高壓電氣設備試驗教學課件

高壓電氣設備試驗高壓電氣設備試驗1▉絕緣電阻及吸收比試驗

▉絕緣電阻試驗使用范圍絕緣電阻試驗是高壓電氣設備絕緣試驗中一種最簡單、最常用的試驗方法。當電氣設備絕緣受潮，表面臟污，留有表面放電或擊穿痕跡時，其絕緣電阻會顯著下降。根據絕緣等級、測試要求的不同，通常采用的兆歐表輸出電壓有100V、250V、500V、1000V、2500V、5000V、10000V等。由于絕緣電阻試驗所施加的電壓較低，對于一些集中性缺陷，即使可能是很嚴重的缺陷，但在測量時顯示絕緣電阻仍然很大的現(xiàn)象，因此，絕緣電阻試驗只適用于檢測貫穿性缺陷和普遍性缺陷。2022/12/122▉絕緣電阻及吸收比試驗▉絕緣電阻試驗使用范圍2022/12▉絕緣電阻及吸收比試驗

▉絕緣電阻試驗的主要參數及技術指標電氣設備的絕緣，不能等值為單純的電阻，其等值電路往往是電阻電容的混合電路。很多電氣設備的絕緣都是多層的，例如電機絕緣中用的云母帶，變壓器等絕緣中用的油和紙，因此，在絕緣試驗中測得的并不是一個純電阻。如圖4-1為雙層電介質的一個簡化等值電路。圖4-1吸收曲線及絕緣電阻變化曲線圖4-2吸收曲線及絕緣電阻變化曲線2022/12/123▉絕緣電阻及吸收比試驗▉絕緣電阻試驗的主要參數及技術指標▉絕緣電阻及吸收比試驗

▉絕緣電阻試驗的主要參數及技術指標當合上開關K將直流電壓U加到絕緣上后，等值電路中電流i的變化如圖4-2中曲線所示，開始電流很大，以后逐漸減小，最后趨近于一個常數Ig；這個過程的快慢，與絕緣試品的電容量有關，電容量越大，持續(xù)的時間越長，甚至達數分鐘或更長時間。圖4-2中曲線i和穩(wěn)態(tài)電流Ig之間的面積為絕緣在充電過程中從電源“吸收”的電荷Qa。這種逐漸“吸收”電荷的現(xiàn)象就叫做“吸收現(xiàn)象”。由從圖4-2曲線可以看出，在絕緣電阻試驗中，所測絕緣電阻是隨測量時間變化而變化的，只有當t＝∞時，其測量值為R=R∞，但在絕緣電阻試驗中，特別是電容量較大時，很難測量R∞的值，因此在實際試驗中，規(guī)程規(guī)定，只需測量60s時的絕緣電阻值，即R60S的值，當電容量特別大時，吸收現(xiàn)象特別明顯，如大型發(fā)電機，可以采用10min時的絕緣電阻值。2022/12/124▉絕緣電阻及吸收比試驗▉絕緣電阻試驗的主要參數及技術▉絕緣電阻及吸收比試驗

▉絕緣電阻試驗的主要參數及技術指標對于不均勻絕緣試品，如果絕緣狀況良好，則吸收現(xiàn)象明顯，如絕緣受潮嚴重或內部有集中性導電通道，吸收現(xiàn)象更為明顯。工程上用“吸收比”來反映這一特性，吸收比一般用K表示，其定義為：

K＝R60s/R15s

（4－1）式中：R60s為t=60s時測得的絕緣電阻值；R15s為t=15s時的絕緣電阻值。對于電容量較大的絕緣試品，K可采用下式表示：

K＝R10min/R1min

（4－2）式中：R10min為t=10min時絕緣電阻值；R1min為t=1min時測得的絕緣電阻值，K在工程上稱為極化指數。當絕緣狀況良好時，K值較大，其值遠大于1，當絕緣受潮時，K值將變小，一般認為如K<1.3時，就可判斷絕緣可能受潮。從上面的分析可知，對電容量較小的絕緣試品，可以只測量其絕緣電阻，對于電容量較大的絕緣試品，不僅要測量其絕緣電阻，還要測量其吸收比。2022/12/125▉絕緣電阻及吸收比試驗▉絕緣電阻試驗的主要參數及技術▉絕緣電阻及吸收比試驗

▉絕緣電阻試驗設備工程上進行絕緣電阻試驗所采用的設備為兆歐表，兆歐表有三個接線端子：線路端子（L），接地端子（E），屏蔽（或保護）端子（G），被試品接在L和E之間，G用以消除絕緣試品表面泄漏電流的影響，其試驗原理接線如圖4－3所示。在絕緣試驗中，如不接屏蔽端子，測得的絕緣電阻是表面電阻和體積電阻的并聯(lián)值，因為這時沿絕緣表面的泄漏電流同樣流過兆歐表的測量回路。如果在表面上纏上幾匝裸銅線，并接到端子G上，則絕緣表面泄漏電流不流過兆歐表的測量回路，這時測得的結果便是消除了表面泄漏電流影響的真實的體積電阻。1－電纜金屬鎧裝；2－電纜絕緣；3－導電芯右圖4－3絕緣電阻試驗原理接線示意圖2022/12/126▉絕緣電阻及吸收比試驗▉絕緣電阻試驗設備1－電纜金屬▉絕緣電阻及吸收比試驗

▉絕緣電阻試驗設備兆歐表種類較多，根據測量對象和測量電壓不同，如前所述。根據電壓產生的方式不同，分為手搖式兆歐表和電子式兆歐表，其原理如圖4—4和4—5所示：在絕緣試驗中，如不接屏蔽端子，測得的絕緣電阻是表面電阻和體積電阻的并聯(lián)值，因為這時沿絕緣表面的泄漏電流同樣流過兆歐表的測量回路。如果在表面上纏上幾匝裸銅線，并接到端子G上，則絕緣表面泄漏電流不流過兆歐表的測量回路，這時測得的結果便是消除了表面泄漏電流影響的真實的體積電阻。圖4－4手搖式兆歐表原理接線圖圖4－5電子式兆歐表原理接線圖2022/12/127▉絕緣電阻及吸收比試驗▉絕緣電阻試驗設備圖4－4手搖式兆▉絕緣電阻及吸收比試驗

▉絕緣電阻試驗設備手搖式兆歐表采用了流比計的測量機構，儀表的讀數與手搖式發(fā)電機的端電壓或轉速絕對值的關系不大，一般只要使得手柄的轉速達到額定轉速（通常為120r/min）的80%以上就行，重要的是必須保持轉速的恒定。需要注意的是，當試品電容較大時，測量后須先將兆歐表從測量回路中斷開，然后才能停止轉動發(fā)電機，以免試品電容電流反充損壞儀器。電子式兆歐表測量原理與手搖式兆歐表的測量原理一樣，只是電源的產生方式不一樣。由于電力電子技術的發(fā)展，開關電源技術已比較成熟，因此，工程上大量采用了電子式兆歐表。與手搖式兆歐表相比，不僅試驗工作量降低，測量吸收比時更容易，而且電源容量可以做得較大，同時，一臺兆歐表還可以將幾種不同電壓集成在一臺設備中，適用面更廣。2022/12/128▉絕緣電阻及吸收比試驗▉絕緣電阻試驗設備2022/12/1▉絕緣電阻及吸收比試驗

▉絕緣電阻試驗結果判斷的基本方法在絕緣電阻試驗中，絕緣電阻的大小與絕緣材料的結構、體積有關，與所用的兆歐表的電壓高低有關，還與大氣條件有關，因此，不能簡單的用絕緣電阻的大小或吸收比來判斷絕緣的好壞。在排除了大氣條件的影響后，所測絕緣電阻值和吸收比應與其出廠時的值比較，與歷史數據相比較，與同批設備相比較，其變化不能超過規(guī)程允許的范圍。同時，應結合絕緣電阻值與吸收比的變化結合起來綜合考慮。2022/12/129▉絕緣電阻及吸收比試驗▉絕緣電阻試驗結果判斷的基本方法20▉絕緣電阻及吸收比試驗

