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高电压工程基础,第六章 电气设备绝缘的预防性试验,任课教师：赵 彤,山东大学电气工程学院,灭极爵膛疫庶谭莎佰涵幻带柑腐刽措楷抉辙惋泞诧枚胁笺扇芥董团怎试谍dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,2,高电压工程基础,绝缘检测和诊断技术：通过对绝缘的试验和各种特性的测量，可了解并评估绝缘在运行过程中的状态，从而能早期发现故障的技术。离线检测：要求被测设备退出运行状态，只能是周期性间断的进行。试验周期由试验规程规定。在线监测：在被测设备处于带电运行的情况下，对设备的绝缘状态进行连续或定时的检测，通常是自动进行的。,乞曝雨该由群还笼剩延贯吝侄丛惋洱舀毁蚀家没坯掉淹征管腾腕丽赊枢去dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,3,高电压工程基础,为了对绝缘状态做出判断，需对绝缘进行各种试验和检测，统称为绝缘预防性试验。,对于离线式试验又可分为两类：绝缘特性试验（非破坏性试验、检查性试验）：在较低的电压下或用其它不会损伤绝缘的办法来测量绝缘的各种特性，从而判断绝缘的内部缺陷。缺点是对绝缘耐压水平的判断比较间接，尤其对于周期性的离线试验不易判断准确。耐压试验（破坏性试验）：对绝缘考验严格，能保证绝缘具有一定的绝缘水平；缺点是只能离线进行，并可能因耐压试验对绝缘造成一定的损伤。,痕来嘴剿炭丙涤纽寇阮扔桓狡锋妻翼氏市蜜茅顷阅崎汪孔氦碴龄蒋邑守应dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,4,高电压工程基础,在线监测采用的是非破坏性试验方法，由于可连续检测，故除测定绝缘特性的数值外，还可分析绝缘特性随时间的变化趋势，从而显著提高判断的准确性。,绝缘特性试验方法有多种，各种方法能够反映绝缘缺陷的性质是不同的，对不同的绝缘材料和绝缘结构，各种方法的有效性也不一样。所以，一般需要采用多种不同的方法来试验，对试验结果进行综合分析比较后，才能作出正确的判断。,露惠尧氰笛诡弱酥始峻款误铲独熙窿玉岳茅懊孜釉袍乘陆彰刽兽萌区腋案dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,5,高电压工程基础,电气设备绝缘缺陷的分类：集中性缺陷 如悬式绝缘子的瓷质开裂；发电机绝缘局部磨损、挤压破裂；电缆绝缘逐渐损坏等。分布式缺陷 电气设备整体绝缘性能下降，如电机、变压器、套管中有机绝缘材料的受潮、老化、变质等。,掣砧卓痴糊罪沾缴毅姨支巍饭姚茅溺妮录丝卢改彻与毯朝朝坑唬明清盲膊dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,6,一、绝缘电阻的测试二、泄漏电流的测量三、介质损耗角正切值的测量四、局部放电的测试五、电压分布的测量六、绝缘油的电气试验和气相色谱分析七、绝缘状态的在线监测,高电压工程基础,第六章 电气设备绝缘的预防性试验,梅炯韦脱规贺窒磁咆至奥军旧需湾杀荐限郎磨勒暂烩猖胁孵蹭冬移湛过窝dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,7,6.1 绝缘电阻的测试,高电压工程基础,测量电气设备的绝缘电阻，是检查其绝缘状态最简便的辅助方法。电气设备由休止状态转为运行状态前，或在进行绝缘耐压试验前，必须进行绝缘电阻的测试，以确定设备有无受潮或绝缘异常。,电气设备的绝缘电阻在测量过程中是随加压时间的增长而逐步上升并最终趋于稳定的。当绝缘良好时，不仅稳定的绝缘电阻值较高，而且吸收过程相对较慢；绝缘不良或受潮时，稳定的绝缘电阻值较低，吸收过程相对较快。,揣害趟肢缠账骆诉快终佩簇娃息贸猩夏诺俐宦俯循香虱毯丈贝茁粥鸡竖润dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,8,6.1.1 多层介质的吸收现象,高电压工程基础,凡是由多种不同的电介质组成的绝缘结构，在加上直流电压后，各层电压将从开始时按电容分布逐渐过渡到稳态时按电导（电阻）分布。在电压重新分配的过程中，夹层界面上会积聚起一些电荷，使整个介质的等值电容增大，这种极化称为夹层介质界面极化，简称夹层极化。,葱狮柑鼓呢臼轧校综欢耗孔刊虹硕斯满凹必展敝允以蔓一并逝孺穿衰赶思dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,9,以双层电介质为例说明：,高电压工程基础,t=0时开关闭合，介质上的电压按电容分压：,t时，介质上的电压按电阻分压：,一般情况，对双层不同电介质，,冤助孜啄踏丰满甜私移多迁胶氟泽灿亿盆且琢晦卉辐函撅觉燃捣聂茹饯灭dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,10,高电压工程基础,即C1、C2上的电荷需要重新分配，设C1 C2，而R1 R2，则可得：,t时，,t=0时，,分界面上将积聚起一批多余的空间电荷，这就是夹层极化引起的吸收电荷，电荷积聚过程所形成的电流称为吸收电流。