電氣絕緣測試技術(shù)期末復習題

1、電氣絕緣測試技術(shù)復習知識點第一章1、 絕緣電阻的定義 定義：施加于絕緣體上兩導體之間的直流電壓與流過絕緣體的穩(wěn)態(tài)泄漏電流之比。 分類：體積電阻和表面電阻。P2 體積絕緣電阻 Rv=U/Iv表面絕緣電阻 Rs= U/IsRvRs 絕緣電阻是體積電阻與表面電阻并聯(lián)組成的。具體關(guān)系請參考書上第4頁性能：用絕緣電阻表征絕緣結(jié)構(gòu)性能 體積電阻率的單位是（歐姆/米） 表面電阻率的單位是（歐姆） 1、絕緣電阻不僅與絕緣材料的性能有關(guān)，還決定于絕緣系統(tǒng)的形 狀和尺寸；而電阻率則完全決定于絕緣材料的性能。 2、由于表面電阻率對外界的影響很敏感，所以絕緣材料的電阻率 一般是指體積電阻率。2、 影響絕緣電阻的因素（

2、1）溫度 ：T R（v ） （離子電導為主體）（2）濕度：（% ） R（v ） 所以材料吸濕后，要先進行烘干在進行使用（3）電場E不高，一般R（v）與E無關(guān)（線性材料） 高場強是 E R（v ） （非線性材料） 電壓升高時，絕緣體中有缺陷，也會導致絕緣電阻下降 （4）輻射：劑量 R（v ） （5）交聯(lián)：無影響 ，高溫下交聯(lián)擊穿強度高3、預處理的條件和目的 預處理的條件：規(guī)定大氣壓下，溫度23+-2，相對濕度50+-5%，處理24小時； 預處理的目的：消除試品經(jīng)歷的歷史條件不同對測試結(jié)果的影響4、 二三電極的優(yōu)缺點 二電極 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單 缺點：無法將體積電流與表面電流分開，存在邊緣效應。 用途

3、：適用于薄膜材料的測試 三電極 優(yōu)點：將體積電流與表面電流分開，消除了邊緣效應，均化電場 缺點：高頻下，存在T型干擾網(wǎng)絡5、 電極材料的選材原則選擇材料的原則：1. 導電性好2. 與被測材料緊密接觸3. 化學性能穩(wěn)定，不和被測材料發(fā)生化學反應4. 經(jīng)濟、操作方便試樣的選擇厚度：取決于材料的厚度。一般不超過4mm。大?。罕入姌O的最大尺寸至少每邊大7mm。電極的名稱6、 高阻計法的測量原理圖高阻計法（P15 圖1-15） Rx=，Rn最大1012，放大器輸入阻抗>1014。 高阻計負反饋放大電路，可測范圍可達1017，測試誤差為10%適用于絕緣材料性能的測試。（圖見書上） 提高測量精度的方法

4、： 1、加大電壓，但不能太高，以免擊穿試樣。 2、增大RN，但也不能太大，應保證Ri>>RN,一般RN=Ri/100 3、減小Ip，提示指示器的靈敏度 4、提高S，但應避免噪聲的影響7、 影響絕緣電阻測量的因素及消除措施一、 誤差的來源 1. 儀器的誤差 電橋法：Rx=RN 檢流計法：Rx= 2. 漏電流及其消除方法 漏電流有兩種： 由高壓泄露到測量極 IHM，Rx產(chǎn)生負誤差（把合格判為不合格產(chǎn)品） 由測量極泄露到保護極IMG，Rx產(chǎn)生正誤差（把不合格產(chǎn)品判為合格產(chǎn)品） 減小誤差的措施: IH 在漏路徑中放置接地金屬物 IM 高阻計采用負反饋電路，等效輸入阻抗為Rf（Rf比R小23

