電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)

2025/1/18電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)電氣設(shè)備絕緣缺陷的產(chǎn)生制造時(shí)潛伏下來的運(yùn)行中逐步發(fā)展起來的絕緣缺陷的分類集中性缺陷瓷質(zhì)開裂；發(fā)電機(jī)絕緣局部磨損、擠壓破裂；電纜在局部放電作用下絕緣逐漸損壞分布性缺陷整體絕緣性能下降，如絕緣中的有機(jī)材料的受潮、老化、變質(zhì)等預(yù)防性試驗(yàn)方法分類破壞性試驗(yàn)(耐壓試驗(yàn))：嚴(yán)格，但產(chǎn)生損傷非破壞性試驗(yàn)：電壓較低，不會損傷絕緣：容易實(shí)現(xiàn)破壞性試驗(yàn)和非破壞性試驗(yàn)各有其持點(diǎn)3.2絕緣電阻的測量

測量絕緣電阻是檢查電氣設(shè)備絕緣狀態(tài)最簡便的輔助方法在現(xiàn)場，普遍采用兆歐表測量絕緣電阻何謂絕緣電阻？＝等效電路中的電阻？3.2.1多層介質(zhì)的吸收現(xiàn)象

雙層介質(zhì)的等值電路吸收曲線當(dāng)在絕緣上施加直流電壓時(shí)，流經(jīng)絕緣的電流會隨著時(shí)間逐漸下降，最終達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值，這就是不均勻介質(zhì)的吸收現(xiàn)象本質(zhì)：夾層介質(zhì)的界面極化這些電荷被介質(zhì)吸收了！高電壓工程基礎(chǔ)雙層介質(zhì)的吸收現(xiàn)象雙層介質(zhì)的等值電路吸收曲線陰影部分的面積為絕緣在充電過程中逐漸“吸收”的電荷。這種逐漸“吸收”電荷的現(xiàn)象叫做“吸收現(xiàn)象”，對應(yīng)的電流稱為吸收電流。它是由于介質(zhì)中偶極子逐漸轉(zhuǎn)向，并沿電場方向排列而產(chǎn)生的。3.2.2絕緣電阻和吸收比測量

絕緣電阻在設(shè)備絕緣上施加確定的直流電壓，經(jīng)過一定時(shí)間（通常為60秒）后呈現(xiàn)的電阻值吸收比K=R60“／R15”當(dāng)絕緣良好時(shí)，K常高于某一定值（1.3）絕緣普遍受潮時(shí)，K接近1極化指數(shù)（10min/1min）兆歐表測量高電壓工程基礎(chǔ)兆歐表的原理和接線圖（搖表）絕緣電阻的測量接線儀器：兆歐表兆歐表一般有三個(gè)接線端子被試品接在端子“E”和“L”之間保護(hù)端子“G”（與L相連）有時(shí)稱為屏蔽端子輸出電壓為負(fù)極性直流（why?）有500V、1000V、2500V、5000V等多個(gè)等級What’sthis?高電壓工程基礎(chǔ)試驗(yàn)方法和影響測量結(jié)果的因素（1）為了避免被試品上可能存留殘余電荷而造成誤差，試驗(yàn)前應(yīng)將試品接地放電一段時(shí)間；（2）試驗(yàn)時(shí)，將被試品接于L、E之間，如果被試品表面的泄漏電流較大，為避免表面泄漏電流的影響，必須加以屏蔽，屏蔽線應(yīng)接在兆歐表屏蔽端G上；（3）驅(qū)動兆歐表達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，并保持恒定；（4）測量吸收比時(shí)，先驅(qū)動兆歐表達(dá)額定轉(zhuǎn)速，待指針指到∞時(shí)，用絕緣工具將火線迅速接至試品上，同時(shí)記錄時(shí)間，分別讀取15s和60s的絕緣電阻值；（5）測試時(shí)必須記錄溫度。3.2.3測量結(jié)果的影響因素

被試設(shè)備絕緣上可能存留殘余電荷造成吸收現(xiàn)象不明顯試驗(yàn)前應(yīng)對設(shè)備充分放電固體絕緣表面狀況絕緣電阻隨溫度呈指數(shù)規(guī)律下降測量時(shí)必須記錄設(shè)備溫度實(shí)例：同步電機(jī)干燥前后絕緣電阻的變化干燥前（受潮），15oC干燥完畢，73.5oC運(yùn)行3天，冷卻后27oC本圖說明：吸收現(xiàn)象（溫度不變）絕緣電阻與溫度的關(guān)系3.3直流泄漏電流的測量

