋到平衡，兩個(gè)測(cè)量臂的數(shù)值分別為R R3 3和和C C4 4。如存在磁干擾時(shí)，。如存在磁干擾時(shí)， 調(diào)節(jié)電橋到平衡，兩個(gè)測(cè)量臂的數(shù)值分別為（調(diào)節(jié)電橋到平衡，兩個(gè)測(cè)量臂的數(shù)值分別為（R R3 3+ +R R3 3）和）和 （C C4

26、 4+ +C C4 4），此時(shí)電橋兩臂實(shí)際上是有電位差的，由于它克服了磁），此時(shí)電橋兩臂實(shí)際上是有電位差的，由于它克服了磁 干擾電勢(shì)，才使檢流計(jì)指零。假若把檢流計(jì)和電橋兩臂相接的兩端倒干擾電勢(shì)，才使檢流計(jì)指零。假若把檢流計(jì)和電橋兩臂相接的兩端倒 換一下，由于其他條件不變，此時(shí)如又調(diào)電橋到平衡，兩個(gè)測(cè)量臂的換一下，由于其他條件不變，此時(shí)如又調(diào)電橋到平衡，兩個(gè)測(cè)量臂的 數(shù)值將分別為數(shù)值將分別為 (R(R3 3R R3 3) )和和(C(C4 4C C4 4) ) 當(dāng)檢流計(jì)正接時(shí)測(cè)得：tgtg1 1=(C=(C4 4+ +C C4 4)R)R4 4 C CX1 X1=C =C0 0R R4 4/ /

27、（R R3 3+ +R R3 3） 當(dāng)檢流計(jì)反接時(shí)測(cè)得：tgtg2 2 = (C = (C4 4C C4 4)R)R4 4 C CX2 X2 = C= C0 0R R4 4/ /（R R3 3R R3 3) ) 因無磁場(chǎng)干擾時(shí)： tg= Ctg= C4 4R R4 4 C CX X = C = C0 0R R4 4/R/R3 3， 故可得：tg= (tgtg= (tg1 1+tg+tg2 2)/2)/2 C CX X = 2 = 2X1 X1C CX2X2/ /（ （C CX1 X1+C +CX2 X2 ） ） 31 電流比較式電橋測(cè)量介損 電橋的下臂主要是兩個(gè)繞在電橋的下臂主要是兩個(gè)繞在 同

28、一環(huán)形鐵心上的線圈同一環(huán)形鐵心上的線圈1 1和和2 2， 其匝數(shù)分別為其匝數(shù)分別為N N1 1和和N N2 2，兩者繞，兩者繞 向相同，流過經(jīng)試品絕緣及向相同，流過經(jīng)試品絕緣及 標(biāo)準(zhǔn)電容標(biāo)準(zhǔn)電容C C0 0過來的電流過來的電流I I1 1及及I I2 2 后，分別會(huì)產(chǎn)生磁勢(shì)。環(huán)形后，分別會(huì)產(chǎn)生磁勢(shì)。環(huán)形 鐵心上還繞有一個(gè)匝數(shù)為鐵心上還繞有一個(gè)匝數(shù)為N N3 3 的第的第3 3線圈，在該線圈上接有線圈，在該線圈上接有 指零儀表指零儀表G G。 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)N N1 1、N N2 2及及R R，當(dāng)，當(dāng)N N1 1I I1 1=N=N2 2I I2 2 時(shí)，儀表時(shí)，儀表G G指零。調(diào)節(jié)指零。調(diào)節(jié)R R是

29、為是為 了實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)I I1 1與與I I2 2達(dá)到同相位達(dá)到同相位 電流比較式電橋原理接線 32 介損值 線圈線圈1 1及及2 2在電橋平衡時(shí)在電橋平衡時(shí) Cx x=C0 0N2 2/N1 1 tg=R(C0 0+C) 平衡時(shí)線圈上基本無壓降，平衡時(shí)線圈上基本無壓降， 低壓臂的雜散電容基本上低壓臂的雜散電容基本上 不起作用。電橋工作時(shí)不不起作用。電橋工作時(shí)不 須多次反復(fù)平衡，一次儀須多次反復(fù)平衡，一次儀 表指零即可讀數(shù)，使用起表指零即可讀數(shù)，使用起 來比較方便。來比較方便。 三個(gè)繞組的互感器為防止三個(gè)繞組的互感器為防止 雜散磁場(chǎng)的影響，是精心雜散磁場(chǎng)的影響，是精心 屏蔽的?？偟恼f來，它的屏蔽