▉測量絕緣電阻的規(guī)定一、測試規(guī)定：

1、試驗前應拆除被試設備電源及一切外連線，并將被試物短接后接地放電1min，電容量較大的應至少放電2min，以免觸電。

2、校驗兆歐表是否指零或無窮大。

3、用干燥清潔的柔軟布擦去被試物的表面污垢，必要時可先用汽油洗凈套管的表面積垢，以消除表面的影響。

4、接好線，如用手搖式兆歐表時，應用恒定轉速（120r/min）轉動搖柄，兆歐表指針逐漸上升，待1min后讀取其他絕緣電阻值。

5、在測量吸收比時，為了在開始計算時就能在被試物上加上全部試驗電壓，應在兆歐表達到額定轉速時再將表筆接于被試物，同時計算時間，分別讀取15s和60s的讀數。

6、試驗完畢或重復進行試驗時，必須將被試物短接后對地充分放電。這樣除可保證安全外，還可提高測試的準確性。

7、記錄被試設備的銘牌、規(guī)范、所在位置及氣象條件等。2022/12/1210▉絕緣電阻及吸收比試驗▉測量絕緣電阻的規(guī)定1、試驗前應▉絕緣電阻及吸收比試驗

▉測量絕緣電阻的規(guī)定二、測試注意事項：

1、對于同桿雙回架空線或雙母線，當一路帶電時，不得測量另一回路的絕緣電阻，以防感應高壓損壞儀表和危及人身安全。對于平行線路，也同樣要注意感應電壓，一般不應測其絕緣電阻。在必須測量時，要采取必要措施才能進行，如用絕緣棒接線等。2、測量大容量電機和長電纜的絕緣電阻時，充電電流很大，因而兆歐表開始指示數很小，但這并不表示被試設備絕緣不良，必須經過較長時間，才能得到正確的結果。使用手搖式兆歐表測量大容量設備的絕緣電阻時，試驗結束時手不能停，要先斷開L線與被測設備之間的聯(lián)接，再停止轉動搖表，并立即對被測設備放電和接地，防止被試設備對兆歐表反充電損壞兆歐表和被測設備所帶高電壓電人。3、如絕緣電阻過低，應進行分解試驗，找出絕緣電阻最低的部分。2022/12/1211▉絕緣電阻及吸收比試驗▉測量絕緣電阻的規(guī)定1、對于同桿雙回▉絕緣電阻及吸收比試驗

▉測量絕緣電阻的規(guī)定二、測試注意事項：

4、一般應在干燥、晴天、環(huán)境溫度不低于50C時進行測量。在陰雨潮濕的天氣及環(huán)境濕度太大時，不應進行測量。5、測量絕緣的吸收比時，應避免記錄時間帶來的誤差。由上述可知，變壓器、發(fā)電機等設備絕緣的吸收比，是用兆歐表在加壓15s和60s時記錄其絕緣電阻值后計算求得的。測量時，流過絕緣的電流分量中漏導電流不隨時間變化，其值很小，分析時可以略去；充電電流在很短時間（小于1s）內衰減到零，也可以略去。隨時間變化的主要分量是吸收電流，它與測量時間t的關系為：

（4-3）式中A—常數，決定于被試品絕緣材料；

n—指數。2022/12/1212▉絕緣電阻及吸收比試驗▉測量絕緣電阻的規(guī)定4、一般應在干燥▉絕緣電阻及吸收比試驗

▉測量絕緣電阻的規(guī)定二、測試注意事項：

故（4-4）試驗時，記錄時間往往不是實際加壓時間，設記錄時間與加壓時間的絕對誤差為，則此時測得的絕緣電阻為（4-5）而實際的絕緣電阻R為：2022/12/1213▉絕緣電阻及吸收比試驗▉測量絕緣電阻的規(guī)定故（4-4）試▉絕緣電阻及吸收比試驗

▉測量絕緣電阻的規(guī)定二、測試注意事項：

由上兩式計算出的絕緣電阻測量值的相對誤差為：（4-6）式中—測量時間的相對誤差。試驗時，時間記錄往往不易準確，兆歐表刻度展開時間一般1~2s。若記錄時間有2s誤差，則對15s而言，，對60s而言，為3%左右。若取吸收比K=2，則n=0.5。因此，當記錄時間的相對誤差為2s時，對15s絕緣電阻的相對誤差：對60s絕緣電阻的相對誤差：2022/12/1214▉絕緣電阻及吸收比試驗▉測量絕緣電阻的規(guī)定由上兩式▉絕緣電阻及吸收比試驗

▉測量絕緣電阻的規(guī)定二、測試注意事項：

對于和的相對誤差引起的吸收比計算結果的誤差可達5%~9%，這樣在現(xiàn)場測量吸收比時，往往導致測量結果重復性較差，給測試結果分析帶來困惑。因此，應準確記錄15s和60s的時間。若用極化指數來監(jiān)測吸收過程，上述誤差可以忽略不計。6、屏蔽環(huán)裝設位置。為了避免表面泄漏電流的影響，測量時應在絕緣表面加等電位屏蔽環(huán)，且應靠近E端子裝設。2022/12/1215▉絕緣電阻及吸收比試驗▉測量絕緣電阻的規(guī)定對于和▉絕緣電阻及吸收比試驗

▉測量絕緣電阻的規(guī)定二、測試注意事項：

1）磁耦合。由于兆歐表沒有防磁裝置，外磁場對發(fā)電機里的磁鋼和表頭部分的磁鋼的磁場都會產生影響。當外界磁場強度為400A/m時，誤差為，外界磁場愈強，影響愈嚴重，誤差愈大。2）電容耦合。由于帶電設備和被試設備之間存在耦合電容，將使被試品中流過干擾電流。帶電設備電壓愈高，距被試品愈近，干擾電流愈大，因而引起的誤差也愈大。消除外界電磁場干擾的辦法是：①遠離強電磁場進行測量；②采用高電壓級的兆歐表，例如使用5000V或10000V的兆歐表進行測量；③利用兆歐表的屏蔽端子G進行屏蔽。7、采取兆歐表測量時，應設法消除外界電磁場干擾引起的誤差。在現(xiàn)場有時在強磁場附近或在未停電的設備附近使用兆歐表測量絕緣電阻，由于電磁場干擾也會引起很大的測量誤差。2022/12/1216▉絕緣電阻及吸收比試驗▉測量絕緣電阻的規(guī)定1）磁耦合。由于在不同的濕度下測得的值也是有差別的，應在空氣相對濕度小于80%下進行試驗。整體受潮、劣化，小體積被試品的貫通及未貫通缺陷充電電流在很短時間（小于1s）內衰減到零，也可以略去。3)硅堆的異常情況：調節(jié)R3、C4使電橋達到平衡時，應滿足：①當直流電壓加于被試設備時，其充電電流（幾何電流和吸收電流）隨時間的增加而逐漸衰減至零，而泄漏電流保持不變。▉介質損失角正切值試驗通過tgδ可反映出絕緣的分布性缺陷。而實際的絕緣電阻R為：當被試設備的絕緣電阻很低時，作用到被試設備上的電壓也非常低，只有當絕緣電阻趨于無窮大時，作用到被試設備上的電壓才接近于銘牌值。▉泄漏電流和直流耐壓試驗根據電壓產生的方式不同，分為手搖式兆歐表和電子式兆歐表，其原理如圖4—4和4—5所示：圖4-11通過被試設備的體積泄漏電流和表面泄漏電流及消除示意圖在電力系統(tǒng)交接和預防性試驗中，測量泄漏電流通常會遇到如下幾種異常情況：▉三、局部放電測量的基本回路這可能是由于試驗者的疏忽，在試驗后，忘記降壓就拉閘所造成的。▉泄漏電流和直流耐壓試驗2、測量大容量電機和長電纜的絕緣電阻時，充電電流很大，因而兆歐表開始指示數很小，但這并不表示被試設備絕緣不良，必須經過較長時間，才能得到正確的結果。，則此時測得的絕緣電阻為（5）通過測=f（U）的曲線，觀察是否隨電壓而上升，來判斷絕緣內部是否有分層、裂紋等缺陷。▉絕緣電阻及吸收比試驗

▉測量絕緣電阻的規(guī)定二、測試注意事項：

8、兆歐表的L和E端子接線不能對調。用兆歐表測量電氣設備絕緣電阻時，其正確接線方法是L端子接被試品與大地絕緣的導電部分，E端子接被試品的接地端。9、兆歐表與被試品間的連線不能鉸接或拖地，否則會產生測量誤差。10、為便于比較，對同一設備進行測量時，應采用同樣的兆歐表、同樣的接線。當采用不同型式的兆歐表測絕緣電阻，特別是測量具有非線性電阻的閥型避雷器時，往往會出現(xiàn)很大的差別。當用同一只兆歐表測量同一設備的絕緣電阻時，應采用相同的接線，否則將測量結果放在一起比較是沒有意義的。2022/12/1217在不同的濕度下測得的值也是有差別的，應在空氣相對濕度小于80▉絕緣電阻及吸收比試驗

