電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程課件

第五章電氣設(shè)備絕緣的試驗(yàn)第一節(jié)絕緣電阻測量一絕緣老化絕緣老化—電場、熱、機(jī)械應(yīng)力和環(huán)境因素等等，使其內(nèi)部發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)和物理變化，導(dǎo)致性能逐漸下降。絕緣老化的表現(xiàn)—變色、粉化、發(fā)泡、發(fā)粘等等。絕緣老化的類型—電老化、熱老化、機(jī)械老化和環(huán)境老化等。1電老化電老化—在電場長期作用下絕緣發(fā)生的老化叫電老化。產(chǎn)生的原因—絕緣表面或者內(nèi)部發(fā)生局部放電造成的。電老化的機(jī)理：1）帶電質(zhì)子轟擊—帶電質(zhì)子撞擊氣隙壁上的時候，打斷絕緣的化學(xué)鏈，破壞其分子結(jié)構(gòu)。2）熱效應(yīng)—溫度升高會發(fā)生熱裂解?；虼龠M(jìn)氧化裂解。3）活性生成物（臭氧、氧化物）—這些生成物對絕緣材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，腐蝕絕緣體。4）輻射效應(yīng)—局部放電可以產(chǎn)生可見光、紫外線等高能輻射，引起高聚物的裂解。5）機(jī)械力的效應(yīng)—放電時產(chǎn)生的高壓氣體引起絕緣開裂。2熱老化熱老化—有機(jī)絕緣材料在的作用下發(fā)生了熱降解。高壓電氣設(shè)備在運(yùn)行中產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致絕緣材料的溫度升高，溫度升高影響絕緣材料的壽命。3機(jī)械老化電力設(shè)備中有很多因素產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，主要有設(shè)備旋轉(zhuǎn)部分的振動或絕緣結(jié)構(gòu)中介質(zhì)部分與金屬導(dǎo)體部分熱膨脹系數(shù)不同而引起的周期性應(yīng)力，以及絕緣材料承受的交變電場力等。機(jī)械應(yīng)力的破壞主要表現(xiàn)為絕緣材料疲勞而產(chǎn)生裂紋或氣穴，誘發(fā)電樹枝的形成和生長。對于旋轉(zhuǎn)電機(jī)等設(shè)備，其絕緣同時遭受電、熱及機(jī)械應(yīng)力的作用且都是占主導(dǎo)地位的應(yīng)力。第三，對于運(yùn)行在濕度較大的環(huán)境中的設(shè)備，濕度對絕緣材料尤其是潮氣敏感材料（如聚酯等）老化過程的影響較大。4環(huán)境老化主要是水分、污染、氧氣和輻射。在這些因素的作用下，絕緣表面發(fā)生腐蝕。二絕緣電阻和吸收比

1吸收現(xiàn)象圖1雙層介質(zhì)的等值電路圖2吸收曲線

許多電氣設(shè)備的絕緣都是多層的，多層介質(zhì)可粗略的使用雙層介質(zhì)來分析。如圖1所示，當(dāng)合上開關(guān)K后將直流電壓加到絕緣上，電流表的讀數(shù)變化如圖2中曲線所示。開始的時候電流很大，以后逐漸縮小，最后等于一個常數(shù)Ig；當(dāng)試品的電容較大時，這一逐漸縮小的過程進(jìn)行的很慢，甚至多達(dá)數(shù)分鐘或更長，這種逐漸“吸收電荷的現(xiàn)象叫做”吸收現(xiàn)象“，對應(yīng)的電流ia稱為吸收電流。流過試品的電流為其中是時間常數(shù)上式中ia與絕緣的均勻程度有關(guān)：如比較均勻R1C1≈R2C2吸收電流很?。蝗绮痪鶆騌1C1與R2C2差別很大，吸收現(xiàn)象明顯。如果被試品絕緣受潮或者內(nèi)部有集中性的缺陷，則絕緣電阻降低，Ig大大降低，ia迅速衰減。2吸收比其中：i15、R15加壓15s時電流和相應(yīng)的絕緣電阻值；i60、R60加壓60s時的電流和相應(yīng)的絕緣電阻值。當(dāng)被試品原始干燥時，吸收現(xiàn)象明顯。當(dāng)絕緣受潮或有缺陷時，電流的吸收現(xiàn)象不明顯一般K<1.3可判定絕緣受潮。3絕緣電阻和吸收比的試驗(yàn)1）兆歐表簡介