30、的?？偟恼f來，它的 靈敏度和準(zhǔn)確度均高于普靈敏度和準(zhǔn)確度均高于普 通西林電橋通西林電橋 電流比較式電橋原理接線 33 5.4 局部放電的測(cè)量 5.4.1 測(cè)量局部放電的幾種方法 5.4.2 局部放電的脈沖電流測(cè)量法 5.4.3 脈沖電流法測(cè)PD的基本回路和檢測(cè)阻抗 5.4.4 脈沖電流法的測(cè)量儀器及其校正 5.4.5 實(shí)施PD測(cè)量的其它技術(shù)問題 34 局部放電的概念： 簡稱為簡稱為PD-Partial DischargePD-Partial Discharge，指由于電氣設(shè)備，指由于電氣設(shè)備 內(nèi)部絕緣里面存在的弱點(diǎn)，在一定外施電壓下發(fā)內(nèi)部絕緣里面存在的弱點(diǎn)，在一定外施電壓下發(fā) 生的局部的重復(fù)擊

31、穿和熄滅現(xiàn)象生的局部的重復(fù)擊穿和熄滅現(xiàn)象 局部放電的危害： 這種局部放電發(fā)生在一個(gè)或幾個(gè)絕緣內(nèi)部的氣隙這種局部放電發(fā)生在一個(gè)或幾個(gè)絕緣內(nèi)部的氣隙 或氣泡之中，因?yàn)樵谶@個(gè)很小的空間內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度或氣泡之中，因?yàn)樵谶@個(gè)很小的空間內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度 很大。它的放電能量很小，所以它的存在并不影很大。它的放電能量很小，所以它的存在并不影 響電氣設(shè)備的短時(shí)絕緣強(qiáng)度。但如一個(gè)電氣設(shè)備響電氣設(shè)備的短時(shí)絕緣強(qiáng)度。但如一個(gè)電氣設(shè)備 在運(yùn)行電壓下長期存在局部放電現(xiàn)象，這些微弱在運(yùn)行電壓下長期存在局部放電現(xiàn)象，這些微弱 的放電能量和由此產(chǎn)生的一些不良效應(yīng)，如不良的放電能量和由此產(chǎn)生的一些不良效應(yīng)，如不良 化合物的產(chǎn)生，就可以慢慢

32、地?fù)p壞絕緣，日積月化合物的產(chǎn)生，就可以慢慢地?fù)p壞絕緣，日積月 累，最后可導(dǎo)致整個(gè)絕緣被擊穿，發(fā)生電氣設(shè)備累，最后可導(dǎo)致整個(gè)絕緣被擊穿，發(fā)生電氣設(shè)備 的突發(fā)性故障的突發(fā)性故障 35 局部放電的特點(diǎn)： 當(dāng)介質(zhì)內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)，伴隨著發(fā)生許多現(xiàn)當(dāng)介質(zhì)內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)，伴隨著發(fā)生許多現(xiàn) 象。有些屬于電的：如電脈沖的產(chǎn)生，介質(zhì)損耗象。有些屬于電的：如電脈沖的產(chǎn)生，介質(zhì)損耗 的增大和電磁波放射；有些屬于非電的：如光、的增大和電磁波放射；有些屬于非電的：如光、 熱、噪音、氣體壓力的變化和化學(xué)變化。熱、噪音、氣體壓力的變化和化學(xué)變化。 局部放電的檢測(cè)： 這些現(xiàn)象都可以用來判斷局部放電是否存在，因這些現(xiàn)象都

33、可以用來判斷局部放電是否存在，因 此檢測(cè)的方法也可以分為電的和非電的兩類此檢測(cè)的方法也可以分為電的和非電的兩類 36 5.4.1 測(cè)量局部放電的幾種方法 絕緣油的氣相色譜分析法：這項(xiàng)試驗(yàn)是通過檢查這項(xiàng)試驗(yàn)是通過檢查 電氣設(shè)備油樣內(nèi)所含的氣體組成的含量來判斷設(shè)電氣設(shè)備油樣內(nèi)所含的氣體組成的含量來判斷設(shè) 備內(nèi)部的隱藏缺陷備內(nèi)部的隱藏缺陷 超聲波探測(cè)法：在電氣設(shè)備外壁放上由壓電元件在電氣設(shè)備外壁放上由壓電元件 和前置放大器組成的超聲波探測(cè)器，用以探測(cè)局和前置放大器組成的超聲波探測(cè)器，用以探測(cè)局 部放電所造成的超聲波，從而了解有無局部放電部放電所造成的超聲波，從而了解有無局部放電 的發(fā)生，粗測(cè)其強(qiáng)度和