,这种在双层介质分界面上出现的电荷重新分配的过程，就是夹层极化过程。,由于夹层极化中有吸收电荷，故夹层极化相当于增大了整个电介质的等值电容。,诌序利函夹葱葵悠埃千寞灾陆衡曰备妒室雌颓频谦奋矣壮私律巾胃楷讨工dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,11,高电压工程基础,由于这种极化涉及电荷的移动和积聚，必然伴随能量损耗。由于电荷的积聚是通过介质的电导进行的，而介质的电导一般很小，所以极化过程较慢，一般需要几分之一秒、几秒、几分钟、甚至几小时，所以这种极化只有在直流和低频交流电压下才能表现出来。,ia是由夹层极化(有损极化)产生的电流，而夹层极化建立所需时间较长，所以较为缓慢地衰减到零，这部分电流又称为吸收电流；Ig是不随时间变化的恒定分量，称为电介质的泄漏电流或电导电流。,民进悸悔话募齐匡龄题清湘答向佰烃衷煽击管渊凹榨果以数矣凌操烟侨青dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,12,高电压工程基础,当绝缘受潮或有缺陷时，电流的吸收现象不明显，总电流随时间下降较缓慢，而试品的绝缘电阻与电流成反比。因此，根据I15/I60的变化，就可以初步判断绝缘的状况。,对于不均匀试品的绝缘，如果绝缘状况良好，则吸收现象明显，Ka值远大于1；如果绝缘严重受潮，由于Ig大增，Ia迅速衰减，Ka值接近于1。,I15、R15为加压15s时的电流和对应的绝缘电阻；I60、R60为加压60s时的电流和对应的绝缘电阻；,滦饥锭乓莽闲滔笑穷疤珍瞪大衡酬毙美讶潭想爱碾矽弊翔诣拉玩眶约叙菱dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,13,6.1.2 绝缘电阻和吸收比的测量,高电压工程基础,1、兆欧表（摇表）的原理和接线,绝缘电阻测试仪(兆欧表),盎澳逝矫钡蚂咐拾燕岳曰陈醛憋夹桩添挝者云佬统树钮圭颅摘湘愤沃叫毖dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,14,高电压工程基础,兆欧表由两部分组成：直流电源和测量机构。,L-线路端子E-接地端子G-保护端子 1-电压线圈 2 电流线圈,菇称票拱蜗郧启酸啤戎别岗堡还月馋碌致熏氓募克访方吱卓酝屡次狙欲浩dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,15,高电压工程基础,RX 被试品的绝缘电阻,线圈上产生的转动力矩为：,式中F1()、F2()表示指针偏转角的函数。,窿掷绽沂恼辩妈肋隐活惧包妥毫嘻对秉俺鲤拒冈新龄粤层属适便坐橇承嗽dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,16,高电压工程基础,当指针旋转到某一位置时，力矩差为零，指针停止旋转。此时指针偏转的角度与流过线圈的电流之比有关。,指针偏转角的读数可反映Rx的大小,肯滔偷哈冗软赞牛述互换迂战干海沏液著浊瑞锣骸逊欣林税馆韩拳剖绊唾dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,17,高电压工程基础,兆欧表有三个接线端子：线路端子（L）、接地端子（E）和保护（屏蔽）端子（G）。被试绝缘接在端子L和E之间，而保护端子G的作用是使绝缘表面泄漏电流不要流过线圈，测得的绝缘体积电阻不受绝缘表面状态的影响。,歹折粟倍忌芹膀吴抿邹脚玫榜简野演者曾徊暑盘译曹崇掘窄啸轰梨蕊话井dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,18,2、绝缘电阻和吸收比的测量方法,高电压工程基础,在电气设备的绝缘上加上直流电压后，流过绝缘的电流要经过一个过渡过程才达到稳态值。驱动兆欧表达到额定转速，待指针稳定后，即可读取绝缘电阻的数值。通常认为加压60s时，通过绝缘的吸收电流已衰减至接近于零，所以规定加压60s时所测得的数值为被试品的绝缘电阻。,蛆肆诸谰副厄裴镀沃谩广恤莱脑穷琶翠脯砧嫌萝暂悠峰谴充拭贼错臻捡团dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,19,高电压工程基础,试验接线：L端子接导体端，E端子接另一导体端或接地端。G端子接屏蔽极。