電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)

1、 電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn) 劉漢強(qiáng)劉漢強(qiáng) 2016.12.14 2016.12.14一一 絕緣試驗(yàn)的必要性絕緣試驗(yàn)的必要性l電力系統(tǒng)的規(guī)模、容量不斷地?cái)U(kuò)大，停電造電力系統(tǒng)的規(guī)模、容量不斷地?cái)U(kuò)大，停電造成的損失越來(lái)越嚴(yán)重。成的損失越來(lái)越嚴(yán)重。l絕緣往往是電力系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，絕緣故絕緣往往是電力系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，絕緣故障通常是引發(fā)電力系統(tǒng)事故的首要原因。障通常是引發(fā)電力系統(tǒng)事故的首要原因。l新設(shè)備使用前都要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以防止在設(shè)計(jì)新設(shè)備使用前都要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以防止在設(shè)計(jì)中存在的缺陷中存在的缺陷l電氣設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間高電壓下，會(huì)造成其絕緣電氣設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間高電壓下，會(huì)造成其絕緣性能逐漸喪失性能逐漸喪

2、失l 電介質(zhì)理論仍遠(yuǎn)未完善，須借助于各種絕緣試驗(yàn)來(lái)電介質(zhì)理論仍遠(yuǎn)未完善，須借助于各種絕緣試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)和掌握絕緣的狀態(tài)和性能。檢驗(yàn)和掌握絕緣的狀態(tài)和性能。 各種介質(zhì)擊穿特性的因素很多各種介質(zhì)擊穿特性的因素很多 氣體：氣壓、溫度、氣隙間距、電場(chǎng)均勻、濕度等氣體：氣壓、溫度、氣隙間距、電場(chǎng)均勻、濕度等 液體：雜質(zhì)（以水和纖維為主）、溫度、油壓等液體：雜質(zhì)（以水和纖維為主）、溫度、油壓等 固體：散熱能力、外界溫度、受潮、作用時(shí)間等固體：散熱能力、外界溫度、受潮、作用時(shí)間等絕緣預(yù)防性試驗(yàn)概念：絕緣預(yù)防性試驗(yàn)概念：為了對(duì)絕緣狀態(tài)作出判為了對(duì)絕緣狀態(tài)作出判斷，需對(duì)絕緣進(jìn)行各種試驗(yàn)和監(jiān)測(cè)，通稱(chēng)為絕緣斷，需對(duì)絕緣

3、進(jìn)行各種試驗(yàn)和監(jiān)測(cè)，通稱(chēng)為絕緣預(yù)防性試驗(yàn)。預(yù)防性試驗(yàn)。 絕緣預(yù)防性試驗(yàn)絕緣預(yù)防性試驗(yàn)絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的目的是什么？絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的目的是什么？ 絕緣故障大多因內(nèi)部存在缺陷而引起，我絕緣故障大多因內(nèi)部存在缺陷而引起，我們通過(guò)測(cè)量電氣特性的變化來(lái)發(fā)現(xiàn)隱藏著的缺們通過(guò)測(cè)量電氣特性的變化來(lái)發(fā)現(xiàn)隱藏著的缺陷。陷。 絕緣缺陷類(lèi)型絕緣缺陷類(lèi)型 集中性缺陷：裂縫、局部破損、氣泡等集中性缺陷：裂縫、局部破損、氣泡等 分散性缺陷：內(nèi)絕緣受潮、老化、變質(zhì)等分散性缺陷：內(nèi)絕緣受潮、老化、變質(zhì)等絕緣的老化絕緣的老化主要內(nèi)容主要內(nèi)容 什么叫絕緣的老化什么叫絕緣的老化 絕緣老化的原因有哪些絕緣老化的原因有哪些 電介質(zhì)的熱老化

