電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1電氣設(shè)備絕緣電氣設(shè)備絕緣(juyun)預(yù)防性試驗(yàn)預(yù)防性試驗(yàn)第一頁(yè)，共70頁(yè)。第1頁(yè)/共70頁(yè)第二頁(yè)，共70頁(yè)。第2頁(yè)/共70頁(yè)第三頁(yè)，共70頁(yè)。第3頁(yè)/共70頁(yè)第四頁(yè)，共70頁(yè)。放置固體放置固體(gt)(gt)介質(zhì)時(shí)介質(zhì)時(shí), ,電容量將增大為電容量將增大為: :對(duì)于對(duì)于(duy)(duy)平行平板電容器，極間為真空時(shí)：平行平板電容器，極間為真空時(shí)：平板電容器中的電荷和電場(chǎng)分布平板電容器中的電荷和電場(chǎng)分布(fnb)(fnb)(a)(a)真空真空 (b) (b)充以介質(zhì)充以介質(zhì)第4頁(yè)/共70頁(yè)第五頁(yè)，共70頁(yè)。 相對(duì)相對(duì)(xingdu)介介電常數(shù)：電常數(shù)：第5頁(yè)/共70頁(yè)第六頁(yè)，共70頁(yè)。

2、第6頁(yè)/共70頁(yè)第七頁(yè)，共70頁(yè)。絕 緣(juyun)-+絕 緣絕 緣(juyun)第7頁(yè)/共70頁(yè)第八頁(yè)，共70頁(yè)。第8頁(yè)/共70頁(yè)第九頁(yè)，共70頁(yè)。E0|E第9頁(yè)/共70頁(yè)第十頁(yè)，共70頁(yè)。第10頁(yè)/共70頁(yè)第十一頁(yè)，共70頁(yè)。第11頁(yè)/共70頁(yè)第十二頁(yè)，共70頁(yè)。特點(diǎn)特點(diǎn)(tdin)過(guò)程特別緩慢，一般在過(guò)程特別緩慢，一般在10-1s以上，甚至數(shù)小時(shí)；以上，甚至數(shù)小時(shí)；伴有介質(zhì)損耗。伴有介質(zhì)損耗。第12頁(yè)/共70頁(yè)第十三頁(yè)，共70頁(yè)。第13頁(yè)/共70頁(yè)第十四頁(yè)，共70頁(yè)。極化種類(lèi)極化種類(lèi)產(chǎn)生場(chǎng)合產(chǎn)生場(chǎng)合所需時(shí)間所需時(shí)間能量損耗能量損耗產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因電子式極化電子式極化任何電介質(zhì)任何電介質(zhì)

3、10-15 s無(wú)無(wú)束縛電子運(yùn)束縛電子運(yùn)行軌道偏移行軌道偏移離子式極化離子式極化離子式結(jié)構(gòu)離子式結(jié)構(gòu)電介質(zhì)電介質(zhì)10-13 s幾乎沒(méi)有幾乎沒(méi)有離子的相對(duì)離子的相對(duì)偏移偏移偶極子極化偶極子極化極性電介質(zhì)極性電介質(zhì)10-1010-2 s有有偶極子的定偶極子的定向排列向排列夾層極化夾層極化多層介質(zhì)的多層介質(zhì)的交界面交界面10-1 s數(shù)小時(shí)數(shù)小時(shí)有有自由電荷的自由電荷的移動(dòng)移動(dòng)電介質(zhì)極化的本質(zhì)：電介質(zhì)極化的本質(zhì)：在外加電場(chǎng)作用下，極化介質(zhì)內(nèi)部在外加電場(chǎng)作用下，極化介質(zhì)內(nèi)部(nib)形成反電場(chǎng)，通過(guò)向電極補(bǔ)充電荷以抵消反電場(chǎng)的作用，從而增加了電容量，并可能消耗能量！形成反電場(chǎng)，通過(guò)向電極補(bǔ)充電荷以抵消反電

