第4章 電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗

1、田付強(qiáng)田付強(qiáng) 副教授副教授 牽引供電研究所 Email: 辦公室：電氣樓808 辦公電話604 手機(jī)第二篇第二篇 電氣設(shè)備絕緣試驗電氣設(shè)備絕緣試驗 第四章第四章 電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗( (非破壞性非破壞性) ) 第五章第五章 絕緣的高壓試驗絕緣的高壓試驗( (破壞性破壞性) ) 一一 絕緣試驗的必要性絕緣試驗的必要性 u電力系統(tǒng)的規(guī)模、容量不斷地擴(kuò)大，停電造成的損電力系統(tǒng)的規(guī)模、容量不斷地擴(kuò)大，停電造成的損 失越來越嚴(yán)重；失越來越嚴(yán)重； u絕緣往往是電力系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，絕緣故障通常絕緣往往是電力系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，絕

2、緣故障通常 是引發(fā)電力系統(tǒng)事故的首要原因；是引發(fā)電力系統(tǒng)事故的首要原因； u新設(shè)備使用前都要進(jìn)行實驗，以防止在設(shè)計中存在新設(shè)備使用前都要進(jìn)行實驗，以防止在設(shè)計中存在 的缺陷；的缺陷； u電氣設(shè)備在長時間高電壓下，會造成其絕緣性能逐電氣設(shè)備在長時間高電壓下，會造成其絕緣性能逐 漸喪失；漸喪失； u電介質(zhì)理論仍遠(yuǎn)未完善，須借助于各種絕緣試驗來電介質(zhì)理論仍遠(yuǎn)未完善，須借助于各種絕緣試驗來 檢驗和掌握絕緣的狀態(tài)和檢驗和掌握絕緣的狀態(tài)和性能。性能。 本篇引言本篇引言 二二 絕緣試驗的絕緣試驗的分類分類 1. 1. 按照對設(shè)備造成的影響程度分類（兩類）按照對設(shè)備造成的影響程度分類（兩類） 非非破壞性試驗，

3、亦稱絕緣特性試驗：破壞性試驗，亦稱絕緣特性試驗：在較低電壓下在較低電壓下 或用其它不會損傷絕緣的方法測量絕緣的各種情況，從而判斷或用其它不會損傷絕緣的方法測量絕緣的各種情況，從而判斷 絕緣內(nèi)部的絕緣內(nèi)部的缺陷。包含缺陷。包含的種類：的種類：絕緣電阻試驗、介質(zhì)損耗角正絕緣電阻試驗、介質(zhì)損耗角正 切試驗、局部放電試驗、絕緣油的氣相色譜分析切試驗、局部放電試驗、絕緣油的氣相色譜分析等。等。 破壞性破壞性試驗，即耐壓試驗：試驗，即耐壓試驗：以高于設(shè)備的正常運行電以高于設(shè)備的正常運行電 壓來考核設(shè)備的電壓耐受能力和絕緣水平。耐壓試驗對絕緣的壓來考核設(shè)備的電壓耐受能力和絕緣水平。耐壓試驗對絕緣的 考驗嚴(yán)格

4、，能保證絕緣具有一定的絕緣水平或裕度；缺點可能考驗嚴(yán)格，能保證絕緣具有一定的絕緣水平或裕度；缺點可能 在試驗時給絕緣造成一定的在試驗時給絕緣造成一定的損傷損傷。包含的種類：。包含的種類：交流耐壓試驗、交流耐壓試驗、 直流耐壓試驗直流耐壓試驗、雷電沖擊、雷電沖擊耐壓試驗及操作沖擊耐壓試驗及操作沖擊耐壓試驗。耐壓試驗。 電氣設(shè)備絕緣試驗對于設(shè)備制造廠、電力系統(tǒng)運行部門、電氣設(shè)備絕緣試驗對于設(shè)備制造廠、電力系統(tǒng)運行部門、 某些電工、電力科研機(jī)構(gòu)來說，都是重要的和必需的。某些電工、電力科研機(jī)構(gòu)來說，都是重要的和必需的。 本篇引言本篇引言 2. 按照設(shè)備是否帶電的方式分類（兩類）按照設(shè)備是否帶電的方式分