絕緣電阻和吸收比測量簡單易行，有時(shí)很有效：整體受潮等試驗(yàn)電壓相對較低，靈敏度和準(zhǔn)確性較低 5000/（110×1000）提高試驗(yàn)電壓》》直流泄漏電流試驗(yàn)直接測量泄漏電流因試驗(yàn)電壓提高，試驗(yàn)靈敏度和準(zhǔn)確性較高試驗(yàn)設(shè)備要求提高兩者試驗(yàn)原理相同直流泄漏電流試驗(yàn)原理接線

直流泄漏電流試驗(yàn)和直流耐壓試驗(yàn)常利用同一套直流高壓發(fā)生裝置同時(shí)進(jìn)行

Time?1min直流高壓的產(chǎn)生方式與要求

產(chǎn)生利用交流高壓經(jīng)高壓硅堆半波整流采用（多級）串級倍壓整流電路（實(shí)驗(yàn)講義）要求直流試驗(yàn)電壓的脈動系數(shù)應(yīng)不大于3％脈動系數(shù)＝[（最高值－最低值）/2倍平均值]×100%測量泄漏電流的影響因素與絕緣電阻測量相同的影響因素殘余電荷絕緣表面狀況設(shè)備溫度其它因素外加直流電壓的穩(wěn)定性測量微安表的保護(hù)和接入位置高壓引線引起的雜散電流帶來的測量誤差高電壓工程基礎(chǔ)泄漏電流測量儀表測量泄漏電流的電路圖T.O.—被試品；H—高電位電極；L—低電位電極；A—直流電位表；R—保護(hù)電阻；P—放電管；T.O.某設(shè)備絕緣的泄漏電流曲線

曲線1：絕緣良好；曲線2：絕緣受潮；曲線3：絕緣中有未貫通的集中性缺陷；曲線4：絕緣有擊穿的危險(xiǎn)介質(zhì)損失角正切值tgδ的測量

3.4介質(zhì)損失角正切值tgδ的測量

CXRx當(dāng)電氣設(shè)備絕緣整體性能下降，如普遍受潮、臟污或老化，以及絕緣中有間隙發(fā)生局部放電時(shí)，流過絕緣的有功電流分量IRx將增大，tgδ也增大通過測量tgδ值可以發(fā)現(xiàn)絕緣的分布性缺陷若缺陷部分在整個(gè)絕緣中的體積較大，則測量tg

容易發(fā)現(xiàn)絕緣的缺陷。如果絕緣缺陷是集中性的（非貫穿性的），或缺陷部分在整個(gè)絕緣中占很小的體積，則該方法不很有效套管、電力變壓器、互感器和某些電容器

電機(jī)、電纜

3.4.1西林電橋的測量原理

R4C4R3CXCNCDABGRx當(dāng)電橋平衡時(shí)，檢流計(jì)中無電流流過，各臂阻抗?jié)M足關(guān)系式：

當(dāng)電橋平衡時(shí)，C4的微法數(shù)就等于被試品的tgδ值在電橋的分度盤上，C4的數(shù)值直接以tgδ的百分?jǐn)?shù)（％）來表示測量被試品的電容Cx對于判斷某些絕緣狀況也是有價(jià)值的問題：電容量大了意味著什么故障電容量小了意味著什么故障3.4.2外界電磁場對電橋的干擾

1）外界電場的干擾

2）外界磁場的干擾消除干擾的辦法將電橋的低壓部分全部屏蔽起來，引線也采用屏蔽電纜線采用抗干擾源移相法倒相法改變接線（正、反接法）

高電壓工程基礎(chǔ)2.外界電磁場對電橋的干擾外界電場干擾源~（1）外界電場的干擾包括試驗(yàn)時(shí)的高壓電源和試驗(yàn)現(xiàn)象其他高壓帶電體引起的干擾。高電壓工程基礎(chǔ)1.西林電橋的基本原理高電壓工程基礎(chǔ)（2）外界磁場的干擾電橋工作時(shí)處在交變磁場中，橋路內(nèi)將感應(yīng)出一干擾電勢，也會造成測量結(jié)果的不準(zhǔn)確。，3.4.3影響tgδ測量結(jié)果的因素