絕緣電阻的測試最常用的儀表是絕緣電阻測試儀（兆歐表）。兆歐表通常有100V、250V、500V、1000V、2500V和5000V等類型。兆歐表是一種高值電阻測量儀表。用途非常廣泛，我們一般常利用它檢驗(yàn)一切電氣設(shè)備和器材的電氣絕緣程度。兆歐表的容量即最大輸出電流值(輸出端經(jīng)毫安表短路測得)對吸收比和極化指數(shù)測量有一定的影響。測量吸收比和極化指數(shù)時應(yīng)盡量采用大容量的兆歐表，即選用最大輸出電流1mA及以上的兆歐表，以期得到較準(zhǔn)確的測量結(jié)果。2）、兆歐表接線圖3兆歐表實(shí)圖圖4測試接線圖如圖3、圖4所示。被測絕緣電阻接到L和E接線柱之間時，指針的停留位置由電流線圈電流和電壓線圈電流的比值決定。流過電壓線圈的電流大小由分壓電阻RV確定，而電流線圈的電流由被測絕緣電阻的大小確定。保護(hù)環(huán)G裝在L接線柱的外圈，它與L接線柱絕緣，并接至手搖發(fā)電機(jī)的負(fù)極。保護(hù)環(huán)G的作用是排除由于導(dǎo)線絕緣層表面漏電電流和L，E接線柱間漏電電流所引起的誤差。當(dāng)天氣潮濕時測量其他電氣設(shè)備時（電氣設(shè)備引出線瓷套表面會凝結(jié)一層極薄的水膜

），使用保護(hù)環(huán)G以避免被測設(shè)備表面漏電影響測量結(jié)果。4）試驗(yàn)步驟試驗(yàn)前要選擇合適電壓等級的絕緣電阻兆歐表，然后檢查兆歐表是否正常。方法是：將兆歐表放在水平位置，將表的L端子與E端子開路，搖動把手到額定轉(zhuǎn)速(一般120r／min)此時指針應(yīng)指向“∞”；用線短接L端子與E端子，輕搖把手，指針應(yīng)指“0”(注意輕搖以免打壞表針)。以恒定速度轉(zhuǎn)動搖表把手(平均120r／min)，搖表指針漸逐上升，在搖表達(dá)額定轉(zhuǎn)速后，分別讀取15s和60s的電阻值并記錄于試驗(yàn)數(shù)據(jù)表格表1中。試驗(yàn)名稱及型品搖表電壓電阻值(MΩ)絕緣電阻R60吸收比R60／R1515＂60＂表1試驗(yàn)數(shù)據(jù)表5）測量時的影響因素溫度的影響：因?yàn)榻^緣電阻隨著溫度的上升而減小，所以測量時必須記錄溫度，以便比較。避免殘余電荷：殘余電荷會對測驗(yàn)造成誤差，試驗(yàn)前一定要充分放電。保證被試品表面清潔。6）測試的有效性對整體受潮、貫穿性的缺陷有效。一序言直流耐壓試驗(yàn)驗(yàn)電壓較高，，對發(fā)現(xiàn)絕緣緣某些局部缺缺陷具有特殊殊的作用，例例如測量泄漏漏電流。一些些大容量的交交流設(shè)備，如如電力電纜、、也常常使用用直流耐壓試試驗(yàn)代替交流流耐壓試驗(yàn)，，至于高壓直直流輸電設(shè)備備更要進(jìn)行直直流高壓試驗(yàn)驗(yàn)。1直流高壓產(chǎn)生生回路應(yīng)用最廣泛的的產(chǎn)生直流高高壓的方法是將交流電壓壓通過整流元元件整流而獲獲得。其常用的半波波整流電路如如圖1所示。從試驗(yàn)變壓器器T輸出工頻高壓壓，經(jīng)過高壓硅堆D（整流器）的整整流在濾波C電容器上就能得到直流流高壓Uc。Uc略等于試驗(yàn)變變壓器輸出的工頻頻電壓Um。圖1半波整流電路路第二節(jié)泄漏漏電流測量R為保護(hù)電阻，，主要作用是是為了限制試試品（或電容容器C）擊穿或閃絡(luò)時時以及當(dāng)電源源向電容器C突然充電時通通過高壓硅堆堆和變壓器的的電流，以免免損壞。除了半波整流流，其余的如如全波和倍壓壓整流這里不不再介紹。2試驗(yàn)電壓的要要求直流電壓是指指單極性(正或負(fù))的持續(xù)電壓，，它的幅值用用算術(shù)平均值值表示。由高高電壓整流流裝置產(chǎn)生的的電壓包含有有脈動電壓的的成分，因此此，高壓絕緣緣試驗(yàn)中使用用的直流電電壓，是由極極性、平均值值和脈動因數(shù)數(shù)來表示。根據(jù)不同試品品的要求，試試驗(yàn)電壓應(yīng)能能滿足試驗(yàn)的極性性和電壓值，，還必須具有有充分的電源容量。。GB311.3規(guī)定，在輸出出工作電流下直流電電壓的脈動動因數(shù)S應(yīng)按下式計(jì)算，且S＜3%(見圖2)，即圖2脈動電壓波形形式中Umax——直流電壓的最最大值；Umin——直流電壓的最最小值：Ud——直流電壓的平平均值。3直流高壓的測測量直流高壓的測測量，有一些些與工頻交流流相同，如可可以用靜電電壓表和和球隙直接測測量試品兩端端的電壓。雖然靜電電電壓表測的是是有效值，球球隙是峰值，，但只要直流流電壓脈動系系數(shù)不大，他他們與直流下下的平均值都都基本相同。。具體的方法詳詳見工頻交流流耐壓試驗(yàn)部部分。二泄漏電電流的測量測量設(shè)備的泄泄漏電流和絕絕緣電阻本質(zhì)質(zhì)上沒有多大大區(qū)別，但是是泄漏電流的的測量有如下下特點(diǎn)：（（1）試驗(yàn)電壓比比兆歐表高得得多，絕緣本本身的缺陷容容易暴露，能能發(fā)現(xiàn)一些尚尚未貫通的集集中性缺陷。。