34、發(fā)生的部位的發(fā)生，粗測(cè)其強(qiáng)度和發(fā)生的部位 脈沖電流法：測(cè)測(cè)PDPD所形成的脈沖電流大小以判斷所形成的脈沖電流大小以判斷 絕緣絕緣PDPD的強(qiáng)弱程度，這種方法可以給出定量的結(jié)的強(qiáng)弱程度，這種方法可以給出定量的結(jié) 果，目前規(guī)程中已規(guī)定了定量的指標(biāo)果，目前規(guī)程中已規(guī)定了定量的指標(biāo) 37 5.4.2 局部放電的脈沖電流測(cè)量法 局部放電的三電容模型 以三個(gè)電容來表征介質(zhì)內(nèi)部存在缺陷時(shí)的局部放電的機(jī)理以三個(gè)電容來表征介質(zhì)內(nèi)部存在缺陷時(shí)的局部放電的機(jī)理 CgCg：氣泡的電容；：氣泡的電容； CbCb：和：和CgCg相串聯(lián)部分的介質(zhì)電容；相串聯(lián)部分的介質(zhì)電容； CmCm：其余大部分絕緣的電容：其余大部分絕緣的

35、電容 介質(zhì)內(nèi)部氣隙放電的三電容模型 (a)具有氣泡的介質(zhì)剖面 (b)等值電路 38 氣泡很小，氣泡很小，CgCg比比CbCb大，大，CmCm比比CgCg大很多大很多 電極間加上交流電壓電極間加上交流電壓u u，則，則CgCg上的電壓為上的電壓為ugug， ug = uCb/(Cg+Cb) ug = uCb/(Cg+Cb) 介質(zhì)內(nèi)部氣隙放電的三電容模型 (a)具有氣泡的介質(zhì)剖面 (b)等值電路 39 局部放電機(jī)理 ug = uCb/(Cg+Cb) ug = uCb/(Cg+Cb) ugug隨外加電壓隨外加電壓u u升高，當(dāng)升高，當(dāng)u u上升到上升到UsUs瞬時(shí)值，瞬時(shí)值，ugug到達(dá)到達(dá)CgCg

36、的放的放 電電壓電電壓UgUg時(shí)，時(shí)，CgCg氣隙放電。于是氣隙放電。于是CgCg上的電壓一下子從上的電壓一下子從Ug Ug 下降到下降到UrUr，然后放電熄滅。，然后放電熄滅。UrUr叫做殘余電壓，它可以接近叫做殘余電壓，它可以接近 為零值，也可以為小于為零值，也可以為小于UgUg（均絕對(duì)值）的其它值（均絕對(duì)值）的其它值 局部放電時(shí)氣隙中的電壓和電流的變化 40 局部放電時(shí)氣隙中的電壓和電流的變化 ug = uCb/(Cg+Cb)ug = uCb/(Cg+Cb) 放電火花一熄滅，放電火花一熄滅，CgCg上的電壓將再次上升，由于此時(shí)上的電壓將再次上升，由于此時(shí)CgCg及及 CbCb已經(jīng)有了一個(gè)

37、初始的直流電壓，所以此后的已經(jīng)有了一個(gè)初始的直流電壓，所以此后的ug ug 值不能值不能 直接用上式來表達(dá)，直接用上式來表達(dá)，ug ug 值與上式表達(dá)的值在絕對(duì)值上要值與上式表達(dá)的值在絕對(duì)值上要 小一個(gè)（小一個(gè)（UgUgUrUr）值。外加電壓仍在上升，）值。外加電壓仍在上升，CgCg上的電壓也上的電壓也 順勢(shì)而上升，當(dāng)它再次升到順勢(shì)而上升，當(dāng)它再次升到UgUg時(shí)，時(shí)，CgCg再次放電，電壓再次再次放電，電壓再次 降到降到UrUr，放電再次熄滅，放電再次熄滅 41 CgCg上的電壓從上的電壓從UgUg突變?yōu)橥蛔優(yōu)閁rUr（均絕對(duì)值）的一瞬間，（均絕對(duì)值）的一瞬間， 就是局部放電脈沖的形成的時(shí)刻，

38、此時(shí)通過就是局部放電脈沖的形成的時(shí)刻，此時(shí)通過CgCg有有 一脈沖電流，局部放電時(shí)氣泡中的電壓和電流的一脈沖電流，局部放電時(shí)氣泡中的電壓和電流的 變化如圖所示變化如圖所示 局部放電時(shí)氣隙中的電壓和電流的變化 42 介質(zhì)內(nèi)部氣隙放電的三電容模型 (a)具有氣泡的介質(zhì)剖面 (b)等值電路 當(dāng)當(dāng)CgCg放電時(shí)，放電總電容放電時(shí)，放電總電容CgCg應(yīng)為應(yīng)為 Cg= Cg+CmCb/(Cm+Cb) Cg= Cg+CmCb/(Cm+Cb) CgCg上的電壓變化為上的電壓變化為(Ug(UgUr)Ur)，故一次脈沖放出，故一次脈沖放出 的電荷的電荷qrqr應(yīng)為應(yīng)為 qr = (Ugqr = (UgUr)Cg+