▉影響測試絕緣電阻的主要因素1.濕度隨著周圍環(huán)境的變化，電氣設備絕緣的吸濕程度也隨著發(fā)生變化。當空氣相對濕度增大時，由于毛細管作用，絕緣物（特別是極性纖維所構成的材料）將吸收較多的水分，使電導率增加，降低了絕緣電阻的數值，尤其是對表面泄漏電流的影響更大。2.表面臟污和受潮由于被試物的表面臟污或受潮會使其表面電阻率大大降低，絕緣電阻將明顯下降。必須設法消除表面泄漏電流的影響，以獲得正確的測量結果。2022/12/1218▉絕緣電阻及吸收比試驗▉影響測試絕緣電阻的主要因素2▉絕緣電阻及吸收比試驗

▉影響測試絕緣電阻的主要因素3.溫度電氣設備的絕緣電阻隨溫度變化而變化的，其變化的程度隨絕緣的種類而異。富于吸濕性的材料，受溫度影響最大。一般情況下，絕緣電阻隨溫度升高而減小。這是因為溫度升高時，加速了電介質內部離子的運行，同時絕緣內的水分，在低溫時與絕緣物結合得較緊密。當溫度升高時，在電場作用下水分即向兩極伸長，這樣在纖維質中，呈細長線狀的水分粒子伸長，使其電導增加。此外，水分中含有溶解的雜質或絕緣物內含有鹽類、酸性物質，也使電導增加，從而降低了絕緣電阻。由于溫度對絕緣電阻值有很大影響，而每次測量又不能在完全相同的溫度下進行，所以為了比較試驗結果，我國有關單位曾提出過采用溫度換算系數的問題，但由于影響溫度換算的因素很多，如設備中所用的絕緣材料特性、設備的新舊、干燥程度、測溫方法等，所以很難規(guī)定出一個準確的換算系數。目前我國規(guī)定了一定溫度下的標準數值，希望盡可能在相近溫度下進行測試，以減少由于溫度換算引起的誤差。2022/12/1219▉絕緣電阻及吸收比試驗▉影響測試絕緣電阻的主要因素2▉絕緣電阻及吸收比試驗

▉影響測試絕緣電阻的主要因素4.被試設備剩余電荷對有剩余電荷的被試設備進行試驗時，會出現(xiàn)虛假現(xiàn)象，由于剩余電荷的存在會使測量數據虛假地增大或減小。要求在試驗前先充分放電10min。圖4-6示出了不同放電時間后，絕緣電阻與加壓時間的關系。剩余電荷的影響還與試品容量有關，若試品容量較小時，這種影響就小得多了。圖4-6不同的放電時間后絕緣電阻與加壓時間的關系曲線2022/12/1220▉絕緣電阻及吸收比試驗▉影響測試絕緣電阻的主要因素圖▉絕緣電阻及吸收比試驗

▉影響測試絕緣電阻的主要因素5.兆歐表容量實測表明，兆歐表的容量對絕緣電阻、吸收比和極化指數的測量結果都有一定的影響。兆歐表容量愈大愈好?？紤]到我國現(xiàn)有一般兆歐表的容量水平，推薦選用最大輸出電流1mA及以上的兆歐表，這樣可以得到較準確測量結果。2022/12/1221▉絕緣電阻及吸收比試驗▉影響測試絕緣電阻的主要因素2▉絕緣電阻及吸收比試驗

▉測量結果各種電力設備的絕緣電阻允許值，見規(guī)程規(guī)定。將所測得的結果與有關數據比較，這是對實驗結果進行分析判斷的重要方法。通常用來作為比較的數據包括：同一設備的各相間的數據、出廠試驗數據、耐壓前后數據等。如發(fā)現(xiàn)異常，應立即查明原因或輔以其他測試結果進行綜合分析、判斷。電氣設備的絕緣電阻不僅與其絕緣材料的電阻系數成正比，而且還與其尺寸有關。它們的關系可用來表示。即使是同一工廠生產的兩臺電壓等級完全相同的變壓器，繞組間的距離L應該大致相等，其中的絕緣材料也應該相同，但若它們的容量不同，則會使繞組表面積S不同，容量大者S大。這樣它們的絕緣電阻就不相同，容量大者絕緣電阻小。因此，即使是同一電壓等級的設備，簡單地規(guī)定絕緣電阻允許值是不合理的，而應采用科學的“比較”方法，所以在規(guī)程中一般不具體規(guī)定絕緣電阻的數值，而強調“比較”，或僅規(guī)定吸收比與極化指數等指標。2022/12/1222▉絕緣電阻及吸收比試驗▉測量結果2022/12/11▉絕緣電阻及吸收比試驗

▉測量結果對于吸收過程較長的大容量設備，如大型變壓器、發(fā)電機、電纜等，有時用R60/R15吸收比值不足以反映絕緣介質的電流吸收全過程，為更好地判斷絕緣是否受潮，可采用較長時間的絕緣電阻比值進行衡量，稱為絕緣的極化指數，表示為：式中K2—極化指數；

R10min—加壓10min時測的絕緣電阻，Ω；

R1min—加壓1min時測的絕緣電阻，Ω。極化指數測量加壓時間較長，用手搖兆歐表很難控制轉速穩(wěn)定，一般采用電動兆歐表測量。測定的電介質吸收比率與溫度無關，變壓器的極化指數一般應大于1.5，絕緣較好時其值可達3~4。（4--7）2022/12/1223▉絕緣電阻及吸收比試驗▉測量結果（4--7）2022/1▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流由于絕緣電阻測量的局限性，所以在絕緣試驗中就出現(xiàn)了測量泄漏電阻的項目。測量泄漏電流所用的設備要比兆歐表復雜，一般用高壓整流設備進行測試。由于試驗電壓高，所以就容易暴露絕緣本身的弱點，用微安表直測泄漏電流，這可以做到隨時進行監(jiān)視，靈敏度高。并且可以用電壓和電流、電流和時間的關系曲線來判斷絕緣的缺陷。因此，它屬于非破壞性試驗。由于電壓是分階段地加到絕緣物上，便可以對電壓進行控制。當電壓增加時，薄弱的絕緣將會出現(xiàn)大的泄漏電流，也就是得到較低的絕緣電阻。2022/12/1224▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流2022/12/1124▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流1、泄漏電流測量的特點：測量泄漏電流的原理和測量絕緣電阻的原理本質上是完全相同的，而且能檢出缺陷的性質也大致相同。但由于泄漏電流測量中所用的電源一般均由高壓整流設備供給，并用微安表直接讀取泄漏電流。因此，它與絕緣電阻測量相比又有自己的以下特點：

1)試驗電壓高，并且可隨意調節(jié)。測量泄漏電流時是對一定電壓等級的被試設備施以相應的試驗電壓，這個試驗電壓比兆歐表額定電壓高得多，所以容易使絕緣本身的弱點暴露出來。因為絕緣中的某些缺陷或弱點，只有在較高的電場強度下才能暴露出來。

2)泄漏電流可由微安表隨時監(jiān)視，靈敏度高，測量重復性也較好。2022/12/1225▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流1)試驗電壓高，并且▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流1、泄漏電流測量的特點：

