高電壓技術第3章電氣設備絕緣預防性試驗課件

高電壓技術第三章電氣設備絕緣預防性試驗高電壓技術第三章電氣設備絕緣預防性試驗概述電氣設備絕緣缺陷形成的原因制造時潛伏的；機械碰撞運行中在外界作用下發(fā)展起來的；工作電壓、電壓、大氣、機械力、熱、化學等電氣設備絕緣缺陷的分類集中性缺陷裂縫、局部破損、氣泡等分散性缺陷內絕緣受潮、老化、變質等概述電氣設備絕緣缺陷形成的原因制造時潛伏的；電氣設備絕緣缺陷電氣設備絕緣試驗分類按照對設備造成的影響程度分類（兩類）絕緣預防性試驗(非破壞性試驗)在較低電壓下或用其它不會損傷絕緣的方法測量絕緣的各種情況，從而判斷絕緣內部的缺陷包含的種類絕緣電阻、泄漏電流測量介質損耗角正切測量局部放電測量電壓分布測量等概述電氣設備絕緣試驗分類按照對設備造成的影響程度分類（兩類）絕緣絕緣高電壓試驗（破壞性試驗）以高于設備的正常運行電壓來考核設備的電壓耐受能力和絕緣水平。優(yōu)點：耐壓試驗對絕緣的考驗嚴格，能保證絕緣具有一定的絕緣水平或裕度；缺點：可能在試驗時給絕緣造成一定的損傷。包含的種類：交流高電壓試驗直流高電壓試驗沖擊高電壓試驗概述絕緣高電壓試驗（破壞性試驗）概述按照設備是否帶電的方式分類（兩類）離線在離線的監(jiān)測和診斷時，要求被試設備退出運行狀態(tài)，通常是周期性間斷地施行特點：可采用破壞性試驗和非破壞性試驗兩種方式，兩種方式是相輔相成的。缺點：對絕緣耐壓水平的判斷比較間接，尤其對于周期性的離線試驗更不易判斷準確。概述按照設備是否帶電的方式分類（兩類）離線概述在線在線監(jiān)測則是在被試設備處于帶電運行的條件下，對設備的絕緣狀況進行連續(xù)或定時的監(jiān)測，通常是自動進行的特點：只能采用非破壞性試驗方式。由于可連續(xù)監(jiān)測，除測定絕緣特性的數(shù)值外，還可分析特性隨時間的變化趨勢，從而顯著提高了其判斷的準確性。概述在線概述第一節(jié)絕緣的老化第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量第三節(jié)介質損耗角正切的測量第四節(jié)局部放電的測量本章主要內容第一節(jié)絕緣的老化本章主要內容第一節(jié)

絕緣的老化絕緣介質老化的概念及原因絕緣的老化——電氣設備的絕緣在長期運行過程中會發(fā)生一系列物理變化和化學變化，致使其電氣、機械及其他性能逐漸劣化的現(xiàn)象。絕緣介質老化的概念熱、電、機械力、水分、氧化、各種射線、微生物等因素的作用。絕緣介質老化的因素第一節(jié)絕緣的老化絕緣介質老化的概念及原因絕緣的老化——電第一節(jié)絕緣的老化絕緣介質老化的主要形式電介質的熱老化電介質的熱老化——在高溫下，電介質在短時間內就會發(fā)生明顯的劣化；即使溫度不太高，但如作用時間很長，絕緣性可能也會發(fā)生不可逆的劣化現(xiàn)象。溫度越高，絕緣老化得越快，壽命越短。

電介質的電老化電介質的電老化——在外加高電壓或強電場作用下的老化。介質電老化的主要原因——介質中出現(xiàn)局部放電第一節(jié)絕緣的老化絕緣介質老化的主要形式電介質的熱老化電介第一節(jié)絕緣的老化機械應力有脆性、塑性和彈性三種。對絕緣老化的速度有很大的影響，產生裂縫，導致局部放電；吸潮性能在潮濕地區(qū)要選用吸濕性小、憎水性強的材料。一般而言，非極性電介質吸濕性低，極性電介質吸濕性較強化學性能及抗生物性化學性能指材料的化學穩(wěn)定性如耐腐蝕性氣體、液體溶劑等抗生物性指材料抗霉菌、昆蟲的性能，在濕熱地區(qū)尤為重要影響絕緣介質老化的其他因素返回第一節(jié)絕緣的老化機械應力影響絕緣介質老化的其他因素返回雙層介質等值電路圖U1U2第二節(jié)

絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量測量絕緣電阻與吸收比的工作原理大多電氣設備的絕緣是多層的，一般用雙層介質的模型來分析多層介質的特應分析因吸收現(xiàn)象而出現(xiàn)的過渡過程

t=0+

（S合閘瞬間），電壓按電容分布雙層介質等值電路圖U1U2第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量分析因吸收現(xiàn)象而出現(xiàn)的過渡過程

t=∞

（穩(wěn)態(tài)），電壓按電組分布雙層介質等值電路圖U1U2穩(wěn)態(tài)電流（電導電流）第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量分析因吸收現(xiàn)象而出第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量分析因吸收現(xiàn)象而出現(xiàn)的過渡過程雙層介質等值電路圖U1U2由于吸收現(xiàn)象→U10≠U1∞

，U20≠U2∞則電壓的變化規(guī)律為代入U10、U1∞、U20、

U2∞的值可得過渡時間常數(shù)第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量分析因吸收現(xiàn)象而出第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量分析因吸收現(xiàn)象而出現(xiàn)的過渡過程雙層介質等值電路圖U1U2流過雙層介質的電流為選用第一個方程式，則電導電流Ig吸收電流Ia當絕緣嚴重受潮或出現(xiàn)導電性缺陷時，阻值R1、R2

或兩者之和顯著減小，Ig大大增加，而Ia迅速衰減。第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量分析因吸收現(xiàn)象而出第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量絕緣電阻和吸收比的測量測量絕緣電阻的意義及不足絕緣電阻——電導電流對應的穩(wěn)態(tài)阻值。R∞=R1+R2受潮時，絕緣電阻顯著降低，Ig顯著增大，Ia迅速衰減。因此，能揭示絕緣整體受潮、局部嚴重受潮、存在貫穿性缺陷等情況。不足大型設備(如大型發(fā)電機、變壓器)的吸收電流很大，要測穩(wěn)態(tài)電阻要花很長時間有些設備(如電機)由Ig反映的絕緣電阻往往有很大的變化范圍，很難給出一定的絕緣電阻判斷標準第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量絕緣電阻和吸收比的第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量吸收比和極化指數(shù)對某些大型試驗品，用測“吸收比”的方法替代測絕緣電阻吸收比K1

——加壓60秒時的絕緣電阻與15秒時絕緣電阻之比K1恒大于1，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不同時刻的絕緣電阻的比值，排除了絕緣結構和體積尺寸的影響⑴吸收比i1i3i2i=i1+i2+

i3I606015I15i

t(s)流過電介質電流第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量吸收比和極化指數(shù)對第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量大容量電氣設備中，吸收現(xiàn)象延續(xù)更長時間，吸收比不能很好地反映絕緣的真實狀態(tài)，用極化指數(shù)再判斷。極化指數(shù)K2

——為加壓10分鐘時的絕緣電阻與1分鐘時絕緣電阻之比值K2恒大于1，越大表示吸收現(xiàn)象越顯著，絕緣性能越好⑵極化指數(shù)第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量大容量電氣設備中，第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量絕緣狀態(tài)的判定若絕緣內部有集中性導電通道，或絕緣嚴重受潮，則電阻R1

、R2會顯著降低，泄漏電流大大增加，時間常數(shù)大為減小，吸收電流迅速衰減。當K1或K2等于1或接近于1，則設備基本喪失絕緣能力。不同絕緣狀態(tài)下的絕緣電阻的變化曲線注意：某些集中性缺陷已相當嚴重，以致在耐壓試驗時被擊穿，但在此前測得的絕緣電阻、吸收比、極化指數(shù)卻并不低，因為缺陷未貫穿絕緣。所以僅憑絕緣電阻判斷絕緣狀態(tài)是不夠的第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量絕緣狀態(tài)的判定若絕第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量測量絕緣電阻最常用的儀表為手搖式兆歐表兆歐表的電壓：500、1000、2500、5000V等兆歐表選擇：根據(jù)設備電壓等級的不同，選用不同電壓的兆歐表。例：額定電壓1kV及以下者使用1000V兆歐表；1kV以上者使用2500V兆歐表。絕緣電阻的測量儀器第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量測量絕緣電阻最常用第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量泄漏電流的測量加在試品上的直流電壓比兆歐表的工作電壓高得多。能發(fā)現(xiàn)兆歐表所不能發(fā)現(xiàn)的未貫穿缺陷。施加在試品上的直流電壓是逐漸增大的，這樣就可以在升壓過程中監(jiān)視泄漏電流的增長動向。在電壓升到規(guī)定的試驗電壓值后，要保持1min再讀出最后的泄漏電流值。當絕緣良好時，泄漏電流應保持穩(wěn)定，且其值很小。測量泄漏電流特點第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量泄漏電流的測量加在第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量測量泄漏電流對絕緣狀態(tài)的判斷曲線1——發(fā)電機絕緣良好，泄漏電流值較小，隨電壓呈線形上升曲線2——絕緣受潮，電流值變大，但基本上仍隨電壓線性上升曲線3——絕緣中已有集中性缺陷曲線4——電壓尚不到直流耐壓試驗電壓Ut