4、電介質(zhì)的熱老化 電介質(zhì)的電老化電介質(zhì)的電老化 其他影響因素其他影響因素 什么叫絕緣的老化？什么叫絕緣的老化？ 電氣設(shè)備的絕緣在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中會(huì)發(fā)電氣設(shè)備的絕緣在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中會(huì)發(fā)生一系列物理變化和化學(xué)變化，致使其電生一系列物理變化和化學(xué)變化，致使其電氣、機(jī)械及其他性能逐漸劣化，這種現(xiàn)象氣、機(jī)械及其他性能逐漸劣化，這種現(xiàn)象統(tǒng)稱(chēng)為絕緣的老化。統(tǒng)稱(chēng)為絕緣的老化。 老化的原因有哪些？老化的原因有哪些？ 熱、電、機(jī)械力、水分、氧化、各種射熱、電、機(jī)械力、水分、氧化、各種射線、微生物等因素的作用。線、微生物等因素的作用。一、電介質(zhì)的熱老化一、電介質(zhì)的熱老化 什么是電介質(zhì)的熱老化？什么是電介質(zhì)的熱老化？ 在

5、高溫的作用下，電介質(zhì)在短時(shí)間內(nèi)就會(huì)發(fā)在高溫的作用下，電介質(zhì)在短時(shí)間內(nèi)就會(huì)發(fā)生明顯的劣化；即使溫度不太高，但如作用時(shí)間生明顯的劣化；即使溫度不太高，但如作用時(shí)間很長(zhǎng)，絕緣性能也會(huì)發(fā)生不可逆的劣化，這就是很長(zhǎng)，絕緣性能也會(huì)發(fā)生不可逆的劣化，這就是電介質(zhì)的熱老化。電介質(zhì)的熱老化。 溫度越高，絕緣老化得越快，壽命越短。溫度越高，絕緣老化得越快，壽命越短。 介質(zhì)的老化過(guò)程介質(zhì)的老化過(guò)程 固體介質(zhì)的熱老化過(guò)程固體介質(zhì)的熱老化過(guò)程 受熱受熱帶電粒子熱運(yùn)動(dòng)加劇帶電粒子熱運(yùn)動(dòng)加劇載流子增多載流子增多載流子遷移載流子遷移電導(dǎo)和極化損耗增大電導(dǎo)和極化損耗增大介介質(zhì)損耗增大質(zhì)損耗增大介質(zhì)溫升介質(zhì)溫升加速老化加速老化

6、液體介質(zhì)的熱老化過(guò)程液體介質(zhì)的熱老化過(guò)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分解出多種能溶于油的微量氣體種能溶于油的微量氣體絕緣破壞絕緣破壞二、電介質(zhì)的電老化二、電介質(zhì)的電老化 什么是電老化？什么是電老化？ 電老化是指在外加高電壓或強(qiáng)電場(chǎng)作用下電老化是指在外加高電壓或強(qiáng)電場(chǎng)作用下的老化。的老化。 介質(zhì)電老化的主要原因是什么？介質(zhì)電老化的主要原因是什么？ 介質(zhì)中出現(xiàn)局部放電。介質(zhì)中出現(xiàn)局部放電。 局部放電引起固體介質(zhì)腐蝕、老化、損壞的原因有：局部放電引起固體介質(zhì)腐蝕、老化、損壞的原因有： 破壞高分子的結(jié)構(gòu)，造成裂解；破壞高分子的結(jié)構(gòu)，造成裂解； 轉(zhuǎn)化為熱能，不易散出，引起熱裂解

7、，氣隙膨脹；轉(zhuǎn)化為熱能，不易散出，引起熱裂解，氣隙膨脹； 在局部放電區(qū)，產(chǎn)生高能輻射線，引起材料分解；在局部放電區(qū)，產(chǎn)生高能輻射線，引起材料分解； 氣隙中如含有氧和氮，放電可產(chǎn)生臭氧和硝酸，是氣隙中如含有氧和氮，放電可產(chǎn)生臭氧和硝酸，是強(qiáng)烈的氧化劑和腐蝕劑，能使材料發(fā)生化學(xué)破壞。強(qiáng)烈的氧化劑和腐蝕劑，能使材料發(fā)生化學(xué)破壞。絕緣的老化絕緣的老化絕緣油的老化原因：絕緣油的老化原因： 油溫升高而導(dǎo)致油的裂解，產(chǎn)生出一系列微量氣油溫升高而導(dǎo)致油的裂解，產(chǎn)生出一系列微量氣體；體； 油中的局部放電還可能產(chǎn)生聚合蠟狀物，影響散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。熱，加速固體介