5、類（兩類） u 離線離線：在離線的監(jiān)測和診斷時，要求被試設(shè)備退出運行狀在離線的監(jiān)測和診斷時，要求被試設(shè)備退出運行狀 態(tài)，通常是周期性間斷地施行，試驗周期由電力設(shè)備預(yù)防態(tài)，通常是周期性間斷地施行，試驗周期由電力設(shè)備預(yù)防 性試驗規(guī)程性試驗規(guī)程規(guī)定；規(guī)定； 特點特點：可采用破壞性試驗和非破壞性試驗兩種方式，兩種可采用破壞性試驗和非破壞性試驗兩種方式，兩種 方式是相輔相成的。耐壓試驗往往是在非破壞性試驗之后方式是相輔相成的。耐壓試驗往往是在非破壞性試驗之后 才進(jìn)行才進(jìn)行。 u 在線在線：在線監(jiān)測則是在被試設(shè)備處于帶電運行的條件下，在線監(jiān)測則是在被試設(shè)備處于帶電運行的條件下， 對設(shè)備的絕緣狀況進(jìn)行連續(xù)或

6、定時的監(jiān)測，通常是自動進(jìn)對設(shè)備的絕緣狀況進(jìn)行連續(xù)或定時的監(jiān)測，通常是自動進(jìn) 行行的；的； 特點特點：只能采用非破壞性試驗方式。由于可連續(xù)監(jiān)測，除只能采用非破壞性試驗方式。由于可連續(xù)監(jiān)測，除 測定絕緣特性的數(shù)值外，還可分析特性隨時間的變化趨勢，測定絕緣特性的數(shù)值外，還可分析特性隨時間的變化趨勢， 從而顯著提高了其判斷的從而顯著提高了其判斷的準(zhǔn)確性。準(zhǔn)確性。 本篇引言本篇引言 三絕緣三絕緣試驗的三個基本環(huán)節(jié)試驗的三個基本環(huán)節(jié) u傳感器傳感器與測量方法：與測量方法：正確選用各種傳感器及測量手正確選用各種傳感器及測量手 段，檢測或監(jiān)測被試對象的種種特性，采集各種特性參數(shù)；段，檢測或監(jiān)測被試對象的種種特

7、性，采集各種特性參數(shù)； u數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理：對原始的雜亂信息加以分析處理對原始的雜亂信息加以分析處理( (數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理) )， 去除干擾，提取反映被試對象運行狀態(tài)最敏感、有效的特去除干擾，提取反映被試對象運行狀態(tài)最敏感、有效的特 征參數(shù)；征參數(shù)； u絕緣絕緣診斷：診斷：根據(jù)提取的特征參數(shù)和對絕緣老化過程的知根據(jù)提取的特征參數(shù)和對絕緣老化過程的知 識以及運行經(jīng)驗，參照有關(guān)規(guī)程對絕緣運行狀態(tài)進(jìn)行識別、識以及運行經(jīng)驗，參照有關(guān)規(guī)程對絕緣運行狀態(tài)進(jìn)行識別、 判斷，即完成診斷過程。并對絕緣的發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測，判斷，即完成診斷過程。并對絕緣的發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測， 從而對故障提供預(yù)警，并能為下一步的維修決

