電氣試驗(yàn)基礎(chǔ)

1電氣設(shè)備的絕緣試驗(yàn)2交接試驗(yàn)預(yù)防性實(shí)驗(yàn)絕緣缺陷整體性或分布性局部性或集中性試驗(yàn)方法非破壞性試驗(yàn)?zāi)蛪涸囼?yàn)具體判斷某一設(shè)備的絕緣狀況時(shí)，應(yīng)注意各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果綜合判斷同一設(shè)備三相試驗(yàn)結(jié)果比較歷次試驗(yàn)結(jié)果互相比較試驗(yàn)的分類1概述3電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)分兩大類（一）耐壓試驗(yàn)――破壞性試驗(yàn)試驗(yàn)所加電壓等價(jià)于或高于設(shè)備運(yùn)行中可能受到的各種電壓。最有效和最可信；可能導(dǎo)致絕緣的破壞。種類：工頻耐壓試驗(yàn)直流耐壓試驗(yàn)沖擊耐壓試驗(yàn)（二）檢查性試驗(yàn)――預(yù)防性試驗(yàn)測(cè)定絕緣某些方面的特性；一般在較低電壓下進(jìn)行，通常不會(huì)導(dǎo)致絕緣的擊穿破壞。

4測(cè)試方法方法有許多種：測(cè)絕緣電阻，吸收比；測(cè)泄漏電流；測(cè)tgδ，等效電容Ｃ，等效電阻Ｒ；局部放電測(cè)試，電壓分布測(cè)試；油氣色譜分析。各方法反映絕緣缺陷的性質(zhì)不同，對(duì)不同絕緣材料和絕緣結(jié)構(gòu)的有效性也不同。兩類試驗(yàn)間的關(guān)系：

相互補(bǔ)充，而不能相互代替.先作檢查性試驗(yàn)，再確定耐壓試驗(yàn)的時(shí)間和條件.5絕緣中的缺陷可分為兩類:一類是局部性或集中性的缺陷另一類是整體性或分布性的缺陷:整體絕緣老化、變質(zhì)、受潮、絕緣性能下降6一.絕緣電阻和吸收比測(cè)量(一).絕緣電阻的測(cè)量1.兆歐表的工作原理7兆歐表（絕緣搖表）的原理和接線

R1R2ELSNG12線路端子L接地端子E保護(hù)端子G三個(gè)接線端子搖動(dòng)發(fā)電機(jī)手柄，直流電壓就加到兩個(gè)并聯(lián)的支路上。電阻R1和電壓線圈1被試電阻，電阻R2和電流線圈2直流發(fā)電機(jī)8

兩個(gè)線圈中電流產(chǎn)生的力矩方向相反固定在同一轉(zhuǎn)子上，并可帶動(dòng)指針旋轉(zhuǎn)。到達(dá)平衡時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)的角度正比于I1/I2（因?yàn)椴⒙?lián)支路內(nèi)的電流分配是與電阻成反比的，所以偏轉(zhuǎn)角的大小可以反映出被試電阻的大小)。由于沒有彈簧游絲，當(dāng)線圈中沒有電流時(shí)，指針可停在任一偏轉(zhuǎn)角位置。LGE兆歐表屏蔽極的使用

兆歐表（絕緣搖表）的原理和接線

9由于存在吸收現(xiàn)象，通常規(guī)定以加壓后1min

時(shí)測(cè)得的數(shù)值作為該試品的絕緣電阻。且該絕緣電阻常比真正的絕緣電阻值要低一些；只在有貫通性的絕緣缺陷存在的情況下，絕緣電阻才會(huì)有顯著的變化。測(cè)量絕緣電阻應(yīng)注意的兩點(diǎn)兆歐表（絕緣搖表）的原理和接線

10

可有效地發(fā)現(xiàn)：（1）兩極間有穿透性的導(dǎo)電通道．（2）受潮（3）表面污垢不能發(fā)現(xiàn)的缺陷：(1)絕緣中的局部缺陷

(2)絕緣的老化

判斷方法：將所測(cè)電阻值與標(biāo)準(zhǔn)及以往歷史數(shù)據(jù)比．

2.測(cè)試功效113.接線124.絕緣的吸收比通常測(cè)量的是15S及60S時(shí)的R15及R60，用來判斷絕緣是否受潮。一般認(rèn)為K<1.3可判斷絕緣受潮。K值也可以反映貫通性的絕緣缺陷。R