3)根據泄漏電流測量值可以換算出絕緣電阻值，而用兆歐表測出的絕緣電阻值則不可換算出泄漏電流值。因為要換算首先要知道加到被試設備上的電壓是多少，兆歐表雖然在銘牌上刻有規(guī)定的電壓值，但加到被試設備上的實際電壓并非一定是此值，而與被試設備絕緣電阻的大小有關。當被試設備的絕緣電阻很低時，作用到被試設備上的電壓也非常低，只有當絕緣電阻趨于無窮大時，作用到被試設備上的電壓才接近于銘牌值。這是因為被試設備絕緣電阻過低時，兆歐表內阻壓降使“線路”端子上的電壓顯著下降。2022/12/1226▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流3)根據泄漏電流測量K＝R10min/R1min（4－2）在電氣設備的絕緣系統(tǒng)中，各部位的電場強度往往是不相等的，當局部區(qū)域的電場強度達到電介質的擊穿場強時，該區(qū)域就會出現(xiàn)放電，但這種放電并沒有貫穿施加電壓的兩導體之間，即整個絕緣系統(tǒng)并沒有擊穿，仍然保持絕緣性能，這種現(xiàn)象稱為局部放電。6、試驗完畢或重復進行試驗時，必須將被試物短接后對地充分放電。圖4－18（a）中，試驗電壓U經Z施加于試品Cx，測量回路由Ck與Zm串聯(lián)而成，并與Cx并聯(lián)，因此稱為并聯(lián)測量回路。▉泄漏電流和直流耐壓試驗采樣電阻是無感精密電阻。值受溫度影響而變化，為了比較試驗結果，對同一設備在不同溫度下的變化必須將結果歸算到一個鞏固的基準溫度，一般歸算到20。這種方法只適合某一具體的變電站，使用上不方便。如圖4-1為雙層電介質的一個簡化等值電路。右圖4－3絕緣電阻試驗原理▉泄漏電流和直流耐壓試驗進行交流耐壓試驗時，既有介質損失，還有局部放電，致使絕緣發(fā)熱，對絕緣的損傷比較嚴重，而直流下絕緣內的局部放電要比交流下的輕得多。但是在實際測量中，表面泄露電流往往大于體積泄漏電流，這給分析、判斷被試設備的絕緣狀態(tài)帶來了困難，因而必須消除表面泄漏電流對真實測量結果的影響。這是因為溫度升高時，加速了電介質內部離子的運行，同時絕緣內的水分，在低溫時與絕緣物結合得較緊密。▉絕緣電阻及吸收比試驗在必須測量時，要采取必要措施才能進行，如用絕緣棒接線等。▉五、交流耐壓試驗結果的分析▉泄漏電流和直流耐壓試驗當電纜心或變壓器繞組加負極性電壓時，絕緣中的水分會被其吸引而滲過絕緣向電纜心或變壓器繞組移動，使其絕緣中高場強區(qū)的水分相對增加，導致泄漏電流增大。電力設備的絕緣分為內絕緣和外絕緣，外絕緣對地電場可以近似用棒—板電極構成的不對稱、極不均勻電場中，氣體間隙相同時，由于極性效應，負棒—正極的火花放電電壓是正棒—負極的火花放電電壓的2倍多，如圖4-14所示。▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流1、泄漏電流測量的特點：

4)可以用或的關系曲線并測量吸收比來判斷絕緣缺陷。泄漏電流與加壓時間的關系曲線如圖4-7所示。在直流電壓作用下，當絕緣受潮或有缺陷時，電流隨加壓時間下降得比較慢，最終達到的穩(wěn)態(tài)值也較，即絕緣電阻較小。圖4-7泄漏電流與加壓時間的關系曲線1—良好；2—受潮或有缺陷2022/12/1227K＝R10min/R1min▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流1、泄漏電流測量的特點：

5)測量原理

①當直流電壓加于被試設備時，其充電電流（幾何電流和吸收電流）隨時間的增加而逐漸衰減至零，而泄漏電流保持不變。故微安表在加壓一定時間后其指示數值趨于恒定，此時讀取的數值則等于或近似等于漏導電流即泄漏電流。2022/12/1228▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流5)測量原理2022▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流1、泄漏電流測量的特點：

5)測量原理

②對于良好的絕緣，其漏導電流與外加電壓的關系曲線應為一直線。但是實際上的漏導電流與外加電壓的關系曲線僅在一定的電壓范圍內才是近似直線，如圖4-8中的OA段。若超過此范圍后，離子活動加劇，此時電流的增加要比電壓增加快得多，如AB段，到B點后，如果電壓繼續(xù)再增加，則電流將急劇增長，產生更多的損耗，以致絕緣被破壞，發(fā)生擊穿。圖4-8絕緣的伏安特性2022/12/1229▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流5)測量原理圖4-8▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流1、泄漏電流測量的特點：

5)測量原理

③在預防性試驗中，測量泄漏電流時所加的電壓大都在A點以下，故對良好的絕緣，其伏安特性應近似于直線。當絕緣有缺陷（局部或全部）或有受潮的現(xiàn)象存在時，則漏導電流急劇增長，使其伏安特性曲線就不是直線了。因此，可以通過測量泄漏電流來判斷絕緣是否有缺陷或是否受潮。

④將直流電壓加到絕緣上時，其泄漏電流是不衰減的，在加壓到一定時間后，微安表的讀數就等于泄漏電流值。絕緣良好時，泄漏電流和電壓的關系幾乎呈一直線，且上升較小；絕緣受潮時，泄漏電流則上升較大；當絕緣有貫通性缺陷時，泄漏電流將猛增，和電壓的關系就不是直線了。因此，通過泄漏電流和電壓之間變化的關系曲線就可以對絕緣狀態(tài)進行分析判斷。在圖4-9和圖4-10中繪出了泄漏電流和電壓及時間的關系曲線。2022/12/1230▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流5)測量原理20▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流1、泄漏電流測量的特點：

5)測量原理圖4-9泄漏電流和電壓的關系曲線圖4-10泄漏電流和時間的關系曲線2022/12/1231▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流5)測量原理圖4▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流2、影響測量結果的主要因素：1)高壓連接導線由于接往被測設備的高壓導線時暴露在空氣中的，當其表面場強高于約20kV/cm時（決定于導線直徑、形狀等），沿導線表面的空氣發(fā)生電離，對地有一定的泄漏電流，這一部分電流會結果回來而流過微安表，因而影響測量結果的準確度。一般都把微安表固定在升壓變壓器的上端，這時就必須用屏蔽線作為引線，也要用金屬外殼把微安表屏蔽起來。屏蔽線金額宜用低壓的軟金屬線，因為屏蔽和心之間的電壓極低，致使儀表的壓降而已，金屬的外殼屏蔽一定要接到儀表和升壓變壓器引線的接點上，要盡可能地靠近升壓變壓器出線。這樣，電暈雖然還照樣發(fā)生，但只在屏蔽線的外層上產生電暈電流，而這一電流就不會流過微安表，只要可以完全防止高壓導線點與放電對測量結果的影響。由上述可知，這樣接線會帶來一些不便，為此，根據電暈的原理，采取用粗而短的導線，并且增加導線對地距離，避免導線有毛刺等措施，可減小電暈對測量結果的影響。2022/12/1232▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流2022/12/1132▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流2、影響測量結果的主要因素：2)表面泄漏電流圖4-11通過被試設備的體積泄漏電流和表面泄漏電流及消除示意圖（a）未屏蔽（b）屏蔽2022/12/1233▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流圖4-11通過被試設▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流2、影響測量結果的主要因素：2)表面泄漏電流由泄漏電流可分為體積泄漏電流和表面泄漏電流兩種，如圖4-11所示。表面泄漏電流的大小，只要決定于被試設備的表面情況，如表面受潮、臟污等。若絕緣內部沒有缺陷，而僅表面受潮，世界上并不會降低其內部絕緣強度。為真實反映絕緣內部情況，在泄漏電流測量中，所要測量的只是體積電流。但是在實際測量中，表面泄露電流往往大于體積泄漏電流，這給分析、判斷被試設備的絕緣狀態(tài)帶來了困難，因而必須消除表面泄漏電流對真實測量結果的影響。消除的辦法實施被試設備表面干燥、清潔、且高壓端導線與接地端要保持足夠的距離；另一種是采用屏蔽環(huán)江表面泄漏電流直接短接，使之不流過微安表Ⅰ，見圖4-11（b）2022/12/1234▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流2022/12/1134▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流2、影響測量結果的主要因素：3)溫度與絕緣電阻測量相似，溫度對泄漏電流測量結果有顯著影響。所不同的是溫度升高，泄漏電流增大。由于溫度對泄漏電流測量有一定影響，所以測量最好在被試設備溫度為30～80oC時進行。因為在這樣的溫度范圍內，謝老電流的變化較為顯著，而在低溫時變化小，故應停止運行后的熱狀態(tài)下進行測量，或在冷卻過程中對幾種不同溫度下的泄漏電流進行測量，這樣做也便于比較。2022/12/1235▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流2022/12/1135▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流2、影響測量結果的主要因素：4)電源電壓的非正弦波形在進行泄漏電流測量時，供給整流設備的交流高壓應該是正弦波形。如果供給整流設備的交流低壓不時正線波，則對測量結果是有影響的。影響電壓波形的主要是三次諧波。必須指出，在泄漏電流測量中，調壓器對波形的影響也是很多的。實踐證明，自耦變壓器畸變小，損耗也小，故應盡量選用自耦變壓器調壓。另外，在選擇電源時，最好用線電壓而不用相電壓，因相電壓的波形易畸變。如果電壓是直接在高壓直流側測量的，則上述影響可以消除。2022/12/1236▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流2022/12/1136▉泄漏電流和直流耐壓試驗對于電纜、電容器等設備來說，由于設備的吸收現(xiàn)象很強，這是的泄漏電流要經過很長的時間才能讀到，而在測量時，又不可能等很出的時間，大都是讀取加壓后1min或2min時的電流值，這一電流顯然還包含著被試設備的吸收電流，而這一部分吸收電流是和加壓速度有關的。通過計算機數據處理，將測量數據進行補償，使得測量波形為不畸變的正弦波形后，計算得到tgδ和C。利用泄漏電流和外加電壓的關系曲線即曲線可以說明絕緣在高壓下的狀況。▉絕緣電阻及吸收比試驗即使是同一工廠生產的兩臺電壓等級完全相同的變壓器，繞組間的距離L應該大致相等，其中的絕緣材料也應該相同，但若它們的容量不同，則會使繞組表面積S不同，容量大者S大。一般說，如果電氣設備各項預防性試驗結果（也包括破壞性試驗）能全部符合規(guī)定，則認為該設備絕緣狀況良好，能投入運行。（2）對逐年的試驗結果應進行比較，在兩個試驗間隔之間的試驗測量值不應該有顯著的增加或降低。（12）試驗前后應測量被試設備的絕緣電阻及吸收比，兩次測量結果不應有明顯差別。未貫通的集中性缺陷，絕緣整體老化▉三、影響測試的主要因素及分析判斷圖4-15在絕緣物上加交流電壓時的等值電路及相量圖若擺動很大，影響讀數，則可增大主回路和保護回路中的濾波電容的電容量。▉泄漏電流和直流耐壓試驗在必須測量時，要采取必要措施才能進行，如用絕緣棒接線等。但是，交流耐壓試驗也有缺點，它是一種破壞性的試驗；高壓絕緣設備都把局部放電的測量列為檢查產品質量的重要指標，產品不但出廠時要做局部放電試驗，而且在投入運行之后還要經常進行測量。找出干擾源直接消除或切斷相應的干擾路徑，是解決干擾最有效最根本的方法，但要求詳細分析干擾源和干擾途徑，且一般不允許改變原有的變壓器運行方式，因此在這兩方面所能采取的措施總是很有限。▉絕緣電阻試驗結果判斷的基本方法由于絕緣電阻試驗所施加的電壓較低，對于一些集中性缺陷，即使可能是很嚴重的缺陷，但在測量時顯示絕緣電阻仍然很大的現(xiàn)象，因此，絕緣電阻試驗只適用于檢測貫穿性缺陷和普遍性缺陷。▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流2、影響測量結果的主要因素：