的1/2時，泄漏電流就已急劇上升，發(fā)電機可能在運行電壓下就發(fā)生擊穿返回第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量測量泄漏電流對絕緣第三節(jié)

介質損耗角正切的測量tg

測量的特點tg能反映絕緣的整體性缺陷和小電容試品中的嚴重局部性缺陷。當絕緣受潮，油劣化變質，絕緣油中氣隙放電，則流過絕緣的電流中有功分量增大，tg

增大tg是反映絕緣功率損耗大小的特征參數(shù)，與絕緣的體積大小無關tg測量不能靈敏地反映大容量發(fā)電機、變壓器和電力電纜絕緣中的局部性缺陷。第三節(jié)介質損耗角正切的測量tg測量的特點tg能反第三節(jié)介質損耗角正切的測量測量tg用的西林電橋西林電橋的組成高壓臂試品(Cx

、Rx

）以Z1表示無損耗的標準電容CN，以阻抗Z2表示低壓臂可調無感電阻R3，以Z3來表示無感電阻R4和可調電容C4的并聯(lián)，以Z4來表示電橋平衡：檢流計P檢零；檢流計保護：放電管V；UVCNCxVR3R4C4DCI2I1RxABPI1I2Z1Z2Z3Z4第三節(jié)介質損耗角正切的測量測量tg用的西林電橋西林電交流電壓U的作用下，調節(jié)R3和C4

，使電橋達到平衡，即A、B兩點間無電位差，P的電流為零，則有：第三節(jié)介質損耗角正切的測量西林電橋的工作原理UVCNCxVR3R4C4DCI2I1RxABPI1I2Z1Z2Z3Z4交流電壓U的作用下，調節(jié)R3和C4，使電橋達到平衡，即AUVCNCxVR3R4C4DCI2I1RxABPI1I2Z1Z2Z3Z4第三節(jié)介質損耗角正切的測量由于ICA＝IAD＝I1，ICB＝IBD＝

I2，所以各橋臂電壓之比等于的橋臂阻抗之比：其中UVCNCxVR3R4C4DCI2I1RxABPI1I2Z1第三節(jié)介質損耗角正切的測量UVCNCxVR3R4C4DCI2I1RxABPI1I2Z1Z2Z3Z4把Z1、

Z2、Z3、

Z4的值，代入式Z1Z4＝Z2Z3，可得試品的等值電容和等值電阻：實部相等虛部相等第三節(jié)介質損耗角正切的測量UVCNCxVR3R4C4DC第三節(jié)介質損耗角正切的測量UVCNCxVR3R4C4DCI2I1RxABPI1I2Z1Z2Z3Z4由Rx、

Cx的值，可得介質并聯(lián)等值電路的介質損耗角正切介質串聯(lián)等值電路的介質損耗角正切結果一樣注意tgδ可簡化計算：試品電容簡化計算：第三節(jié)介質損耗角正切的測量UVCNCxVR3R4C4DC第三節(jié)介質損耗角正切的測量tg測量的影響因素外界電磁場的干擾影響干擾源：高壓電源和試驗現(xiàn)場高壓帶電體引起的電場干擾?，F(xiàn)場測試條件下，電橋處于一個相當顯著的交變磁場中，這時電橋接線內也會感應出一個干擾電勢，對電橋的平衡產生影響，也將導致測量誤差。消除干擾的方法：金屬屏蔽網和屏蔽電纜。使雜散電容不流過橋臂。UVCNCxVR3R4C4DCI2I1RxABPI1I2Z1Z2Z3Z4屏蔽網第三節(jié)介質損耗角正切的測量tg測量的影響因素外界電磁第三節(jié)介質損耗角正切的測量溫度的影響

tg隨溫度的增高而增大。為了便于比較，應將在各種溫度下測得的值換算到20℃時的值。試品電容量的影響對于電容量較小的試品：測量tg能有效的發(fā)現(xiàn)局部集中性缺陷和整體分布性缺陷。對電容量較大的試品（例如大中型發(fā)電機、變壓器、電力電纜、電力電容器等）：測量只能發(fā)現(xiàn)整體分布性缺陷。此時要把它分解成幾個彼此絕緣部分的被試品，分別測量各部分的tg值，能有效的發(fā)現(xiàn)缺陷。第三節(jié)介質損耗角正切的測量溫度的影響tg隨溫度的增第三節(jié)介質損耗角正切的測量試驗電壓的影響良好的絕緣，加額定電壓范圍內，絕緣的tg