CrC絕緣的吸收比絕緣良好時(shí)，Ｒ和r都較大，則測(cè)得的絕緣電阻值較高，且需經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間才達(dá)到穩(wěn)定；如絕緣受潮或存在某些穿透性的導(dǎo)電通道，則測(cè)得的絕緣電阻值較低，且很快達(dá)到穩(wěn)定。13 (1)先拆除被試品的電源和對(duì)外一切連線,將其接地、以充分放電

(2)待手搖發(fā)電機(jī)穩(wěn)定以后,再將兩端子接在試品上60秒后再讀數(shù)

(3)對(duì)大容量試品,測(cè)好以后先斷兩端子接線,后停手搖發(fā)電機(jī)，以免反充電建成損壞

(4)注意溫度和濕度的較正5.注意事項(xiàng)141．溫度：一般隨溫度上升，Ｒ減小，Ｔ↑→γ↑，ｉａ↑→Ｒ↓；受潮→有損極化加強(qiáng)，ｉＰ↑，充電加快，曲線平坦．濕度絕緣表面的泄漏電流增大，進(jìn)入電流線圈，使絕緣電阻讀數(shù)顯著下降3．試驗(yàn)前將被試品接地放電一定時(shí)間（

5～

10min）．

影響測(cè)量結(jié)果的因素

15二.介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量1.作用 能有效地測(cè)出絕緣受潮、老化等分布性缺陷。對(duì)集中性缺陷不靈敏,體積越大也越不靈敏16正接線：C點(diǎn)接到電源的高壓端，D點(diǎn)接地。反接線：D點(diǎn)接到電源的高壓端，C點(diǎn)接地。四、西林電橋測(cè)量時(shí)的兩種接線17正接線：C點(diǎn)接到電源的高壓端，D點(diǎn)接地。四西林電橋測(cè)量時(shí)的兩種接線由于臂I、2的阻抗比3、4大得多，電壓大部分將降落在上橋臂。在凋節(jié)部分R3和C4上的電壓降通常只有幾伏，對(duì)操作人員沒有危險(xiǎn)。為了防止試品或標(biāo)準(zhǔn)電容一旦發(fā)生擊穿時(shí)在低壓臂上出現(xiàn)高電壓，在電橋的A，B點(diǎn)和接地的屏蔽間接有放電管；以保證人身和設(shè)備的女全。這種接線法測(cè)量準(zhǔn)確度較高，但要求被試品兩端部對(duì)地絕緣。適用：體積小，重量輕18反接線：D點(diǎn)接到電源的高壓端，C點(diǎn)接地。四西林電橋測(cè)量時(shí)的兩種接線這種接線適于在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)一端固定接地的設(shè)備。但此時(shí)操作部分R3及C4處在高電位，為保證操作的安全應(yīng)采取一定的措施。一個(gè)辦法是把電橋本體和操作者一起放在絕緣臺(tái)上或放在一個(gè)叫法拉第籠的金屬籠里對(duì)地絕緣起來，使操作者與R3、C4處于等電位。另一個(gè)辦法是人手通過絕緣桿去調(diào)節(jié)R3、C4。適用：體積大，重量大，外殼接地19防止外界電磁場(chǎng)對(duì)電橋的干擾

加設(shè)屏蔽(消除電容的影響)采用移相電源倒相法電橋本體被試品和標(biāo)準(zhǔn)電容器連到電橋的引線試品本身電場(chǎng)和磁場(chǎng)的影響干擾產(chǎn)生的原因20(3)電橋本體接地良好(4)反接法時(shí),三根引線處于高壓,必須懸空(5)能分開測(cè)的試品盡量分開測(cè)(6)應(yīng)保持試品表面干燥(7)試品設(shè)備有繞阻時(shí),應(yīng)首尾短接起來4.注意事項(xiàng)(2)被試品和標(biāo)準(zhǔn)無損電容器連到電橋本體的引線也要使用屏蔽導(dǎo)線(1)電橋本體必須加以屏蔽21局部放電時(shí)出現(xiàn)的現(xiàn)象電的現(xiàn)象非電的現(xiàn)象檢測(cè)方法電的方法：定性、定量非電的方法：定性的，不夠靈活局部放電測(cè)試設(shè)備的工作原理——把微伏級(jí)的電壓脈沖檢測(cè)出來。三.局部放電的測(cè)量22三.局部放電的測(cè)量1、作用 能測(cè)出絕緣內(nèi)部是否存在氣泡、空隙、雜質(zhì)等缺陷23讓工頻電壓作用到試品上，阻止被測(cè)的高頻脈沖或電源中的高頻成分通過。Cx：試品電容CK：耦合電容Zm：測(cè)量阻抗A：放大器M：