被試電氣設(shè)備的溫度試驗(yàn)電壓的大小被試電氣設(shè)備絕緣的電容（試品電容）被試電氣設(shè)備外絕緣表面的泄漏影響數(shù)字化測量方法數(shù)字化測量tg

，不僅可以很容易地調(diào)節(jié)電橋平衡，而且可以防止外界干擾。

原理：利用傳感器從試品上取得所需的電壓信號U和電流信號I，經(jīng)前置A/D轉(zhuǎn)換電路數(shù)字化后，送至數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)或單片機(jī)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后算出電流電壓之間的相位差

，最后得到tg

的測量值。3.5局部放電的測量

測定局部放電，能預(yù)示絕緣狀況，也是估計(jì)絕緣電老化速度的重要根據(jù)局部放電伴隨發(fā)生許多現(xiàn)象電現(xiàn)象：電脈沖，介質(zhì)損耗的增大和電磁波非電現(xiàn)象：光、熱、噪音、氣體壓力變化和化學(xué)變化局部放電檢測方法電：電脈沖、介質(zhì)損耗，可定量非電：靈敏度不夠，只能定性

電脈沖法檢測的參數(shù)視在放電量Δq放電能量W放電的重復(fù)率(放電頻度)等3.5.1局部放電的檢測回路

Cx—被試品的電容Ck—耦合電容Zm、Z’m—測量阻抗Z—低通濾波器U—電壓源M—測量儀器A—放大器CX一端接地CX兩端絕緣平衡電路3.5.2局部放電的測量阻抗和測量儀器

Zm和測量的靈敏度、輸出波形及脈沖的分辨率都有關(guān)系要消除或減弱輸出電壓的工頻成分要使脈沖分量的持續(xù)時(shí)間足夠小，以保證快速連續(xù)脈沖的分辨率阻抗值應(yīng)足夠高，由它決定輸出電壓和電流的波形常用測量阻抗:電阻、電感、電阻與電感并聯(lián)以及電感與電容并聯(lián)四種形式。Zm》》濾波》》放大》》指示記錄儀器測量儀器陰極射線示波器→數(shù)字存儲示波器指示型電壓表脈沖計(jì)數(shù)器測量儀器的校正測量儀器所測得的局部放電脈沖值是與被試品的局部放電視在放電量

q成比例的，要從指示值來算得

q是困難的，只能通過試驗(yàn)來確定，即PD的測量儀器必須進(jìn)行試驗(yàn)校正。局部放電測試儀（一）局部放電測試儀（二）大型發(fā)電機(jī)定子繞組絕緣

局部放電測量波形3.5.3用超聲波探測器測量局部放電

特點(diǎn)與電脈沖法相比，抗干擾能力相對較強(qiáng)工作原理發(fā)生局部放電時(shí)，會產(chǎn)生超聲波，并向四面?zhèn)鬟f，直到電氣設(shè)備容器的表面在設(shè)備外壁，放一壓電元件，在交變壓力波的作用下，壓電晶體便產(chǎn)生交變的彈性變形，晶體沿受力方向的兩端面上便會出現(xiàn)交變的束縛電荷將交變壓力波產(chǎn)生的束縛電荷轉(zhuǎn)換為電氣量，由此可測量局部放電局部放電測量小結(jié)絕緣中內(nèi)在的局部缺陷，特別是在程度尚不嚴(yán)重時(shí)，用別的方法往往很難發(fā)現(xiàn)用測量局部放電的方法，卻能比較靈敏地檢測出來電力部門現(xiàn)已將局部放電列入試驗(yàn)項(xiàng)目局放測量對發(fā)現(xiàn)絕緣早期缺陷，具有很重要的意義！電壓分布的測量絕緣表面電壓分布的特點(diǎn)：當(dāng)表面比較清潔時(shí)：電壓分布由絕緣電容和雜散電容決定當(dāng)表面因污染而電阻下降時(shí)：電壓分布由表面電導(dǎo)決定測量電壓分布可以發(fā)現(xiàn)的絕緣狀況：掌握絕緣子串的污穢狀況絕緣子絕緣狀況，特別是可用來判別零值絕緣子通過測量電機(jī)線棒對鐵芯的電位，判斷線棒與槽壁接觸狀況及氣隙放電短路叉測量電壓分布的方法：將短路叉的一端2與被測絕緣子下方緊鄰的絕緣子的鐵帽相接觸，再將另一端l靠近被測絕緣子的鐵帽，此時(shí)，若被測絕緣子承受了一定的電壓則在短路叉1端與鐵帽間產(chǎn)生火花。被測絕緣子承受的電壓越高，則出現(xiàn)火花越早，且火花的聲音亦越大。短路叉火花放電電壓可調(diào)可以定性，但無法定量要防止放電導(dǎo)致絕緣閃絡(luò)缺點(diǎn)：分辨率較低，易受環(huán)境影響音響式測桿：音響式測桿的測量原理：高壓電容C及放電管等在工作時(shí)處于高電位，而右側(cè)所示的接收器及儀表等處于低電位，兩者用空心絕緣桿連接起來當(dāng)被測絕緣子兩端電壓降低時(shí)，放電管的放電頻率降低，發(fā)聲器中發(fā)出的聲音頻率也變低，于是，儀表讀數(shù)較小，反之則較大與火花放電大小相對應(yīng)得放電管頻率信號可用聲音表達(dá)，也可采用光的形式傳遞音響式測桿的檢出電壓范圍約為1~20kV3.6絕緣油中溶解氣體分析（DGA）

