電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部分

1、電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 常規(guī)電氣試驗介紹常規(guī)電氣試驗介紹 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 內(nèi)容概要內(nèi)容概要 l一 主要概念 l二 絕緣電阻試驗 l三 直流泄漏 l四 介質(zhì)損耗因數(shù)測試(介損) 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 電氣試驗主要概念電氣試驗主要概念 l一一 主要概念主要概念 l1、阻抗 l2、功率、容量與電壓、電流 l3、設(shè)備額定參數(shù) l4、電氣試驗分類 l5、設(shè)備缺陷 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 阻抗阻抗 l電阻 l電感 l電容 jXLj R jX cj 1 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 阻抗阻抗 l電阻： l電感： l電容： l計算它們串連的阻抗

2、3R 15 L X 11 C X 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 功率、容量與電壓、電流功率、容量與電壓、電流 功率： 容量： 電壓： 電流： cosUIP UIS U I 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 設(shè)備額定參數(shù)設(shè)備額定參數(shù) l電壓U：這是由絕緣材料與絕緣結(jié)構(gòu)決定的 l電流I：這是由導(dǎo)體的粗細(xì)與熱損耗決定 導(dǎo)線截面積決定了電流 損耗 l容量S：根據(jù)產(chǎn)品的基本量計算得到 RI 2 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 電氣試驗分類電氣試驗分類 特性試驗 絕緣試驗 l目前我們系統(tǒng)人員高試人員進行的試驗多為絕 緣試驗，以下所講內(nèi)容也主要是絕緣試驗 l絕緣試驗又分為直接試驗方法與間接試驗方

3、法 直接試驗方法是指直接測量絕緣材料的相關(guān)參數(shù)及耐 壓試驗 間接試驗方法通過觀測絕緣材料性能不完整時的一些 聲、光、熱、電磁波信號、傳導(dǎo)耦合的射頻信號等進 行判斷 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 設(shè)備缺陷設(shè)備缺陷 l集中性缺陷 l分布性缺陷 各種絕緣試驗?zāi)康模和ㄟ^試驗的檢測， 逐項排除不良與不合格項目，可使事 故防患于未然。這是安排試驗項目的 邏輯依據(jù)。 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 二二 絕緣電阻測試絕緣電阻測試 l絕緣電阻測量 1.絕緣電阻測量原理 2.絕緣電阻吸收比和極化指數(shù)的定義 3.測試注意事項 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 絕緣電阻測量原理絕緣電阻測量原理 l測量絕

4、緣電阻和吸收比的原理 l 電力設(shè)備中的絕緣材料（電介質(zhì)）是不導(dǎo) 電的物質(zhì)，但其并不是完全不導(dǎo)電。其在直流 電壓的作用下，由微弱的電流流過，根據(jù)介質(zhì) 材料的性質(zhì)、構(gòu)成及結(jié)構(gòu)等的不同，主要包括 以下三部分電流。 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 測試原理測試原理 l容性電流（又稱為電容電流）：直流電壓施加在絕緣材料上，加 壓瞬間相當(dāng)于給電容充電（又稱為彈性極化）。這部分隨時間較 快衰減的電容電流與絕緣材料的電容量和施加直流電壓有關(guān)，我 們記為ic。 l吸收電流：不均勻介質(zhì)吸收電流由緩慢極化和夾層式極化產(chǎn)生， 即在直流電壓加上的瞬間，介質(zhì)上的電壓按電容分布，而電壓穩(wěn) 定后介質(zhì)上的電壓按電阻分布。由