（2）通過測量泄泄漏電流和外外加電壓的關(guān)關(guān)系有助于分分析絕緣的缺缺陷類型。（（3）泄漏電流測測量用的微安安表要比兆歐歐表精度高。。1泄漏電流測試試原理圖3泄露電流試驗(yàn)驗(yàn)接線圖圖3中C為穩(wěn)壓電容，，為了減小直直流高壓的脈脈動幅度，C值一般約為0.01-0.1μF，對于大電容容量被試品，，不用穩(wěn)壓電電容。R為保護(hù)電阻，，為了限制試試品放電時的的放電電流，，保護(hù)硅堆、、微安表及試試驗(yàn)變壓器，，高壓側(cè)保護(hù)護(hù)電阻器的電電阻值可取：式中Ud和Id分別為直流試試驗(yàn)電壓值和和試品電流（a）微安表接在在高壓側(cè)（b）被試品對地地絕緣（c）被試品直接接接地現(xiàn)場電氣設(shè)備備的絕緣有一一端直接接地地的，也有不不直接接地的的，微安表（μA）的接線位置視視具體情況可可有圖3的數(shù)種接線。。圖3中（a）和（b）接線圖測量量準(zhǔn)確度較高高，宜盡量采采用。（c）測量誤差較較大，宜盡量量不采用，只只有在測量條條件受到限制制時才采用。。為了防止在試試驗(yàn)過程中損損壞微安表，，微安表應(yīng)加加裝保護(hù)（圖圖4）。圖4中L、Cm和C用來延緩試品品擊穿放電的的電流陡度，，防止微安表表活動線圈匝匝間短路或?qū)Υ艠O放電。。如果采用外接接短路開關(guān)，，一般只在讀讀表時方才斷開開關(guān)關(guān)。短路開關(guān)和微微安表的接線線必須正確，，泄漏電流的引線必必須先接到短短路開關(guān)上，，然后再用導(dǎo)線從短路路開關(guān)上引到到微安表，以以避免試品擊穿時，燒燒壞微安表。。圖4微安表的保護(hù)護(hù)接線圖2測量結(jié)果分析析測試時逐漸升升高電壓，并并同時讀取微微安表（mA）數(shù)值和毫安安表（μA）的數(shù)值，并并將其繪制成成曲線進(jìn)行分分析。這里被測的直流試試驗(yàn)電壓由直直流微安表的的指示值和高高阻器的電阻阻值Rv得到。圖5是發(fā)電機(jī)泄漏漏電流變化曲曲線，圖中：：1—絕緣性能良好好2—整體受潮3—存在集中性缺缺陷4—在0.5Us附近泄漏電流流迅速上升，，表明在運(yùn)行行電壓下有擊擊穿的危險。。圖5發(fā)電機(jī)泄露電電流變化曲線線3測試的有效性性比兆歐表更有有效的發(fā)現(xiàn)一一些尚未完全全貫通的集中中性缺陷（如如局部開裂、、內(nèi)部受潮、、絕緣油劣化化、絕緣紙沿沿面碳化等））。一介質(zhì)的極極化、電導(dǎo)和和介質(zhì)損耗1介質(zhì)的極化平行板板電容容器在在真空空中的的電容容量為為第三節(jié)節(jié)介介質(zhì)損損耗正正切值值（））的測測量當(dāng)板間間插入入固體體介質(zhì)質(zhì)后,電容增增加為為所以造成電電容量量增加加的原原因是是由于于介質(zhì)質(zhì)的極極化現(xiàn)現(xiàn)象。。最基本本的極極化形形式有有電子式式極化化、離子式式極化化和偶極子子極化化等三種種，此此外還有有夾層極極化和空間極極化等。1）電子子式極極化當(dāng)物質(zhì)質(zhì)原子子里的的電子子軌道道受到到外電電場作作用時時，它它將相相對于于原子子核產(chǎn)產(chǎn)生位位移，，這就就是電子式式極化化。當(dāng)外外電場場撤掉掉后，，依靠靠正負(fù)負(fù)電子子間的的吸引引力，，作用用中心心又馬馬上重重合，，整體體呈現(xiàn)現(xiàn)非極極性，，所以以這種種極化化沒有有損耗耗。2）離子子式極極化固體無無機(jī)化化合物物多屬屬離子子式結(jié)結(jié)構(gòu)，，如云云母、、陶瓷瓷材料料等。。無外外電場場作用用時，，每個個分子子正負(fù)負(fù)離子子的作作用中中心是是重合合的，，故不不呈現(xiàn)現(xiàn)極性性。離離子式式極化化也屬屬于彈彈性極極化，，幾乎乎沒有有損耗耗。