4、場(chǎng)的作用，從而增加了電容量，并可能消耗能量！第14頁(yè)/共70頁(yè)第十五頁(yè)，共70頁(yè)。材料類(lèi)別材料類(lèi)別名名 稱(chēng)稱(chēng)相對(duì)介電常數(shù)，相對(duì)介電常數(shù)，r(r(工頻，工頻，20)20)氣體介質(zhì)氣體介質(zhì)(1.0132105 Pa）空氣空氣1.00058 液液體體介介質(zhì)質(zhì)弱極性弱極性變壓器油變壓器油硅有機(jī)液體硅有機(jī)液體2.22.52.22.8極性極性蓖麻油蓖麻油氯化聯(lián)苯氯化聯(lián)苯4.54.65.2強(qiáng)極性強(qiáng)極性丙酮丙酮酒精酒精水水223381 固固體體介介質(zhì)質(zhì)中性或中性或弱極性弱極性石蠟石蠟聚苯乙烯聚苯乙烯聚四氟乙烯聚四氟乙烯松香松香2.02.52.52.62.02.22.52.6極性極性纖維素纖維素膠木膠木聚氯乙烯

5、聚氯乙烯6.54.53.03.5離子性離子性云母云母電瓷電瓷575.56.5工程工程(gngchng)(gngchng)意義意義：1 1）選擇絕緣材料）選擇絕緣材料2 2）多層介質(zhì)合理配合）多層介質(zhì)合理配合3 3）判斷絕緣狀態(tài)）判斷絕緣狀態(tài)第15頁(yè)/共70頁(yè)第十六頁(yè)，共70頁(yè)。電導(dǎo)。電導(dǎo)。第16頁(yè)/共70頁(yè)第十七頁(yè)，共70頁(yè)。體積電阻測(cè)量圖體積電阻測(cè)量圖AdIsISIV?（2 2）表面電阻率：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的正方形表面積上，相對(duì)兩邊）表面電阻率：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的正方形表面積上，相對(duì)兩邊(lingbin)(lingbin)之間測(cè)得的電阻。之間測(cè)得的電阻。第17頁(yè)/共70頁(yè)第十八頁(yè)，共70頁(yè)。率大，故不宜率大

6、，故不宜(by)(by)作為絕緣作為絕緣材料（水）。材料（水）。n電導(dǎo)率電導(dǎo)率與溫度間具有指數(shù)關(guān)與溫度間具有指數(shù)關(guān)系：系：第18頁(yè)/共70頁(yè)第十九頁(yè)，共70頁(yè)。固體介質(zhì)電導(dǎo)電流密度與固體介質(zhì)電導(dǎo)電流密度與外加場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系外加場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系第19頁(yè)/共70頁(yè)第二十頁(yè)，共70頁(yè)。水滴在兩類(lèi)介質(zhì)上的分布狀態(tài)水滴在兩類(lèi)介質(zhì)上的分布狀態(tài)(a)(a)親水介質(zhì)親水介質(zhì) (b)(b)疏水介質(zhì)疏水介質(zhì) 第20頁(yè)/共70頁(yè)第二十一頁(yè)，共70頁(yè)。W=P+jQ=U(Ir+jIC)=UIr+j UIC介質(zhì)損失角的正切介質(zhì)損失角的正切(zhngqi)tg(zhngqi)tg：衡量介質(zhì)的損：衡量介質(zhì)的損耗特性耗特性 第21頁(yè)/共

7、70頁(yè)第二十二頁(yè)，共70頁(yè)。液體介質(zhì)損耗與溫度的關(guān)液體介質(zhì)損耗與溫度的關(guān)系系n第22頁(yè)/共70頁(yè)第二十三頁(yè)，共70頁(yè)。干紙的損耗與溫度的關(guān)系干紙的損耗與溫度的關(guān)系1 11kHz1kHz2 210kHz10kHz3 3100kHz100kHz第23頁(yè)/共70頁(yè)第二十四頁(yè)，共70頁(yè)。絕緣絕緣C0C/rRCxRxIRxICx（a）（b）（c）第24頁(yè)/共70頁(yè)第二十五頁(yè)，共70頁(yè)。第二節(jié)第二節(jié) 絕緣電阻絕緣電阻(dinz)(dinz)的測(cè)量的測(cè)量 第25頁(yè)/共70頁(yè)第二十六頁(yè)，共70頁(yè)。雙層介質(zhì)的等值電路雙層介質(zhì)的等值電路吸收曲線吸收曲線v當(dāng)在絕緣上施加直流電壓時(shí)，流經(jīng)絕緣的電流會(huì)隨著時(shí)間當(dāng)在絕緣上