39、CmCb/(Cm+Cb) Ur)Cg+CmCb/(Cm+Cb) 當(dāng)當(dāng)Cm CbCm Cb，Cg CbCg Cb，Ur = 0Ur = 0時(shí)，時(shí)，qrUgCgqrUgCg 43 qr = (Ugqr = (UgUr)Cg+CmCb/(Cm+Cb) Ur)Cg+CmCb/(Cm+Cb) 在實(shí)際試驗(yàn)時(shí)，式中所表達(dá)的各個(gè)量，都是無法在實(shí)際試驗(yàn)時(shí)，式中所表達(dá)的各個(gè)量，都是無法 實(shí)測(cè)得到的。所以要尋求其它能反映局部放電的實(shí)測(cè)得到的。所以要尋求其它能反映局部放電的 量來測(cè)量。外施電壓是作用在量來測(cè)量。外施電壓是作用在CmCm上的，當(dāng)上的，當(dāng)CgCg上的上的 電壓變動(dòng)電壓變動(dòng)(Ug-Ur)(Ug-Ur)時(shí)，會(huì)

40、造成外施電壓的變化量時(shí)，會(huì)造成外施電壓的變化量 U U應(yīng)為應(yīng)為 U = CbU = Cb（Ug-Ur) /Ug-Ur) /（Cm+Cb) Cm+Cb) 介質(zhì)內(nèi)部氣隙放電的三電容模型 (a)具有氣泡的介質(zhì)剖面 (b)等值電路 44 qr = (Ugqr = (UgUr)Cg+CmCb/(Cm+Cb)Ur)Cg+CmCb/(Cm+Cb) U = CbU = Cb（Ug-Ur) /Ug-Ur) /（Cm+Cb) Cm+Cb) 由此兩式得由此兩式得 U=CbU=Cbqr/qr/（CgCm+CgCb+CmCbCgCm+CgCb+CmCb） U U是總電容上的電壓變化量，與它相應(yīng)的電荷變化量為是總電容上的

41、電壓變化量，與它相應(yīng)的電荷變化量為 q q，即，即 q qUCm+CbCg/(Cb+Cg) UCm+CbCg/(Cb+Cg) 把把U U 式代入上式式代入上式q q ，可得，可得 q qqrqrCb/Cb/（Cg+ CbCg+ Cb） 介質(zhì)內(nèi)部氣隙放電的三電容模型 (a)具有氣泡的介質(zhì)剖面 (b)等值電路 45 q qqrqrCb/Cb/（Cg+ CbCg+ Cb） 真實(shí)放電量：qrqr，是無法測(cè)量的；，是無法測(cè)量的； 而而q qUCm+CbCg/(Cb+Cg)UCm+CbCg/(Cb+Cg) 式中所表達(dá)的式中所表達(dá)的U U及及Cm+CbCg/(Cb+Cg)Cm+CbCg/(Cb+Cg)量都是

42、可以測(cè)得的，量都是可以測(cè)得的，q q也也 是可以測(cè)得的是可以測(cè)得的 視在放電量：q q，它是局部放電試驗(yàn)中的重要參量，國際和國，它是局部放電試驗(yàn)中的重要參量，國際和國 家標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于各類高壓設(shè)備的視在放電量家標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于各類高壓設(shè)備的視在放電量q q的允許值均有所規(guī)定的允許值均有所規(guī)定 從從q qqrqrCb/Cb/（Cg+ CbCg+ Cb）式可見，）式可見，q q比真實(shí)放電量比真實(shí)放電量qr qr 小得多，小得多， 它以它以pCpC作為計(jì)量單位。其中作為計(jì)量單位。其中C C代表電荷量庫侖代表電荷量庫侖 介質(zhì)內(nèi)部氣隙放電的三電容模型 (a)具有氣泡的介質(zhì)剖面 (b)等值電路 46放電能量 表

43、征局部放電的基本參數(shù)，除了視在放電量表征局部放電的基本參數(shù)，除了視在放電量q q外，外， 還有一次脈沖放電能量還有一次脈沖放電能量W W W = W =qr(Ug - Ur) /2qr(Ug - Ur) /2 = =q(Cg+Cb)(Ug - Ur)/(2 Cb) q(Cg+Cb)(Ug - Ur)/(2 Cb) 當(dāng)外施電壓由零上升到當(dāng)外施電壓由零上升到UsUs時(shí)，時(shí)，CgCg上的電壓為上的電壓為UgUg， 即即Ug=UsCb/(Cg+Cb)Ug=UsCb/(Cg+Cb) 可得可得 W =W =q qUs(Ug - Ur) /(2 Ug ) Us(Ug - Ur) /(2 Ug ) 如如Ur0