8、策提供技術(shù)從而對故障提供預(yù)警，并能為下一步的維修決策提供技術(shù) 根據(jù)。根據(jù)。 本篇引言本篇引言 第一第一節(jié)節(jié) 絕緣的老化絕緣的老化1 第二節(jié)第二節(jié) 絕緣電阻、吸收比和泄漏電絕緣電阻、吸收比和泄漏電 流的測量流的測量 2 3第三節(jié)第三節(jié) 介質(zhì)損耗角正切的測量介質(zhì)損耗角正切的測量 第四節(jié)第四節(jié) 局部放電的測量局部放電的測量 第四章第四章 電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗 5第五節(jié)第五節(jié) 電壓分布的測量電壓分布的測量 6第六節(jié)第六節(jié) 絕緣狀態(tài)的綜合判斷絕緣狀態(tài)的綜合判斷 4 u絕緣絕緣預(yù)防性試驗概念：預(yù)防性試驗概念：為了對絕緣狀態(tài)作出判為了對絕緣狀態(tài)作出判 斷，需對絕緣進(jìn)行各種試驗和監(jiān)測，

9、通稱為絕斷，需對絕緣進(jìn)行各種試驗和監(jiān)測，通稱為絕 緣預(yù)防性試驗。緣預(yù)防性試驗。 u絕緣預(yù)防性試驗的目的是什么絕緣預(yù)防性試驗的目的是什么？絕緣故障絕緣故障大多大多 因內(nèi)部存在缺陷而引起，我們通過測量電氣特因內(nèi)部存在缺陷而引起，我們通過測量電氣特 性的變化來發(fā)現(xiàn)隱藏著的缺陷性的變化來發(fā)現(xiàn)隱藏著的缺陷。 u絕緣絕緣缺陷類型缺陷類型 集中性集中性缺陷：裂縫、局部破損、氣泡等缺陷：裂縫、局部破損、氣泡等 分散性分散性缺陷：內(nèi)絕緣受潮、老化、變質(zhì)等缺陷：內(nèi)絕緣受潮、老化、變質(zhì)等 本章引言 一、絕緣的老化一、絕緣的老化 電氣設(shè)備的絕緣在長期運行過程中會發(fā)生一系電氣設(shè)備的絕緣在長期運行過程中會發(fā)生一系 列物理

10、變化和化學(xué)變化，致使其電氣、機(jī)械及其他列物理變化和化學(xué)變化，致使其電氣、機(jī)械及其他 性能逐漸劣化，這種現(xiàn)象統(tǒng)稱為絕緣的老化。性能逐漸劣化，這種現(xiàn)象統(tǒng)稱為絕緣的老化。 二、老化二、老化的的原因原因 熱、電、機(jī)械力、水分、氧化、各種射線、微熱、電、機(jī)械力、水分、氧化、各種射線、微 生物等因素的作用。生物等因素的作用。 第一節(jié)第一節(jié) 絕緣的老化絕緣的老化 三、絕緣的熱老化三、絕緣的熱老化 u熱老化的概念熱老化的概念 在在高溫的作用下，電介質(zhì)在短時間內(nèi)就會發(fā)生高溫的作用下，電介質(zhì)在短時間內(nèi)就會發(fā)生 明顯的劣化；即使溫度不太高，但如作用時間很長，明顯的劣化；即使溫度不太高，但如作用時間很長， 絕緣性能也

11、會發(fā)生不可逆的劣化，這就是電介質(zhì)的絕緣性能也會發(fā)生不可逆的劣化，這就是電介質(zhì)的 熱熱老化。溫度老化。溫度越高，絕緣老化得越快，壽命越短越高，絕緣老化得越快，壽命越短。 u熱熱老化的過程老化的過程 固體介質(zhì)的熱老化固體介質(zhì)的熱老化過程過程 受熱受熱帶電粒子熱運動加劇帶電粒子熱運動加劇載流子增多載流子增多載流載流 子遷移子遷移電導(dǎo)和極化損耗增大電導(dǎo)和極化損耗增大介質(zhì)損耗增大介質(zhì)損耗增大 介質(zhì)溫升介質(zhì)溫升加速老化加速老化 液體介質(zhì)的熱老化過程液體介質(zhì)的熱老化過程 油溫升高油溫升高氧化加速氧化加速油裂解油裂解分解出多種能溶分解出多種能溶 于油的微量氣體于油的微量氣體絕緣絕緣破壞破壞 ( (對變壓器油來