5、于不同介質(zhì)的電容和電阻不成 比例，因此在加上直流電壓到電壓穩(wěn)定的這個過程中，介質(zhì)電荷 存在一個重新分配的過程，在重新分配的電荷在回路中形成的電 流稱為吸收電流，記作ia。吸收電流隨時間衰減的快慢與介質(zhì)電 容量的大小有很大的關(guān)系。 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 l泄漏電流：電介質(zhì)中極少數(shù)束縛被能力很弱或 自由離子，在介質(zhì)兩端直流電壓的作用下，正 負(fù)離子向兩極移動所形成的電流，稱為泄漏電 流（又稱為傳導(dǎo)電流），記為iR。由于其為介 質(zhì)電導(dǎo)引起的，為恒定電流。 測試原理測試原理 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 l三個電流累加之和即為介質(zhì)中流過電流i= iA+ iC+ iR ，其關(guān)系曲線如下

6、所示。 測試原理（續(xù)）測試原理（續(xù)） 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 l絕緣電阻、吸收比定義及測量作用 lA 絕緣電阻定義：從介質(zhì)電流的曲線可以看出，電容 電流和吸收電流經(jīng)過一段時間后趨近于零，因此在經(jīng) 過一段時間后總介質(zhì)電流i接近于ir(泄漏電流)。絕緣電 阻就是指施加在試品上的直流電流與流過試品的泄漏 電流之比，即 R=U/i l U-施加在試品兩端的直流電壓； l Ir-對應(yīng)于電壓U，試品中的泄漏電流； l R-絕緣電阻； 絕緣電阻和吸收比定義絕緣電阻和吸收比定義 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 l測量絕緣電阻的意義：由于ir的大小取決于絕 緣材料的狀況，當(dāng)介質(zhì)受潮、老化、表面臟

7、污 或有其他缺陷（如有裂縫、灰化、氣泡等）時， Ir會增加，絕緣電阻會下降。因此，通過對絕 緣電阻的測量是了解電力設(shè)備絕緣的最常用、 最基本的手段之一。 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 絕緣電阻吸收比定義絕緣電阻吸收比定義 l吸收比定義：在測量中將60S的絕緣電阻與 15S的絕緣電阻之比稱之為吸收比K。 lK=R60/R15 l由于其是一個比值，排除了介質(zhì)的結(jié)構(gòu)、尺寸 等因素的影響，容易進行數(shù)據(jù)的比較，所以其 作為衡量絕緣材料性能的重要參量。 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 線路端子（L），接地端子（E），屏蔽（或保 護）端子（G），被試品接在L和E

8、之間，G用 以消除絕緣試品表面泄漏電流的影響。 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 l 手搖式兆歐表采用了流比計的測量機構(gòu)， 儀表的讀數(shù)與手搖式發(fā)電機的端電壓或轉(zhuǎn)速絕 對值的關(guān)系不大，一般只要使得手柄的轉(zhuǎn)速達 到額定轉(zhuǎn)速（通常為120r/min）的80%以上就 行，重要的是必須保持轉(zhuǎn)速的恒定。需要注意 的是，當(dāng)試品電容較大時，測量后須先將兆歐 表從測量回路中斷開，然后才能停止轉(zhuǎn)動發(fā)電 機，以免試品電容電流反充損壞儀器。 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 電子式兆歐表測量原理與手搖式兆歐表的測 量原理一樣，只是電源的產(chǎn)生方式不一樣。由 于電力電子技術(shù)的發(fā)展，開關(guān)電源技術(shù)已比較 成熟，因此，工程

9、上大量采用了電子式兆歐表。 與手搖式兆歐表相比，不僅試驗工作量降低， 測量吸收比時更容易，而且電源容量可以做得 較大，同時，一臺兆歐表還可以將幾種不同電 壓集成在一臺設(shè)備中，適用面更廣。 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 大容量設(shè)備絕緣電阻測試大容量設(shè)備絕緣電阻測試 l用兆歐表測量絕緣電阻實際上是給絕緣物上加上一個直流電壓， 在此電壓作用下，絕緣介質(zhì)中產(chǎn)生一個電流i，所測得的絕緣電 阻 。 l由研究和試驗分析得知，在絕緣物上加直流后，產(chǎn)生的總電流i 由三部分組成：即電導(dǎo)電流、電容電流和吸收電流。 l測量絕緣電阻時，由于兆歐表電壓線圈的電壓是固定的，而流過 兆歐表電流線圈的電流隨時間的延長而變