5)加壓速度在對被試設備的泄漏電流本身而言，它與加壓速度無關，但是用微安表所讀取得并不一定是真實的泄漏電流，而可能是保護吸收電流在內的合成電流。這樣，加壓速度就會對讀數產生一定的影響。對于電纜、電容器等設備來說，由于設備的吸收現(xiàn)象很強，這是的泄漏電流要經過很長的時間才能讀到，而在測量時，又不可能等很出的時間，大都是讀取加壓后1min或2min時的電流值，這一電流顯然還包含著被試設備的吸收電流，而這一部分吸收電流是和加壓速度有關的。如果電壓是逐漸加上的，則在加壓的過程中，就已有吸收過程，讀得的電流值就較小，如果電壓是很快加上的，或者是一下子加上的，則在加壓的過程中就沒有完成吸收的過程，而在同一時間下讀得的電流就會大一些，對于電容大的設備就是如此，而對電容量很小的設備，因為他們沒有什么吸收過程，則加壓速度所產生的影響就不大了。但是按照一般步驟進行系列電流測量時，很難控制加壓的速度，所以對大容量的設備進行測量時，就出現(xiàn)了問題。2022/12/1237▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流2、影響測量結果的主要因素：6)微安表接在不同位置時在測量接線中，微安表接的位置不同，測得的泄漏電流豎直也不同，因而對測量結果有很大影響。圖4-12所示為微安表接在不同位置時的分析用圖。由圖4-12可見，當微安表處于μA1位置時，此時升壓變壓器T和CB及C12（抵押繞組可看成地電位）和穩(wěn)壓電容C的泄漏電流與高壓導線的電暈電流都將有可能通過微安表。這些試具的泄漏電流有時甚至遠大于被試設備的泄漏電流。在某種程度上，當帶上被試設備后，由于高壓引線末端電暈的減少，總的泄漏電流又可能小于試具的泄漏電流，這使得企圖從總的電流間去試具電流的做法將產生異常結果。2022/12/1238▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流2022/12/1138▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流2、影響測量結果的主要因素：6)微安表接在不同位置時特別是當被試設備的電容量很小，又沒有裝穩(wěn)壓電容時，在不接入被試設備來測量試具的泄漏電流時，升壓變壓器T的高壓繞組上各點的電壓與接入被試設備進行測量時的情況有顯著的不同，這使上述減去所測試具泄漏電流的辦法將產生更大的誤差。所以當微安表處于升壓變壓器的低壓端時，測量結果受雜散電流影響最大。為了既能將微安表裝于低壓端，又能比較真實地消除砸三電流及電暈電流的影響?？蛇x用絕緣較好的升壓變壓器，這樣，升壓變壓器一次側對地及一、二次側之間雜散電流的影響就可以大大減小。經驗表明，一、二次側之間雜散電流的影響很大的。另外，還可將高壓進線用多層塑料管套上，被試設備的裸露部分用塑料、橡皮之類絕緣物覆蓋上，能提高測量的準確度。2022/12/1239▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流2022/12/1139▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流2、影響測量結果的主要因素：6)微安表接在不同位置時除采用上述措施外，也可將接線稍加改動。如圖4-12所示，將1、2兩點，3、4兩點連接起來（在圖中用虛線表示），并將升壓變壓器和穩(wěn)壓電容器對地絕緣起來。這樣做能夠得到較為滿意的測量結果，但并不能完全消除雜散電流等的影響，因為高壓引線的電暈電流還會流過微安表。當被試設兩極對地均可絕緣時，可將微安表接于μA2位置，即微安表處于被試設備低電位端。此位置處理受表面泄漏的影響外，不受雜散電流的影響。當微安表接于圖4-12中的μA位置時，如前所述，若屏蔽很好，其測量結果是很準確的。2022/12/1240▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流2022/12/1140▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流2、影響測量結果的主要因素：6)微安表接在不同位置時圖4-12微安表接在不同位置時的分析圖2022/12/1241▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流圖4-12微安表接在▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流2、影響測量結果的主要因素：7)試驗電壓極性⑴電滲透現(xiàn)象使不同極性試驗電壓下油紙絕緣電氣設備的泄漏電流測量值不同電滲透現(xiàn)象是指在外加電場作用下，液體通過多孔固體的運動現(xiàn)象，它是膠體中常見的電動現(xiàn)象之一。由于多孔固體在與液體接觸的交界面處，因吸附離子或本身的電力而帶電荷，液體則帶相反電荷，因此在外電場作用下，液體會對固體發(fā)生相對移動。2022/12/1242▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流2022/12/1142▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流2、影響測量結果的主要因素：7)試驗電壓極性⑵運行經驗表明，電纜或變壓器的絕緣受潮通常是從外皮或外殼附近開始的。根據電滲現(xiàn)象，電纜或變壓器的絕緣中的水分在電場作用下帶正電，當電纜心或變壓器繞組加正極性電壓時，絕緣中的水分被其排斥而滲向外皮或外殼，使其水分含量相對減小，從而導致泄漏電流減少；當電纜心或變壓器繞組加負極性電壓時，絕緣中的水分會被其吸引而滲過絕緣向電纜心或變壓器繞組移動，使其絕緣中高場強區(qū)的水分相對增加，導致泄漏電流增大。①試驗電壓的極性對新的電纜和變壓器的測量結果無影響。因為新電纜和變壓器絕緣基本沒有受潮，所含水分甚微，在電場作用下，電滲現(xiàn)象很弱，故正、負極性試驗電壓下的泄漏電流相同。②試驗電壓的極性對舊的電纜和變壓器的測量結果有明顯的影響。2022/12/1243▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流2022/12/1143▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流2、影響測量結果的主要因素：7)試驗電壓極性⑶試驗電壓極性小于對引線電暈電流的影響在不均勻、不對稱電場中，外加電壓極性不同，其放電過程及放電電壓不同的現(xiàn)象，稱為極性效應。根據氣體放電理論，在直流電壓作用下，對棒－板間隙而言，其棒為負極性時的火花放電電壓比棒為正極性時高得多，這是因為棒為負極性時，游離形成的正空間電荷，使棒電極前方的電場被削弱；而在棒為正極性時，正空間電荷使棒電極前方電場加強，有利于流注的發(fā)展，所以在較低的電壓下就導致間隙發(fā)生火花放電。2022/12/1244▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流2022/12/1144▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流2、影響測量結果的主要因素：7)試驗電壓極性⑶試驗電壓極性小于對引線電暈電流的影響對電暈起初是電壓而言，由于極性效應，會使棒為負極性的電暈起始電壓較棒為正極性時略低。因為棒為負極性時，雖然仍有利從電場最強的棒端附近開始，但正空間電荷使棒極附近的電場增強，故其電暈起始電壓較低；而棒為正極性時，由于正空間電荷的作用猶如棒電極的“等效”曲率半徑有所增大，故其電暈起始電壓較高。在進行直流泄漏電流試驗時，其高壓引線對地構成的電場可等效為棒—板電場，由上述分析可知，當試驗電壓為負極性時，電暈其實電壓較低，所以此時電暈電流影響較大。從這個角度而言，測量泄漏電流較小的設備（如少油斷路器）時，宜采用正極性試驗電壓。2022/12/1245▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流2022/12/1145▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流3、測量時的操作規(guī)定：1)試按接線圖接好線，并由專人認真檢查接線和儀器設備，當確認無誤后，方可通電及升壓。

