电气试验课件教材

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1、讲解人：王刚 讲解内容 v电气试验简介 v各种电气试验介绍 v绝缘电阻及吸收比的测量 v泄漏电流的测量 v介质损耗角正切的测量 v工频耐压试验 v直流耐压试验 v绝缘油试验 v回路电阻的测量 v核相试验 电气试验简介 电气设备的绝缘在制造、运输和运行等过程 中都可能形成各种各样的缺陷，这些缺陷会 导致绝缘的电气强度降低，从而使电气设备 在投运或运行过程中发生绝缘击穿事故。 为了检验电气设备绝缘的耐压强度，了解绝 缘缺陷的性质和变化，需要对电气设备的绝 缘进行试验，如出厂时要进行出厂试验，安 装后投运前要进行交接试验，运行过程中还 要进行预防性试验。 电气试验简介 绝缘的缺陷一般可分为两类： 一

2、类是集中性的或称为局部性的缺陷， 如固体介质开裂、局部机械损伤等； 另一类是分布性的或称为整体性的缺陷 ，如介质整体受潮、老化、变质等。 无论存在哪类缺陷，绝缘的某些特性都 会发生一定的变化，因此通过测定绝缘 的某些特性参数，就可以把绝缘中的缺 陷检查出来。 电气试验简介 v 绝缘的试验也可分为两类： v一类为绝缘特性试验，是指在绝缘上施加较低 的电压或是用其他不会损伤绝缘的方法来测量 绝缘的各种特性，从而判断绝缘内部的缺陷情 况。 v由于缺陷的性质不同时，绝缘的各种特性的变 化程度不同，所以需要测定绝缘的多种特性并 进行综合分析比较后，才能对绝缘缺陷的性质 和发展程度作出正确的判断。 电气试

3、验简介 v另一类绝缘试验为耐压试验，是指在绝缘 上施加规定的比工作电压高得多的试验电 压，直接检验绝缘的耐受情况。这类试验 可以检查出那些危险性较大的集中性缺陷 ，并能直接反应绝缘的耐压水平。 v绝缘特性试验因所加的电压较低，不会对 绝缘造成损伤，故也称为非破坏性试验。 耐压试验因所加的电压较高，可能使绝缘 受到损伤，绝缘存在严重缺陷时还可能使 绝缘发生击穿，故这类试验也称为破坏性 试验。 电气试验简介 绝缘特性试验和耐压试验各有优缺点。 绝缘特性试验能检查出缺陷的性质和发展程 度，但不能推断出绝缘的耐压水平。 耐压试验能直接反应绝缘的耐压水平，但不 能揭示绝缘内部缺陷的性质，因此两类试验 缺

4、一不可。 通常为避免给绝缘造成不必要的损伤，应先 做绝缘特性试验，发现问题并加以消除后再 做耐压试验。有时，为防止耐压试验对绝缘造 成损坏，在耐压试验后再进行一次绝缘特性试验。 电气试验简介 本次主要介绍绝缘预防性试验的原理、方法及本次主要介绍绝缘预防性试验的原理、方法及 所能发现的绝缘缺陷。其中绝缘特性试验、主所能发现的绝缘缺陷。其中绝缘特性试验、主 要包括绝缘电阻、泄露电流、局部放电、要包括绝缘电阻、泄露电流、局部放电、tgtg等等 的测定，耐压试验只要包括交流耐压试验和直的测定，耐压试验只要包括交流耐压试验和直 流耐压试验。还有我们日常工作中涉及的一些流耐压试验。还有我们日常工作中涉及的