8、施加直流電壓時(shí)，流經(jīng)絕緣的電流會(huì)隨著時(shí)間逐漸下降，最終達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值，這就是不均勻介質(zhì)的吸收逐漸下降，最終達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值，這就是不均勻介質(zhì)的吸收現(xiàn)象現(xiàn)象(xinxing)(xinxing)v本質(zhì)：夾層介質(zhì)的界面極化本質(zhì)：夾層介質(zhì)的界面極化這些電荷這些電荷(dinh)被介被介質(zhì)吸收了！質(zhì)吸收了！第26頁(yè)/共70頁(yè)第二十七頁(yè)，共70頁(yè)。二、絕緣電阻二、絕緣電阻(dinz)(dinz)和吸收比測(cè)量和吸收比測(cè)量第27頁(yè)/共70頁(yè)第二十八頁(yè)，共70頁(yè)。第28頁(yè)/共70頁(yè)第二十九頁(yè)，共70頁(yè)。v儀器：兆歐表儀器：兆歐表v兆歐表一般有三個(gè)接線端子兆歐表一般有三個(gè)接線端子v被試品接在端子被試品接在端子“E”和

9、和“L”之間之間v保護(hù)端子保護(hù)端子“G”（與（與L相連）相連）v有時(shí)稱(chēng)為屏蔽端子有時(shí)稱(chēng)為屏蔽端子v輸出電壓輸出電壓(diny)為負(fù)極性為負(fù)極性直流（直流（why?）v有有500V、1000V、2500V、5000V等多個(gè)等級(jí)等多個(gè)等級(jí)第29頁(yè)/共70頁(yè)第三十頁(yè)，共70頁(yè)。第30頁(yè)/共70頁(yè)第三十一頁(yè)，共70頁(yè)。干燥前（受潮），干燥前（受潮），15C干燥完畢，干燥完畢，73.5C運(yùn)行運(yùn)行3天，冷卻后天，冷卻后 27C第31頁(yè)/共70頁(yè)第三十二頁(yè)，共70頁(yè)。v直接測(cè)量泄漏電流直接測(cè)量泄漏電流v因試驗(yàn)電壓提高，試驗(yàn)靈敏度因試驗(yàn)電壓提高，試驗(yàn)靈敏度和準(zhǔn)確性較高和準(zhǔn)確性較高v試驗(yàn)設(shè)備要求提高試驗(yàn)設(shè)備要求

10、提高第32頁(yè)/共70頁(yè)第三十三頁(yè)，共70頁(yè)。曲線曲線1 1：絕緣：絕緣(juyun)(juyun)良好的發(fā)電良好的發(fā)電機(jī)；機(jī)；曲線曲線2 2：絕緣：絕緣(juyun)(juyun)受潮；受潮；曲線曲線3 3：絕緣：絕緣(juyun)(juyun)中已有集中中已有集中性缺陷；性缺陷；曲線曲線4 4：有危險(xiǎn)的集中性缺陷。：有危險(xiǎn)的集中性缺陷。第33頁(yè)/共70頁(yè)第三十四頁(yè)，共70頁(yè)。v直流泄漏電流試驗(yàn)直流泄漏電流試驗(yàn)(shyn)(shyn)和直流耐壓試驗(yàn)和直流耐壓試驗(yàn)(shyn)(shyn)常利用同一套直流高壓發(fā)生裝置同時(shí)進(jìn)行。常利用同一套直流高壓發(fā)生裝置同時(shí)進(jìn)行。 Time?1min第34頁(yè)/共7