5、個數(shù)量級 外來電勢：標準條件下使用儀器，良好屏蔽及接地 剩余電荷（退極化電流） 先測R v，后測Rs時；測Rv后要充分放電，一般不小于5分鐘8、測量絕緣電阻的各種方法的特點及適用范圍 1、直測法 （1）歐姆表法 特點：最方便 適用范圍：靈敏度不高的場合，例如，現(xiàn)場的測試。測量范圍為0-100M歐姆 （2）檢流計法 特點：靈敏度高。電壓范圍100-1000V ；檢測電流10*10（-10）A；最大電阻10（12） 10（13） 適用范圍：工廠產(chǎn)品測試 （3）高阻計法 特點：兩種方法：1.振動電容法 2.斬波式放大器 檢測電流10（-10）歐姆 檢測電阻10（14）歐姆 適用范圍：適用于絕緣材料的

6、測試 2、比較法 （1）電橋法 優(yōu)點：實驗結(jié)果與試驗電壓無關(guān)，準確度最高，可測電阻10（14）歐姆，量程廣。 缺點：需要人為調(diào)節(jié)，比較麻煩，操作不方便，在工程上為廣泛應用。 （2）電流比較法 設備與檢流法相同，測試過程、原理、公式不同，精度高。 適用范圍：適用于產(chǎn)品絕緣的檢測。 3、充放電法 （1）充電法 優(yōu)點：與高阻計法比，提高測試靈敏度，滿足更高絕緣電阻的測試，充放電法是目前為止 測量絕緣電阻“最靈敏”的一種方法，可達到10（19）歐姆 （2）自放電法 優(yōu)點：測量線路簡單 缺點： 適用范圍：適用于試樣的電容已知的試樣 小結(jié)：對絕緣電阻的測試可以分為三大類： 1、直接發(fā)：檢流計、高阻計 2、

7、比較法：電橋比較、電流比較 3、充放電法：充電、自放電 原理及測量范圍 絕緣材料測試常用高阻計法 工程上較少用充放電法 要求精確測試用電橋比較法，但量程到1015。 第二章 1、 相對介電常數(shù)和損耗角正切值的定義、等效電路及串并聯(lián)等效電路參數(shù)的關(guān)系 定義：1 在同一電極結(jié)構(gòu)中，電極周圍充滿介質(zhì)時的電容Cx與周圍是真空似的電容C0之比 Cx用絕緣填充時電容 C0幾何電容， 2 是樣品在施加電壓時所消耗的有功功率與無功功率的比值 對于并聯(lián)等效阻抗 對于串聯(lián)等效阻抗 tan=wRsCs 對于tan兩者完全等效，即 得到 ，2、 影響相對介電常數(shù)和損耗角正切值的因素（圖片見書上） r：1. 溫度:2.

8、 濕度：受潮，r升高3. 電壓 U E ，一般r不變但夾介質(zhì)：E r （但增加幅度不大）4. 頻率： tan 1. 溫度: 2. 濕度：受潮，tan 3. 電壓（或電場） 4. 頻率：3、一般高壓西林電橋的原理圖，讀數(shù)公式的推導及靈敏度分析 ZNZ3=ZxZ4 N +3=x+4 經(jīng)推導：并tan< 0.1tan=wR4C4當w=100，R4= Tanx=C4（以F為單位的讀數(shù)） 靈敏度分析：1. 試驗電壓與靈敏度成正比2. 電源頻率f ，靈敏度3. CN ，靈敏度4. Zg ，靈敏度下降4、一般高壓西林電橋的不足，高精密西林電橋進行哪些改進 一、 一般西林電橋存在不足 1、C、D平衡對屏