值幾乎不變若絕緣中存在氣泡、或絕緣受潮當所加試檢電壓尚不足以使絕緣中的氣泡或氣隙電離時，其tg值與良好絕緣無顯著差別;當所加試驗電壓足以使絕緣中的氣泡電離或足以使絕緣產生電暈或局部放電等情況時，tg的值將隨試驗電壓的升高而迅速增大。注意：測定tg

所用的電壓，最好接近于被試品的正常工作電壓。加電壓過低，不易發(fā)現(xiàn)絕緣中的缺陷；加電壓過高，容易對絕緣造成不必要的損傷.第三節(jié)介質損耗角正切的測量試驗電壓的影響良好的絕緣，加額第三節(jié)介質損耗角正切的測量試品表面泄漏電流的影響由于試品表面泄漏電阻總是與試品等值電阻Rx相并聯(lián)，所以會影響tg值。為了排除或減小這種影響，在測試前應清除絕緣表面的積污和水分，必要時還可以在絕緣表面上裝設屏蔽極。返回第三節(jié)介質損耗角正切的測量試品表面泄漏電流的影響由于試品第四節(jié)

局部放電的測量局部放電的概述局部放電的概念局部放電——指由于電氣設備內部絕緣里面存在的弱點，在一定外施電壓下發(fā)生的局部的重復擊穿和熄滅現(xiàn)象局部放電的危害局部放電發(fā)生在絕緣內部的氣隙或氣泡之中，在這個很小的空間內電場強度很大。它的放電能量很小，所以它的存在并不影響電氣設備的短時絕緣強度。但如一個電氣設備在運行電壓下長期存在局部放電現(xiàn)象，這些微弱的放電能量和由此產生的一些不良效應，就可以慢慢地損壞絕緣，日積月累，最后可導致整個絕緣被擊穿，發(fā)生電氣設備的突發(fā)性故障第四節(jié)局部放電的測量局部放電的概述局部放電的概念局部放電第四節(jié)局部放電的測量介質內部發(fā)生局部放電時，會發(fā)生許多現(xiàn)象。有些屬于電的：如電脈沖的產生，介質損耗的增大和電磁波放射；有些屬于非電的：如光、熱、噪音、氣體壓力的變化和化學變化局部放電的特點這些現(xiàn)象都可以用來判斷局部放電是否存在，因此檢測的方法也可以分為電的和非電的兩類局部放電的檢測第四節(jié)局部放電的測量介質內部發(fā)生局部放電時，會發(fā)生許多現(xiàn)第四節(jié)局部放電的測量局部放電的三電容模型CaCgCbCaCbCg三電容模型——以三個電容來表征介質內部存在缺陷時的局部放電的機理Cg—氣泡的電容Cb—和Cg相串聯(lián)部分的介質電容Ca—完好部分絕緣的電容極板間總電容注意：氣泡很小，Cg比Cb大，Ca比Cg大很多第四節(jié)局部放電的測量局部放電的三電容模型CaCgCbCa第四節(jié)局部放電的測量uguUsUrUsUr電極間加上交流電壓u，則Cg上的電壓為ug＝uCb/(Cb+Cg)第一次局部放電ug隨外加電壓u升高，當u上升到Us瞬時值，ug到達氣系的放電電壓，Cg氣隙放電。于是Cg上的電壓一下子從Ug下降到Ur，然后放電熄滅Ur為殘余電壓，接近為零局部放電機理第四節(jié)局部放電的測量uguUsUrUsUr電極間加上交流第四節(jié)局部放電的測量uguUsUrUsUr第二次局部放電第一次放電結束，Cg上的電壓將再次上升，當它再次升到ug時，Cg再次放電，電壓再次降到ur，放電再次熄滅放電過程不斷循環(huán)每次放電對應一個局部放電電流脈沖。這一放電過程的時間很短（10-8數(shù)量級），可認為瞬時完成。每次放電，電壓瞬時下降量為△Ug＝