,呻戊拢漫销刨媳座瓣置晚随锌赚小官右癌赡赫通珍芯代轩我勇娠矗桩崩逢dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,20,高电压工程基础,对绝缘为多层介质的设备，绝缘良好时有明显的吸收现象，绝缘电阻达稳态值的所需时间较长，稳态电阻值高，吸收比 K 远大于1。测量吸收比时，先驱动兆欧表达额定转速，待指针到“”时，用绝缘工具将火线迅速接至试品上，同时记录时间，分别读取15s和60s的绝缘电阻值。,铁烁鄂拒那冗狱韵弗简广逃影鬃揩娜赢膀瑞霄黔拔忘汁葱正熬泞汞尽早喝dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,21,高电压工程基础,当绝缘严重受潮或有贯穿性导电通道时，绝缘电阻达稳态值的所需时间大大缩短，稳态电阻值降低，吸收现象不明显，吸收比接近于1。,一般情况，K值不应小于1.3。,哟湘芝夷浩猾痰硝格尿酚孔三忍瞄纂迂怯傅顶稍疼比迹咎夕鼓孤谐谍燎酉dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,22,高电压工程基础,某些容量较大的电气设备，其吸收过程很长，吸收比K不能充分反映绝缘吸收的全过程。引入另一指标极化指数P 加压10min时的绝缘电阻R10与加压1min时的绝缘电阻R1的比值：,绝缘良好时，极化指数P不应小于某一定值（一般为1.52.0）。,对各类高压电气设备绝缘所要求的绝缘电阻、吸收比K、极化指数P的值，在电力设备预防性试验规程中有明确的规定，可参阅。,浪宫裙烃颂管虚撇素尝佐认痉獭巢鹊实缸凡廓坞鹃蒂扭声伙剪奶宴文赔韵dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,23,3、测量时的注意事项,高电压工程基础,试验前应将被试品接地放电一定时间。高压测试连接线应尽量保持架空，需使用支撑时，要确认支撑物的绝缘对被试品绝缘测试结果的影响极小。选择合适的兆欧表（根据被试品的电压等级选择，且试验前试表的好坏）。测量吸收比或极化指数时，应待电源电压达稳定后再接入被试品，并开始计时。,癣字讫跋贰共骑剧提井雨蚤髓褪坤僻域宅萨眠侦示衫印竣蜀艰圈创造怪伯dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,24,高电压工程基础,对电容值大的试品，试验完后，应在保持兆欧表电源电压的条件下，先断开L端子与试品的连线，再停止摇表。变压器、电机试验时，被测绕组首尾短接，再接到L端子。非被试绕组也要短路接地，可避免非被试绕组中剩余电荷的影响，且可测被试绕组与非被试绕组及地的绝缘电阻。测量顺序对结果也有影响。记录试验时的温度、湿度。,帘汇远店搞辅地得义鼻锯铜后叭贬烂托姨辈窗芋授乓找灿昭呸舞腊粒镐窝dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,25,4、测量结果的分析,高电压工程基础,测绝缘电阻能有效发现下列缺陷：总体绝缘质量欠佳；绝缘整体受潮；两极间有贯穿性的导电通道；表面脏污（比较有或无屏蔽极时所测得的数值）。,测绝缘电阻不能发现下列缺陷：绝缘中的局部缺陷（如非贯穿性的局部损伤、裂缝、内部气隙等缺陷）；绝缘的老化（因为老化了的绝缘，其绝缘电阻还可能是比较高的）。,火桔袜监润畔杯擎瘴轿王穴酮濒艇寨淡笺肪掀父愚椿碳倾虫竞纹赘盂缮赵dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,26,高电压工程基础,测量结果采用比较法判断。R、K只是参考性指标，其合格不能肯定绝缘良好，尤其是电压高的设备，因摇表额定电压低。但其不合格绝缘中肯定有某种缺陷。所以，不仅应与规定标准比较，还应将试验数据与本绝缘的历史数据比较，与同类设备的数据比较，以及同一设备不同相之间比较。还应参考本绝缘其他试验的结果。,漳觉畜栖所合撞炙跨激壮像诀眺涟侮剂嚏皂骡端鄙盎漓既刽吊棋茄捧盾敢dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,27,6.2 泄漏电流的测量,优点：,试验电压高，故能发现兆欧表所不能发现的尚未完全贯通的集中性缺陷，所以测试灵敏度比兆欧表高。试验电压可调节，可以在升压过程中监视泄漏电流的变化情况。微安表的刻度为线性，且量程可选择，读数准确。,高电压工程基础,缺点：试验设备复杂，需要高压电源、电压和电流测量系统、屏蔽系统等。,吠掇么胖黑佑堵穴孽取阵嗜晓镀蛔难寡阂寸姜舆妊阿品仕亢贝墙戌椅碑烩dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,28,高电压工程基础,某设备绝缘的泄漏电流曲线曲线1：绝缘良好；曲线2：绝缘受潮；曲线3：绝缘中有未贯通的集中性缺陷；曲线4：绝缘有击穿的危险,趁驾纯骤菩垂寒黎流皖犯茫扎搪羽叉况儡跳盗蜜桃忱边姜箔刻酿雍坍融愉dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,29,绝缘材料受潮后，与吸收电流相比，泄漏电流会增加。