9、不等電位，分布 電容及漏導的影響2、R、R殘余電感及雜散電容 二、消除分布電容、漏導 1、從用電壓跟隨器（驅(qū)動屏蔽技術(shù)） 2、構(gòu)造輔橋（互格納接地） 輔橋：輔助電源構(gòu)造輔橋SM主轎測量調(diào)R,CSG不斷反復SG 、SM同時平衡 三、減小、殘余電感、雜散電容及的影響“找對稱”ZxZ4=ZnZ3ZxZ4= ZnZ3x+4=N+3R1=R2=10000R4=R3=5、T型干擾網(wǎng)絡對測試的影響，有幾種機制 R2=R2臨界= |tan|max= R2 tan=-由于三電極系統(tǒng)易構(gòu)成“T型”干擾網(wǎng)絡，對tan測試產(chǎn)生負誤差，且誤差與頻率成正比，因此高頻下tan的測量只能用二電極系統(tǒng)不采用三電極系統(tǒng)。 R2

10、tan=構(gòu)成“T型”干擾網(wǎng)絡有幾種可能 三電極系統(tǒng)自身 屏蔽不良，且有接地的物體 測試極有氣泡6、接地試品損耗角正切值的測量方法，各有什么優(yōu)缺點一、 反接西林電橋（P34 圖2-10）主橋處于高壓側(cè)（一） 采用絕緣桿 試驗電壓20KV以下（二） 法拉第籠 （P34 圖2-10）一、 對角線接地西林電橋第一步：S1短路，S2開路，調(diào)C2，R2電橋平衡，平衡后固定C2、R2的值第二步：S1斷開，S2接合，調(diào)C4，R4平衡 tan=wC4R4*7、強電場干擾下，可采取哪些方法測量，各有什么特點 措施： 屏蔽 在試品的測試的系統(tǒng)和干擾源之間使用，由于場地空間限制，只在實驗室使用 移相法 缺點：需要專門

11、的移相器，接線復雜，測量時間長，場地使用受限 倒相法：正、反兩次測量取平均值（精度要求不高） 優(yōu)點：接線簡單，速度快 缺點：準確度低，干擾強烈是更低*8、高頻損耗測試技術(shù)與工頻有何不同 1電極系統(tǒng) 工頻：三電極系統(tǒng) 高頻：二電極系統(tǒng) 2可調(diào)元件 工頻：R、C 高頻：C 3測試方法 工頻：直接法（一次） 高頻：替代法（二次） 9、 變電納法測高頻損耗的推導過程 由電路求I的函數(shù) I0=f(w,L,C0) 去掉試品Ii=(w,L,Ci,Cp,Rp) 求Ur 不接試品： 接入試品： 試品電容： 第三章1. 介電強度試驗的基本概念及影響因素 概念：指絕緣材料承受電場作用的能力 1. 溫度T ，Eb（U

12、b） 對絕緣油 2. 固體：與P關(guān)系不大 氣壓P 液體：P ，Eb（Ub）稍微有些增大，但很小 氣體： 3. 濕度：一般情況，受潮后Eb（Ub） 對于極不均勻電場下，相對濕度 ，Eb（Ub） 4. 直流：擊穿電壓在兩者中間（接近工頻） 電壓的波形 工頻：擊穿電壓最低 沖擊：擊穿電壓最高 5. 電壓作用時間t Eb（Ub） 6. 電壓的極性效應：均勻場下 無負極：電暈起始電壓低，擊穿電壓高 7. 厚度：d Ub Eb 2. 介電強度試驗時，煤質(zhì)、電極的選擇原則 煤質(zhì)：1.煤質(zhì)的電場強度Em高 2.煤質(zhì)的m、m要大，但m不能太大，引起熱擊穿 3.傳熱性能好3. 工頻介電強度試驗原理圖，系統(tǒng)的組成及

13、各部分功能 T1：調(diào)壓器-調(diào)節(jié)電壓升壓的方式和速度 T2：高壓試驗變壓器-提供試驗所需的工作高壓 R1：保護電阻-限制試樣擊穿時流過變壓器的電流 R2：保護電阻（保護對象球隙） G： 球隙（作用：1、保護對象C0-耐壓試驗 2、測量-擊穿試驗） （此圖以老師講的為準） C0 ：試樣4. 工頻高壓的測試方法及各自特點 1.靜電電壓表法測量電壓高，分辨率高，測量結(jié)果為有效值 2.球隙放電法優(yōu)點：精度高缺點：麻煩 多數(shù)用于校正 3.電壓互感器 精度高，造價高，適用于電力系統(tǒng)和高壓試驗 4.分壓器法 5.測量繞組法 精度不高5. 直流高壓發(fā)生器的原理圖（倍壓電路） 電壓脈動系數(shù)的影響因素6. 直流高壓