絕緣油是電氣設(shè)備絕緣的重要組成部分絕緣冷卻滅弧絕緣油試驗(yàn)絕緣油的電氣試驗(yàn)

絕緣油中溶解氣體分析（DGA）試驗(yàn)時(shí)電氣設(shè)備可以不必停電！

3.6.1絕緣油的電氣試驗(yàn)

電氣試驗(yàn)的主要內(nèi)容油的閃點(diǎn)：油在規(guī)定條件下加熱，直到它的蒸汽與空氣的混合氣接觸火焰發(fā)生閃火時(shí)的最低溫度，稱為閃點(diǎn)

酸值水分游離碳電氣強(qiáng)度介質(zhì)損失角正切值tgδ等……帶電取油樣》》化驗(yàn)》》分析》》結(jié)論3.6.2絕緣油中溶解氣體分析（DGA）

得到了普遍應(yīng)用和高度重視，已列入了預(yù)防性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，并有相應(yīng)的試驗(yàn)導(dǎo)則通過分析油中所含氣體的組成和含量來判斷設(shè)備內(nèi)部的潛伏性缺陷電氣設(shè)備內(nèi)部有局部過熱或局部放電等缺陷時(shí)，就會分解而產(chǎn)生氣體，并不斷溶解于絕緣油中不同性質(zhì)的典型故障，產(chǎn)生的溶解氣體的成分及不同成分之間的比例都有所不同分析方法特征氣體法三比值法等分析過程取出運(yùn)行中電氣設(shè)備的油樣油樣真空脫氣將脫出的氣體壓縮至常壓用注射器抽取試樣后進(jìn)行分析分析儀器

【氣相色譜儀】分析結(jié)果表示方法每升絕緣油中所含各氣體組分的微升數(shù)【以（10-6）表示，并換算到標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下（0.101325MPa，20℃）】色譜柱：U形或圓盤形管，裝有吸附劑，當(dāng)氣樣注入管中后，吸附劑便能使不同成分的氣體先后流出色譜柱H2、O2、CH4、CO2

CH4、C2H6、C2H4、C3H8、C2H2、C3H6102G-D氣相色譜儀工作流程

6.7絕緣狀態(tài)的在線監(jiān)測3.7高壓耐壓試驗(yàn)

對設(shè)備絕緣的考核最為嚴(yán)格，有破壞性在非破壞性試驗(yàn)合格后進(jìn)行耐壓試驗(yàn)類型交流耐壓直流耐壓沖擊耐壓試驗(yàn)

3.7.1交流耐壓試驗(yàn)

工頻交流耐壓試驗(yàn)最為常用程序?qū)Ρ辉囋O(shè)備施加超過其額定工作電壓若干倍數(shù)的交流高壓，并持續(xù)一定時(shí)間（一般為1分鐘），期間觀察設(shè)備絕緣是否出現(xiàn)異常現(xiàn)象或發(fā)生閃絡(luò)、擊穿試驗(yàn)電壓和試驗(yàn)周期要選擇適當(dāng)！固體有機(jī)絕緣會產(chǎn)生累積效應(yīng)工頻交流耐壓試驗(yàn)的原理接線圖

V~220VBKRGTY被試品TY為低壓調(diào)