12、說，溫度增加對變壓器油來說，溫度增加1010，氧化速度增，氧化速度增 加一倍；加一倍；) ) 三、絕緣的電老化三、絕緣的電老化 u電電老化的概念：老化的概念：電電老化是指在外加高電壓或強(qiáng)電老化是指在外加高電壓或強(qiáng)電 場作用下的場作用下的老化。老化。 u電老化的原因：電老化的原因：介質(zhì)介質(zhì)中出現(xiàn)中出現(xiàn)局部放電。局部放電。 u固體介質(zhì)的局部放電老化機(jī)理：固體介質(zhì)的局部放電老化機(jī)理： 帶電離子帶電離子(10eV)(10eV)撞擊破壞撞擊破壞高分子的結(jié)構(gòu)，造成裂解；高分子的結(jié)構(gòu)，造成裂解； 轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為熱能熱能, ,不易不易散散出出, ,引起引起熱裂熱裂解解, ,氣隙膨脹導(dǎo)致開裂分層；氣隙膨脹導(dǎo)致開裂

13、分層； 在局部放電區(qū)，產(chǎn)生在局部放電區(qū)，產(chǎn)生高能輻射線高能輻射線，引起材料分解；，引起材料分解； 氣隙中如含有氧和氮，放電可產(chǎn)生氣隙中如含有氧和氮，放電可產(chǎn)生臭氧和硝酸臭氧和硝酸，是強(qiáng)烈，是強(qiáng)烈 的氧化劑和腐蝕劑，能使材料發(fā)生化學(xué)破壞的氧化劑和腐蝕劑，能使材料發(fā)生化學(xué)破壞。 u絕緣油的老化原因絕緣油的老化原因： 局部放電使油局部放電使油溫升高而導(dǎo)致油的裂解，產(chǎn)生溫升高而導(dǎo)致油的裂解，產(chǎn)生出微量出微量氣體；氣體； 油中的局部放電還可能產(chǎn)生聚合蠟狀物，影響散熱，加油中的局部放電還可能產(chǎn)生聚合蠟狀物，影響散熱，加 速固體介質(zhì)的熱老化速固體介質(zhì)的熱老化。 四、其它影響因素四、其它影響因素 u制造和運行

14、過程中的機(jī)械應(yīng)力和電動力，在固體制造和運行過程中的機(jī)械應(yīng)力和電動力，在固體 介質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生裂縫或氣隙，引發(fā)局部放電；介質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生裂縫或氣隙，引發(fā)局部放電； u環(huán)境因素：紫外線、日曬雨淋、霉菌等；環(huán)境因素：紫外線、日曬雨淋、霉菌等； 五、本節(jié)小結(jié)五、本節(jié)小結(jié) u電氣設(shè)備的使用壽命一般取決其絕緣的壽命，后電氣設(shè)備的使用壽命一般取決其絕緣的壽命，后 者與老化過程密切相關(guān)。者與老化過程密切相關(guān)。 u通過絕緣試驗判別其老化程度是十分重要的。通過絕緣試驗判別其老化程度是十分重要的。 u絕緣老化的原因主要有熱、電和機(jī)械力的作用絕緣老化的原因主要有熱、電和機(jī)械力的作用 ， 此外還有水分、氧化、各種射線、微生物等

15、因素此外還有水分、氧化、各種射線、微生物等因素 的作用。的作用。 u各種原因同時存在、彼此影響、相互加強(qiáng)，加速各種原因同時存在、彼此影響、相互加強(qiáng)，加速 老化過程。老化過程。 第二第二節(jié)節(jié) 絕緣電阻絕緣電阻、吸收比的測量、吸收比的測量 絕緣狀態(tài)最基本的綜合特性參數(shù)；絕緣狀態(tài)最基本的綜合特性參數(shù)； 在組合絕緣和層式結(jié)構(gòu)中，吸收電流在組合絕緣和層式結(jié)構(gòu)中，吸收電流 兩個瞬間電流值或電阻值之比，兩個瞬間電流值或電阻值之比，可可檢驗檢驗絕緣是絕緣是 否嚴(yán)重受潮或存在局部否嚴(yán)重受潮或存在局部缺陷；缺陷； 與絕緣電阻類似，但在較高直流場與絕緣電阻類似，但在較高直流場 強(qiáng)下測試，更有助于發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷。強(qiáng)下測

