電氣絕緣測試技術(shù)便攜版

1、第一章1. 絕緣電阻是施加于絕緣體上的兩個導(dǎo)體之間的直流電壓與流過絕緣體的泄露電流之比。絕緣電阻包括體積電阻和表面電阻。體積電阻是施加的直流電壓與通過絕緣體內(nèi)部電流之比；表面電阻是施加的直流電壓與通過絕緣體表面的電流之比。體積電阻率是絕緣體內(nèi)部的直流電場強度與體內(nèi)泄露電流密度之比（單位立方體的絕緣電阻值）；表面電阻率是絕緣體表面層的直流電場強度與通過表面層的電流線密度之比(實際上是正方形面積內(nèi)的表面電阻)。2.試樣的預(yù)處理條件試樣表面應(yīng)無外來的污染，沒有損傷，并要清除試樣上的殘余電荷。用酒精清洗試樣，或?qū)⒃嚇臃胖迷跐穸群艽蟮沫h(huán)境中片刻，可將試樣表面上的電荷基本清除。3.影響絕緣電阻的因素:1)

2、溫度：T上升R（v下降）（離子電導(dǎo)為主體）（2）濕度：%上升R（v下降）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上升R（v下降）（非線性材料） 電壓升高時，絕緣體中有缺陷，也會導(dǎo)致絕緣電阻下降 （4）輻射：劑量上升R（v下降） （5）交聯(lián)：無影響，高溫下交聯(lián)擊穿強度高4. 二電極與三電極的不同：二電極結(jié)構(gòu)簡單，但無法將體積電流與表面電流分開，存在邊緣效應(yīng)；適用于薄膜材料的測試。三電極系統(tǒng)由測量電極、保護電極和高壓電極三部分組成?？梢詫Ⅲw積電流與表面電流分開，消除了邊緣效應(yīng)，均化電場；適用于高頻下，存在T型干擾網(wǎng)絡(luò)。5. 電極間隙g不能

3、太小，一方面為了使沿電極周長間隙g的相對誤差不致太大；另一方面是為了減少體積電流的影響。6.測量絕緣電阻的方法：1、直測法（1）歐姆表法；特點：最方便；適用于靈敏度不高的場合，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10-10A/mm；最大電阻1012。適用于工廠產(chǎn)品測試。（3）高阻計法；檢測電流最小10-10A，檢測電阻大于1017；適用于絕緣材料的測試。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1014，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(yīng)用。（2）電流比較

4、法，設(shè)備與檢流法相同，測試過程、原理、公式不同，精度高。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1019；（2）自放電法測量線路簡單。適用于試樣的電容已知的試樣。7.分析圖（P25）：良好的絕緣中，吸收電流隨加電壓時間下降很快，最后穩(wěn)定的電流也很小，如圖曲線1所示；而受潮或有缺陷的絕緣體，吸收電流變化很慢，穩(wěn)定的電流值也比較大，如曲線2所示；為簡化試驗，用I15和I60的比值來表示吸收比，通常吸收比大，說明絕緣良好。但對于非極性的絕緣材料，I15電流已經(jīng)很小，穩(wěn)定電流更

5、小，而且吸收比也不大，但不能認為絕緣是不好的。第二章1. 相對介電常數(shù)是在同一電極結(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。介質(zhì)損耗因數(shù)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。影響相對介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因數(shù)的因素：1）電壓幅值：一般，無關(guān)。若夾層有雜質(zhì)，高場強下都會增大。若有氣泡，超過起始放電電壓后，都會增大。2）頻率：低頻r大，高頻r?。籸變化大時，tan出現(xiàn)最大值。3）溫度：T升高，r增大，但很高時降低；低溫時，r變化大時，tan出現(xiàn)最大值，溫度很高時隨溫度指數(shù)增大。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

6、 ，2.高壓西林電橋原理：西林電橋的兩個高壓橋臂，分別有試樣Zx及無損耗的標(biāo)準電容器CN組成；兩個低壓橋臂分別由無感電阻R3及無感電阻R4與電容C4并聯(lián)組成。平衡條件：YxY4=Y3YN3.電流比變壓器電橋：又稱電感比例橋臂電橋，電橋除了試樣盒標(biāo)準電容器各為一個橋臂之外，還有兩個橋臂是由電感組成。根據(jù)使用條件的不同，電感橋臂可與平衡指示器回路耦合，稱為電流比變壓器電橋；電感橋臂亦可與電橋的電源耦合，稱為電壓比變壓器電橋。4.諧振法測量電容：由一個電感線圈L和一個調(diào)諧電容組成，測量試樣的電容CP時是根據(jù)諧振回路的諧振條件求得的。諧振兩次，第一次諧振電容讀數(shù)為Ci，第二次諧振電容為Co，試樣的電容