11、0頁(yè)第三十五頁(yè)，共70頁(yè)。v/2100%第35頁(yè)/共70頁(yè)第三十六頁(yè)，共70頁(yè)。v高壓引線引起高壓引線引起(ynq)(ynq)的雜散的雜散電流帶來(lái)的測(cè)量誤差電流帶來(lái)的測(cè)量誤差R1 LSACV微安表保護(hù)回路微安表保護(hù)回路第36頁(yè)/共70頁(yè)第三十七頁(yè)，共70頁(yè)。CXRxxIrIcI當(dāng)電氣設(shè)備絕緣整體性能下降，如普遍受潮、臟污或老化，以及絕緣中有間隙發(fā)生局部放電時(shí)，流過(guò)絕緣的有功電流分量當(dāng)電氣設(shè)備絕緣整體性能下降，如普遍受潮、臟污或老化，以及絕緣中有間隙發(fā)生局部放電時(shí)，流過(guò)絕緣的有功電流分量IRx將增大將增大(zn d)，tg也增大也增大(zn d)。通過(guò)測(cè)量通過(guò)測(cè)量tg值可以發(fā)現(xiàn)絕緣的分布性缺陷。

12、值可以發(fā)現(xiàn)絕緣的分布性缺陷。第37頁(yè)/共70頁(yè)第三十八頁(yè)，共70頁(yè)。第38頁(yè)/共70頁(yè)第三十九頁(yè)，共70頁(yè)。R4C4R3CXCNCDABGRx當(dāng)電橋當(dāng)電橋(din qio)(din qio)平衡時(shí)，檢流計(jì)中無(wú)電流流過(guò)，各臂阻抗?jié)M足關(guān)系式：平衡時(shí)，檢流計(jì)中無(wú)電流流過(guò)，各臂阻抗?jié)M足關(guān)系式： xxxCjRZ11NnCjZ1第39頁(yè)/共70頁(yè)第四十頁(yè)，共70頁(yè)。v當(dāng)電橋平衡當(dāng)電橋平衡(pnghng)時(shí)，時(shí)，C4的微法數(shù)就等于被試品的的微法數(shù)就等于被試品的tg值。值。v在電橋的分度盤(pán)上，在電橋的分度盤(pán)上，C4的數(shù)值直接以的數(shù)值直接以tg的百分?jǐn)?shù)（）來(lái)表示。的百分?jǐn)?shù)（）來(lái)表示。v測(cè)量被試品的電容測(cè)量被試品

13、的電容Cx對(duì)于判斷某些絕緣狀況也是有價(jià)值的。對(duì)于判斷某些絕緣狀況也是有價(jià)值的。問(wèn)題問(wèn)題(wnt)：電容量大了意味著什么電容量大了意味著什么故障？故障？電容量小了意味著什么電容量小了意味著什么故障？故障？第40頁(yè)/共70頁(yè)第四十一頁(yè)，共70頁(yè)。R4C4R3CXCNCDABGRx第41頁(yè)/共70頁(yè)第四十二頁(yè)，共70頁(yè)。第42頁(yè)/共70頁(yè)第四十三頁(yè)，共70頁(yè)。西林西林(x ln)(x ln)電橋反接線原理圖電橋反接線原理圖 西林西林(x ln)(x ln)電橋接線原理圖電橋接線原理圖 第43頁(yè)/共70頁(yè)第四十四頁(yè)，共70頁(yè)。表面的泄漏影響。表面的泄漏影響。tg與試驗(yàn)電壓的典型關(guān)系曲與試驗(yàn)電壓的典型關(guān)

14、系曲線線1 1良好的絕緣良好的絕緣 2 2絕緣中存在氣隙絕緣中存在氣隙 3 3受潮絕緣受潮絕緣 第44頁(yè)/共70頁(yè)第四十五頁(yè)，共70頁(yè)。第45頁(yè)/共70頁(yè)第四十六頁(yè)，共70頁(yè)。絕緣絕緣(juyun)(juyun)內(nèi)部氣隙局部放電的等值電路內(nèi)部氣隙局部放電的等值電路 第46頁(yè)/共70頁(yè)第四十七頁(yè)，共70頁(yè)。Cx被試品的電容被試品的電容(dinrng)Ck耦合電容耦合電容(dinrng)Zm、Zm測(cè)量阻抗測(cè)量阻抗Z低通濾波器低通濾波器U電壓電壓(diny)源源M測(cè)量?jī)x器測(cè)量?jī)x器 A放大器放大器CX一端接地一端接地CX兩端絕緣兩端絕緣平衡電平衡電路路第47頁(yè)/共70頁(yè)第四十八頁(yè)，共70頁(yè)。第48頁(yè)/