量測(cè)儀器Z：低通濾波器并聯(lián)測(cè)量回路（適用于試品一端接地的情況）CKCxAZmUZM測(cè)量回路24讓工頻電壓作用到試品上，阻止被測(cè)的高頻脈沖或電源中的高頻成分通過。Cx：試品電容CK：耦合電容Zm：測(cè)量阻抗A：放大器M：

量測(cè)儀器Z：低通濾波器CKCxAZmUZM串聯(lián)測(cè)量回路（試品的低壓端必須與地絕緣）測(cè)量回路25讓工頻電壓作用到試品上，阻止被測(cè)的高頻脈沖或電源中的高頻成分通過。Cx：試品電容CK：耦合電容Zm：測(cè)量阻抗A：放大器M：

量測(cè)儀器Z：低通濾波器CKCxAZm1

Zm2UZM橋式測(cè)量回路（抗外部干擾的性能較好）測(cè)量回路264.注意事項(xiàng)(1)試品的絕緣表面應(yīng)清潔干燥(2)盡量避免外界的干擾源(3)測(cè)試設(shè)備的地線應(yīng)連成一體,高壓引線應(yīng)遠(yuǎn)離地線(4)試品相連的線要短,周圍物體應(yīng)良好接地27四.工頻交流耐壓試驗(yàn)1.作用：能確定電氣設(shè)備絕緣的耐受水平282.接線及設(shè)備29單相接觸式調(diào)壓器30各種接觸式調(diào)壓器31試驗(yàn)變壓器32球隙測(cè)量器33保護(hù)電阻343.工頻試驗(yàn)變壓器(1).工頻試驗(yàn)變壓器與電力變壓器的比較工頻試驗(yàn)變壓器電力變壓器35

試驗(yàn)變壓器與電力變壓器的比較試驗(yàn)變壓器電力變壓器1電壓等級(jí)更高、容量不大，僅單相電壓等級(jí)高、容量大，分單相、三相2工作在電容性負(fù)荷下工作在電感性負(fù)荷下3允許發(fā)生短時(shí)短路不允許發(fā)生短路4工作時(shí)間短工作時(shí)間長(zhǎng)5漏磁通較大漏磁通較小6溫度比較低、無散熱要求溫度比較高、有散熱要求7絕緣裕度小絕緣裕度大36五.直流泄漏電流的測(cè)量1.泄漏電流測(cè)量的特點(diǎn)（1）能更有效地發(fā)現(xiàn)一些尚未完全貫通的集中性缺陷（2）在試驗(yàn)升壓過程中，可以隨時(shí)監(jiān)視微安表指示，了解絕緣情況37直流耐壓試驗(yàn)和泄漏電流測(cè)量

兆歐表測(cè)量絕緣電阻方法的不足：電壓較低，發(fā)觀絕緣缺陷的能力受到限制。較高的直流電壓來測(cè)絕緣電阻或泄漏電流，有效地發(fā)現(xiàn)一些尙未完全貫通的集中性缺陷。38直流泄漏電流的測(cè)量實(shí)驗(yàn)總結(jié)：

在同一直流電壓作用下，良好絕緣的泄漏電流較小；且隨電壓的增加泄漏電流正比增加； 絕緣受潮時(shí)，泄漏電流增大； 當(dāng)絕緣有集中性缺陷時(shí)，電壓升高到一定值后，泄漏電流激增； 絕緣的集中性缺陷越嚴(yán)重，出現(xiàn)泄漏電流激增的電壓將越低。 當(dāng)泄漏電流超過一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡可能找出原因，并加以消除。39發(fā)電機(jī)絕緣的泄漏電流隨直流電壓變化的曲線402.直流泄漏試驗(yàn)接線(1)被試品不接地(不適于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn))41(2)被試品一極接地(適于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn))423.試驗(yàn)方法被試品額定電壓35kV及以下施加10—30kV直流電壓被試品額定電壓110kV及以上施加40kV直流電壓試驗(yàn)時(shí)按每級(jí)0.5倍試驗(yàn)電壓分階段升高每階段停留1min，讀微安表讀數(shù)即為泄漏電流繪制泄漏電流與加壓時(shí)間、泄漏電流與試驗(yàn)電壓關(guān)系曲線后進(jìn)行分析434.微安表的保護(hù)R：為增壓電阻；C：濾波電容，有兩個(gè)作用；F：放電管L：防止沖擊電流對(duì)微安表的破壞。S：切換開關(guān)，只有在穩(wěn)定時(shí)，投放微安表用。