7、為Cp=CoCi。5.品質(zhì)因數(shù): 表示一個儲能器件（如電感線圈、電容等）、諧振電路中所儲能量同每周期損耗能量之比的一種質(zhì)量指標(biāo)。與介質(zhì)損耗因素成倒數(shù)關(guān)系。6. 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：需要專門的移相器，接線復(fù)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。7.介電譜：復(fù)介電常數(shù)隨頻率的變化曲線（介電頻譜），或隨溫度的變化曲線（介電溫譜）。第三章1.電氣擊穿：在電場作用下絕緣材料或結(jié)構(gòu)瞬間失去絕緣

8、特性，造成電極間短路。介電強度是指材料能承受而不遭到破壞的最高電場場強，對于平板樣品EB=UB/d。在氣體或液體中，電極之間發(fā)生放電，當(dāng)放電至少有一部分是沿著固體材料表面時，稱為閃絡(luò)。通常試樣表面發(fā)生閃絡(luò)后，還可以恢復(fù)絕緣特性。2.試樣厚度的選取：如果太厚，擊穿電壓超過試驗變壓器的額定電壓，或表面閃絡(luò)難以解決，這時可以將試樣削薄，但試樣表面應(yīng)保持光潔，對于紙或薄膜材料，將多層疊加一起，施加一定的壓力壓緊。這樣可以減少因弱點存在而造成擊穿場強的分散。測量厚度時，一般在沿通過擊穿點的直徑上測三點取平均值，這時試樣的厚度必須是均勻的。否則，則以擊穿點的厚度來計算擊穿場強。3.工頻電壓下的介電強度測量

9、：升壓方式：1）快速升壓，電壓從零上升至擊穿電壓所經(jīng)歷的時間為1020s，2)20s逐級升壓，每級停留20s，3）慢速升壓，從快速升壓的擊穿電壓的40%，緩慢升壓，4）60s逐級升壓，每級停留60s，5）極慢升壓，從快速升壓的擊穿電壓的40%，極慢升壓。升壓速度慢，電壓作用時間長，測得的擊穿電壓更低，試驗結(jié)果更可靠。4.調(diào)壓器原理及優(yōu)缺點：1）自耦調(diào)壓器：輸入輸出共用一個線圈，通過滑動觸點來調(diào)節(jié)電壓。結(jié)構(gòu)簡單，體積小，漏抗小而且價格便宜；但觸點再移動的過程中會出現(xiàn)火花，適用于千伏安以下。2）移圈調(diào)壓器：是靠移動短路線圈改變其他兩個線圈的漏磁通，從而改變兩個線圈上的電壓分配來實現(xiàn)調(diào)壓?？侩姶篷詈?/p>

10、而無機械觸點，調(diào)壓過程無火花出現(xiàn)，容量大；但漏抗較大，波形易畸變。5.保護電阻：目的是當(dāng)試樣擊穿或閃絡(luò)時，限制流過變壓器的電流并使變壓器高壓端點位變化緩慢，改善由此產(chǎn)生的脈沖在高壓繞組間的分布和消除可能出現(xiàn)的振蕩，另一方面也要避免試驗在電阻上產(chǎn)生過大的電壓降和擊穿時過載釋放器有足夠大的電流，從而能夠在幾個電壓周期內(nèi)切斷電源。一般選用0.10.5/V。6.沖擊電壓下的介電強度：各種高壓電氣設(shè)備在運行中，難免要遭受大氣過電壓和操作過電壓，為了檢驗這些設(shè)備承受這種過電壓的能力，需要進行沖擊電壓下的介電強度試驗。常用的兩種：模擬雷電沖擊波（大氣過電壓的沖擊波），模擬操作過電壓的沖擊波（包括短路開關(guān)動作

11、等產(chǎn)生的沖擊波）。大氣過電壓的沖擊波，1.2/50s波頭：1.2±30%s，通過沖擊波峰值0.3和0.9兩點直線，與時間軸交點O和峰值平行線交點D之間的時間間隔Tf；波尾： 50±2%s，沖擊波峰值下降到峰值一半時與O之間的時間間隔Tt。操作過電壓的沖擊波：事故短路、開關(guān)動作等產(chǎn)生的沖擊波，250/2500s，波頭： 250±20%s，從零開始上升到峰值的時間；波尾： 2500±20%s，從零峰值始下降到峰值一半時的時間間隔。7.實驗室的屏蔽：分為靜電屏蔽、磁屏蔽以及電磁屏蔽三種，屏蔽的目的是隔離屏蔽室內(nèi)外的靜電場、磁場和電磁場，不讓內(nèi)部干擾外部，防止外