Us－

Ur第四節(jié)局部放電的測量uguUsUrUsUr第二次局部放電CaCgCbuguUsUrUsUr第四節(jié)局部放電的測量表征局部放電的重要參數(shù)真實放電量qr當Cg放電時，放電總電容Cg′：Cg′上的電壓變化為(Us－Ur)，故每次放電釋放的電荷qr由于Ca>>Cb注意：試驗中式中的各個量，都是無法實測得到的。所以要尋求其它能反映局部放電的量來測量。⑴視在放電量（q）CaCgCbuguUsUrUsUr第四節(jié)局部放電的測量表第四節(jié)局部放電的測量視在放電量q氣隙放電引起的壓降(Us－Ur)按反比分配在Ca、Cb上，Ca的電壓變動為由于電壓的變動，相當于試品放掉電荷q由于Ca>>Cb注意：其表達式中的量都是可以測得的。它是局部放電試驗中的重要參量CaCgCbuguUsUrUsUr第四節(jié)局部放電的測量視在放電量qCaCgCbuguUsU第四節(jié)局部放電的測量真實放電量qr和視在放電量q的關系由于Ca>>Cb，可知真實放電量qr比視在放電量q大得多但二者存在比例關系，q值能相對的反應qr的值第四節(jié)局部放電的測量真實放電量qr和視在放電量q的關系第四節(jié)局部放電的測量⑵放電重復率（N）在選定的時間間隔內測得的每秒發(fā)生放電脈沖的平均次數(shù)表示局部放電的出現(xiàn)頻率。與外加電壓的大小有關，外加電壓增大時，放電次數(shù)也隨之增多。⑶放電能量（W）指一次局部放電所消耗的能量其中：q為視在放電量，Ui為局部放電起始電壓第四節(jié)局部放電的測量⑵放電重復率（N）在選定的時間間隔結束！結束！高電壓技術第三章電氣設備絕緣預防性試驗高電壓技術第三章電氣設備絕緣預防性試驗概述電氣設備絕緣缺陷形成的原因制造時潛伏的；機械碰撞運行中在外界作用下發(fā)展起來的；工作電壓、電壓、大氣、機械力、熱、化學等電氣設備絕緣缺陷的分類集中性缺陷裂縫、局部破損、氣泡等分散性缺陷內絕緣受潮、老化、變質等概述電氣設備絕緣缺陷形成的原因制造時潛伏的；電氣設備絕緣缺陷電氣設備絕緣試驗分類按照對設備造成的影響程度分類（兩類）絕緣預防性試驗(非破壞性試驗)在較低電壓下或用其它不會損傷絕緣的方法測量絕緣的各種情況，從而判斷絕緣內部的缺陷包含的種類絕緣電阻、泄漏電流測量介質損耗角正切測量局部放電測量電壓分布測量等概述電氣設備絕緣試驗分類按照對設備造成的影響程度分類（兩類）絕緣絕緣高電壓試驗（破壞性試驗）以高于設備的正常運行電壓來考核設備的電壓耐受能力和絕緣水平。優(yōu)點：耐壓試驗對絕緣的考驗嚴格，能保證絕緣具有一定的絕緣水平或裕度；缺點：可能在試驗時給絕緣造成一定的損傷。包含的種類：交流高電壓試驗直流高電壓試驗沖擊高電壓試驗概述絕緣高電壓試驗（破壞性試驗）概述按照設備是否帶電的方式分類（兩類）離線在離線的監(jiān)測和診斷時，要求被試設備退出運行狀態(tài)，通常是周期性間斷地施行特點：可采用破壞性試驗和非破壞性試驗兩種方式，兩種方式是相輔相成的。缺點：對絕緣耐壓水平的判斷比較間接，尤其對于周期性的離線試驗更不易判斷準確。概述按照設備是否帶電的方式分類（兩類）離線概述在線在線監(jiān)測則是在被試設備處于帶電運行的條件下，對設備的絕緣狀況進行連續(xù)或定時的監(jiān)測，通常是自動進行的特點：只能采用非破壞性試驗方式。由于可連續(xù)監(jiān)測，除測定絕緣特性的數(shù)值外，還可分析特性隨時間的變化趨勢，從而顯著提高了其判斷的準確性。概述在線概述第一節(jié)絕緣的老化第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量第三節(jié)介質損耗角正切的測量第四節(jié)局部放電的測量本章主要內容第一節(jié)絕緣的老化本章主要內容第一節(jié)