8、質(zhì)的熱老化。 電氣設(shè)備的使用壽命一般取決其絕緣的壽命，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(guò)程密切相關(guān)。后者與老化過(guò)程密切相關(guān)。 通過(guò)絕緣試驗(yàn)判別其老化程度是十分重要的。通過(guò)絕緣試驗(yàn)判別其老化程度是十分重要的。 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，此外還有水分、氧化、各種射線、微生物等因素的作用。因素的作用。 各種原因同時(shí)存在、彼此影響、相互加強(qiáng)，加各種原因同時(shí)存在、彼此影響、相互加強(qiáng)，加速老化過(guò)程。速老化過(guò)程。 絕緣電阻、吸收比的測(cè)量絕緣電阻、吸收比的測(cè)量主要內(nèi)容主要內(nèi)容 絕緣電阻絕緣電阻

9、最基本的綜合性特性參數(shù)。最基本的綜合性特性參數(shù)。 組合絕緣和層式結(jié)構(gòu)，在直流電壓下均有明組合絕緣和層式結(jié)構(gòu)，在直流電壓下均有明顯得吸收現(xiàn)象，使外電路中有一個(gè)隨時(shí)間而衰顯得吸收現(xiàn)象，使外電路中有一個(gè)隨時(shí)間而衰減的吸收電流。減的吸收電流。 吸收比吸收比 檢驗(yàn)絕緣是否嚴(yán)重受潮或存在局部缺陷。檢驗(yàn)絕緣是否嚴(yán)重受潮或存在局部缺陷。泄漏電流泄漏電流 所加直流電壓高得多。所加直流電壓高得多。一一 雙層介質(zhì)的吸收現(xiàn)象雙層介質(zhì)的吸收現(xiàn)象 許多電氣設(shè)備的絕緣都是多層的。許多電氣設(shè)備的絕緣都是多層的。 例如：例如： 電纜和變壓器的絕緣用的是油和紙電纜和變壓器的絕緣用的是油和紙 有的電纜用膠和紙有的電纜用膠和紙 電機(jī)

10、絕緣是用膠把紙或綢布和云母片粘合起電機(jī)絕緣是用膠把紙或綢布和云母片粘合起來(lái)來(lái)二 絕緣電阻與吸收比的測(cè)量絕緣電阻絕緣電阻吸收和泄漏電流及絕緣電阻的變化曲線吸收和泄漏電流及絕緣電阻的變化曲線teCRCRRRCCRRRRCCtR21122212212121221)()()()()(絕緣預(yù)防性試驗(yàn)絕緣預(yù)防性試驗(yàn) 測(cè)量絕緣電阻時(shí)，其值是不斷變化的；測(cè)量絕緣電阻時(shí)，其值是不斷變化的；t t無(wú)窮時(shí)刻無(wú)窮時(shí)刻，等于兩層介質(zhì)絕緣電阻的串聯(lián)值。，等于兩層介質(zhì)絕緣電阻的串聯(lián)值。 通常所說(shuō)的絕緣電阻均指吸收電流衰減完畢后的穩(wěn)通常所說(shuō)的絕緣電阻均指吸收電流衰減完畢后的穩(wěn)態(tài)電阻值態(tài)電阻值( (工程應(yīng)用上的表達(dá)方便，把介質(zhì)

11、處在吸工程應(yīng)用上的表達(dá)方便，把介質(zhì)處在吸收過(guò)程時(shí)的收過(guò)程時(shí)的U U/ /i i也稱(chēng)呼為絕緣電阻也稱(chēng)呼為絕緣電阻R R) )。 受潮時(shí)，絕緣電阻顯著降低，受潮時(shí)，絕緣電阻顯著降低，i ig g顯著增大，顯著增大，i ia a迅速迅速衰減。因此，能揭示絕緣整體受潮、局部嚴(yán)重受潮衰減。因此，能揭示絕緣整體受潮、局部嚴(yán)重受潮、存在貫穿性缺陷等情況。、存在貫穿性缺陷等情況。 對(duì)于某些大型被試品，用測(cè)對(duì)于某些大型被試品，用測(cè)“吸收比吸收比”的方法的方法來(lái)替代來(lái)替代 原理：令原理：令t t=15=15s s和和t t=60=60s s瞬間的兩個(gè)電流值的瞬間的兩個(gè)電流值的I I1515 和和I I6060比值