3）偶極極子極極化偶極子子是一一種特特殊的的分子子，它它的正正負(fù)電電荷的的中心心不相相重合合，好好像分分子的的一端端帶有有正電電荷、、另一一端帶帶有負(fù)負(fù)電荷荷一樣樣，因因而形形成一一個永永久性性的偶偶極矩矩。例例如、、蓖麻麻油、、橡膠膠、膠膠木等等都是是常用用的極極性絕絕緣材材料。。如圖1所示，，當(dāng)不不存在在電場場時，，這些些偶極極子雜雜亂無無章地地排序序著，，宏觀觀電矩矩等于于零，，整個個電介介質(zhì)對對外不不表現(xiàn)現(xiàn)極性性。當(dāng)當(dāng)出現(xiàn)現(xiàn)電場場后偶偶極子子沿電電場方方向轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動，，因而而出現(xiàn)現(xiàn)極性性，這這種極極化稱稱為偶偶極化化和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向極極化。。它是非非彈性性的,極化過過程中中需要要消耗耗一定定的能能量。。圖1偶極子子極化化4）夾層層極化化由于介介電常常數(shù)和和電導(dǎo)導(dǎo)率的的多種種電解解質(zhì)組組成的的結(jié)緣緣結(jié)構(gòu)構(gòu)，在在加上上外電電場后后各層層電壓壓將從從開始始是按按介電電常數(shù)數(shù)分布布逐漸漸過渡渡到穩(wěn)穩(wěn)定時時按電電導(dǎo)率率分布布。在在電壓壓重新新分布布過程程中，，夾層層截面面上會會聚集集起一一些電電荷，，使整整個介介質(zhì)等等值電電容增增大，，這種種極化化稱為為夾層層極化化。各種極極化見見表1。表1各種極極化極化種類產(chǎn)生場合所需時間能量損耗產(chǎn)生原因電子式極化任何電介質(zhì)10-15s無束縛電子運(yùn)行軌道偏移離子式極化離子結(jié)構(gòu)電介質(zhì)10-13s幾乎沒有離子的相對偏移偶極子極化極性電介質(zhì)10-10s~10-2s有偶極子的定向排列夾層極化多層介質(zhì)交界面10-1s~數(shù)小時有自由電子移動2電介質(zhì)質(zhì)的電電導(dǎo)任何電電介質(zhì)質(zhì)都不不同程程度地地具有有一定定的電電導(dǎo)性性，只只不過過其電電導(dǎo)率率很小小而以以，表表征電電介質(zhì)質(zhì)電導(dǎo)導(dǎo)電性性能的的主要要物理理量即即為電電導(dǎo)率率γ或其倒倒數(shù)—電阻率率ρ。按照載載流子子的不不同，，電介介質(zhì)的的導(dǎo)電電可分分為離離子電電導(dǎo)和和電子子電導(dǎo)導(dǎo)兩種種，前前者以以離子子為載載流子子，后后者以以自由由電子子為載載流子子。在在正常常情況況下，，電解解質(zhì)電電導(dǎo)主主要是是離子子電導(dǎo)導(dǎo)，這這同金金屬導(dǎo)導(dǎo)體的的主要要電導(dǎo)導(dǎo)依靠靠自由由電子子有本本質(zhì)的的區(qū)別別。固體和和液體體介質(zhì)質(zhì)的電電導(dǎo)率率γ和溫度度T的關(guān)系系均可可近似似的用用下式式表示示式中A、B為常數(shù)數(shù)，均均與介介質(zhì)特特性有有關(guān)，，但固固體介介質(zhì)的的常數(shù)數(shù)B通常比比液體體介質(zhì)質(zhì)B值大得得多；；T為絕對對溫度度。上式表表明，，電介介質(zhì)的的電導(dǎo)導(dǎo)率隨隨溫度度按指指數(shù)規(guī)規(guī)律上上升，，所以以測量量電解解質(zhì)和和絕緣緣電阻阻時，，必須須注意意溫度度問題題。3電介質(zhì)質(zhì)損耗耗圖2介質(zhì)在在交流流電壓壓作用用下的的電流流向量量圖及及功率率三角角形在直流流作用用下——介質(zhì)中中損耗耗僅由由電導(dǎo)導(dǎo)引起起，無無須引引入介介質(zhì)損損耗的的概念念。電介質(zhì)質(zhì)能量量損耗耗——介質(zhì)在在電壓壓作用用下有有能量量損耗耗從圖2中可以以看出出,此時的的介質(zhì)質(zhì)損耗耗功率率：式中，，—電源角角頻率率；—介質(zhì)損損耗角角；介質(zhì)損損耗角角為為功率率因數(shù)數(shù)角的的余角角，其其正切切又又可可稱為為介質(zhì)質(zhì)損耗耗因數(shù)數(shù)，常常用百百分?jǐn)?shù)數(shù)（％％）來來表示示。