10、小，故兆歐表反映出來 的電阻值愈來愈高。 設(shè)備容量愈大，吸收電流和電容電流愈大， 絕緣電阻隨時間升高的現(xiàn)象就愈顯著。 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 l水內(nèi)冷 發(fā)電機 絕緣電 阻測量 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 發(fā)電機絕緣測量步驟發(fā)電機絕緣測量步驟（具備條件）（具備條件） l1、發(fā)電機出口3組PT抽至檢修位置。 l2、發(fā)電機出口斷路器斷開，隔離開關(guān)在斷開狀態(tài)， 出口接地刀在分閘位置。 l3、發(fā)電機中性點接地刀在分閘狀態(tài)。 l4、冷卻水投入運行，且水質(zhì)合格（不大于 1.5S/cm）。 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 發(fā)電機絕緣測量步驟發(fā)電機絕緣測量步驟 l1、將汽側(cè)匯水管接地線拆

11、除（測溫元件端子盒69號端子）。 l2、將勵側(cè)匯水管接地線拆除（測溫元件端子盒70.71號端 子）。 l3、將兩側(cè)匯水管短接后接至搖表。（匯水管必須有30k以上 的電阻） l4、將搖表繞組接線端接至中性點刀閘上口。 l5、將搖表機座接線接至就近的接地扁鐵上。 l6、啟動搖表高壓電源。 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 水內(nèi)冷發(fā)電機的絕緣特性水內(nèi)冷發(fā)電機的絕緣特性 l1、純水本身是良好的絕緣材料 l2、純水的極化特性，使得傳統(tǒng)的兆歐無法準(zhǔn) 確反映測量特性 l3、水冷發(fā)電機的匯水管絕緣電阻較低 l4、水內(nèi)冷發(fā)電機的絕緣是主絕緣與水絕緣并 聯(lián) 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 水內(nèi)冷發(fā)電機的絕緣

12、測量水內(nèi)冷發(fā)電機的絕緣測量 l測量發(fā)電機絕緣時，需對水極化電勢進行補償 調(diào)節(jié) l匯水管必須有30k以上的電阻，才能保證儀表 有足夠的容量完全補償水極化電勢 l水體上積聚的電荷將對測量產(chǎn)生干擾，常使吸 收比、極化指數(shù)倒掛 l通過加交流電壓，可以部分消除干撓 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 影響測試絕緣電阻的主要因素 1濕度 隨著周圍環(huán)境的變化，電氣設(shè)備絕緣的吸濕程度也隨著發(fā)生變化。當(dāng)空 氣相對濕度增大時，由于毛細(xì)管作用，絕緣物（特別是極性纖維所構(gòu)成的 材料）將吸收較多的水分，使電導(dǎo)率增加，降低了絕緣電阻的數(shù)值，尤其 是對表面泄漏電流的影響更大。 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 影響測試絕

13、緣電阻的主要因素 2溫度 電氣設(shè)備的絕緣電阻隨溫度變化而變化的，其變化的程度隨絕緣的種類而 異。富于吸濕性的材料，受溫度影響最大。一般情況下，絕緣電阻隨溫度 升高而減小。這是因為溫度升高時，加速了電介質(zhì)內(nèi)部離子的運行，同時 絕緣內(nèi)的水分，在低溫時與絕緣物結(jié)合得較緊密。當(dāng)溫度升高時，在電場 作用下水分即向兩極伸長，這樣在纖維質(zhì)中，呈細(xì)長線狀的水分粒子伸長， 使其電導(dǎo)增加。此外，水分中含有溶解的雜質(zhì)或絕緣物內(nèi)含有鹽類、酸性 物質(zhì)，也使電導(dǎo)增加，從而降低了絕緣電阻。 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 3表面臟污和受潮 由于被試物的表面臟污或受潮會使其表面電阻率大大降低，絕緣電阻 將明顯下降。必須設(shè)