絕緣的老化絕緣介質老化的概念及原因絕緣的老化——電氣設備的絕緣在長期運行過程中會發(fā)生一系列物理變化和化學變化，致使其電氣、機械及其他性能逐漸劣化的現(xiàn)象。絕緣介質老化的概念熱、電、機械力、水分、氧化、各種射線、微生物等因素的作用。絕緣介質老化的因素第一節(jié)絕緣的老化絕緣介質老化的概念及原因絕緣的老化——電第一節(jié)絕緣的老化絕緣介質老化的主要形式電介質的熱老化電介質的熱老化——在高溫下，電介質在短時間內就會發(fā)生明顯的劣化；即使溫度不太高，但如作用時間很長，絕緣性可能也會發(fā)生不可逆的劣化現(xiàn)象。溫度越高，絕緣老化得越快，壽命越短。

電介質的電老化電介質的電老化——在外加高電壓或強電場作用下的老化。介質電老化的主要原因——介質中出現(xiàn)局部放電第一節(jié)絕緣的老化絕緣介質老化的主要形式電介質的熱老化電介第一節(jié)絕緣的老化機械應力有脆性、塑性和彈性三種。對絕緣老化的速度有很大的影響，產生裂縫，導致局部放電；吸潮性能在潮濕地區(qū)要選用吸濕性小、憎水性強的材料。一般而言，非極性電介質吸濕性低，極性電介質吸濕性較強化學性能及抗生物性化學性能指材料的化學穩(wěn)定性如耐腐蝕性氣體、液體溶劑等抗生物性指材料抗霉菌、昆蟲的性能，在濕熱地區(qū)尤為重要影響絕緣介質老化的其他因素返回第一節(jié)絕緣的老化機械應力影響絕緣介質老化的其他因素返回雙層介質等值電路圖U1U2第二節(jié)

絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量測量絕緣電阻與吸收比的工作原理大多電氣設備的絕緣是多層的，一般用雙層介質的模型來分析多層介質的特應分析因吸收現(xiàn)象而出現(xiàn)的過渡過程

t=0+

（S合閘瞬間），電壓按電容分布雙層介質等值電路圖U1U2第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量分析因吸收現(xiàn)象而出現(xiàn)的過渡過程

t=∞

（穩(wěn)態(tài)），電壓按電組分布雙層介質等值電路圖U1U2穩(wěn)態(tài)電流（電導電流）第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量分析因吸收現(xiàn)象而出第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量分析因吸收現(xiàn)象而出現(xiàn)的過渡過程雙層介質等值電路圖U1U2由于吸收現(xiàn)象→U10≠U1∞

，U20≠U2∞則電壓的變化規(guī)律為代入U10、U1∞、U20、

U2∞的值可得過渡時間常數(shù)第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量分析因吸收現(xiàn)象而出第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量分析因吸收現(xiàn)象而出現(xiàn)的過渡過程雙層介質等值電路圖U1U2流過雙層介質的電流為選用第一個方程式，則電導電流Ig吸收電流Ia當絕緣嚴重受潮或出現(xiàn)導電性缺陷時，阻值R1、R2

或兩者之和顯著減小，Ig大大增加，而Ia迅速衰減。第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量分析因吸收現(xiàn)象而出第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量絕緣電阻和吸收比的測量測量絕緣電阻的意義及不足絕緣電阻——電導電流對應的穩(wěn)態(tài)阻值。R∞=R1+R2受潮時，絕緣電阻顯著降低，Ig顯著增大，Ia迅速衰減。因此，能揭示絕緣整體受潮、局部嚴重受潮、存在貫穿性缺陷等情況。不足大型設備(如大型發(fā)電機、變壓器)的吸收電流很大，要測穩(wěn)態(tài)電阻要花很長時間有些設備(如電機)由Ig反映的絕緣電阻往往有很大的變化范圍，很難給出一定的絕緣電阻判斷標準第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量絕緣電阻和吸收比的第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量吸收比和極化指數(shù)對某些大型試驗品，用測“吸收比”的方法替代測絕緣電阻吸收比K1

——加壓60秒時的絕緣電阻與15秒時絕緣電阻之比K1恒大于1，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不同時刻的絕緣電阻的比值，排除了絕緣結構和體積尺寸的影響⑴吸收比i1i3i2i=i1+i2+

i3I606015I15i

t(s)流過電介質電流第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量吸收比和極化指數(shù)對第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量大容量電氣設備中，吸收現(xiàn)象延續(xù)更長時間，吸收比不能很好地反映絕緣的真實狀態(tài)，用極化指數(shù)再判斷。極化指數(shù)K2