通常均均采用用介質(zhì)質(zhì)損耗耗角正正切作作為綜綜合反反映電電介質(zhì)質(zhì)損耗耗特性性優(yōu)劣劣的一一個指指標(biāo)，，測量量和監(jiān)監(jiān)控各各種電電力設(shè)設(shè)備絕絕緣的的值值已成成為電電力系系統(tǒng)中中絕緣緣預(yù)防防性試試驗(yàn)最最重要要的項(xiàng)項(xiàng)目之之一。。如果介介質(zhì)損損耗主主要由由極化化所引引起，，則常常采用用串聯(lián)聯(lián)等值值電路路；若介質(zhì)質(zhì)損耗耗由電電導(dǎo)引引起，，常采采用并并聯(lián)等等值電電路。。用兩種種等值值電路路所得得出的的和P理應(yīng)相相同。。若U、Cp、ω已知，，P最后取取決于于，，即即可以以用大大小小表示示P。二介介質(zhì)質(zhì)損損耗耗正正切切角角的的測測量量1西林林電電橋橋原原理理的測測量量常常采采用用高高壓壓交交流流平平衡衡電橋橋（（西西林林電電橋橋）），，不不平平衡衡電電橋橋，，或低低功功率率因因素素瓦瓦特特表表來來測測量量、、這這里里主要要介介紹紹西西林林電電橋橋。。西林林電電橋橋的的接接線線如如圖圖3所示示，，被被試品品以以并并聯(lián)聯(lián)等等值值電電路路表表示示。。圖3西林林電電橋橋原原理理接接線線圖圖圖3中，，被被試試品品以以并并聯(lián)聯(lián)等等值值電電路路表表示示，，其其等等值值電電容容和和電電阻阻分分別別為為和和；；為為可可調(diào)調(diào)的的無無感感電電阻阻；；為為高高壓壓標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)電電容容器器的的電電容容；；為為可可調(diào)調(diào)電電容容；；為為定定值值無無感感電電阻阻；；P為交交流流檢檢流流計(jì)計(jì)。。調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)和和，，使使電電橋橋達(dá)達(dá)到到平平衡衡，，即即通通過過檢檢流流計(jì)計(jì)P的電電流流為為零零,此時時有有由于于通通過過橋橋臂臂CA和AD，CB和BD的電電流流分分別別均均為為和和，，所所以以各各橋橋臂電電壓壓之之比比即即相相應(yīng)應(yīng)的的橋橋臂臂阻阻抗抗之之比比，，即即：：式中中可以以求求得得試試品品電電容容和和等等值值電電阻阻介質(zhì)質(zhì)并并聯(lián)聯(lián)等等值值電電路路的的介介質(zhì)質(zhì)損損耗耗角角正正切切因?yàn)闉閳D3中，，A,B兩處處接接有有放放電電管管V，目的是是防止、、上上出出現(xiàn)高電電壓。2測量的影影響因數(shù)數(shù)1）外界電電磁場的的干擾影影響：一一種是由由于存在在雜散電電容。另另一種是是由于交變磁場場感應(yīng)出出干擾磁磁場。消除方法法：將電電橋的低低壓臂和和檢流計(jì)計(jì)用金屬屬網(wǎng)和屏屏蔽電纜纜線加以以屏蔽。。2）溫度度的影響響：一般般隨隨溫度的的增高而而增大。。3）試驗(yàn)電電壓的影影響（圖圖4）：曲線1—良好絕緣緣在額定定電壓下下，值值幾乎乎不變。。曲線2—若絕緣存存在空隙隙或氣泡泡時，當(dāng)當(dāng)所加電壓尚不不足以使使氣泡電電離時，，其與與良良好絕緣時無無差別，，但若所所加電壓壓能引起起氣泡電電離或發(fā)生生局部放放電時，，隨隨U的升高而而迅速增大，電電壓回落落時電離離要比電電壓上升升時要更更強(qiáng)一些，，因而會會出現(xiàn)閉閉環(huán)曲線線。圖4與試驗(yàn)電電壓的典典型關(guān)系系曲線如果絕緣緣受潮，，則電壓壓較低時時，就就已經(jīng)經(jīng)相當(dāng)大大，電壓壓升高時時，更更將急劇增增大；電電壓回落落時，也也要要比電壓壓上升時時更大一一些，因因而形成成了不閉閉合的分分叉曲線線。4）試品電電容量的的影響：：對于電電容量較較小的試試品，測測量量能有效效的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)局部集集中性缺缺陷和整整體分布布性缺陷陷。但對對電容量量較大的的試品，，測測量只能能發(fā)現(xiàn)整整體分布布性缺陷陷，此時時要把它它分解成成幾個彼彼此絕緣緣部分的的被試品品，分別別測量各各部分的的值值，能能有效的的發(fā)現(xiàn)缺缺陷。