12、比值 R R6060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 R，K K1 1恒大于恒大于1,1,越大表示吸收現(xiàn)象越顯著，絕緣性能越好。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(gè)不同時(shí)刻的絕緣吸收比是同一試品在兩個(gè)不同時(shí)刻的絕緣電阻的比值，所以排除了絕緣結(jié)構(gòu)和體積尺寸電阻的比值，所以排除了絕緣結(jié)構(gòu)和體積尺寸的影響。的影響。 601515601IIRRK絕緣狀態(tài)的判定 若絕緣內(nèi)部有集中性導(dǎo)電通道，或絕緣嚴(yán)重受潮，若絕緣內(nèi)部有集中性導(dǎo)電通道，或絕緣嚴(yán)重受潮，則電阻則電阻R R1 1 、R R2 2會(huì)顯著降低，泄漏電流大大增加，時(shí)間常數(shù)會(huì)顯著降低，泄漏電流大大增加，時(shí)間

13、常數(shù)大為減小，吸收電流迅速衰減。即使絕緣部分受潮，只大為減小，吸收電流迅速衰減。即使絕緣部分受潮，只要要R R1 1與與R R2 2中的一個(gè)數(shù)值降低，中的一個(gè)數(shù)值降低，值也會(huì)大為減小，吸收電值也會(huì)大為減小，吸收電流仍會(huì)迅速衰減，仍可造成吸收比流仍會(huì)迅速衰減，仍可造成吸收比K K1 1 （及極化指數(shù)（及極化指數(shù)K K2 2 ，下同）的下降。當(dāng)下同）的下降。當(dāng)K K1 11 1或接近于或接近于1 1，則設(shè)備基本喪失絕緣，則設(shè)備基本喪失絕緣能力。能力。不同絕緣狀態(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 絕緣預(yù)防性試驗(yàn)絕緣預(yù)防性試驗(yàn) 大容量電氣設(shè)備中，吸收現(xiàn)象延續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，吸大容量電

14、氣設(shè)備中，吸收現(xiàn)象延續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，吸收比不能很好地反映絕緣的真實(shí)狀態(tài)，用極化指收比不能很好地反映絕緣的真實(shí)狀態(tài)，用極化指數(shù)再判斷。數(shù)再判斷。 極化指數(shù)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(yàn)時(shí)某些集中性缺陷已相當(dāng)嚴(yán)重，以致在耐壓試驗(yàn)時(shí)被擊穿，但在此前測(cè)得的絕緣電阻、吸收比、極被擊穿，但在此前測(cè)得的絕緣電阻、吸收比、極化指數(shù)卻并不低，因?yàn)槿毕菸簇灤┙^緣?？梢?jiàn)僅化指數(shù)卻并不低，因?yàn)槿毕菸簇灤┙^緣?？梢?jiàn)僅憑上述試驗(yàn)結(jié)果判斷絕緣狀態(tài)是不夠的。憑上述試驗(yàn)結(jié)果判斷絕緣狀態(tài)是不夠的。 min1min102RRK 測(cè)量絕緣電阻與吸收比的方法測(cè)量?jī)x表：測(cè)量?jī)x表：一般用兆歐表進(jìn)行絕緣電阻與吸收比一般用兆歐

15、表進(jìn)行絕緣電阻與吸收比的測(cè)量的測(cè)量搖表：搖表：為了測(cè)準(zhǔn)吸收比，需用靈敏度足夠高的兆為了測(cè)準(zhǔn)吸收比，需用靈敏度足夠高的兆歐表。現(xiàn)場(chǎng)仍較多采用帶有手搖直流發(fā)電機(jī)的兆歐表?，F(xiàn)場(chǎng)仍較多采用帶有手搖直流發(fā)電機(jī)的兆歐表，俗稱(chēng)搖表歐表，俗稱(chēng)搖表總總 結(jié)結(jié) 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)最基本的綜合特性參數(shù)?；镜木C合特性參數(shù)。 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(cè)量吸收比可直流電壓下均有明顯的吸收現(xiàn)象，測(cè)量吸收比可檢驗(yàn)絕緣是否嚴(yán)重受潮或存在局部缺陷。檢驗(yàn)絕緣是否嚴(yán)重受潮或存在局

