固態(tài)絕緣介質(zhì)絕緣特性

關(guān)于固態(tài)絕緣介質(zhì)絕緣特性試驗(yàn)?zāi)康?.了解國內(nèi)外工程實(shí)際中應(yīng)用高電壓絕緣理論、高電壓試驗(yàn)技術(shù)、過電壓防護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀，為將來從事科研、生產(chǎn)工作打下一定的基礎(chǔ)。2.掌握測量固體介質(zhì)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流及介質(zhì)損失角正切tgδ的原理及方法。3.練習(xí)根據(jù)測試結(jié)果綜合分析固體絕緣介質(zhì)的絕緣狀況。第2頁,共14頁，2024年2月25日，星期天前沿電工設(shè)備中的絕緣缺陷，有的是先天性的，是在制造過程中由于材料、工藝等原因潛伏下來的；有的是后天性的，是在運(yùn)行過程中由于電應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力、大氣影響（如光照、潮濕、臟污影響）、溫度、化學(xué)等因素造成的。只有及早發(fā)現(xiàn)這些缺陷，及時進(jìn)行維護(hù)與檢修，才能保證設(shè)備安全運(yùn)行。第3頁,共14頁，2024年2月25日，星期天絕緣缺陷的分類及影響大致分為兩類：1.集中性的或局部性的缺陷，如內(nèi)部的氣隙、局部的開裂、磨損、受潮等;2.布性的缺陷或整體絕緣性能的降低,如固體絕緣介質(zhì)的整體受潮、劣化變質(zhì)等。絕緣內(nèi)部有了這兩類缺陷，其特性都會或多或少發(fā)生變化，必須用合適的試驗(yàn)方法及測量儀器,把這些變化或差異正確、靈敏地測量出來,從而對絕緣狀態(tài)作出恰當(dāng)判斷。第4頁,共14頁，2024年2月25日，星期天試驗(yàn)方法絕緣電阻測量吸收比測量泄漏電流的測量介質(zhì)損耗角正切值(tgδ)的測量第5頁,共14頁，2024年2月25日，星期天試驗(yàn)內(nèi)容一絕緣電阻測量

固體絕緣介質(zhì)的絕緣電阻大。但如果絕緣受潮、表面臟污或劣化變質(zhì)，絕緣電阻都會劇烈下降；如有貫穿性裂縫或擊穿通道，絕緣電阻將降到零。我們使用兆歐表測量試品的絕緣電阻，額定電壓1KV以上常用2.5KV兆歐表，1KV一下常用1KV兆歐表，如下圖。用搖表測絕緣電阻是最簡單的檢查方法，通常將設(shè)備的數(shù)據(jù)與出廠前數(shù)據(jù)比較，或把同一設(shè)備的每相分別測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以此判定絕緣電阻是否有差異。第6頁,共14頁，2024年2月25日，星期天二吸收比測量固體絕緣介質(zhì)在直流電壓下存在吸收現(xiàn)象，測量吸收比就是利用吸收現(xiàn)象來檢查絕緣是否整體受潮、開裂等情況.在理論分析中，常把絕緣結(jié)構(gòu)看成一個RC并聯(lián)的等值電路(圖1a)。但許多設(shè)備的絕緣都是多層的，每層的RC值不可能相同。為了便于分析，常用雙層介質(zhì)的等值電路（圖1b）來代表。第7頁,共14頁，2024年2月25日，星期天從圖1可以看出,剛合K時,電流表指示的主要是電容的充電電流，必須等電容充滿電，電流表指示的才是決定于絕緣電阻的泄漏電流。從合閘開始到穩(wěn)定，電流是隨時間衰減的，稱做吸收現(xiàn)象，即絕緣電阻是隨時間增大，最后到達(dá)穩(wěn)定值。到達(dá)穩(wěn)定時間的長短,決定于時間常數(shù)RC或R1R2(C1+C2)/(C1+R2)。第8頁,共14頁，2024年2月25日，星期天通常規(guī)定加壓后15秒和60秒時讀得的絕緣電阻之比為其吸收比，即K=R60’’/R15’’.當(dāng)K

≥

1.3時（有些試品要求K≥1.5時

），認(rèn)為絕緣未受潮。吸收比測量就是檢驗(yàn)絕緣體的等效電阻和電容的相對關(guān)系有無異常，以判斷絕緣狀況的優(yōu)劣。第9頁,共14頁，2024年2月25日，星期天三泄漏電流的測量測量絕緣電阻的另一種方式。將大于、等于10千伏的整流高壓電源接到絕緣體上，用微安表測量流經(jīng)絕緣結(jié)構(gòu)的泄漏電流，以判斷絕緣電阻的大小。與搖表不同的是，此種方法施加電壓較高，可以發(fā)現(xiàn)一些尚未完全貫通的集中性缺陷。第10頁,共14頁，2024年2月25日，星期天測量電路示意圖如下所示，電路中，交流電源經(jīng)調(diào)壓器T1、變壓器T2升壓、硅堆D整流、電容C濾波后成為高壓直流。限流電阻Rp用于保護(hù)硅堆和變壓器，靜電電壓表V用于測量直流高壓，微安表G用于測量被測試品的泄漏電流。當(dāng)試品電容較大時濾波電容C可以省略，微安表G帶有屏蔽以減小測量誤差。第11頁,共14頁，2024年2月25日，星期天四介質(zhì)損耗角正切值(tgδ)的測量

絕緣材料或結(jié)構(gòu)在交流電壓作用下有能量損耗。這種損耗稱為介質(zhì)損耗。它包括電導(dǎo)損耗、極化損耗和氣隙中放電引起的損耗。在交流電壓作用下,流過介質(zhì)的電流由兩部分組成:電容電流分量；有功電流分量(右圖)。介質(zhì)損耗角正切值通常很小，δ小，tgδ也小。介質(zhì)中的功率損耗P為利用此式可求得絕緣結(jié)構(gòu)的功率損耗。式中U與絕緣厚度有關(guān)系,與絕緣面積有關(guān)系,所以U標(biāo)志絕緣的體積；tgδ代表單位體積中的損耗,它反映材料的性質(zhì)。第12頁,共14頁，2024年2月25日，星期天測量介質(zhì)損失角正切值tgδ可以用一套M-8000型變頻介質(zhì)測試儀，它是自動化程度更高、操作更加簡便的測試儀器。如下圖是M-8000型