5、一些 油品分析、核相等试验。油品分析、核相等试验。 1、 绝缘电阻和吸收比的测 量 绝缘电阻:在绝缘上施加一直流电压U时 ，此电压与出现的电流I之比。 绝缘电阻的测量应在绝缘上施加直流电 压。现场普遍采用兆欧表来进行测量。 绝缘电阻和吸收比的测量 兆欧表的工作原理和接线 其内部主要有两部分组成：一部分为直流 电源，一般由手摇发电机和整流装置产生 测量所需的直流电压，有些也采用电池供 电，由晶体管振荡器产生交变电压，再经 变压器升压及倍压整流后输出直流电压； 另一部分为测量机构，由处于永久磁场中 的电压线圈Lv和电流线圈La等组成，这两 个线圈绕向相反且互相垂直地固定于同一 轴上，并可带动指针旋

6、转。 绝缘电阻和吸收比的测量 v兆欧表的外部有三个接线端子：线路端子L，接地端子 E和屏蔽端子G，被试绝缘接在L和E之间。 绝缘电阻和吸收比的测量 v为判断绝缘内部的状况，希望用兆欧表测量出 的为绝缘的体电阻，但如果不用屏蔽端子G，流 过绝缘的体电流和表面电流都通过电流线圈， 实际测出的为绝缘的体电阻和表面电阻的并联 值。 v为消除表面电阻，可在靠近L端的绝缘表面加一 屏蔽环，并将其与兆欧表的G端子相连，此时表 面电流将不通过电流线圈，而直接通过G端子流 入兆欧表电源的负极，故测出的绝缘电阻为绝 缘的体电阻，不包含绝缘表的电阻。 绝缘电阻和吸收比的测量 v测量方法：在电气设备的绝缘上加上直流电

7、压U ，流过绝缘的电流要经过一个过渡过程才达 到稳态值，因此绝缘电阻U/也要经过一定的 时间才能达到稳定值，通常规定加压60s时所测 得的数值为被试绝缘的绝缘电阻。试验时可将 兆欧表的E端子与被试绝缘的一端（通常为接地 端）相连，然后驱动兆欧表达到额定转速，用 绝缘工具将兆欧表的L端子的引出线与被试绝缘 的另一端相连，读取60s时的绝缘电阻。对容量 较小的试品来说，60s时的绝缘电阻就等于绝缘 电阻的稳态值。 绝缘电阻和吸收比的测量 吸收比：绝缘电阻的过渡过程主要由绝缘的吸收 电流所引起，可用吸收比来反应。吸收比是指 被试品加压60s时的绝缘电阻R60s与加压R15s 时的绝缘电阻R15s之比

8、。吸收比也可用来判断 绝缘状况。如对发电机、变压器等电容量较大 的设备来说，由于其绝缘均为多层介质，绝缘 良好时存在明显的吸收现象，绝缘电阻达到稳 态值所需的时间较长，稳态电阻值也高，此时 吸收比远大于1.当绝缘中存在贯穿性的导电通道 或是严重受潮时，绝缘电阻达到稳态值所需的 时间大大缩短，稳态值也低，此时吸收比接近 于1. 绝缘电阻和吸收比的测量 v二者区别：吸收比与绝缘电阻的不同之处 在于吸收比是同一被试品的两个绝缘电阻 之比，和被试品绝缘的尺寸无关，同类设 备的吸收比可制定同样的判断标准，而绝 缘电阻与被试品绝缘的尺寸有关，即使是 同类设备，其他条件都相同但型号不同时 ，绝缘电阻也不相同

9、，所以只有同型号的 设备间的绝缘电阻相比较才有意义。 绝缘电阻和吸收比的测量 v测量时注意的几个问题 v应选用合适电压等级的兆欧表。常用的兆欧表的额定 电压有500V、1000V及2500V等几种，对于额定电压 为1000V及以上的设备，应使用2500V的兆欧表；对 额定电压为1000V以下的设备，一般使用1000V的兆 欧表。 v测量前要断开被试品的电源及被试品与其他设备的连 线，并对被试品进行充分的放电 v读取数值后，应先断开兆欧表与被试品的连线，然后 再将兆欧表停止运转，以免被试品的电容上所充的电 荷经兆欧表放电而损坏兆欧表。 v测量时应记录当时的温度，以便进行温度换算。温度 对绝缘电阻