——為加壓10分鐘時的絕緣電阻與1分鐘時絕緣電阻之比值K2恒大于1，越大表示吸收現(xiàn)象越顯著，絕緣性能越好⑵極化指數(shù)第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量大容量電氣設備中，第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量絕緣狀態(tài)的判定若絕緣內部有集中性導電通道，或絕緣嚴重受潮，則電阻R1

、R2會顯著降低，泄漏電流大大增加，時間常數(shù)大為減小，吸收電流迅速衰減。當K1或K2等于1或接近于1，則設備基本喪失絕緣能力。不同絕緣狀態(tài)下的絕緣電阻的變化曲線注意：某些集中性缺陷已相當嚴重，以致在耐壓試驗時被擊穿，但在此前測得的絕緣電阻、吸收比、極化指數(shù)卻并不低，因為缺陷未貫穿絕緣。所以僅憑絕緣電阻判斷絕緣狀態(tài)是不夠的第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量絕緣狀態(tài)的判定若絕第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量測量絕緣電阻最常用的儀表為手搖式兆歐表兆歐表的電壓：500、1000、2500、5000V等兆歐表選擇：根據(jù)設備電壓等級的不同，選用不同電壓的兆歐表。例：額定電壓1kV及以下者使用1000V兆歐表；1kV以上者使用2500V兆歐表。絕緣電阻的測量儀器第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量測量絕緣電阻最常用第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量泄漏電流的測量加在試品上的直流電壓比兆歐表的工作電壓高得多。能發(fā)現(xiàn)兆歐表所不能發(fā)現(xiàn)的未貫穿缺陷。施加在試品上的直流電壓是逐漸增大的，這樣就可以在升壓過程中監(jiān)視泄漏電流的增長動向。在電壓升到規(guī)定的試驗電壓值后，要保持1min再讀出最后的泄漏電流值。當絕緣良好時，泄漏電流應保持穩(wěn)定，且其值很小。測量泄漏電流特點第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量泄漏電流的測量加在第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量測量泄漏電流對絕緣狀態(tài)的判斷曲線1——發(fā)電機絕緣良好，泄漏電流值較小，隨電壓呈線形上升曲線2——絕緣受潮，電流值變大，但基本上仍隨電壓線性上升曲線3——絕緣中已有集中性缺陷曲線4——電壓尚不到直流耐壓試驗電壓Ut

的1/2時，泄漏電流就已急劇上升，發(fā)電機可能在運行電壓下就發(fā)生擊穿返回第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量測量泄漏電流對絕緣第三節(jié)

介質損耗角正切的測量tg

測量的特點tg能反映絕緣的整體性缺陷和小電容試品中的嚴重局部性缺陷。當絕緣受潮，油劣化變質，絕緣油中氣隙放電，則流過絕緣的電流中有功分量增大，tg

增大tg是反映絕緣功率損耗大小的特征參數(shù)，與絕緣的體積大小無關tg測量不能靈敏地反映大容量發(fā)電機、變壓器和電力電纜絕緣中的局部性缺陷。第三節(jié)介質損耗角正切的測量tg測量的特點tg能反第三節(jié)介質損耗角正切的測量測量tg用的西林電橋西林電橋的組成高壓臂試品(Cx

、Rx

）以Z1表示無損耗的標準電容CN，以阻抗Z2表示低壓臂可調無感電阻R3，以Z3來表示無感電阻R4和可調電容C4的并聯(lián)，以Z4來表示電橋平衡：檢流計P檢零；檢流計保護：放電管V；UVCNCxVR3R4C4DCI2I1RxABPI1I2Z1Z2Z3Z4第三節(jié)介質損耗角正切的測量測量tg用的西林電橋西林電交流電壓U的作用下，調節(jié)R3和C4

，使電橋達到平衡，即A、B兩點間無電位差，P的電流為零，則有：第三節(jié)介質損耗角正切的測量西林電橋的工作原理UVCNCxVR3R4C4DCI2I1RxABPI1I2Z1Z2Z3Z4交流電壓U的作用下，調節(jié)R3和C4，使電橋達到平衡，即AUVCNCxVR3R4C4DCI2I1RxABPI1I2Z1Z2Z3Z4第三節(jié)介質損耗角正切的測量由于ICA＝IAD＝I1，ICB＝IBD＝