12、部干擾內(nèi)部。8. 試驗室的接地：工作接地:使電路中各點電位固定，使各部位絕緣承受的電壓不變，并沒有浮動電位出現(xiàn)。保護接地:將不帶電的金屬體接地，以免這些物體直接觸及高電位或本身出現(xiàn)感應(yīng)電壓而造成危險。第四章1. 局部放電：在電場作用下，絕緣中局部區(qū)域發(fā)生電場強度達到擊穿場強并發(fā)生放電，但絕緣內(nèi)部仍然保持絕緣性能的現(xiàn)象。發(fā)生在絕緣體表面的稱表面局部放電，發(fā)生在導(dǎo)體邊緣而周圍是氣體的，稱為電暈。2.局部放電的特征：局部放電是指發(fā)生在電極之間但并未貫穿電極的放電，局部放電是一種復(fù)雜的物理過程除了伴隨著電荷的轉(zhuǎn)移和電能的損耗之外，還會產(chǎn)生電磁輻射、超聲波、光、熱以及新的生成物等。最明顯的是反映到試品施

13、加電壓的兩端，有微弱的脈沖電壓出現(xiàn)。3.導(dǎo)致局部放電的因素：1）電極系統(tǒng)不對稱。2）介質(zhì)不均勻。3）絕緣體中含有氣泡或其他雜質(zhì)。4.局部放電的基本表征參數(shù)：用以描述每一次放電的特征參數(shù)：1）視在放電電荷：在絕緣體中發(fā)生局部放電時，絕緣體上施加電壓的兩端出現(xiàn)的脈動電荷。2）放電量：氣泡中每一次放電發(fā)生的電荷交換所消耗的能量。3）放電相位：各次放電都發(fā)生在外加電壓作用下，每次放電所在的外加電壓的相位。前后連續(xù)放電的相位差，可代表前后兩次放電的時間間隔。5.累計表征參數(shù)：在一定測量時間內(nèi)累計的標(biāo)準參數(shù)。1）放電重復(fù)頻率：在測量時間內(nèi)，每秒鐘放電次數(shù)的平均值。2）平均放電電流：設(shè)測量時間T內(nèi)出現(xiàn)m次放

14、電，各次相應(yīng)的視在放電電荷為q1，q2.，則平均放電電流為I=i=1mqi/T。3）放電功率: I=i=1mutiqi/T。這個參數(shù)綜合表征了放電量、放電次數(shù)以及放電時的外加電壓瞬時值。6.電測法分析：根據(jù)放電時在放電處會產(chǎn)生電荷交換，于是在一個與之相連的回路中就會產(chǎn)生脈沖電流，通過測量此脈沖電流來測量局部放電的方法稱為脈沖電流法（ERA）。原理：絕緣體某一區(qū)域發(fā)生局部放電時，絕緣體的兩端會出現(xiàn)瞬變電荷，用一個耦合的電容器CK和檢測阻抗Z與試品連接成一個回路?；芈愤B接方式有直測法和平衡法。后者把檢測阻抗分為Za，Zb兩個部分，并在其中點接地，無論哪個方法在檢測阻抗兩端采集到的ud總是與試品的視

15、在放電電荷q存在一定的關(guān)系。隔離變壓器：在一次和二次兩個繞組之間附加兩層金屬屏蔽層，并和繞組末端相連接；隔離高頻干擾。調(diào)壓器：使電壓從零開始上升到規(guī)定值。試驗變壓器：把低電壓升高為試驗所用的高電壓的升壓變壓器。與一般試驗變壓器不同在于其本身不發(fā)生局部放電，或放電量小于被測試品允許放電量的一半。濾波器：低壓濾波器用來濾掉從電源進來的高頻干擾及調(diào)壓器產(chǎn)生的高次諧波；高壓濾波器用來進一步阻塞電源進來的高頻干擾，阻礙試驗變壓器本身產(chǎn)生的局部放電信號，阻塞試品的局部放電信號通過試驗變壓器的入口電容，以免被測信號旁路而降低測量的靈敏度。保護電阻：用來限制萬一變壓器負載短路時的電流，改善負載短路時產(chǎn)生的過電壓在變壓器繞組上的電位分布。耦合電容器：把試品的放電信號耦合到檢測阻抗上來，承受工頻高壓，使檢測阻抗上的工頻電壓降很小，以保證人身及儀器安全。檢測阻抗：采樣元件，檢測脈沖電壓，測出局部放電的視