16、試，更有助于發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷。 一、基本概念一、基本概念 許多電氣設(shè)備的絕緣都是多層的，變壓器的絕緣 用的是油和紙， 有的電纜用膠和紙，電機(jī)絕緣是用 膠把紙或綢布和云母片粘合起來。這些絕緣在電場下 都存在吸收電流現(xiàn)象。 二、雙層介質(zhì)的吸收現(xiàn)象二、雙層介質(zhì)的吸收現(xiàn)象 雙層介質(zhì)等值電路圖 21 2 1 CC C UU 21 1 2 CC C UU t=0+ 21 1 1 RR R UU 21 2 2 RR R UU t= 存在電荷的重新分配，即吸收現(xiàn)象存在電荷的重新分配，即吸收現(xiàn)象 1 2 2 1 C C R R 一階電路全響應(yīng)的三要素法 可得出U1，U2 t e RR R CC C U RR R U

17、U )( 21 1 21 2 21 1 1 t e RR R CC C U RR R UU )( 21 2 21 1 21 2 2 21 21 21 RR RR CC ）（ t eUUUU )( 0 t CR e RRRRCC CRCRU RR U dt du C R U iii 2121 2 21 2 1122 21 1 1 1 1 )()( )( 11 t a e RRRRCC CRCRU i 2121 2 21 2 1122 )()( )( 通過吸收電流能發(fā)現(xiàn)絕緣材料中的局部性缺陷通過吸收電流能發(fā)現(xiàn)絕緣材料中的局部性缺陷。當(dāng)。當(dāng)絕緣嚴(yán)重絕緣嚴(yán)重 受潮或出現(xiàn)導(dǎo)電性缺陷時，阻值受潮或出現(xiàn)導(dǎo)電

18、性缺陷時，阻值R R1 1、R R2 2 或兩者之和顯著減小，或兩者之和顯著減小， I Ig g大大增加，而大大增加，而I Ia a迅速衰減。迅速衰減。 t eCRCRRRCC RRRRCC tR 2 112221 2 21 2121 2 21 )()( )()( )( 三三、絕緣電阻與吸收比的測量絕緣電阻與吸收比的測量 1. 1. 絕緣電阻絕緣電阻 u測量絕緣電阻時，其值是不斷變化的；測量絕緣電阻時，其值是不斷變化的；t t無窮時刻，等于兩無窮時刻，等于兩 層介質(zhì)絕緣電阻的串聯(lián)值。層介質(zhì)絕緣電阻的串聯(lián)值。 u通常所說的絕緣電阻均指吸收電流衰減完畢后的穩(wěn)態(tài)電阻值通常所說的絕緣電阻均指吸收電流衰

19、減完畢后的穩(wěn)態(tài)電阻值 ( (工程應(yīng)用上的表達(dá)方便，把介質(zhì)處在吸收過程時的工程應(yīng)用上的表達(dá)方便，把介質(zhì)處在吸收過程時的U/iU/i也也稱稱 為為絕緣電阻絕緣電阻R)R)。 u受潮時，絕緣電阻顯著降低，受潮時，絕緣電阻顯著降低，i ig g顯著增大，顯著增大，i ia a迅速衰減。因迅速衰減。因 此，能揭示絕緣整體受潮、局部嚴(yán)重受潮、存在貫穿性缺陷此，能揭示絕緣整體受潮、局部嚴(yán)重受潮、存在貫穿性缺陷 等情況。等情況。 對于某些大型被試品，吸收電流延續(xù)時間長，且絕緣電阻對于某些大型被試品，吸收電流延續(xù)時間長，且絕緣電阻 變化范圍大，因而用測變化范圍大，因而用測“吸收比吸收比”的方法來替代。的方法來替