I2，所以各橋臂電壓之比等于的橋臂阻抗之比：其中UVCNCxVR3R4C4DCI2I1RxABPI1I2Z1第三節(jié)介質損耗角正切的測量UVCNCxVR3R4C4DCI2I1RxABPI1I2Z1Z2Z3Z4把Z1、

Z2、Z3、

Z4的值，代入式Z1Z4＝Z2Z3，可得試品的等值電容和等值電阻：實部相等虛部相等第三節(jié)介質損耗角正切的測量UVCNCxVR3R4C4DC第三節(jié)介質損耗角正切的測量UVCNCxVR3R4C4DCI2I1RxABPI1I2Z1Z2Z3Z4由Rx、

Cx的值，可得介質并聯(lián)等值電路的介質損耗角正切介質串聯(lián)等值電路的介質損耗角正切結果一樣注意tgδ可簡化計算：試品電容簡化計算：第三節(jié)介質損耗角正切的測量UVCNCxVR3R4C4DC第三節(jié)介質損耗角正切的測量tg測量的影響因素外界電磁場的干擾影響干擾源：高壓電源和試驗現(xiàn)場高壓帶電體引起的電場干擾?，F(xiàn)場測試條件下，電橋處于一個相當顯著的交變磁場中，這時電橋接線內也會感應出一個干擾電勢，對電橋的平衡產生影響，也將導致測量誤差。消除干擾的方法：金屬屏蔽網和屏蔽電纜。使雜散電容不流過橋臂。UVCNCxVR3R4C4DCI2I1RxABPI1I2Z1Z2Z3Z4屏蔽網第三節(jié)介質損耗角正切的測量tg測量的影響因素外界電磁第三節(jié)介質損耗角正切的測量溫度的影響

tg隨溫度的增高而增大。為了便于比較，應將在各種溫度下測得的值換算到20℃時的值。試品電容量的影響對于電容量較小的試品：測量tg能有效的發(fā)現(xiàn)局部集中性缺陷和整體分布性缺陷。對電容量較大的試品（例如大中型發(fā)電機、變壓器、電力電纜、電力電容器等）：測量只能發(fā)現(xiàn)整體分布性缺陷。此時要把它分解成幾個彼此絕緣部分的被試品，分別測量各部分的tg值，能有效的發(fā)現(xiàn)缺陷。第三節(jié)介質損耗角正切的測量溫度的影響tg隨溫度的增第三節(jié)介質損耗角正切的測量試驗電壓的影響良好的絕緣，加額定電壓范圍內，絕緣的tg

值幾乎不變若絕緣中存在氣泡、或絕緣受潮當所加試檢電壓尚不足以使絕緣中的氣泡或氣隙電離時，其tg值與良好絕緣無顯著差別;當所加試驗電壓足以使絕緣中的氣泡電離或足以使絕緣產生電暈或局部放電等情況時，tg的值將隨試驗電壓的升高而迅速增大。注意：測定tg

所用的電壓，最好接近于被試品的正常工作電壓。加電壓過低，不易發(fā)現(xiàn)絕緣中的缺陷；加電壓過高，容易對絕緣造成不必要的損傷.第三節(jié)介質損耗角正切的測量試驗電壓的影響良好的絕緣，加額第三節(jié)介質損耗角正切的測量試品表面泄漏電流的影響由于試品表面泄漏電阻總是與試品等值電阻Rx相并聯(lián)，所以會影響tg值。為了排除或減小這種影響，在測試前應清除絕緣表面的積污和水分，必要時還可以在絕緣表面上裝設屏蔽極。返回第三節(jié)介質損耗角正切的測量試品表面泄漏電流的影響由于試品第四節(jié)

局部放電的測量局部放電的概述局部放電的概念局部放電——指由于電氣設備內部絕緣里面存在的弱點，在一定外施電壓下發(fā)生的局部的重復擊穿和熄滅現(xiàn)象局部放電的危害局部放電發(fā)生在絕緣內部的氣隙或氣泡之中，在這個很小的空間內電場強度很大。它的放電能量很小，所以它的存在并不影響電氣設備的短時絕緣強度。但如一個電氣設備在運行電壓下長期存在局部放電現(xiàn)象，這些微弱的放電能量和由此產生的一些不良效應，就可以慢慢地損壞絕緣，日積月累，最后可導致整個絕緣被擊穿，發(fā)生電氣設備的突發(fā)性故障第四節(jié)局部放電的測量局部放電的概述局部放電的概念局部放電第四節(jié)局部放電的測量介質內部發(fā)生局部放電時，會發(fā)生許多現(xiàn)象。有些屬于電的：如電