44、Ur0，則，則 WWq qUs/2Us/2 47 放電重復(fù)率 放電重復(fù)率放電重復(fù)率N N：是表征：是表征PDPD的另一個(gè)基本參數(shù)。因?yàn)樵诩訅旱牧硪粋€(gè)基本參數(shù)。因?yàn)樵诩訅?半周期內(nèi)能發(fā)生好幾個(gè)脈沖。所以定義一秒鐘內(nèi)產(chǎn)生的脈半周期內(nèi)能發(fā)生好幾個(gè)脈沖。所以定義一秒鐘內(nèi)產(chǎn)生的脈 沖數(shù)叫做放電重復(fù)率沖數(shù)叫做放電重復(fù)率N N，N N也是一個(gè)重要參量。可以通過實(shí)也是一個(gè)重要參量。可以通過實(shí) 驗(yàn)求得驗(yàn)求得 如果每半周內(nèi)的放電次數(shù)為如果每半周內(nèi)的放電次數(shù)為n n，則，則N=2fn=100nN=2fn=100n 局部放電時(shí)氣隙中的電壓和電流的變化 48 局部放電的其它表示方法 為了表征局部放電在一定期間內(nèi)的平均綜

45、合效應(yīng)，為了表征局部放電在一定期間內(nèi)的平均綜合效應(yīng)， 還提出了各種累積參數(shù)，如平均放電電流，放電還提出了各種累積參數(shù)，如平均放電電流，放電 功率等。功率等。 有時(shí)還測(cè)量局部放電的起始放電電壓和熄滅電壓有時(shí)還測(cè)量局部放電的起始放電電壓和熄滅電壓 影響局部放電特性的多種因素：主要有電壓的幅影響局部放電特性的多種因素：主要有電壓的幅 值值 、電壓的波形和頻率、電壓的作用時(shí)間、環(huán)境、電壓的波形和頻率、電壓的作用時(shí)間、環(huán)境 的溫度及濕度和氣壓等的溫度及濕度和氣壓等 495.4.3 脈沖電流法測(cè)PD的基本回路和檢測(cè)阻抗 三種基本測(cè)量回路 電橋平衡回路 試品通過Ck后與檢測(cè)阻抗 并聯(lián)的回路 試品與檢測(cè)阻抗

46、相串聯(lián)的回路 50 在測(cè)量儀器上所測(cè)得的局部放電脈沖值是與試驗(yàn)的局部放在測(cè)量儀器上所測(cè)得的局部放電脈沖值是與試驗(yàn)的局部放 電視在電荷量電視在電荷量q q成比例的，他們之間的具體比例關(guān)系與成比例的，他們之間的具體比例關(guān)系與 測(cè)量回路和放大器等都有關(guān)，要從指示值來算得視在放電測(cè)量回路和放大器等都有關(guān)，要從指示值來算得視在放電 電荷電荷q q是有困難的，只能通過試驗(yàn)來確定，亦即是有困難的，只能通過試驗(yàn)來確定，亦即PDPD的測(cè)的測(cè) 量儀器必須進(jìn)行實(shí)驗(yàn)校正量儀器必須進(jìn)行實(shí)驗(yàn)校正 q q Uc UcCqCq PD試驗(yàn)的直接校準(zhǔn)回路 5.4.4 脈沖電流法的測(cè)量儀器及其校正 顯示器的視在放顯示器的視在放 電

47、量刻度系數(shù)電量刻度系數(shù) k = k = UcUcCq/h Cq/h 單位：（單位：（pC/mmpC/mm） 51 5.4.5 實(shí)施PD測(cè)量的其它技術(shù)問題 抗干擾措施 背景噪音決定最小可見視在放電量，亦即決定測(cè)背景噪音決定最小可見視在放電量，亦即決定測(cè) 量系統(tǒng)的靈敏度，嚴(yán)重噪音將使局部放電測(cè)量無量系統(tǒng)的靈敏度，嚴(yán)重噪音將使局部放電測(cè)量無 法進(jìn)行。抗干擾措施在局部放電測(cè)量中是個(gè)嚴(yán)重法進(jìn)行?？垢蓴_措施在局部放電測(cè)量中是個(gè)嚴(yán)重 任務(wù)。要消除干擾，必先找到干擾的來源。但干任務(wù)。要消除干擾，必先找到干擾的來源。但干 擾的來源很多，如送電線路的電暈放電，無線電擾的來源很多，如送電線路的電暈放電，無線電 廣播