16、部缺陷。 測(cè)量泄漏電流從原理上來(lái)說(shuō)，與測(cè)量絕緣電阻是測(cè)量泄漏電流從原理上來(lái)說(shuō)，與測(cè)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)相似的，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，具有自己的某用兆歐表所不能顯示的某些缺陷，具有自己的某些特點(diǎn)。些特點(diǎn)。復(fù)習(xí) 吸收電流吸收電流 絕緣電阻絕緣電阻 吸收比和極化指數(shù)吸收比和極化指數(shù)介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量一 介質(zhì)損耗測(cè)量的意義 介質(zhì)的功率損耗介質(zhì)的功率損耗P P與介質(zhì)損耗角正切與介質(zhì)損耗角正切 成正比成正比, ,所以后者是絕緣品質(zhì)的重要指標(biāo)，測(cè)量所以后者是絕緣品質(zhì)的重要指標(biāo)，測(cè)量 值值是判斷電氣設(shè)備絕緣狀態(tài)地

17、一項(xiàng)靈敏有效的方是判斷電氣設(shè)備絕緣狀態(tài)地一項(xiàng)靈敏有效的方法。法。 能反映絕緣的整體性缺陷（如全面老化）和能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。小電容試品中的嚴(yán)重局部性缺陷。 測(cè)量測(cè)量 能不能靈敏地反映大容量發(fā)電機(jī)、變壓能不能靈敏地反映大容量發(fā)電機(jī)、變壓器和電力電纜絕緣中的局部性缺陷，應(yīng)盡可能器和電力電纜絕緣中的局部性缺陷，應(yīng)盡可能將這些設(shè)備分解成幾個(gè)部分，然后分別測(cè)量它將這些設(shè)備分解成幾個(gè)部分，然后分別測(cè)量它們的們的 。tgtgtgtgtg介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量CtgUtgUIUIPCR2tg 是一項(xiàng)表示絕緣內(nèi)功率損耗大小的參是一項(xiàng)表示絕緣內(nèi)功率

18、損耗大小的參數(shù)，主要用來(lái)檢測(cè)設(shè)備中可能存在的集中性數(shù)，主要用來(lái)檢測(cè)設(shè)備中可能存在的集中性缺陷缺陷測(cè)試無(wú)線電材料：常采用高頻施壓法，所加的常采用高頻施壓法，所加的電壓不高電壓不高在電工界：測(cè)量測(cè)量tgtg的儀器和方法有多種，西的儀器和方法有多種，西 林電橋測(cè)法和電流比較式電橋測(cè)法林電橋測(cè)法和電流比較式電橋測(cè)法在線監(jiān)測(cè)：采用微計(jì)算機(jī)對(duì)采用微計(jì)算機(jī)對(duì)tgtg的測(cè)量的測(cè)量二 西林電橋的基本原理西林電橋：高壓臂：高壓臂：被測(cè)試品的等值電容和電阻分別為CX和RX,用Z1表示；無(wú)損耗的標(biāo)準(zhǔn)電容C0，它以阻抗Z2作為代表。低壓臂：低壓臂：處在橋箱體內(nèi)的可調(diào)無(wú)感電阻R3，以Z3來(lái)代表；無(wú)感電阻R4和可調(diào)電容C4

19、的并聯(lián)，以Z4來(lái)代表 電橋平衡：電橋平衡：檢流計(jì)G檢零西林電橋的基本回路 電橋的平衡條件： Z1/Z3 = Z2/Z4西林電橋的基本回路 在交流電壓在交流電壓U U的作用下，調(diào)節(jié)的作用下，調(diào)節(jié)R R3 3和和C C4 4，使電橋，使電橋達(dá)到平衡，即通過(guò)檢流計(jì)達(dá)到平衡，即通過(guò)檢流計(jì)P P的電流為零的電流為零 由實(shí)部和虛部個(gè)子相等 1-2RxCxR4C4=0 CNRXR4=R3(RXCX+R4C4)并聯(lián)等值回路 tg=1/(CXRX)=R4 C4得：得：RX=1/(CXtg) R4C4=tg/代入上式：代入上式： CX=CNR4/R3(1+tg2)=CNR4/R3雜散電容：雜散電容：高壓引線與低高