14、法消除表面泄漏電流的影響，以獲得正確的測量結(jié) 果。 4被試設(shè)備剩余電荷 對有剩余電荷的被試設(shè)備進行試驗時，會出現(xiàn)虛假現(xiàn)象，由于剩余電荷 的存在會使測量數(shù)據(jù)虛假地增大或減小。 影響測試絕緣電阻的主要因素 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 5兆歐表容量 實測表明，兆歐表的容量對絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)的測量結(jié)果都 有一定的影響。兆歐表容量愈大愈好?？紤]到我國現(xiàn)有一般兆歐表的容量 水平，推薦選用最大輸出電流1mA及以上的兆歐表，這樣可以得到較準(zhǔn)確 測量結(jié)果。 24h 15min 5min 1min 放電時間 加壓時間(min) 54321 1500 1000 500 0 絕 緣 電 阻 M 不同

15、的放電時間后絕緣電阻與加壓時間的關(guān)系曲線 影響測試絕緣電阻的主要因素 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 測量絕緣電阻的注意事項測量絕緣電阻的注意事項 l測量時，試驗接線不能接錯，“L”接被試品，且與“E”端子 引線不要靠在一起。 l當(dāng)測量數(shù)據(jù)偏低時，應(yīng)分析其原因，排除試驗環(huán)境、溫濕度、表 面臟污、感應(yīng)電壓等因素影響。如有可能，盡可能縮小被試區(qū)域， 找到絕緣電阻較低的設(shè)備。 l測量前后不要忘記對試品放電。 l測量大容量電力設(shè)備時應(yīng)選用容量較大的絕緣兆歐表進行試驗 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 直流泄漏直流泄漏 l直流泄漏電流試驗與直流耐壓試驗的接線及原 理相同，且在現(xiàn)場試驗中多同步進行。

16、其原理 與絕緣電阻測量相同，不同之處在于測量泄漏 電流時所用的電源多采用可調(diào)的直流高壓裝置， 并用微安表計直接測量流過試品的電流。 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 l與絕緣電阻測量相比，泄漏電流具有以下幾點優(yōu)點： l試驗電壓高，且多可調(diào)。 l微安級表計直接測量泄漏電流，靈敏度較高，在相同 試驗條件下重復(fù)性較好。 l根據(jù)泄漏電流測量值可換算出絕緣電阻值，但用絕緣 電阻值卻一般不能換算出泄漏電流值。 l泄漏電流試驗時可以作出泄漏電流與加壓時間的關(guān)系 曲線和泄漏電流與所加電壓的關(guān)系曲線，可判斷絕緣 狀況。 直流泄漏測量優(yōu)點直流泄漏測量優(yōu)點 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 l測量設(shè)備及接線 (

17、a) u It Ib IbI Ib It Ib Ib It u (b) 1 2 A A 通過被試設(shè)備的體積泄漏電流和表面泄漏電流及消除示意圖 （a）未屏蔽 （b）屏蔽 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 微安表的安裝位置微安表的安裝位置 l微安表安裝在試品的高壓端，優(yōu)點測出的泄漏電流準(zhǔn)確，可 排除部分雜散電流的影響，接線簡單。缺點是微安級電流表 處于高電位，必須有良好的絕緣屏蔽。 l微安表安裝在試驗升壓變壓器的尾端，其優(yōu)點是表計處于低 電位，具有讀數(shù)安全、切換量程方便等優(yōu)點，缺點是雜散電 流均通過表計，誤差較大。 l微安表安裝在試品接地端（試品具備低壓端接地并可拆除的 條件下），優(yōu)點是表計處在