14、的測試方法 球隙擊穿法 靜電電壓表 高電阻加毫安表法 電阻分壓器 電阻分壓器7. 沖擊電壓發(fā)生器的原理（P91 圖3-27） 當Ca上電壓近似Ci電壓，球隙g放電停止，Ca通過Rt放電形成波尾。 波頭：Tf3.25CaRf=1.2±30%us波尾：Tt0.7CaRt=50±2%us第四章1、 局部放電的含義、產(chǎn)生原因及其危害 定義：在電場作用下，絕緣中局部區(qū)域發(fā)生放電短路，但絕緣內(nèi)部仍然保持絕緣性能的現(xiàn)象 原因：1、復合絕緣 2、介質(zhì)中的缺陷-氣隙、油隙、雜質(zhì) 3、工藝和結(jié)構(gòu)設計的缺陷使局部電場集中-電極尖角、毛刺、導電雜質(zhì) 4、老化-絕緣的老化 危害：1、電氣系統(tǒng)的局部放

15、電，對電信號產(chǎn)生干擾 2、局部放電引起的絕緣的老化 聲、電、光、熱、O3，在光、電、熱作用下產(chǎn)生老化，喪失絕緣作用，導致性能下降，最終導 致?lián)舸?、 局部放電表征參數(shù) 1、放電起始電壓 當外電壓上升時，達到能觀察到出現(xiàn)局部放電的最低電壓2、熄滅電壓 當外電壓逐漸下降時，到觀察不到PD時，外加電壓最高值 對油紙絕緣12 對固體絕緣兩者相差不大3、 實際放電量qc 由于 4、視在放電量 5、 視電能量 W= 6、 放電相位7、 放電重復率8、 平均放電電流9、 放電功率4、 脈沖電流法（直接法）的原理圖，測試原理及靈敏度分析 T1隔離變壓器、T2調(diào)壓器、T3高壓試驗變壓器、F1低壓濾波器、F2高壓

16、濾波器、 Cx試品、Ck耦合電容器、Z檢測阻抗、D檢測儀、R保護電阻 原理圖 P124 圖4-11 a) 測試原理：如上 靈敏度分析：1、Z的接入形式 2、RC型檢測阻抗 優(yōu)點：頻帶較寬 缺點：靈敏度低 3、RLC型檢測阻抗 優(yōu)點：靈敏度高，抗干擾能力強 缺點：頻帶較窄，檢測信號為震蕩波，不利于分析局放機理 4、R型阻抗 優(yōu)點：頻帶最寬 缺點：抗干擾能力差，靈敏度低5、 兩種平衡法各自的特點 1、直測法 常遇到干擾，能抑制共模干擾的優(yōu)良性能，廣泛應用，靈敏度低 2、差分法 利用了與試樣介質(zhì)相同的電容器代替標準電容器，提高抗干擾能力6、 測量系統(tǒng)放大器的選擇 1、RC型檢測阻抗 選擇寬低頻放大器 2、RLC型檢測阻抗 選擇選頻放大器7、 局部放電測試系統(tǒng)的分度校正 用模擬局部放電的校正脈沖，通過一個分度電容器，施加于試樣兩端，使試樣兩端注入瞬變電荷q，以此確定示波器單位高度代表的局部放電量8、 電纜PD定位 定位圖 P149 圖4-339、 局部放電的抗干擾技術(shù) 1、干擾的鑒別 （1）儀器本身的干擾：儀器的輸入端短路，使儀器處于工作狀態(tài)，并將靈