20、代。 定義：定義：令令t=15s和和t=60s瞬間的兩個電流值的瞬間的兩個電流值的I15 和和I60比值比值 R60已經(jīng)接近于穩(wěn)態(tài)絕緣電阻值已經(jīng)接近于穩(wěn)態(tài)絕緣電阻值R，K1恒大于恒大于1,越大表示吸收越大表示吸收 現(xiàn)象越顯著，絕緣性能越好。吸收比是同一試品在兩個不同時現(xiàn)象越顯著，絕緣性能越好。吸收比是同一試品在兩個不同時 刻的絕緣電阻的比值，所以排除了絕緣結(jié)構(gòu)和體積尺寸的影響?？痰慕^緣電阻的比值，所以排除了絕緣結(jié)構(gòu)和體積尺寸的影響。 60 15 15 60 1 I I R R K 2. 吸收比吸收比 大容量電氣設(shè)備中，吸收現(xiàn)象延續(xù)很長時間，吸 收比不能很好地反映絕緣的真實狀態(tài)，用極化指數(shù)再 判

21、斷。 極化指數(shù) 某些集中性缺陷已相當(dāng)嚴(yán)重，以致在耐壓試驗時 被擊穿，但在此前測得的絕緣電阻、吸收比、極化指 數(shù)卻并不低，因為缺陷未貫穿絕緣?？梢妰H憑上述試 驗結(jié)果判斷絕緣狀態(tài)是不夠的。 min1 min10 2 R R K 3. 極化極化指數(shù)指數(shù) 測量設(shè)備測量設(shè)備 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 R1 、R2會顯著降低，泄漏電流大大增加，時間常數(shù)大為減小， 吸收電流迅速衰減。即使絕緣部分受潮，只要R1與R2中的一個 數(shù)值降低，值也會大為減小，吸收電流仍會迅速衰減，仍可 造成吸收比K1 （及極化指數(shù)K2 ，下同）的下降。當(dāng)K11或接 近于1，則設(shè)備基本喪失絕緣能力。 不同絕緣

22、狀態(tài)下的絕緣電阻的變化曲線不同絕緣狀態(tài)下的絕緣電阻的變化曲線 絕緣絕緣狀態(tài)的判定狀態(tài)的判定 泄漏電流測試所加直流電壓遠(yuǎn)高于電阻測量，故能發(fā)現(xiàn)兆泄漏電流測試所加直流電壓遠(yuǎn)高于電阻測量，故能發(fā)現(xiàn)兆 歐表不能發(fā)現(xiàn)的某些缺陷。如分別在歐表不能發(fā)現(xiàn)的某些缺陷。如分別在20kV20kV和和40kV40kV電壓下測量額電壓下測量額 定電壓定電壓35kV35kV及以上變壓器的泄漏電流值，能很靈敏地發(fā)現(xiàn)瓷套及以上變壓器的泄漏電流值，能很靈敏地發(fā)現(xiàn)瓷套 開裂、絕緣紙筒沿面炭化、變壓器油劣化及內(nèi)部受潮等缺陷。開裂、絕緣紙筒沿面炭化、變壓器油劣化及內(nèi)部受潮等缺陷。 四、泄漏電流四、泄漏電流的測量的測量 施加在試品上的