18、低電位，雜散電流不經(jīng)過表計， 讀數(shù)、切換量程方便。 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 微安表的安裝位置微安表的安裝位置 Rx Cx R1C RB CB 4 2 3 1 V T R C1 2 A A A 2 A 1 A A 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 影響泄漏電流測量的因素影響泄漏電流測量的因素 l1、高壓引線的影響 l2、溫度的影響； l3、電源電壓的非正弦波形對測量結(jié)果的影響 l4、加壓速度對泄漏電流測量結(jié)果的影響 l5、殘余電荷的影響 l6、直流輸出電壓極性對泄漏電流測量結(jié)果的影響 l7、濕度及表面臟污的影響 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 注意事項注意事項 l1、放電次序(

19、對較大電容試品放電時，應(yīng)經(jīng)過 高阻放電，如電力電纜) l2、放電部位（應(yīng)對高壓引線芯線先放電，以 免放電電流直接流過微安表將表計燒壞。而對 于微安表計接在低壓端和試品低壓端的放電前 應(yīng)先將微安級電流表短接后在放電） 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 結(jié)論判斷 對某一電氣設(shè)備進行泄漏電流測量后，應(yīng)對測量結(jié)果進行認(rèn)真、全 面地分析，以判斷設(shè)備的絕緣狀況，做出結(jié)論是合格或不合格。 對泄漏電流測量結(jié)果進行分析、判斷可從下述幾方面著手。 （一）與規(guī)定值比較 泄漏電流的規(guī)定值就是其允許的標(biāo)準(zhǔn)，它是在生產(chǎn)實踐中根據(jù)積累多年 的經(jīng)驗制訂出來的，一般能說明絕緣狀況。對于一定的設(shè)備，具有一定的規(guī) 定標(biāo)準(zhǔn)。這是最

20、簡便的判斷方法。 （二）比較對稱系數(shù)法 在分析泄漏電流測量結(jié)果時，還常采用不對稱系數(shù)（即三相之中的最大 值和最小值的比）進行分析、判斷。一般說來不對稱系數(shù)不大于2。 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 （三）查看關(guān)系 曲線法 利用泄漏電流和外加電壓的關(guān)系 曲線即曲線可以說明絕緣在 高壓下的狀況。如果在實驗電壓下，泄漏電流與電壓的關(guān)系曲線是一近 似直線，那就說明絕緣沒有嚴(yán)重缺陷，如果是曲線，而且形狀陡峭，則 說明絕緣有缺陷。 )u(fiL )u(fiL 結(jié)論判斷 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 l二 介質(zhì)損耗及介質(zhì)損耗因素測試 1.測量的原理和基本意義 2.新型介質(zhì)損耗測試儀 電氣試驗絕緣電

21、阻直流泄漏介損部 分 介損測量的原理和基本意義介損測量的原理和基本意義 l介質(zhì)損耗的定義：電壓作用下， 電介質(zhì)產(chǎn)生一定的能量損耗，這 部分能量損耗稱之為介質(zhì)損耗或 介質(zhì)損失。產(chǎn)生介質(zhì)損耗的原因 主要是電介質(zhì)電導(dǎo)、極化和局部 放電。 l在交流電壓作用下電介質(zhì)中流過 電流，電介質(zhì)的并聯(lián)等值電路及 向量圖如右下圖所示，電壓與電 流之間的夾角為1，稱之為功率 因數(shù)角，其余角2，即為介質(zhì)損 耗角。 電氣試驗絕緣電阻直流泄漏介損部 分 介損測量的原理和基本意義介損測量的原理和基本意義 l絕緣介質(zhì)損耗的大小，實際上是絕緣性能優(yōu)劣的一種表示，同一 臺設(shè)備絕緣良好（即R大）則也相應(yīng)的數(shù)值較小，反之則數(shù)值較 大。同類型設(shè)備介損的大小取決于介質(zhì)損耗角正切，將其