2)在升壓過程中，應密切監(jiān)視被試設備、實驗回路及有關表計。微安表的讀數應在升壓過程中，按規(guī)定分階段進行，且需要有一定的停留時間，以避開吸收電流。

3)在測量過程中，若有擊穿、閃絡等異常現(xiàn)象發(fā)生，應馬上降壓，以斷開電源，并查明原因，詳細記錄，待妥善處理后，再繼續(xù)測量。2022/12/1246▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流2022/12/1146（1）根據試驗時接入的表記進行分析。5、在測量吸收比時，為了在開始計算時就能在被試物上加上全部試驗電壓，應在兆歐表達到額定轉速時再將表筆接于被試物，同時計算時間，分別讀取15s和60s的讀數。▉介質損失角正切值試驗利用泄漏電流和外加電壓的關系曲線即曲線可以說明絕緣在高壓下的狀況。圖4-6不同的放電時間后絕緣電阻與加壓時間的關系曲線3、如絕緣電阻過低，應進行分解試驗，找出絕緣電阻最低的部分。測量點不同，干擾種類、強度也不相同。一般說，如果電氣設備各項預防性試驗結果（也包括破壞性試驗）能全部符合規(guī)定，則認為該設備絕緣狀況良好，能投入運行。若逐漸上升，往往是被試設備絕緣老化引起的。1、泄漏電流測量的特點：故微安表在加壓一定時間后其指示數值趨于恒定，此時讀取的數值則等于或近似等于漏導電流即泄漏電流。▉泄漏電流和直流耐壓試驗若逐漸上升，往往是被試設備絕緣老化引起的。▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉一、介質損失角正切值的測量原理由于溫度對泄漏電流測量有一定影響，所以測量最好在被試設備溫度為30～80oC時進行。在進行直流耐壓試驗時，絕緣沒有極化損失，因此不致使絕緣發(fā)熱，從而避免因熱擊穿而損壞絕緣。對某一電氣設備進行泄漏電流測量后，應對測量結果進行認真、全面地分析，以判斷設備的絕緣狀況，做出結論是合格或不合格。圖4－17非平衡法測量tgδ接線示意圖這可能是由于電源波動、整流后直流電壓的脈動系數比較大以及試驗回路和被試設備有充放電過程所致。▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流3、測量時的操作規(guī)定：4)試驗完畢,降壓、斷開電源后，均應對被試設備進行充分放電。放電前先將微安表短接，并通過有高阻值電阻的放電棒放電，然后直接接地，否則會將微安表燒壞，例如在圖4-12中，無論在哪個位置放電，都會有電流流過微安表，即使微安表短接，也發(fā)生由于沖擊而燒表現(xiàn)象，因此必須嚴格執(zhí)行通過高電阻放電的辦法，而且還應注意放電位置。對電纜、變壓器、發(fā)電機的放電時間，可按其容量大小由1min增至3min，電力電容器可長至5min，除此之外，還應注意附近設備有無感應靜電電壓的可能，必要時也應放電或預先短接。5)若是三相設備同理應進行其它兩項測量。6)按照規(guī)定的要求進行詳細記錄。2022/12/1247（1）根據試驗時接入的表記進行分析。▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流4、測量中的問題在電力系統(tǒng)交接和預防性試驗中，測量泄漏電流通常會遇到如下幾種異常情況：1)從微安表中反映出來的情況：

①指針來回擺動。這可能是由于電源波動、整流后直流電壓的脈動系數比較大以及試驗回路和被試設備有充放電過程所致。若擺動不大，又不十分影響讀數，則可取其平均值；若擺動很大，影響讀數，則可增大主回路和保護回路中的濾波電容的電容量。必要時可改變?yōu)V波方式。

②指針周期性擺動。這可能是由于回路存在的反充電所致，或者是被試設備絕緣不良產生周期性放電造成的。2022/12/1248▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流2022/12/1148▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流4、測量中的問題在電力系統(tǒng)交接和預防性試驗中，測量泄漏電流通常會遇到如下幾種異常情況：1)從微安表中反映出來的情況：

③指針突然沖擊。若向小沖擊，可能是電源回路引起的；若向大沖擊，可能是試驗回路或被試設備出現(xiàn)閃絡或產生間歇性放電引起的。

④指針指示數值隨測量時間而發(fā)生變化。若逐漸下降，則可能是由于充電電流減小或被試設備表面絕緣電阻上升所致；若逐漸上升，往往是被試設備絕緣老化引起的。

⑤測壓用微安表不規(guī)則擺動。這可能是由于測壓電阻斷線或接觸不良所致。2022/12/1249▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流2022/12/1149▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流4、測量中的問題在電力系統(tǒng)交接和預防性試驗中，測量泄漏電流通常會遇到如下幾種異常情況：1)從微安表中反映出來的情況：

⑥指針反指。這可能是由于被試設備經測壓電阻放電所致。

⑦接好線后，未加壓時，微安表有指示。這可能是外界干擾太強或地電位抬高引起的。

注：

遇到③、④兩種情況時，一般應立即降低電壓，停止測量，否則可能導致被試設備擊穿。2022/12/1250▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流2022/12/1150▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流4、測量中的問題2)從泄漏電流數值上反映出來的情況：

①泄漏電流過大。這可能是由于測量回路中各設備的絕緣狀況不佳或屏蔽不好所致，遇到這種情況時，應首先對實驗設備和屏蔽進行認真檢查，例如電纜電流偏大應先檢查屏蔽。若確認無上述問題，則說明被試設備絕緣不良。②泄漏電流過小。這可能是由于線路接錯，微安表保護部分分流或有斷脫現(xiàn)象所致。③當采用微安表在低壓側讀數，且用差值法消除誤差時，可能會出現(xiàn)負值。這可能是由于高壓線過長、空載時電暈電流大所致。因此高壓引線應當盡量粗、短、無毛刺。2022/12/1251▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流2022/12/1151▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流4、測量中的問題3)硅堆的異常情況：

在泄漏電流測量中，有時發(fā)生硅堆擊穿現(xiàn)象，這是由于硅堆選擇不當、均壓不良或質量不佳所致。為防止硅堆擊穿，首先應正確選擇硅堆，使硅堆不致在反向電壓下?lián)舸?；其次應采用并?lián)電阻的方法對硅堆串進行均壓，若每個硅堆工作電壓為5kV時，每個并聯(lián)電阻常取為2。2022/12/1252▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流2022/12/1152▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流5、測量結論對某一電氣設備進行泄漏電流測量后，應對測量結果進行認真、全面地分析，以判斷設備的絕緣狀況，做出結論是合格或不合格。對泄漏電流測量結果進行分析、判斷可從下述幾方面著手。1)與規(guī)定值比較