5）試品表表面泄漏漏的影響響：由于于試品表表面泄漏漏電阻總總是與試試品等值值電阻相相并聯(lián)，，所以會會影響值值。。為了排排除或減減小這種種影響，，在測試試前應(yīng)先先清楚絕絕緣表面面的積污污和水分分，必要要時還可可以在絕絕緣表面面上裝設(shè)設(shè)屏蔽極極。一序序言電器絕緣緣內(nèi)部存存在缺陷陷是難免免的，例例如固體體絕緣中中的空隙隙、雜質(zhì)質(zhì)，液體體絕緣中中的氣泡泡等。這這些空隙隙及氣泡泡中或局局部固體體絕緣表表面上的的場強(qiáng)達(dá)達(dá)到一定定值時，，就會發(fā)發(fā)生局部部放電。。這種放放電只存存在于絕絕緣的局局部位置置，而不不會立即即形成貫貫穿性通通道，稱稱為局部放電電。局局部放放電試驗(yàn)驗(yàn)的目的的是發(fā)現(xiàn)現(xiàn)設(shè)備結(jié)結(jié)構(gòu)和制制造工藝藝的缺陷陷。例如如：絕緣緣內(nèi)部局局部電場場強(qiáng)度過過高；金金屬部件件有尖角角；絕緣緣混入雜雜質(zhì)或局局部帶有有缺陷產(chǎn)產(chǎn)品內(nèi)部部金屬接接地部件件之間、、導(dǎo)電體體之間電電氣連接接不良等等，以便便消除這這些缺陷陷，防止止局部放放電對絕絕緣造成成破壞。。測量局部部放電試試驗(yàn)的內(nèi)內(nèi)容包括括測量視視在放電電量、放放電重復(fù)復(fù)律、局局部放電電起始電電壓和熄熄滅電壓壓，甚至至大致確確定放電電的具體體位置。第四節(jié)局局部放放電測量量二局部部放電的的基本概概念圖1絕緣內(nèi)部部氣隙局局部放電電的等值值電路圖1中，代代表氣隙隙的電容容，代代表與氣氣隙串聯(lián)聯(lián)的那部部分介質(zhì)質(zhì)的電容容，代代表其其余完好好部分的的介質(zhì)電電容，Z代表對應(yīng)應(yīng)于氣隙隙放電脈脈沖頻率率的電源源阻抗。。整個系統(tǒng)統(tǒng)的總電電容為：：在電源電電壓的的作用用下，上上分到到的電壓壓為當(dāng)達(dá)達(dá)到該氣氣隙的放放電電壓壓時時，氣氣隙內(nèi)發(fā)發(fā)生火花花放電；；當(dāng)上上的電壓壓從從迅迅速速下降到到熄滅電電壓（也也稱剩余余電壓））時時，，火花熄熄滅，完完成一次次局部放放電。在在此期間間出現(xiàn)一一個對應(yīng)應(yīng)的局部部放電電電流脈沖沖。這一一放電過過程的時時間很短短，可認(rèn)認(rèn)為瞬時時完成。。氣隙每次次放電所所釋放出出的電荷荷量為由于Ca>>Cb,所以為真實(shí)放放電量；；但因、、、、、、無無法測測的，也也無法通通過測量量求得。。在局部放放電測量量時候、、通常測測量視在在放電量量q。即根據(jù)據(jù)氣隙放放電時試試品上的的電壓變變化和試試品電容容來確定定放電電電荷量。。氣隙放電電引起的的壓降為為，，則上上的的電壓變變動為：：視在放電電量由于>>，所以視在放電電量和真真實(shí)放電電量的關(guān)關(guān)系為：：可見qr>>q表征局部部放電的的參數(shù):1)放電重復(fù)復(fù)率(N):也稱脈沖沖重復(fù)率率,是在選定定的時間間間隔內(nèi)內(nèi)測得的的每秒發(fā)發(fā)生放電電脈沖的的平均次次數(shù)，表表示局部部放電的的出現(xiàn)頻頻率。與與外加電電壓的大大小有關(guān)關(guān)，外加加電壓增增大時，，放電次次數(shù)也隨隨之增多多。2)放電能量量（W）：通常常指一次次局部放放電所消消耗的能能量。設(shè)氣隙中中開始局局部放電電時的外外加電壓壓瞬時值值為，，則設(shè)，，則則3）其他參參數(shù)：平平均放電電電流、、放電的的均方率率、放電電功率、、局部放放電起始始電壓（即即））和和局部放放電熄滅滅電壓。。三局部部放電的的測量1脈沖電流流法現(xiàn)在國際際上推薦薦三種測測試局部部放電的的回路如如圖2所示；（a）并聯(lián)測試回回路（b）串聯(lián)測試回回路（c）橋式測試回回路圖2脈沖電流法局局部放電測試試回路三種回路的基基本目的都是是使在一定電電壓作用下的的被試品Cx中產(chǎn)生的局部部放電電流脈脈沖流過檢測測阻抗Zm，然后把Zm上的電壓或Zm及Zm上的電壓差加加以放大后送送到檢測儀器器P上去，所測得得的脈沖電壓壓峰值與被試試品的視在放放電量成正比比經(jīng)過校準(zhǔn)就就能直接讀出出視在放電量量的值，如果果P為脈沖計(jì)數(shù)器器，則測得的的是放電重復(fù)復(fù)率。