20、壓引線與低壓臂之間有電場(chǎng)的影響，壓臂之間有電場(chǎng)的影響，可以看作其間有雜散電容可以看作其間有雜散電容C Cs s。由于低壓臂的電位很。由于低壓臂的電位很低，低，C Cx x和和C C0 0的電容量很小，的電容量很小，如如C C0 0一般只有一般只有5050 100pF100pF，雜散電容雜散電容C Cs s的引入，會(huì)產(chǎn)的引入，會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。若附近另有生測(cè)量誤差。若附近另有高壓源，其間的雜散電容高壓源，其間的雜散電容C Cs1s1會(huì)引入干擾電流會(huì)引入干擾電流i iS S，也，也會(huì)造成測(cè)量誤差會(huì)造成測(cè)量誤差 所以需要屏蔽，消除雜散所以需要屏蔽，消除雜散電容的影響電容的影響西林電橋的基本回路 三 測(cè)

21、量的影響因素tgu 外界電磁場(chǎng)的干擾外界電磁場(chǎng)的干擾有磁場(chǎng)干擾和電場(chǎng)干擾兩種有磁場(chǎng)干擾和電場(chǎng)干擾兩種磁場(chǎng)干擾指外界磁場(chǎng)對(duì)電橋的感應(yīng)所造成的干擾磁場(chǎng)干擾指外界磁場(chǎng)對(duì)電橋的感應(yīng)所造成的干擾電場(chǎng)干擾指外界帶電部分通過(guò)與電橋臂的電容耦合電場(chǎng)干擾指外界帶電部分通過(guò)與電橋臂的電容耦合 減少電場(chǎng)干擾的措施：減少電場(chǎng)干擾的措施：加設(shè)屏蔽、采用移相電源、采用倒相法加設(shè)屏蔽、采用移相電源、采用倒相法u 溫度的影響溫度的影響u 試驗(yàn)電壓的影響試驗(yàn)電壓的影響u 電氣設(shè)備電容量的影響電氣設(shè)備電容量的影響u 設(shè)備表面泄漏的影響設(shè)備表面泄漏的影響 局部放電的測(cè)量局部放電的測(cè)量局部放電的測(cè)量局部放電的測(cè)量 絕緣中的局部放電是

22、引起電介質(zhì)老化的重要絕緣中的局部放電是引起電介質(zhì)老化的重要原因之一。原因之一。 測(cè)定電氣設(shè)備在不同電壓下的局部放電強(qiáng)度測(cè)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(shì)，就能判斷絕緣內(nèi)是否存在局部和發(fā)展趨勢(shì)，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)。缺陷以及介質(zhì)老化的速度和目前的狀態(tài)。 局部放電的基本概念，表征局部放電的重要局部放電的基本概念，表征局部放電的重要參數(shù)。參數(shù)。 脈沖電流法的測(cè)量原理。脈沖電流法的測(cè)量原理。 局部放電的概念：局部放電的概念：局部放電，指由于電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣里面存在的弱點(diǎn)，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)象局部放電的脈沖電流測(cè)量法局部放電

23、的三電容模型以三個(gè)電容來(lái)表征介質(zhì)內(nèi)部存在缺陷時(shí)的局部放電的機(jī)理Cg：氣泡的電容Cb：和Cg相串聯(lián)部分的介質(zhì)電容Cm：其余大部分絕緣的電容 介質(zhì)內(nèi)部氣隙放電的三電容模型 (a)具有氣泡的介質(zhì)剖面 (b)等值電路 電極間加上交流電壓u，則Cg上的電壓為ug， 介質(zhì)內(nèi)部氣隙放電的三電容模型 (a)具有氣泡的介質(zhì)剖面 (b)等值電路 bgbgCCuCu/局部放電機(jī)理u ug g隨外加電壓隨外加電壓u u升高，當(dāng)升高，當(dāng)u u上升到上升到UsUs瞬時(shí)值，瞬時(shí)值，u ug g到達(dá)到達(dá)C Cg g的放電的放電電壓電壓U Ug g時(shí)，時(shí)，CgCg氣隙放電。于是氣隙放電。于是C Cg g上的電壓一下子從上的電壓