泄漏電流的規(guī)定值就是其允許的標準，它是在生產實踐中根據積累多年的經驗制訂出來的，一般能說明絕緣狀況。對于一定的設備，具有一定的規(guī)定標準。這是最簡便的判斷方法。2)比較對稱系數法在分析泄漏電流測量結果時，還常采用不對稱系數（即三相之中的最大值和最小值的比）進行分析、判斷。一般來說不對稱系數不大于2。2022/12/1253▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流2022/12/1153▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流5、測量結論3)查看關系曲線法

利用泄漏電流和外加電壓的關系曲線即曲線可以說明絕緣在高壓下的狀況。如果在實驗電壓下，泄漏電流與電壓的關系曲線是一近似直線，那就說明絕緣沒有嚴重缺陷，如果是曲線，而且形狀陡峭，則說明絕緣有缺陷。2022/12/1254▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流2022/12/1154▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉泄漏電流5、測量結論4)空載電流對試驗結果的影響

如果試驗時天氣比較潮濕，絕緣支架受潮、試驗回路有尖端毛刺，等尖端放電現(xiàn)象存在，則不帶被試品就有較大的空載泄漏電流存在，對試驗結果會造成較大的影響，有些人會用先測一下空載電流，然后再帶上被試下測出負載試驗泄漏電流，用負載試驗泄漏電流減去空載泄漏電流的辦法進行校正，實際上這是不科學的，因為帶上被試品后會改變電位分布，有時會出負載試驗泄漏電流小于空載泄漏電流的現(xiàn)象，因而正確的做法是，先不帶負載，加壓到額定值，看空載泄漏電流在什么水平，如果較小可以忽略不計，如果較大，則應排除造成空載泄漏電流較大的原因，如清擦或烘干絕緣支架，改變微安表的位置，清除試驗回路的尖端毛刺，直到空載泄漏電流合格為止。2022/12/1255▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉泄漏電流2022/12/1155▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉直流耐壓試驗直流耐壓試驗和直流泄漏試驗的原理、接線及方法完全相同，差別在于直流耐壓試驗的試驗電壓較高，所以它除能發(fā)現(xiàn)設備受潮、劣化外，對發(fā)現(xiàn)絕緣的某些局部缺陷具有特殊的作用、往往這些局部缺陷在交流耐壓試驗中是不能被發(fā)現(xiàn)的。直流耐壓試驗與交流耐壓相比有以下幾個特點：1、設備較輕便。在對大容量的電力設備（如發(fā)動機）進行試驗，特別是在試驗電壓較高時，交流耐壓試驗需要容量較大的試驗變壓器，而當進行直流耐壓試驗時，試驗變壓器的容量可不必考慮。通常負荷的泄漏電流都不超過幾毫安，核算到變壓器側的容量微不足道。因此，直流耐壓試驗的試驗設備較輕便。2022/12/1256▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉直流耐壓試驗2022/12/11除采用上述措施外，也可將接線稍加改動。▉絕緣電阻試驗結果判斷的基本方法在某種程度上，當帶上被試設備后，由于高壓引線末端電暈的減少，總的泄漏電流又可能小于試具的泄漏電流，這使得企圖從總的電流間去試具電流的做法將產生異常結果。由于電壓是分階段地加到絕緣物上，便可以對電壓進行控制。例如若用一般的導線做高壓引線，當電壓超過50kV后，就會出現(xiàn)電暈現(xiàn)象。若整定值過大，即被試設備放電或發(fā)生小電流擊穿，也不會有反映。因此，它屬于非破壞性試驗。與絕緣電阻測量相似，溫度對泄漏電流測量結果有顯著影響。若逐漸上升，往往是被試設備絕緣老化引起的。若逐漸上升，往往是被試設備絕緣老化引起的。7)試驗電壓極性▉泄漏電流和直流耐壓試驗在不同的濕度下測得的值也是有差別的，應在空氣相對濕度小于80%下進行試驗。如果電壓是逐漸加上的，則在加壓的過程中，就已有吸收過程，讀得的電流值就較小，如果電壓是很快加上的，或者是一下子加上的，則在加壓的過程中就沒有完成吸收的過程，而在同一時間下讀得的電流就會大一些，對于電容大的設備就是如此，而對電容量很小的設備，因為他們沒有什么吸收過程，則加壓速度所產生的影響就不大了。▉泄漏電流和直流耐壓試驗（2）高壓標準電容器的影響。▉泄漏電流和直流耐壓試驗這樣，電暈雖然還照樣發(fā)生，但只在屏蔽線的外層上產生電暈電流，而這一電流就不會流過微安表，只要可以完全防止高壓導線點與放電對測量結果的影響。1、泄漏電流測量的特點：▉絕緣電阻及吸收比試驗▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉直流耐壓試驗直流耐壓試驗與交流耐壓相比有以下幾個特點：2、絕緣無介質極化損失。在進行直流耐壓試驗時，絕緣沒有極化損失，因此不致使絕緣發(fā)熱，從而避免因熱擊穿而損壞絕緣。進行交流耐壓試驗時，既有介質損失，還有局部放電，致使絕緣發(fā)熱，對絕緣的損傷比較嚴重，而直流下絕緣內的局部放電要比交流下的輕得多?；谶@些原因，直流耐壓試驗還有些非破壞性試驗的特性。3、可制作伏安特性。進行直流耐壓試驗時，可制作伏安特性曲線，可根據伏安特性曲線的變化來發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷。并可由此來預測擊穿電壓，如圖4-13所示。預測擊穿電壓的方法是將泄漏電流與電壓關系曲線延長，泄漏電流急劇增長的地方，表示即將擊穿，此時即停止試驗，如圖4-13中的Ｕ０即為近似的擊穿電壓。2022/12/1257除采用上述措施外，也可將接線稍加改動。▉泄漏電流和直流耐壓試▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉直流耐壓試驗直流耐壓試驗與交流耐壓相比有以下幾個特點：圖4-13延長伏安特性曲線預測擊穿電壓根據預測的直流擊穿電壓，通常認為可以估算出交流擊穿電壓的幅值，換算公式為：交流擊穿電壓幅值＝直流擊穿電壓式中Ｋ——鞏固系數；與設備的絕緣材料和結構有關，可用直流擊穿電壓與交流擊穿電壓的幅值來表示，其值一般在1.0~4.2范圍內。2022/12/1258▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉直流耐壓試驗圖4-13延長伏▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉直流耐壓試驗直流耐壓試驗與交流耐壓相比有以下幾個特點：4、在進行直流耐壓試驗時，一般都兼做泄漏電流測量，由于直流耐壓試驗時所加電壓較高，故容易發(fā)現(xiàn)缺陷。5、易于發(fā)現(xiàn)某些設備的局部缺陷。對電纜來說，直流試驗也容易發(fā)現(xiàn)其局部缺陷。綜上所述，直流耐壓試驗能夠發(fā)現(xiàn)某些交流耐壓所不能發(fā)現(xiàn)的缺陷。但交流耐壓對絕緣的作用更近于運行情況，因而能檢出絕緣在正常運行時的最弱點。因此，這兩試驗不能互相代替，必須同時應用于預防性試驗中，特別是電機、電纜等更應當作直流試驗。2022/12/1259▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉直流耐壓試驗2022/12/11▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉直流耐壓試驗一、試驗電壓的確定：進行直流耐壓試驗時，外施電壓的數值通常應參考該絕緣的交流耐壓試驗電壓和交、直流下?lián)舸╇妷褐?，但主要是根據運行經驗來確定。二、試驗電壓的極性：電力設備的絕緣分為內絕緣和外絕緣，外絕緣對地電場可以近似用棒—板電極構成的不對稱、極不均勻電場中，氣體間隙相同時，由于極性效應，負棒—正極的火花放電電壓是正棒—負極的火花放電電壓的2倍多，如圖4-14所示。2022/12/1260▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉直流耐壓試驗2022/12/11▉泄漏電流和直流耐壓試驗

▉直流耐壓試驗圖4-14棒—板空氣間隙直流火花放電電壓與間隙距離的關系

由圖4-14可見，當間隙距離為100cm時，正、負極性的火花放電電壓分別為450kV和1000kV，即1000／450＝2.2倍。這種極性效應是由于電暈空間電荷對電場畸變造成的。通常，電力設備的外絕緣水平比其內絕緣水平高，顯然，施加負極性試驗電壓外絕緣更不容易發(fā)生閃絡，這有利于實現(xiàn)直流耐壓試驗檢查內絕緣缺陷的目的，另外，對電纜等油浸紙絕緣的電力設備，由于電滲現(xiàn)象，其內絕緣施加負極性試驗電壓時的擊穿電壓較正極性低10％左右，也就是說，電纜心接負極試驗電壓檢出缺陷的靈敏度更高，即更容易發(fā)生絕緣缺陷。應指出，直流耐壓試驗的時間可比交流耐壓試驗的時間（1min）長些。直流耐壓試驗結果的分析判斷，可參閱交流耐壓試驗分析判斷的有關原則。2022/12/1261▉泄漏電流和直流耐壓試驗▉直流耐壓試驗圖4-14棒—板▉介質損失角正切值試驗