微安表是精密儀表，使用中應(yīng)十分愛護(hù)，一般微安表都有專門的保護(hù)裝置，如下圖所示。44六.直流耐壓試驗(yàn)內(nèi)容直流泄漏電流實(shí)驗(yàn)直流耐壓實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法相同相同作用檢查絕緣情況，實(shí)驗(yàn)電壓低試驗(yàn)絕緣強(qiáng)度，實(shí)驗(yàn)電壓高45六.直流耐壓試驗(yàn)直流下沒有電容電流，要求電源容量很小，加上可以用串級(jí)的方法產(chǎn)生高壓直流，所以試驗(yàn)設(shè)備可以做得比較輕巧，適合于現(xiàn)場(chǎng)預(yù)防性試驗(yàn)的要求；在直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，可以同時(shí)測(cè)量泄漏電流，并根據(jù)其隨電壓變化的特性，判斷絕緣狀況，發(fā)現(xiàn)缺陷。直流耐壓實(shí)驗(yàn)比交流耐壓實(shí)驗(yàn)更能發(fā)現(xiàn)電機(jī)端部的絕緣缺陷；直流耐壓試驗(yàn)對(duì)絕緣的損傷程度比交流耐壓小。由于直流電壓作用下在絕緣內(nèi)部的電壓分布和交流電壓作用下的電壓分布不同，直流耐壓試驗(yàn)對(duì)交流設(shè)備絕緣的考驗(yàn)不如交流耐壓試驗(yàn)接近實(shí)際運(yùn)行情況。直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)電壓值的選擇是一個(gè)重要的問題。46六、沖擊高壓試驗(yàn)1.作用

用來檢驗(yàn)高壓電氣設(shè)備在雷電過電壓和操作過電壓作用下的絕緣性能和保護(hù)性能47沖擊電壓試驗(yàn)一沖擊電壓發(fā)生器的基本回路電容器C1由直流電源充電至Um,若球隙G在外部作用下?lián)舸?，此后電路中發(fā)生的充、放電過程如下：

在球隙擊穿瞬間C1經(jīng)R1向C2充電，同時(shí)向R2放電；當(dāng)C2上的電壓達(dá)到峰值后，由C1和C2繼續(xù)對(duì)R2放電，又使C2上的電壓進(jìn)一步下降。一般選擇R1<<

R2，就可以在C2上得到所要求的波前較短而波長(zhǎng)較長(zhǎng)的沖擊電壓波型。R1C1R2C2利用系數(shù)482.沖擊電壓發(fā)生器的基本回路七、沖擊高壓試驗(yàn)49沖擊電壓發(fā)生器的基本原理

沖擊電壓發(fā)生器概念：沖擊電壓發(fā)生器由一組并聯(lián)的儲(chǔ)能高壓電容器，自直流高壓源充電幾十秒鐘后，通過銅球突然經(jīng)電阻串聯(lián)放電，在試品上形成陡峭上升前沿的沖擊電壓波形。沖擊波持續(xù)時(shí)間以微秒計(jì)，電壓峰值一般為幾十kV至幾MV

發(fā)明人：產(chǎn)生較高電壓的沖擊發(fā)生器多級(jí)回路，首先由德國(guó)人E.馬克思（E.Marx）提出，為此他于1923年獲得專利，被稱為馬克思回路505152戶外沖擊電壓發(fā)生器及分壓器53戶內(nèi)沖擊電壓發(fā)生器及截波裝置54各種試驗(yàn)方法的特點(diǎn)總結(jié)序號(hào)試驗(yàn)方法能發(fā)現(xiàn)的缺陷1測(cè)量絕緣電阻及泄漏電流貫穿性的受潮、臟污和導(dǎo)電通道2測(cè)量吸收比大面積受潮、貫穿性的集中缺陷3測(cè)量tgδ絕緣普遍受潮和劣化4測(cè)量局部放電有氣體放電的局部缺陷5交流或直流耐壓試驗(yàn)使抗電強(qiáng)度下降到一定程度的主絕緣局部缺陷6沖擊波耐壓試驗(yàn)(限于變壓器)使抗電強(qiáng)度下降到一定程度的主絕緣或縱絕緣的局部缺陷表中序號(hào)5和6兩