23、直流電壓是逐施加在試品上的直流電壓是逐 漸增大的，這樣就可以在升壓過漸增大的，這樣就可以在升壓過 程中監(jiān)視泄漏電流的增長程中監(jiān)視泄漏電流的增長動向。動向。 本節(jié)小結(jié)本節(jié)小結(jié) u絕緣電阻絕緣電阻是一切電介質(zhì)和絕緣結(jié)構(gòu)的絕緣狀態(tài)最是一切電介質(zhì)和絕緣結(jié)構(gòu)的絕緣狀態(tài)最 基本的綜合特性參數(shù)?；镜木C合特性參數(shù)。 u電氣設(shè)備中大多采用組合絕緣和層式結(jié)構(gòu)，故在電氣設(shè)備中大多采用組合絕緣和層式結(jié)構(gòu)，故在 直流電壓下均有明顯的吸收現(xiàn)象，測量直流電壓下均有明顯的吸收現(xiàn)象，測量吸收比和吸收比和 極化指數(shù)極化指數(shù)可檢驗絕緣是否嚴(yán)重受潮或存在局部缺可檢驗絕緣是否嚴(yán)重受潮或存在局部缺 陷。陷。 u泄漏電流泄漏電流從原理上

24、來說，與測量絕緣電阻是相似從原理上來說，與測量絕緣電阻是相似 的，但它所加的直流電壓要高得多，能發(fā)現(xiàn)用兆的，但它所加的直流電壓要高得多，能發(fā)現(xiàn)用兆 歐表所不能顯示的某些缺陷。歐表所不能顯示的某些缺陷。 第三節(jié)第三節(jié) 介質(zhì)損耗角正切的介質(zhì)損耗角正切的測量測量 u介質(zhì)的功率損耗介質(zhì)的功率損耗P P與介質(zhì)損耗角與介質(zhì)損耗角正切正切tg成正比成正比, ,所以后者是所以后者是 絕緣品質(zhì)的重要指標(biāo)，絕緣品質(zhì)的重要指標(biāo)，測量測量tg值值是判斷電氣設(shè)備絕緣是判斷電氣設(shè)備絕緣狀態(tài)狀態(tài) 的一的一項靈敏有效的方法項靈敏有效的方法。如。如tg超過表超過表4.3中的數(shù)值，就意味中的數(shù)值，就意味 著著介質(zhì)嚴(yán)重發(fā)熱，有爆炸

25、的危險；介質(zhì)嚴(yán)重發(fā)熱，有爆炸的危險；設(shè)備絕緣存在嚴(yán)重設(shè)備絕緣存在嚴(yán)重 缺陷，應(yīng)立即進(jìn)行檢修。缺陷，應(yīng)立即進(jìn)行檢修。 utg能能反映絕緣的整體性缺陷（如全面老化）和小電容試品反映絕緣的整體性缺陷（如全面老化）和小電容試品 中的嚴(yán)重局部性缺陷中的嚴(yán)重局部性缺陷。 一、一、介質(zhì)損耗測量的意義介質(zhì)損耗測量的意義 高壓臂：高壓臂：被測試品以等 值電容CX和電阻RX并聯(lián)； CN代表高壓標(biāo)準(zhǔn)電容； 低壓臂：低壓臂：處在橋箱體內(nèi) 的可調(diào)無感電阻R3；定 值無感電阻R4和可調(diào)電 容C4； 電橋平衡：在交流電壓電橋平衡：在交流電壓U U 作用下，調(diào)節(jié)作用下，調(diào)節(jié)R3和C4使 電橋平衡，即通過檢流 計G的電流為零；

26、 西林電橋的基本回路西林電橋的基本回路 二、介質(zhì)損耗的測試方法二、介質(zhì)損耗的測試方法- -西林電橋西林電橋 所以電橋的平衡條件：所以電橋的平衡條件： Z1/Z3 = Z2/Z4西林電橋接線圖西林電橋接線圖 電橋平衡時電橋平衡時 A、B兩兩點等電位，即點等電位，即 UCA=UCB, UAD=UBD 橋臂橋臂CA和和AD中流過的中流過的 電流電流相等；橋臂相等；橋臂CB和和 BD中流過的電流中流過的電流相等，相等， 即即I1=I3, I2=I4； 西林西林電橋電橋接線圖接線圖 tg=R4C4 u絕緣中的局部放電是引起電介質(zhì)老化的重要原因絕緣中的局部放電是引起電介質(zhì)老化的重要原因 之一，其持續(xù)發(fā)展會