電介質就是絕緣材料。當研究絕緣物質在電場作用下所發(fā)生的物理現(xiàn)象時，把絕緣物質稱為電介質；而從材料的使用觀點出發(fā)，在工程上把絕緣物質稱為絕緣材料。既然絕緣材料不導電，怎么會有損失呢？我們確實總希望絕緣材料的絕緣電阻愈高愈好，即泄漏電流愈小愈好，但是，世界上絕對不導電的物質是沒有的。任何絕緣材料在電壓作用下，總會流過一定的電流，所以都有能量損耗。把在電壓作用下電介質中產生的一切損耗稱為介質損耗或介質損失。如果電介質損耗很大，會使電介質溫度升高，促使材料發(fā)生老化（發(fā)脆、分解等），如果介質溫度不斷上升，甚至會把電介質熔化、燒焦，喪失絕緣能力，導致熱擊穿，因此電介質損耗的大小是衡量絕緣介質電性能的一項重要指標。在外加電壓作用下，電流流過介質在介質中產生能量損耗，這種損耗成為介質損耗。介質損耗很大時，就會使介質溫度升高而老化，甚至導致熱擊穿。因此，介質損耗的大小就反映了介質的優(yōu)劣狀況。2022/12/1262▉介質損失角正切值試驗電介質就是絕緣材料。當研究絕緣物質在▉介質損失角正切值試驗

當絕緣物施加交流電壓時，可以把介質看成為一個電阻和電容并聯(lián)組成的等值電路，如圖4-15（a）所示。根據等值電路可以作出電流和電壓的相量圖，如圖4-15（b）所示。圖4-15在絕緣物上加交流電壓時的等值電路及相量圖（a）介質等值電路（b）等值電路電流、電壓相量2022/12/1263▉介質損失角正切值試驗當絕緣物施加交流電壓時，可以把介質看▉介質損失角正切值試驗

由相量圖可知，介質損耗由產生，夾角大時，就越大，故稱為介質損失角，其正切值為：介質損耗：由上式可見，當U、f、C一定時，P正比于，所以用來表征介質損耗。測量的靈敏度較高，可以發(fā)現(xiàn)絕緣的整體受潮、劣化、變質及小體積設備的局部缺陷。（4-8）（4-9）2022/12/1264▉介質損失角正切值試驗由相量圖可知，介質損耗由產▉介質損失角正切值試驗

▉一、介質損失角正切值的測量原理介質損耗角正切的測量方法很多，從原理上可分為平衡測量法和角差測量法兩類。傳統(tǒng)的測量方法為平衡測量法，即西林電橋法。由于技術的發(fā)展和檢測手段的不斷完善，角差測量法使用越來越普遍。當絕緣受潮、老化時，有功電流將增大，tgδ也增大。通過tgδ可反映出絕緣的分布性缺陷。如果缺陷是集中性的，有時測tgδ并不靈敏，這是因為集中性缺陷是局部的，可以把介質分為缺陷和無缺陷的兩部分；無缺陷的部分為R1和C1的并聯(lián)；有缺陷部分為R2和C2的并聯(lián)。則：（4-10）（4-11）（4-12）2022/12/1265▉介質損失角正切值試驗▉一、介質損失角正切值的測量原理（4▉介質損失角正切值試驗

▉一、介質損失角正切值的測量原理當有缺陷部分占的比例很小時，就很小，所以測整體的時候就不易發(fā)現(xiàn)局部缺陷。在《電力設備預防性試驗規(guī)程》中對電機、電纜等絕緣，因為缺陷的集中性及體積較大，通常不做此項試驗；而對套管、電力變壓器、互感器、電容器等則做此項試驗。我國目前使用的測試驗裝置有西林電橋（圖4-16給出了QS1西林電橋的三種試驗接線），M型介質試驗器，還有P5026M型交流電橋、GWS-1型光導微機介質損耗測試儀等，具體的使用方法可參見制造廠說明。本節(jié)主要介紹西林電橋法測量。2022/12/1266▉介質損失角正切值試驗▉一、介質損失角正切值的測量原理20▉介質損失角正切值試驗

▉一、介質損失角正切值的測量原理西林電橋的兩個高壓橋臂，分別由試品ZN及無損耗的標準電容器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，如圖4-16所示。各橋臂的導納為：圖4-16QS1型西林電橋原理接線（a）正接線（b）反接線（c）對角線接線Zx—被測絕緣阻抗；CN—標準電容；R3—可變電阻；C4—可變電容；G—檢流計2022/12/1267▉介質損失角正切值試驗▉一、介質損失角正切值的測量原理圖4▉介質損失角正切值試驗

▉一、介質損失角正切值的測量原理調節(jié)R3、C4使電橋達到平衡時，應滿足：解此方程，實部、虛部分別相等，可得：（4-13）（4-14）（4-15）2022/12/1268▉介質損失角正切值試驗▉一、介質損失角正切值的測量原理▉介質損失角正切值試驗

▉一、介質損失角正切值的測量原理當tgδ<0.1，誤差允許不大于1%時，式（4-15）可改寫為：高壓西林電橋是用于工頻高壓，于是ω=2πf=100π是固定的；同時電橋中的R4取，也是固定的，這時：（4-16）（4-17）（4-18）tgδ=ωR4C4=KC4×106

式中C4的單位是F，若C4以μF計則上式可寫為：

tgδ=KC4

式中K=F-1。2022/12/1269▉介質損失角正切值試驗▉一、介質損失角正切值的測量原理▉介質損失角正切值試驗

▉一、介質損失角正切值的測量原理于是C4就可以直接分度為tgδ。在西林電橋上tgδ是直讀的。Cx是按R3的讀數，通過式（4-15）計算得出。CN一般都用100pF，個別也有用50pF或1000pF，但都是固定已知值。高壓西林電橋的高壓橋臂的阻抗比對應的低壓臂阻抗大得多，所以電橋上施加的電壓絕大部分都降落在高壓橋臂上，只要把試品和標準電容器放在高壓保護區(qū)，用屏蔽線從其低壓端連接到低壓橋臂上，則在低壓橋臂上調節(jié)R3和C4就很安全，而且測量準確度較高，但這種方法要求被試品高低壓端均對地絕緣。2022/12/1270▉介質損失角正切值試驗▉一、介質損失角正切值的測量原理20▉介質損失角正切值試驗

▉一、介質損失角正切值的測量原理圖4-16（a）正接線用于兩極對地絕緣的設備，用于試驗室或繞組間測。圖4-16（b）反接線用于現(xiàn)場被試設備為一極接地的設備，要求電橋有足夠的絕緣。由于R3和C4處于高電位，為保證操作的安全應采取一定的措施。一個辦法是將電橋本體和操作者一起放在絕緣臺上或放在一個叫法拉第籠的金屬籠里對地絕緣起來，使操作者與R3、C4處于等電位。另一種辦法是人通過絕緣連桿去調節(jié)R3和C4?，F(xiàn)場試驗通常采用反接線試驗方法。圖4-16（c）對角線接線用于被試設備為一極接地的設備且電橋沒有足夠的絕緣。2022/12/1271▉介質損失角正切值試驗▉一、介質損失角正切值的測量原理20▉介質損失角正切值試驗

▉一、介質損失角正切值的測量原理電橋測試中的注意事項：在電橋測試中，有些問題往往容易被忽視，使測量數據不能反映被試設備的真實情況，常被忽視的問題有：

（1）外界電場干擾的影響。在電壓等級較低（例如35kV電壓等級）的電氣設備測試中，容易忽視電場干擾的影響。

（2）高壓標準電容器的影響?，F(xiàn)場經常使用的BR-16型標準電容器，電容量為50pF，要求%<0.1%。由于標準電容器經過一段時間存放、應用和運輸后，本身的質量在不斷變化，會受潮、生銹，如忽視了這些質量問題，同樣會影響測試的數據。

（3）試品電容量變化的影響。在用QS1型西林電橋測量電氣設備絕緣