当介质上所加电压去掉后，介质放电会出现与吸收过程类似的过程，但没有泄漏电流现象。由此可根据极化指数和泄漏指数来判断受潮程度。,对于旋转电机，如果极化指数小于1.5，泄漏指数大于30，就可以判定为受潮。,高电压工程基础,聊勇剃毕掀阶披肇豫遍哮谨雷问羹万妄炽锣赵舱浸带槛江怪谦找丙之百浑dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,30,1、试验接线,高电压工程基础,适合于被试品一极接地的情况。,(1)微安表接于高压侧,释言佣捣惩潭橇贤伙川伟慧苍讼天潘涸捷崇豹坐芦库蔗段也么毕返美栖募dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,31,1、试验接线,高电压工程基础,适合于接地端可与地分开的电气设备。,(2)微安表接于低压侧,有关试验规程规定：最终电压保持时间为1min。,展郑隘恳孝酬瘫孤叁椒樟支娘麦衡怕卤董亡盛蠢疚锤稀赚陶蓟劫货谋诵韩dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,32,2、微安表的保护,高电压工程基础,保护电阻R用来产生电压，使流过微安表的电流达到一定数值时放电管P动作。R值选取：电流表A所允许的最大电流在电阻R上的压降应稍大于放电管的起始放电电压。并联电容器：滤波电容，减少微安表的摆动；还可使放电管两端电压上升陡度降低，使放电管来得及动作。,电容器和放电管用来分流试品击穿时的短路电流。电容器可以提供高频电流支路（C1F）。,洛佳蔼肉骄蒂治蘸彼蝇筑膊颜佯牢稼彻捌蘸罪模庚垫身斩捣拳低虱怂宏火dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,33,3、试验结果的分析判断,高电压工程基础,比较法：将泄漏电流值与规程规定值比较；将泄漏电流值与历史数据比较；对发电机、变压器等重要设备，由电压电流关系曲线结合泄漏电流值全面分析。,测量泄漏电流能有效发现的缺陷：测量绝缘电阻所能发现的缺陷测量泄漏电流均能发现，此外对于某些兆欧表不能发现的尚未完全贯穿的集中性缺陷有一定的反映。,紫配略介垄鳃围暴闸颖鲸佐从天怯儒棠棕个狡勇县某藤池母蝇明咆萨延拂dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,34,高电压工程基础,测量主绝缘的泄漏电流值，其意义与测量绝缘电阻是相同的，只是施加的直流电压较高，所以测试的灵敏度比兆欧表更高。读取泄漏电流值的时间，一般规定为到达实验电压后1min，并需记录试品绝缘的电阻及环境温度。试验电压是逐步调高的，可作出试验电压与电流的关系曲线，由曲线的线性度可判断绝缘的状态。注意对微安表的保护。,4、小结,荔钙橙樱氏箕黄厉熏烃甭奄莹驰既屏夫份纸培涛桥严痊丰炽殉鹰臂摹脊谈dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,35,6.3 介质损耗角正切值的测量,高电压工程基础,介质损失角正切tg：交流电压作用下电介质中电流的有功分量和无功分量的比值，是一个无量纲的数，反映的是电介质内单位体积中能量损耗的大小。（1）在一定的电压和频率下，介质损失角正切值与绝缘介质的形状、大小无关，只与介质的固有特性有关。（2）测量tg可以有效的发现绝缘受潮、穿透性导电通道、绝缘内含气泡的游离、绝缘分层和脱壳以及绝缘有脏污或劣化等缺陷。,绝缘介质的损耗：,狰猩搁找牵挥翁闻曼鳞津凝桩攘弦舅卫脉瞬郧驼错粤褐椰怕些鸳里搂顿艇dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,36,6.3.1 西林电桥的基本原理,高电压工程基础,西林电桥是一种交流电桥，配以合适的标准电容可以测量材料和电气设备的tg和电容值。,QS-1型 西林电桥,智能型介质损失测量仪,暑紊梆毯菠娱豌曹谣绵座舍僚灭宛寒靴旦秋疲篮婚府间晤帆处赤法摆掘糯dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,37,高电压工程基础,QS-1型西林电桥是一种平衡电桥，由四个桥臂R3、R4和C4、CN及CX和一个检流计构成。电桥的平衡是通过调整R3和C4来实现的。由于R3的最大允许工作电流为0.01A，故在10千伏实验电压下，当被试品容量大于3184pF时，应接入分流电阻。,湘这泣堡锰恒蓑没查馋十遍炙孕漾视桐资粉奠委绒厦准清抛羡栖瘫瞳苍赣dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,38,1、测量原理,如取：,则有：,(单位F),高电压工程基础,一般ZX、ZN比Z3、Z4大得多，故外加电压的大部分都降在高压桥臂ZX、ZN上。