48、的電磁波，開關(guān)的開閉，電焊機(jī)、起重機(jī)的廣播的電磁波，開關(guān)的開閉，電焊機(jī)、起重機(jī)的 操作，試區(qū)高壓線放電，導(dǎo)體接觸不良，試驗(yàn)回操作，試區(qū)高壓線放電，導(dǎo)體接觸不良，試驗(yàn)回 路接地不良，試驗(yàn)變壓器屏蔽不好，內(nèi)部有放電路接地不良，試驗(yàn)變壓器屏蔽不好，內(nèi)部有放電 等等等等 52預(yù)加電壓測(cè)量 PDPD試驗(yàn)：國標(biāo)規(guī)定對(duì)試驗(yàn)：國標(biāo)規(guī)定對(duì)220kV220kV及以上的電力變壓器及以上的電力變壓器 必須做必須做 電力變壓器PD測(cè)試的加壓過程 圖中圖中U1U1為最高額定線電壓為最高額定線電壓UmUm U2U2為為1.3Um / 1.3Um / 或或1.5Um / 1.5Um / 要求在要求在1.3Um / 1.3Um

49、 / 的的U2U2值下，值下，q300pCq300pC 或要求在或要求在1.5Um / 1.5Um / 的的U2U2值下，值下，q500pCq500pC 3 3 3 3 53 5.5 耐壓試驗(yàn)與預(yù)防性試驗(yàn)方法的特點(diǎn)總結(jié) 5.5.1 交流耐壓 5.5.2 直流耐壓 5.5.3 雷電沖擊耐壓 5.5.4 操作沖擊耐壓 5.5.5 各種預(yù)防性試驗(yàn)方法的特點(diǎn)總結(jié) 54 5.5.1 交流耐壓 交流耐壓：是交流設(shè)備的基本耐壓方式。適用是交流設(shè)備的基本耐壓方式。適用 于于220kV220kV以下的電力設(shè)備。以下的電力設(shè)備。 以變壓器為例如圖以變壓器為例如圖 所示所示 55 交流耐壓試驗(yàn)實(shí)施辦法：電力設(shè)備預(yù)防

50、性試驗(yàn)電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn) 規(guī)程（規(guī)程（DL/T 596DL/T 596）已對(duì)各類設(shè)備的耐壓值作出了）已對(duì)各類設(shè)備的耐壓值作出了 規(guī)定。以電力變壓器為例，當(dāng)大修而全部更換繞規(guī)定。以電力變壓器為例，當(dāng)大修而全部更換繞 組后，按出廠試驗(yàn)電壓值進(jìn)行試驗(yàn)。在其它情況組后，按出廠試驗(yàn)電壓值進(jìn)行試驗(yàn)。在其它情況 下，它們的耐壓值取出廠試驗(yàn)電壓的下，它們的耐壓值取出廠試驗(yàn)電壓的8585。規(guī)程。規(guī)程 給出了電力變壓器的交流工頻耐壓值如表所示給出了電力變壓器的交流工頻耐壓值如表所示 56 電力變壓器交流試驗(yàn)電壓值 括號(hào)內(nèi)數(shù)值適用于不固定接地或經(jīng)小電抗接地系統(tǒng)括號(hào)內(nèi)數(shù)值適用于不固定接地或經(jīng)小電抗接地系統(tǒng) 額額 定定

51、 電電 壓壓 kVkV 最高最高 工作工作 電壓電壓 kVkV 線端交流試驗(yàn)電壓值線端交流試驗(yàn)電壓值 kVkV 中性點(diǎn)交流試驗(yàn)電壓值中性點(diǎn)交流試驗(yàn)電壓值 kVkV 全部更換全部更換部分更換繞組部分更換繞組全部更換全部更換部分更換繞組部分更換繞組 353540.540.58585727285857272 666672.572.5140140120120140140120120 110110126.0126.0200200170170 （195195） 95958080 220220252.0252.0360360 395395 306306 336336 8585 （200200） 7272 （

52、170170） 330330363.0363.0460460 510510 391391 434434 8585 （230230） 7272 （195195） 500500550.0550.0630630 680680 536536 578578 8585 140140 7272 120120 575.5.2 直流耐壓 直流耐壓：是直流電力設(shè)備的基本耐壓方是直流電力設(shè)備的基本耐壓方 式。對(duì)于交流電網(wǎng)中的長電力電纜等，在式。對(duì)于交流電網(wǎng)中的長電力電纜等，在 現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)常出現(xiàn)困難，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)常出現(xiàn)困難，因?yàn)?長電纜的電容量較大。為了減小試驗(yàn)電源長電纜的電容量較大。為了減小試