24、一下子從U Ug g 下降下降到到U Ur r，然后放電熄滅。，然后放電熄滅。U Ur r叫做殘余電壓，它可以接近為零值，叫做殘余電壓，它可以接近為零值，也可以為小于也可以為小于U Ug g（均絕對(duì)值）的其它值（均絕對(duì)值）的其它值 局部放電時(shí)氣隙中的電壓和電流的變化 bgbgCCuCu/局部放電時(shí)氣隙中的電壓和電流的變化 放電火花一熄滅，放電火花一熄滅，C Cg g上的電壓將再次上升，由于此時(shí)上的電壓將再次上升，由于此時(shí)C Cg g及及C Cb b已經(jīng)有了一個(gè)初始的直流電壓，所以此后的已經(jīng)有了一個(gè)初始的直流電壓，所以此后的u ug g值不能直值不能直接用上式來(lái)表達(dá)，接用上式來(lái)表達(dá)，u ug g

25、 值與上式表達(dá)的值在絕對(duì)值上要小值與上式表達(dá)的值在絕對(duì)值上要小一個(gè)（一個(gè)（U Ug gU Ur r）值。外加電壓仍在上升，）值。外加電壓仍在上升，C Cg g上的電壓也順上的電壓也順勢(shì)而上升，當(dāng)它再次升到勢(shì)而上升，當(dāng)它再次升到U Ug g時(shí)，時(shí)，C Cg g再次放電，電壓再次降再次放電，電壓再次降到到U Ur r，放電再次熄滅，放電再次熄滅 bgbgCCuCu/C Cg g上的電壓從上的電壓從U Ug g突變?yōu)橥蛔優(yōu)閁 Ur r（均絕對(duì)值）的一瞬間，就是局（均絕對(duì)值）的一瞬間，就是局部放電脈沖的形成的時(shí)刻，此時(shí)通過(guò)部放電脈沖的形成的時(shí)刻，此時(shí)通過(guò)C Cg g有一脈沖電流，局有一脈沖電流，局部放

26、電時(shí)氣泡中的電壓和電流的變化如圖所示部放電時(shí)氣泡中的電壓和電流的變化如圖所示局部放電時(shí)氣隙中的電壓和電流的變化 介質(zhì)內(nèi)部氣隙放電的三電容模型 (a)具有氣泡的介質(zhì)剖面 (b)等值電路 當(dāng)Cg放電時(shí)，放電總電容Cg： Cg上的電壓變化為(UgUr)，故一次脈沖放出的電荷qr：當(dāng)Cm Cb，Cg Cb，Ur = 0時(shí)， qr Ug（Cg+ Cb） bmbmggCCCCCC/bmbmgrgrCCCCCUUq/在實(shí)際試驗(yàn)時(shí)，式中所表達(dá)的各個(gè)量，都是無(wú)法實(shí)測(cè)得到的。所以要尋求其它能反映局部放電的量來(lái)測(cè)量。外施電壓是作用在Cm上的，當(dāng)Cg上的電壓變動(dòng)(Ug-Ur)時(shí)，會(huì)造成外施電壓的變化量U應(yīng)為介質(zhì)內(nèi)部氣

27、隙放電的三電容模型 (a)具有氣泡的介質(zhì)剖面 (b)等值電路 bmbmgrgrCCCCCUUq/bmrgbCCUUCU/由此兩式得總電容上的電壓變化量U： 相應(yīng)的電荷變化量q： 把U 式代入上式q ，可得 介質(zhì)內(nèi)部氣隙放電的三電容模型 (a)具有氣泡的介質(zhì)剖面 (b)等值電路 bmbmgrgrCCCCCUUq/bmrgbCCUUCU/bmbgmgrbCCCCCCqCU/gbgbmCCCCCUq/bgbrCCCqq/真實(shí)放電量：真實(shí)放電量： qr，是無(wú)法測(cè)量的視在放電量：視在放電量： q，其表達(dá)式中的量都是可以測(cè)得的。它是局部放電試驗(yàn)中的重要參量，國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于各類(lèi)高壓設(shè)備的視在放電量q

28、的允許值均有所規(guī)定bgbrCCCqq/介質(zhì)內(nèi)部氣隙放電的三電容模型 (a)具有氣泡的介質(zhì)剖面 (b)等值電路 gbgbmCCCCCUq/放電能量表征局部放電的基本參數(shù)，除了視在放電量q外，還有一次脈沖放電能量W當(dāng)外施電壓由零上升到Us時(shí)，Cg上的電壓為Ug，即可得如Ur0，則 brgbgrgrCUUCCqUUqW2/2/bgbsgCCCUU/grgsUUUUqW2/2/sUqW放電重復(fù)率放電重復(fù)率放電重復(fù)率放電重復(fù)率N：是表征局部放電的另一個(gè)基本參數(shù)。因?yàn)樵诩訅喊胫芷趦?nèi)能發(fā)生好幾個(gè)脈沖。所以定義一秒鐘內(nèi)產(chǎn)生的脈沖數(shù)叫做放電重復(fù)率N局部放電時(shí)氣隙中的電壓和電流的變化 局部放電的其它表示方法為了表