27、導(dǎo)致絕緣的擊穿與損壞；之一，其持續(xù)發(fā)展會導(dǎo)致絕緣的擊穿與損壞； u測定電氣設(shè)備在不同電壓下的局部放電強(qiáng)度和發(fā)測定電氣設(shè)備在不同電壓下的局部放電強(qiáng)度和發(fā) 展趨勢，就能判斷絕緣內(nèi)是否存在局部缺陷以及展趨勢，就能判斷絕緣內(nèi)是否存在局部缺陷以及 介質(zhì)老化的速度和目前的狀態(tài)；介質(zhì)老化的速度和目前的狀態(tài)； 第四節(jié)第四節(jié) 局部放電的局部放電的測量測量 一一、局部放電測量的意義、局部放電測量的意義 u局部放電檢測室電氣設(shè)備制造廠和電力系統(tǒng)運行局部放電檢測室電氣設(shè)備制造廠和電力系統(tǒng)運行 部門確定產(chǎn)品質(zhì)量和進(jìn)行預(yù)防性試驗的重要項目部門確定產(chǎn)品質(zhì)量和進(jìn)行預(yù)防性試驗的重要項目 之一；之一； u實驗內(nèi)容包括視在放電量、

28、放電重復(fù)率、局部放實驗內(nèi)容包括視在放電量、放電重復(fù)率、局部放 電起始電壓和熄滅電壓。電起始電壓和熄滅電壓。 1. 局部放電的定義：局部放電的定義：指由于電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣里面存在的弱指由于電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣里面存在的弱 點點( (氣隙或氣泡氣隙或氣泡) )，在一定外施電壓下發(fā)生的局部的重復(fù)擊穿，在一定外施電壓下發(fā)生的局部的重復(fù)擊穿 和熄滅現(xiàn)象；和熄滅現(xiàn)象； 二、二、局部放電檢測的原理局部放電檢測的原理 介質(zhì)內(nèi)部氣隙放電的三電容模型介質(zhì)內(nèi)部氣隙放電的三電容模型 (a)(a)具有氣泡的介質(zhì)剖面具有氣泡的介質(zhì)剖面 ( (b)b)等值電路等值電路 2. 局部放電的三電容模型局部放電的三電容模型 以三個電容

29、來表征介質(zhì)以三個電容來表征介質(zhì) 內(nèi)部存在缺陷時的局部放電內(nèi)部存在缺陷時的局部放電 的機(jī)理的機(jī)理 Cg:氣泡的電容氣泡的電容 Cb:和和Cg相串聯(lián)部分的介相串聯(lián)部分的介 質(zhì)電容質(zhì)電容 Cm:其余大部分絕緣的電其余大部分絕緣的電 容容 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u ug g bgbg CCuCu/ ug隨外加電壓隨外加電壓u升高，當(dāng)升高，當(dāng)u上升上升 到氣隙放電電壓到氣隙放電電壓Us， ug到達(dá)到達(dá)Cg 的放電電壓的放電電壓Ug時，氣隙時，氣隙Cg通過通過 并聯(lián)間隙放電。當(dāng)并聯(lián)間隙放電。當(dāng)Cg上的電壓上的電壓 迅速從迅速從Ug下降到殘余電壓下降到殘余電壓Ur時時 火花熄滅，完成一次放電，在火花熄滅，完成一次放電，在 此期間出現(xiàn)一個對應(yīng)的局部放此期間出現(xiàn)一個對應(yīng)的局部放 電電流脈沖。氣隙每次放電，電電流脈沖。氣隙每次放電， 其電壓下降其電壓下降U=Ug-Ur。 當(dāng)Cg放電時，放電總電容Cg： bmbmgg CCCCCC/ b