15、共70頁(yè)第四十九頁(yè)，共70頁(yè)。第49頁(yè)/共70頁(yè)第五十頁(yè)，共70頁(yè)。局部局部(jb)放電測(cè)試儀（二）放電測(cè)試儀（二）第50頁(yè)/共70頁(yè)第五十一頁(yè)，共70頁(yè)。第51頁(yè)/共70頁(yè)第五十二頁(yè)，共70頁(yè)。第52頁(yè)/共70頁(yè)第五十三頁(yè)，共70頁(yè)。第53頁(yè)/共70頁(yè)第五十四頁(yè)，共70頁(yè)。v試驗(yàn)時(shí)電氣設(shè)備可以不必停電！試驗(yàn)時(shí)電氣設(shè)備可以不必停電！第54頁(yè)/共70頁(yè)第五十五頁(yè)，共70頁(yè)。n帶電取油樣化驗(yàn)分帶電取油樣化驗(yàn)分析結(jié)論析結(jié)論第55頁(yè)/共70頁(yè)第五十六頁(yè)，共70頁(yè)。：通過(guò)分析油中所含氣體的組成和通過(guò)分析油中所含氣體的組成和含量來(lái)判斷設(shè)備內(nèi)部的潛伏性含量來(lái)判斷設(shè)備內(nèi)部的潛伏性缺陷。缺陷。第56頁(yè)/共70頁(yè)

16、第五十七頁(yè)，共70頁(yè)。故障類(lèi)型故障類(lèi)型主要?dú)怏w組分主要?dú)怏w組分次要?dú)怏w組分次要?dú)怏w組分油過(guò)熱油過(guò)熱 油和紙過(guò)熱油和紙過(guò)熱 油紙絕緣中局部放電油紙絕緣中局部放電油中火花放電油中火花放電油中電弧油中電弧油和紙中電弧油和紙中電弧不同故障類(lèi)型不同故障類(lèi)型(lixng)(lixng)產(chǎn)生的產(chǎn)生的氣體氣體 分析方法：分析方法：特征特征(tzhng)(tzhng)氣體法氣體法三比值法三比值法第57頁(yè)/共70頁(yè)第五十八頁(yè)，共70頁(yè)。第58頁(yè)/共70頁(yè)第五十九頁(yè)，共70頁(yè)。載氣載氣載氣載氣第59頁(yè)/共70頁(yè)第六十頁(yè)，共70頁(yè)。第60頁(yè)/共70頁(yè)第六十一頁(yè)，共70頁(yè)。當(dāng)！當(dāng)！v固體有機(jī)絕緣會(huì)產(chǎn)生固體有機(jī)絕緣會(huì)產(chǎn)生(chnshng)(chnshng)累積效應(yīng)。累積效應(yīng)。第61頁(yè)/共70頁(yè)第六十二頁(yè)，共70頁(yè)。V220VBKRGTY被試品被試品B為試驗(yàn)變壓器，為試驗(yàn)變壓器，TY為低壓為低壓(dy)調(diào)壓裝置，調(diào)壓裝置，R為限流保護(hù)電阻，為限流保護(hù)電阻，G為保護(hù)球隙。為保護(hù)球隙。第62頁(yè)/共70頁(yè)第六十三頁(yè)，共70頁(yè)。V220VBKRGTY被試品被試品試驗(yàn)變壓器試驗(yàn)變壓器B B的特點(diǎn)的特點(diǎn)(tdin)(tdin)：?jiǎn)蜗?，輸出電壓高、容量相?duì)較小，絕緣裕度小，間歇性工作方式。單相，輸出電壓高、容量相對(duì)較小，絕緣裕度小，間歇性工作方式。 第63頁(yè)/共70頁(yè)第六十四頁(yè)，共70