Cx：一般試品都可可以用一集中中電容來表示示Ck：為耦合電容，，對工頻電壓壓來說，它起起隔離作用Z：為阻塞電阻，，可以讓工頻頻高電壓作用用到被試品上上，但又阻止止高壓電源中中的高頻分量量對測試回路路產(chǎn)生干擾，，也防止局部部放電脈沖分分流到電源中中去。并聯(lián)測試回路路適用于被試試品一端接地地的情況，優(yōu)優(yōu)點(diǎn)是流過Cx的工頻電流不不流過Zm。串聯(lián)測試回路路適用于被試試品兩端均對對地絕緣的情情況，如果試試驗(yàn)變壓器的的入口電容和和高壓引線的的雜散電容也也足夠大，可可以省去電容容Ck。以上兩種測試試回路都屬直直測（接）法，而橋式測測試回路屬于于平衡法，此此時Cx與Ck的低壓端均對對地絕緣，此此時測量儀器器P測得的是Zm和Zm上的電壓差。。這種測試回回路的優(yōu)點(diǎn)是是抗干擾性能能好。2其余的檢測方方法1）噪聲檢測法法：目前主要要用超聲波探探測儀檢測，，特點(diǎn)是抗干干擾能力強(qiáng)，，使用方便，，可以在運(yùn)行行中或耐壓試試驗(yàn)時檢測局局部放電，適適合預(yù)防性試試驗(yàn)的要求。。2）光檢測法：：當(dāng)發(fā)生沿面面放電和電暈暈放電時常用用該法。3）化學(xué)分析法法：用氣相色色譜儀對絕緣緣油中溶解的的氣體進(jìn)行色色譜分析。通通過分析絕緣緣油中溶解氣氣體的成分和和含量，能夠夠判斷設(shè)備內(nèi)內(nèi)部隱藏的缺缺陷類型。優(yōu)優(yōu)點(diǎn)：能發(fā)現(xiàn)現(xiàn)充油電氣設(shè)設(shè)備中一些用用其他試驗(yàn)方方法不易發(fā)現(xiàn)現(xiàn)的局部性缺缺陷（包括局局部放電）。。第六章電氣氣設(shè)備絕緣的的高壓試驗(yàn)工頻交流耐壓壓試驗(yàn)對絕緣緣的考驗(yàn)非常常嚴(yán)格,能有效地發(fā)現(xiàn)現(xiàn)較危險的集集中性缺陷。。它是鑒定電電氣設(shè)備絕緣緣強(qiáng)度最直接接的方法，對對于判斷電氣氣設(shè)備能否投投入運(yùn)行具有有決定性的意意義,也是保證設(shè)備備絕緣水平、、避免發(fā)生絕絕緣事故的重重要手段。交交流耐壓壓試驗(yàn)有時可可能使絕緣中中的一些弱點(diǎn)點(diǎn)更加發(fā)展，，因此在試驗(yàn)驗(yàn)前必須對試試品先進(jìn)行絕絕緣電阻、吸吸收比、泄漏漏電流和介質(zhì)質(zhì)損耗等項(xiàng)目目的試驗(yàn)，若若試驗(yàn)結(jié)果合合格方能進(jìn)行行交流耐壓試試驗(yàn)。否則,應(yīng)及時處理，，待各項(xiàng)指標(biāo)標(biāo)合格后再進(jìn)進(jìn)行交流耐壓壓試驗(yàn),以免造成不應(yīng)應(yīng)有的絕緣損損傷。國家根據(jù)各種種設(shè)備的絕緣緣材質(zhì)和可能能遭受的過電電壓倍數(shù)，規(guī)規(guī)定了相應(yīng)的的出廠試驗(yàn)電電壓標(biāo)準(zhǔn)。具具有夾層絕緣緣的設(shè)備，在在長期運(yùn)行電電壓的作用下下，絕緣具有有累積效應(yīng)，，所以現(xiàn)行有有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定定運(yùn)行中設(shè)備備的試驗(yàn)電壓壓，比出廠試試驗(yàn)電壓有所所降低，且按按不同設(shè)備區(qū)區(qū)別對待（主主要由設(shè)備的的經(jīng)濟(jì)性和安安全性來決定定）。但對純純瓷套管、充充油套管及支支持絕緣子則則例外，因?yàn)闉樗鼈儙缀鯖]沒有累積效應(yīng)應(yīng)，故對運(yùn)行行中的設(shè)備就就取出廠試驗(yàn)驗(yàn)電壓標(biāo)準(zhǔn)。。一試驗(yàn)原原理交流耐壓試驗(yàn)驗(yàn)的接線，應(yīng)應(yīng)按被試品的的要求（電壓壓、容量）和和現(xiàn)有試驗(yàn)設(shè)設(shè)備條件來決決定。通常試試驗(yàn)變壓器是是成套設(shè)備（（包括控制及及調(diào)壓設(shè)備）），對調(diào)壓及及控制回路加加以簡化如圖圖1所示。