53、驗(yàn)電源 的試驗(yàn)容量，規(guī)程規(guī)定采用直流耐壓來檢的試驗(yàn)容量，規(guī)程規(guī)定采用直流耐壓來檢 查電纜絕緣的質(zhì)量。直流耐壓基本上不會(huì)查電纜絕緣的質(zhì)量。直流耐壓基本上不會(huì) 對(duì)絕緣造成殘留性損傷對(duì)絕緣造成殘留性損傷 58 直流耐壓特點(diǎn)： 無局部放電損傷：與交流耐壓不同，無局部放電損傷：與交流耐壓不同， 對(duì)于電纜等油紙絕緣，在交、直流電壓作用下，在油和紙對(duì)于電纜等油紙絕緣，在交、直流電壓作用下，在油和紙 上的電壓分布不一樣上的電壓分布不一樣 交流時(shí)電壓按介電常數(shù)交流時(shí)電壓按介電常數(shù)分布：電壓較多作用在油層上分布：電壓較多作用在油層上 直流時(shí)電壓按電阻系數(shù)直流時(shí)電壓按電阻系數(shù)分布：電壓較多作用在紙上分布：電壓較多作

54、用在紙上 紙的耐壓強(qiáng)度較高，所以電纜能耐受較高的直流電壓紙的耐壓強(qiáng)度較高，所以電纜能耐受較高的直流電壓 為了加強(qiáng)絕緣的考驗(yàn)，電纜的直流耐壓值規(guī)定得較高。盡為了加強(qiáng)絕緣的考驗(yàn)，電纜的直流耐壓值規(guī)定得較高。盡 管如此，對(duì)于使用在交流電網(wǎng)中的電纜，進(jìn)行直流耐壓對(duì)管如此，對(duì)于使用在交流電網(wǎng)中的電纜，進(jìn)行直流耐壓對(duì) 絕緣的考驗(yàn)不如交流耐壓接近實(shí)際。絕緣的考驗(yàn)不如交流耐壓接近實(shí)際。 對(duì)電力電纜的直流耐壓持續(xù)時(shí)間為對(duì)電力電纜的直流耐壓持續(xù)時(shí)間為5 5分鐘，可同時(shí)進(jìn)行泄分鐘，可同時(shí)進(jìn)行泄 漏電流的測(cè)量，加壓極性為負(fù)漏電流的測(cè)量，加壓極性為負(fù) 對(duì)電力變壓器絕緣的泄漏電流測(cè)試時(shí)所施加的直流電壓不對(duì)電力變壓器絕緣的

55、泄漏電流測(cè)試時(shí)所施加的直流電壓不 很高，可以認(rèn)為是非破壞性試驗(yàn)很高，可以認(rèn)為是非破壞性試驗(yàn) 對(duì)電機(jī)絕緣進(jìn)行直流耐壓，也是發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷的重要方法對(duì)電機(jī)絕緣進(jìn)行直流耐壓，也是發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷的重要方法 59 5.5.3 雷電沖擊耐壓 雷電沖擊耐壓用作為考驗(yàn)電力設(shè)備承受雷電過電雷電沖擊耐壓用作為考驗(yàn)電力設(shè)備承受雷電過電 壓的能力。對(duì)電力變壓器類試品不僅考驗(yàn)了主絕壓的能力。對(duì)電力變壓器類試品不僅考驗(yàn)了主絕 緣，而且是考驗(yàn)縱絕緣的主要方法。只在制造廠緣，而且是考驗(yàn)縱絕緣的主要方法。只在制造廠 進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)，因?yàn)楸卷?xiàng)試驗(yàn)會(huì)造成絕緣的積累進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)，因?yàn)楸卷?xiàng)試驗(yàn)會(huì)造成絕緣的積累 效應(yīng)，所以在規(guī)定的試驗(yàn)電壓下只

56、施加效應(yīng)，所以在規(guī)定的試驗(yàn)電壓下只施加3 3次沖擊。次沖擊。 對(duì)小變壓器是作為型式試驗(yàn)進(jìn)行的。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)對(duì)小變壓器是作為型式試驗(yàn)進(jìn)行的。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī) 定額定電壓定額定電壓220kV 220kV ，容量，容量120MVA120MVA的變壓器出的變壓器出 廠時(shí)應(yīng)進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)。電力系統(tǒng)中的絕緣預(yù)防性廠時(shí)應(yīng)進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)。電力系統(tǒng)中的絕緣預(yù)防性 試驗(yàn)，不進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)。對(duì)主絕緣的耐受雷電過試驗(yàn)，不進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)。對(duì)主絕緣的耐受雷電過 電壓的能力，由交流耐壓試驗(yàn)等值地承擔(dān)電壓的能力，由交流耐壓試驗(yàn)等值地承擔(dān) 60 5.5.4 操作沖擊耐壓 330kV330kV電力設(shè)備的出廠試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)。對(duì)電力設(shè)備的出廠試