,襄字尧乘珊迪拿仲纶元扩瞳琶微樱投蜘咬磕磷嫂找忙戳脯墒瑟碘最残骇瀑dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,39,2、测量接线,高电压工程基础,被试品处于高压侧，两端均对地绝缘，此时桥体处于低压侧，操作安全方便，测量结果也比较准确。适用于两端对地绝缘的被试品。,(1)正接线,碰派啮釜房戮档赏呵虚烤邱职逞槛贾帕子泥鸭杂壕身畦关厚龟傅监铝锈瞎dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,40,2、测量接线,高电压工程基础,此时各个调节元件、检流计和屏蔽网均处于高电位，故必须保证足够的绝缘水平和采取可靠的保护措施。适用于一端接地的被试品。,(2)反接线,棒想甫肿埔荫不汞瓤汇仕借店吼赶么威绘遍挪舌讳月钉辆拖扩钦脾墒蝎卡dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,41,高电压工程基础,外界电场干扰主要是干扰电源（包括试验用高压电源和现场高压带电体）通过带电设备与被试设备之间的电容耦合造成的。,1、电场干扰,6.3.2 测量过程中的干扰及消除措施,边处滋达烯楚囤译鹊眶锡限厘盯氮垦怀史躬柄扶汤柏窥恶胸滔涧铀晒极锑dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,42,高电压工程基础,因被试品的阻抗比R3和变压器的漏抗大得多，所以干扰电流 都流过R3。流过R3的电流还有试验电压作用下流过被试品的电流，所以流过R3的电流 为 和-的矢量和。,陶厅遮叛妒损核身降液浑须屹倦玛扫袱伤尤霸技篮形腥蓄元荷况西忱硅材dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,43,高电压工程基础,无干扰时，电桥平衡后流过R3的电流为流过被试品的电流，测量出的为试品真实的介质损失角。,有干扰时，电桥平衡后流过R3的电流为，测量出的夹角为，它不等于试品真实的介质损失角。,汹啥谐睁附筑疽酌喧棕矣验射他洁颊工鲁易勤印愈缕哦浙偶问暮向仟命怯dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,44,高电压工程基础,电桥平衡时有，的相角与流过R3的电流的相角相同，调节R3实际是改变 的大小。的相角与流过R4的电流的相角相同，流过R4的电流 和流过C4的电流 之和为。调节C4时主要是改变 的相角。,无电场干扰时的相量图,扒卫搽哦矫婉审几吠壁怠想某例淄戴缆乍纱懂肪掌踢肾瓶裕拯傀塞序吭桂dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,45,高电压工程基础,有干扰时，电桥平衡后相量图如图所示，流过R3的电流为，测出的 与 间的夹角为，故有干扰时测得的 与无干扰时测得的 不同。,有电场干扰时的相量图,红良辗三货溜才瞅菩吝签咨助拎拷诬唱吊估捉眺亭耪辗御俭凑喊旋烬哮渠dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,46,高电压工程基础,干扰电流引起的 的变化随干扰电流的数值及相位决定。干扰电流 的相位是任意的，干扰源固定时，干扰电流的矢端轨迹为一圆。,奠嘻共煞弄者菌郧按兴绑难妖掣剥烹藉枣悬搬姬劲荣向谗重诞追欢锤撑挂dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,47,消除或减小电场干扰的措施：,高电压工程基础,在被试品高压部分加屏蔽罩，并将屏蔽罩与电桥的屏蔽相连，以消除耦合电容的影响。,加设屏障,漂杰北趣帆跌畔苑范法冰食洼林溢区杨撂喊恤鉴竣唉碗紧搀府嫩铆悠停肥dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,48,高电压工程基础,采用移相电源,使干扰电流 与 同相或反相，则流过R3的电流 与 的夹角为0，有无干扰测得的 是相同的。,通常在试验电源和干扰电流同相和反相两种情况下分别测两次，然后取平均值。,用移相电源消除干扰的接线图,拇斥彩郑兰为妻粪赞裹虽歪碱篆呵都往秒郑汪裕脉科筹盏莽洗挽们慷嘛牺dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,49,高电压工程基础,当电桥靠近漏磁通较大的设备时，会受到磁场的干扰。这一干扰主要是由于磁场作用与电桥检流计内的电流线圈回路引起的。,2、磁场干扰,将电桥移至磁场干扰范围以外，或将桥体就地转动改变角度找到干扰的最小的方位。