圖1所示是串級升升壓的試驗(yàn)變壓器，，當(dāng)試驗(yàn)變壓壓器的輸出電壓壓不能滿足試試驗(yàn)所需的電壓壓時，可采用用串級升壓的方方法。進(jìn)行交流耐壓壓的被試品，，一般為容性負(fù)負(fù)荷，當(dāng)被試試品的電容量較較大時，電容容電流在試驗(yàn)變變壓器的漏抗抗上就會產(chǎn)生較較大的壓降。。由于被試品上上的電壓與試試驗(yàn)變壓器漏抗抗上的電壓相相圖1交流耐壓試驗(yàn)驗(yàn)接線原理圖圖第一節(jié)工頻頻電壓試驗(yàn)位相反，有可可能使被試品品上的電壓比比試驗(yàn)變壓器器的輸出電壓壓還高，因此此要求在被試試品上直接測測量電壓。圖1中的R1、R2是保護(hù)電阻，，其目的是為為了將過電流流限制在試驗(yàn)驗(yàn)變壓器與被被試品允許的的范圍內(nèi)，但但保護(hù)電阻不不宜選得過大大，太大了會會由于負(fù)載電電流而產(chǎn)生較較大的壓降和和損耗；R1的另一作用是是在被試品擊擊穿時，防止止試驗(yàn)變壓器器高壓側(cè)產(chǎn)生生過大的電動動力，R1按1Ω/V選?。▽τ诖蟠笕萘康谋辉囋嚻房蛇m當(dāng)選選小些）。與保護(hù)球隙串串聯(lián)的保護(hù)電電阻器R2，其電阻值通通常取1Ω/V。過電壓保護(hù)球球間隙G，是為了限制試試驗(yàn)回路可能能出現(xiàn)的過電電壓，其放電電電壓調(diào)整為為試驗(yàn)電壓的的1.1倍左右。C1、C2電容分壓器；；V電壓表。二試驗(yàn)設(shè)設(shè)備1高壓試驗(yàn)變壓壓器高壓試驗(yàn)變壓壓器，具有電電壓高、容量量?。ǜ邏狠斴敵鲭娏饕话惆銥?.1-1安培）、高壓壓繞組一端接接地、持續(xù)工工作時間短的的特點(diǎn)，在使使用時應(yīng)考慮慮這些特點(diǎn)。。2調(diào)壓器調(diào)壓器應(yīng)能從從零開始平滑滑地調(diào)節(jié)電壓壓，以滿足試試驗(yàn)所需要的的任意電壓。。調(diào)壓器的輸輸出波形，應(yīng)應(yīng)盡可能地接接近正弦波，，容量也應(yīng)滿滿足試驗(yàn)變壓壓器的要求，，通常與試驗(yàn)驗(yàn)變壓器容量量相同。1）設(shè)備電壓的的選擇根據(jù)被試設(shè)備備對試驗(yàn)電壓壓的要求，選選用電壓合適適的試驗(yàn)變壓壓器，并應(yīng)考考慮試驗(yàn)變壓壓器低壓側(cè)電電壓是否和試試驗(yàn)現(xiàn)場電源源電壓及調(diào)壓壓器相符。2）試驗(yàn)電流的的選擇試驗(yàn)變壓器的的額定電流，，應(yīng)能滿足過過流被試品的的電容電流和和泄漏電流的的要求。一般般按試驗(yàn)時所所加的電壓和和被試品的電電容量來所需需的試驗(yàn)電源源，可按下式式計(jì)算：試驗(yàn)所需的電電源容量按下下式計(jì)算：1）自耦調(diào)壓器器自耦調(diào)壓器的的應(yīng)用廣泛，，它具有體積積小、重量輕輕、效率高、、波形好等優(yōu)優(yōu)點(diǎn)。自耦調(diào)調(diào)壓器是用移移動碳刷接觸觸調(diào)壓，所以以容量受到限限制，適用于于小容量調(diào)壓壓。2）移卷調(diào)壓器器移卷調(diào)壓器是是通過移動一一個可活動的的線圈來調(diào)壓壓的，移卷調(diào)調(diào)壓器的調(diào)壓壓范圍寬，并并與試驗(yàn)變壓壓器配套，電電壓可達(dá)10千伏。主要缺缺點(diǎn)是效率低低、空載電流流大，在低電電壓和接近額額定電壓下使使用，波形容容易發(fā)生畸變變。三試驗(yàn)電電壓的測量1.在試驗(yàn)變壓器器低壓側(cè)測量量對于一般瓷質(zhì)質(zhì)絕緣、斷路路器、絕緣工工具等，可測測取試驗(yàn)變壓壓器低壓側(cè)的的電壓，再通通過變比換算算至高壓側(cè)電電壓，適用于于負(fù)荷容量比比電源容量小小得多，測量量準(zhǔn)確度要求求不高的情況況。2.用電壓互感器器測量將電壓互感器器的原邊并接接在被試品的的兩端在電壓壓互感器的副副邊測量電壓壓，根據(jù)測得得的電壓和電電壓互感器的的變壓比計(jì)算算出高壓側(cè)的的電壓。為保保證測量的準(zhǔn)確度，，電壓互感感器的精度度等級應(yīng)不不低于1級，電壓表表不低于0.5級。3用高