57、驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)。對(duì) 變壓器進(jìn)行出廠試驗(yàn)時(shí)，大多采用在高壓繞組上變壓器進(jìn)行出廠試驗(yàn)時(shí)，大多采用在高壓繞組上 直接加壓法。在電力系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行各個(gè)電壓等級(jí)直接加壓法。在電力系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行各個(gè)電壓等級(jí) 變壓器的耐壓試驗(yàn)時(shí)，可采用操作沖擊感應(yīng)耐壓變壓器的耐壓試驗(yàn)時(shí)，可采用操作沖擊感應(yīng)耐壓 方式來取代工頻耐壓試驗(yàn)。由于利用被試變壓器方式來取代工頻耐壓試驗(yàn)。由于利用被試變壓器 自身的電磁感應(yīng)作用來升高電壓，所以沖擊電源自身的電磁感應(yīng)作用來升高電壓，所以沖擊電源 裝置電壓較低，整個(gè)裝備比較簡單。因?yàn)楣ゎl耐裝置電壓較低，整個(gè)裝備比較簡單。因?yàn)楣ゎl耐 壓試驗(yàn)本來是等值地代表雷電和操作過電壓的，壓試驗(yàn)本來是等值地代

58、表雷電和操作過電壓的， 所以從這個(gè)意義上來說，進(jìn)行操作沖擊耐壓試驗(yàn)所以從這個(gè)意義上來說，進(jìn)行操作沖擊耐壓試驗(yàn) 是合理的。而且試驗(yàn)本身不會(huì)在絕緣中產(chǎn)生殘留是合理的。而且試驗(yàn)本身不會(huì)在絕緣中產(chǎn)生殘留 性損傷性損傷 61 IEC 1980IEC 1980年年76763 3刊物對(duì)電力變壓器內(nèi)絕緣操作刊物對(duì)電力變壓器內(nèi)絕緣操作 波試驗(yàn)的波形，作出了下述規(guī)定，第一個(gè)半波極波試驗(yàn)的波形，作出了下述規(guī)定，第一個(gè)半波極 性為負(fù)，視在波前時(shí)間性為負(fù)，視在波前時(shí)間TfTf不小于不小于2020s s，通常小于，通常小于 250250s s；視在波長時(shí)間；視在波長時(shí)間TzTz不小于不小于500500s s，9090峰值

59、峰值 持續(xù)時(shí)間持續(xù)時(shí)間Td Td 不小于不小于200200s s IEC76-3和國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的操作沖擊波形 62 國家標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)GB7449GB74498787文件對(duì)波形的規(guī)定，基本上根據(jù)上述文件對(duì)波形的規(guī)定，基本上根據(jù)上述 IECIEC文件，但明確了文件，但明確了TfTf應(yīng)為應(yīng)為2020s s250250s s，反極性的峰值，反極性的峰值 U U2 2m0.5Umm0.5Um。電力工業(yè)部的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。電力工業(yè)部的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 596DL/T 59619961996規(guī)規(guī) 定的波形，基本上符合定的波形，基本上符合IECIEC標(biāo)準(zhǔn)，唯標(biāo)準(zhǔn)，唯TfTf規(guī)定為不小于規(guī)定為不小于2020s s，

60、未作上限值的規(guī)定。因?yàn)楦袘?yīng)法產(chǎn)生的操作波，其未作上限值的規(guī)定。因?yàn)楦袘?yīng)法產(chǎn)生的操作波，其TfTf常會(huì)常會(huì) 超過超過250250s s。若強(qiáng)行規(guī)定。若強(qiáng)行規(guī)定TfTf不大于不大于250250s s，波形上所迭加的，波形上所迭加的 高頻振蕩的幅值有可能會(huì)較高高頻振蕩的幅值有可能會(huì)較高 IEC76-3和國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的操作沖擊波形 63不同電壓等級(jí)三相變壓器（不同電壓等級(jí)三相變壓器（Y/ Y/ 接法），采用感接法），采用感 應(yīng)法產(chǎn)生操作波時(shí)的變壓器接線圖應(yīng)法產(chǎn)生操作波時(shí)的變壓器接線圖 兩個(gè)圖中，被試相全勵(lì)磁，其余兩相各半勵(lì)磁兩個(gè)圖中，被試相全勵(lì)磁，其余兩相各半勵(lì)磁 IEC規(guī)定的對(duì)330kV及以上 對(duì)2