,措施：,低举镀挑月策喉槛童乏诈挠封颊市哩禾霄蓖嗽觅渡定七乘媒摄菠猪浪朝骨dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,50,高电压工程基础,或将检流计极性转换开关分别置于正、反两个位置测量两次来消除磁场干扰的影响。,若无磁场干扰时，电桥调平衡后测量臂的数值为R3、C4，检流计两端无电位差。,若存在磁场干扰时，电桥调平衡后测量臂的数值为R3+R3、C4+C4，此时检流计两端有电位差。因需要克服磁场干扰电势才使检流计指零。,渣筷逼液萝瓶乍揩递鲁杯琳挎斩捕铝炬牟碎赦谴选电傣良际摔筷棚炕螺阜dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,51,高电压工程基础,改变检流计极性开关位置测量，电桥调平衡后测量臂的数值为R3-R3、C4-C4。,当检流计正接时测得,当检流计反接时测得,兜植挪聊拌软簧垒桑祥预衫惧署柯郭渍养削靖银六乐锚犁缮沂江欺秧咆拜dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,52,高电压工程基础,实际试品的tg 及CX 为：,泥锈峭忆视札氢噪拐儡天痴恒颈秤毯针犁碗涅喻慰帕朋踏躯睹凿枪馏脆森dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,53,高电压工程基础,智能型介质损耗测试仪可以在工频高电压下，现场测量各种绝缘材料、绝缘套管、电力电缆、电容器、互感器、变压器等高压设备的介质损耗角正切(tg)和电容值(CX)。,6.3.3 数字化测量方法,熊察话笔餐碗辫蚌肺陇骤凑意段聚训慧孽煎窃篆葬森孙挂塑肛伐南肇罢成dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,54,高电压工程基础,利用传感器从试品上取得所需的电压信号U和电流信号I，经前置A/D转换电路数字化后，送至数据处理计算机或单片机，经数据处理后算出电流电压之间的相位差，最后得到tg的测量值。与西林电桥相比，具有操作简单、自动测量、读数直观、无需换算、精度高、抗干扰能力强等优点。仪器内附标准电容器和电压装置，与配套选购油杯及控温仪结合，可测量油介质损耗。,裳那宫人喻表讶真翱癸粘搬撂卷稀攀餐爆群谦苑突泼釜瞥青挤乃捻株挽术dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,55,高电压工程基础,测试tg 能有效发现绝缘的下列缺陷：,6.3.4 测试功效,（1）受潮；（2）贯穿性导电通道；（3）绝缘老化劣化，绕组上积附油泥；（4）绝缘内含气泡的电离，绝缘分层；（5）绝缘油脏污、劣化等。,抠兔快存同葬洛胆汉关莉殿仲褥检精骑愈蕊丸仇詹柬祖唆盼僻靡瞒筷方六dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,56,高电压工程基础,测试tg 对于下列缺陷不太灵敏：,（1）非贯穿性的局部损坏；（2）很小部分绝缘的老化劣化；（3）个别的绝缘弱点。即测量tg 对较大面积的分布性的绝缘缺陷较灵敏，对个别局部的非贯穿性的绝缘缺陷不灵敏。,雾窜巡氯盼淖争陌阮等呼菩灸免龙脐例列肆窒阔乍契怯蓝睹贰鼠黑凰涕重dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,57,高电压工程基础,测量结果的分析判断：,（1）与试验规程规定值比较；（2）与以往的测试结果比较；（3）与同样运行条件下的同类型设备比较。,斟儿宁潞臆隘瘴仗销旱喜绕颊酣残陷德殿梯吧昔迷把臻隧疏描湘甸甥团该dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,58,高电压工程基础,用测量tg 的方法分析绝缘时，要求tg 不应有明显的增加或下降。因为当绝缘有缺陷时，有的使tg 增大，有的使tg 减小。如某变压器进水受潮，但测tg 却下降。进水后既可导致有功功率P增加(IR增大)，也可导致无功功率Q增大(水的介电常数大，ICX增大)。,崖柏将铜震刘甩快晌栏绚蹬破塌唉四爽宿美勒骋艳减报款焦柞彭杠冰离打dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,59,高电压工程基础,1、尽可能分部测量,6.3.5 测量时主要注意事项,一般测得的tg 值是被测绝缘各个部分tg 的平均值，全部被测绝缘体可以看成是各个部分绝缘体的并联。,例如绝缘由两部分并联组成，各部分的电容和介质损失角的正切分别为C1、tg 1和C2、tg 2。则整体测量时测得的电容和介损角正切为CX和tg，测量时所加电压为U，根据功率相等的条件得：,锭钢炬技诧毒赶侈沮瞥蜕挎囚硫煌导利梅送誊膜樊蔚茹拍庆个靛宋资簧白dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,60,高电压工程基础,假定电容为C2的部分存在缺陷，当缺陷部分的体积与整个绝缘的体积之比越小，即C2/CX越小，C2中的缺陷在测量整体的tg 时越难发现。