29、征局部放電在一定期間內(nèi)的平均綜合效應(yīng)，還提出了各種累積參數(shù)，如平均放電電流，放電功率等。有時(shí)還測(cè)量局部放電的起始放電電壓和熄滅電壓影響局部放電特性的多種因素：主要有電壓的幅值、電壓的波形和頻率、電壓的作用時(shí)間、環(huán)境的溫度及濕度和氣壓等 聲檢測(cè)法聲檢測(cè)法 介質(zhì)中發(fā)生局部放電時(shí)，其瞬時(shí)釋放的能量將放電源介質(zhì)中發(fā)生局部放電時(shí)，其瞬時(shí)釋放的能量將放電源周?chē)慕橘|(zhì)加熱使其蒸發(fā)，效果就像一個(gè)小爆炸。此時(shí)放周?chē)慕橘|(zhì)加熱使其蒸發(fā)，效果就像一個(gè)小爆炸。此時(shí)放電源如同一個(gè)聲源，向外發(fā)出聲波。由于放電持續(xù)時(shí)間很電源如同一個(gè)聲源，向外發(fā)出聲波。由于放電持續(xù)時(shí)間很短，所發(fā)射的聲波頻譜很寬，可達(dá)到數(shù)短，所發(fā)射的聲波頻譜

30、很寬，可達(dá)到數(shù)MHzMHz。 噪聲檢測(cè)法的特點(diǎn)噪聲檢測(cè)法的特點(diǎn) 抗電磁干擾能力強(qiáng)抗電磁干擾能力強(qiáng) 靈敏度不受試品電容的影響靈敏度不受試品電容的影響 能進(jìn)行復(fù)雜設(shè)備放電源定位能進(jìn)行復(fù)雜設(shè)備放電源定位 在傳播途徑中衰減、畸變嚴(yán)重在傳播途徑中衰減、畸變嚴(yán)重 基本不能反映放電量的大小基本不能反映放電量的大小 測(cè)量局部放電的幾種方法光檢測(cè)法光檢測(cè)法 采用光纖傳感器，局部放電產(chǎn)生的聲波壓迫使得采用光纖傳感器，局部放電產(chǎn)生的聲波壓迫使得光纖性質(zhì)改變，導(dǎo)致光纖輸出信號(hào)改變，從而可光纖性質(zhì)改變，導(dǎo)致光纖輸出信號(hào)改變，從而可以測(cè)得放電。以測(cè)得放電。 光測(cè)法只能測(cè)試表面放電和電暈放電，在現(xiàn)場(chǎng)中光測(cè)法只能測(cè)試表面放電和電暈放電，在現(xiàn)場(chǎng)中光測(cè)法基本上沒(méi)有直接應(yīng)用。光測(cè)法基本上沒(méi)有直接應(yīng)用。 將光纖技術(shù)和聲測(cè)法相結(jié)合提出了聲將光纖技術(shù)和聲測(cè)法相結(jié)合提出了聲- -光測(cè)法。光測(cè)法。 化學(xué)分析法化學(xué)分析法電氣檢測(cè)法電氣檢測(cè)法 脈沖電流法脈沖電流法 測(cè)量視在放電量測(cè)量視在放電量 介質(zhì)損耗法介質(zhì)損耗法 西林電橋西林電橋 電壓分布的測(cè)量電壓分布的測(cè)量 在工作電壓的作用下，沿著絕緣結(jié)構(gòu)的表面會(huì)有在工作電壓的作用下，沿著絕緣結(jié)構(gòu)的表面會(huì)有一定的電壓分布一定的電壓分布 表面比較清潔時(shí)，其分布規(guī)律取決于絕緣結(jié)構(gòu)本表面比較清潔時(shí)，其分布規(guī)律取決于絕緣結(jié)構(gòu)本身的電容和雜散電容身的電容和雜散電容 表面染污受潮時(shí)，分布規(guī)律取決