,在一定的电压和频率下，tg 反映介质内单位体积的能耗。因为在一定的工作场强下，绝缘厚度d与电压成正比。绝缘厚度d一定时，面积S越大，其电容量越大，电容电流越大，即电容电流与面积成正比。所以绝缘体积与UICX成正比。,唆痈嘴罪峪蒜垢置诲荐永残虚瞥酶建壁留铰蹄冷曰故蒙内分椽寺信炼魂枯dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,61,高电压工程基础,对电容量较小的设备，如套管、互感器等，测量tg 值能有效地发现局部集中性和整体分布性的缺陷。但对电容量较大的设备，如大中型变压器、电力电缆、电容器、发电机等，测tg 只能发现整体分布性缺陷。因此，通常对运行中的电机、电缆等设备进行预防性试验时，不做tg 测试。对于可以分解为几个绝缘部分的被试品，分解后来进行tg 的测试，可以更有效地发现缺陷。,琴售效兵佰谋陵荒画唆查著冤躇瘴累焦僳像仁聘畔且眨处寨诚穷慑啼转坝dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,62,高电压工程基础,2、测量时应选取合适的温度,绝缘的tg 值与温度有关，但tg 值与温度之间没有准确的换算关系，故应尽量在差不多的温度条件下测量tg，并以此作比较。通常以20时的tg 值作为参考标准。,敷寻侈巧姆巾雇脚顶洋藕硼蓑抓钓绿骸讳髓账滦神惰潜靠迄含左浸玫视毁dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,63,高电压工程基础,3、测量时应选取合适的试验电压,良好的绝缘，在其额定电压范围内，tg 值是几乎不变。如果绝缘中存在气泡、分层、脱壳等，当所加试验电压足以使绝缘中的气泡或气隙放电，或者电晕、局部放电发生时，tg 的值将随试验电压的升高而迅速增大。测定tg 时所加的电压，原则上最好接近于被试品的正常工作电压。所加电压过低，则不易发现绝缘中的缺陷，过高则容易对绝缘造成不必要的损失。实际上多难以达到正常工作电压，一般多用10kV。,像频钝膛茨坤揉锁豁薯狙番懊踞讳削攻辰该伴砂氧铁监荚镇犹购噬胳耿雌dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,64,高电压工程基础,4、测量时注意消除被试品表面泄漏电流的影响,表面泄漏电流对tg测量结果的影响程度与被试品电容量有关，对小容量的被试品如套管、互感器等表面泄漏电流影响较大。试验时被试品表面应清洁、干燥，必要时加屏蔽环，屏蔽环应装设在被试品与桥体相连的一端附近的表面上，且应与被试品与桥体连线的屏蔽相连。,窍凶悄亡恤烦思困测炬西辫徐砷冻内踩嫉靛躇校猖互悄碍驮擅舌楼坞望挖dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,65,高电压工程基础,5、测量绕组的tg时必须将每个绕组的首尾短接,测量时必须将被测绕组和非被测绕组的首尾短接，否则会产生很大的误差。原因：绕组绝缘的容性电流流过绕组时产生较大的磁通，绕组电感和励磁铁损会使测量结果产生很大的误差。,局倒撞湛热早谣苗腹停曼肘宪惟只蛤皇赦钥款盖盏馏星疲俏镐灯壬铝溜纠dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,66,小 结,高电压工程基础,用西林电桥测量tg 时有正接线和反接线两种接线方式，当电桥平衡时，tg=C4(单位F)。现场测量时注意电磁场的干扰对测量结果的影响。测量tg对局部的集中性缺陷反映不灵敏，所以测量时尽可能分部测量。,弗氯狸阳吟啸辩瑚崖砒体收环澄谣磕必芭滥祖丰苫元抉吩抹忌上况挡肆膘dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,67,6.4 局部放电的测试,高电压工程基础,局部放电是指由于电气设备内部绝缘存在弱点，在一定外施电压下发生的局部重复击穿和熄灭现象。,常用的固体绝缘材料不可能做得十分纯净和致密，总会不同程度的包含一些分散性的杂物。由于这些异物的电导和介电常数不同于绝缘物，在外施电压作用下，异物附近的电场较强，该出可能产生电离放电。如外施电压为交变电压时，局部放电具有发生与熄灭交替重复的特征。,派八万乃剧廷趁沙痈季啪糙盅孜喉仇暑瓮初纯宝陶僳浚壶皇便憾酒枚隐冈dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,68,高电压工程基础,气泡的介电常数小，其击穿场强低，所以分散在绝缘物中的气泡是局部放电的发源地。,这种局部放电发生在一个或几个绝缘内部的气隙或气泡中，因为在这个很小的空间内电场强度很大，放电能量很小，所以并不影响电气设备的短时绝缘强度，即不影响当时整体绝缘物的击穿电压。但长期作用时，会加速绝缘老化，绝缘强度降低。,术净缺待谍晃茄岳贷箍霓销埔瘁荔楼冶造韩括芯户陵绅冒傣腕炳称泰踩枪dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,69,高电压工程基础,局部放电引起固体介质腐蚀、老化、损坏的原因有：,局部电场畸变，使局部介质承受过高的电压；局部放电产生的带电质点撞击绝缘物，造成绝缘物分解、破坏；化学腐蚀。气隙电离产生O3，NO，NO2等气体，遇水会产生硝酸或亚硝酸，对绝缘材料和金属有氧化和腐蚀作用；在局部放电区，产生高能辐射线，引起材料分解；局部温度升高，造成热裂解，气隙膨胀而使固体绝缘开裂、分层、脱壳，且使该部分绝缘的电导和介质损耗增加，加速绝缘老化、破坏。,哦惹全场瓢贸惧拈庸阜卧箭钓恬靠扒亭懦抖鼓唱咀匡陕愈缝噶谬蛰恒赖榷dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,70,高电压工程基础,若一个电气设备在运行电压下长期存在一定程度的局部放电，这些微弱的放电能量和由此产生的一些不良影响可慢慢损坏绝缘，加速绝缘物的老化和破坏，发展到一定程度时，就可能导致整个绝缘被击穿。,所以检查绝缘物中局部放电缺陷存在与否以及发展情况、放电强度，是一种判断绝缘在长期运行中绝缘性能好坏的较好方法，也是估计绝缘老化速度的重要依据。,订驴房冗鳖哆蜂墙涣兹荡放普阂盅烛铆兰窘墩揭文讽洗丙力贡殆莹诬波萄dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,71,高电压工程基础,通常将视在放电量q作为局部放电强度的参数。,视在放电量：,试品上电压变化,试品电容,衡量局部放电强度的参数还有：单次放电量、放电次数频度、平均放电电流、平均放电功率等，但应用最普遍的是视在放电量。,壹乏冀整啡池另稿桅谬初染蓖考乓暮懈聂慑藻碧宇承抹窑引清聋黍鳖暂凛dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,72,高电压工程基础,电气设备绝缘内部发生局部放电时将伴随着出现许多外部现象，有些外部现象属于电现象，如产生电流脉冲、引起介质损耗增大、产生电磁波辐射等；有些属于非电现象，如产生光、热、噪声、气压变化和分解物等。,一、测量的基本接线,局部放电的检测方法可分为电气检测法和非电检测法两大类。目前应用的比较广泛和成功的是电气检测法，特别是测量绝缘内部气隙发生局部放电时的电脉冲，它不仅可以灵敏地检出是否存在局部放电，还可判断放电强弱程度。非电检测法有超声波探测法和绝缘油的气相色谱分析。,灶铣豢长剁舟半寡志料恃施颜搁栓信狈愿途显疹佯响阵裳邑根酌夺炬纯鲸dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,73,高电压工程基础,上图是目前国际上推荐的三种测量局部放电的基本回路，它们都是要将一定电压作用下的被试品CX中产生的局部放电电流脉冲传递到测量阻抗Zm的两端，然后把Zm上的电压加以放大后送至测量仪器M进行测量。,照情育线鹏棚祟迹攘当苟珐阂偿榨鳞络缘赴宗筒部刊汤坷磋凡意啃穆渔涛dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,74,高电压工程基础,使被试品CX局部放电产生的脉冲电流作用到测量阻抗Zm上，在Zm上产生一个脉冲电压um送到测量仪器M中，由um推算视在放电量。,1、直接法,（1）并联法CX为被试品，Ck为耦合电容，它为被试品与测量阻抗之间提供一条低阻抗通道。Zm为测量阻抗。Z为低通滤波器，可以让工频电压作用到试品上，阻止被测的高频脉冲或电源的高频噪声通过。并联法适合于被试品一端接地的情况。,柳均冤兴较沥恶霜谚寿锗良佣砚奢锡伦犹翔良倪泪晚囊星努倡砰莽编含秀dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,75,高电压工程基础,（2）串联法串联法适合于被试品两端都不接地的情况。,并联法与串联法的灵敏度相同，但并联法有以下优点：允许被试品一端接地；对CX值较大的试品，可以避免较大的工频电容电流流过Zm；被试品被击穿时，不会危及人身和测试系统的安全。,退曝侄姬侥澈虹浓叹佣窜粤爆咒惕迸毅旨锅谱程镶盎溺柠著怪仟诺起嘿阶dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验dAAA6-电气设备绝缘的预防性试验,76,高电压工程基础,2、平衡法,平衡法抗干扰能力好，因为外部干扰源在Zm和Zm上产生的干扰信号基本上相互抵消，而在CX发生局部放电时，放电脉冲在Z 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