10、和吸收比都有较大的影响，温度升高时， 绝缘电阻显著降低，吸收比也下降，不同温度下所测 得的值必须换算到同一温度下才能比较。 绝缘电阻和吸收比的测量 v测量结果的分析判断 v测量绝缘电阻和吸收比能发现绝缘中的贯穿性导电通 道、受潮、表面脏污等缺陷。当存在此类缺陷时，绝 缘电阻会显著降低。但不能发现绝缘中的局部损伤、 裂缝、分层脱开、内部含有气隙等局部缺陷，这是因 为兆欧表的电压较低，在低电压下此类缺陷对测量结 果实际上影响很小 v对测量结果可换算值同一温度下再与规程给出的参考 值想比较，其值应不小于规程规定的数值。也可以与 出厂、交接及历年的试验值相比较，或与同型设备的 试验值相比较，比较结果不

11、应出现明显的降低，否则 应查明原因。 2、泄漏电流的测量 v测量泄漏电流与测量绝缘电阻在原理上是相同的 ，不同的只是测量泄漏电流时所用的直流电压较 高，能发现一些用兆欧表测量绝缘电阻所不能发 现的缺陷，如尚未贯通两电极的集中性缺陷等。 泄漏电流的测量 v某发电机的绝缘在不同状 态下泄漏电流与所加直流 电压的关系，在绝缘良好 或受潮的情况下，电压高 于一定值后，泄露电流会 迅速上升，且集中性缺陷 越严重，泄漏电流开始迅 速上升的电压越低。这就 说明，只有在较高的电压 下，绝缘中的某些缺陷才 能暴漏出来。 泄漏电流的测量 v试验方法： v根据微安表在试验回路中所处位置，可分为两种 基本的接线方式，

12、分为如下： v（1）微安表接于高压侧。 v（2）微安表接于低压侧。 泄漏电流的测量 （1）微安表接于高压侧。调压器用以调节电压；试 验变压器用以升高交流电压；高压硅堆用以整流； 滤波电容用以使整流电压平稳，R为保护电阻，用 以限制被试品击穿时短路电流以保护变压器和高压 硅堆。 泄漏电流的测量 （2）微安表接于低压侧。调压器等的功能与上一 种方法一样，不一样就是微安表接于低压侧，此 时微安表上的电位很低，读数和转换量程都很方 便。但这种接线要求被试绝缘的两极都不能接地 ，仅适合于那些接地端可与地分开的电气设备。 泄漏电流的测量 v注意微安表的保护 对某些电气设备如发电机、电缆等，测量泄漏电 流与

13、直流耐压试验是同时进行的。因直流电压较 高，试验中被试品可能发生击穿，击穿后回路的 短路电流会将微安表烧毁。因此必须对微安表加 以保护。 泄漏电流的测量 v实验结果的分析判断 v 和绝缘电阻一样，测量出泄漏电流后也要经过比较才 能判断绝缘的状况。对某些设备，其泄漏电流值实验 规程中有明确的规定，这时应根据测量值是否小于规 定值来判断绝缘的状况。对试验规程中没有明确规定 泄漏电流值的设备，可与历年实验结果比较；与同型 设备比较；同一设备各相间相互比较，视泄漏电流的 变化情况作出绝缘状况判断。 v 对于发电机、变压器等重要设备，还可将泄漏电流与 所加直流电压的关系和泄漏电流随时间的变化关系绘 成曲

14、线进行全面的分析。 3、介质损耗角正切的测量 v介质损耗角正切的测量，目前已被广泛应用于高 压电气设备的出厂、交接、预防性试验中，实践 证明，测试电气设备介质损耗对于发现绝缘整体 受潮、老化等分布性缺陷或绝缘油气隙放电时较 为灵敏。 v介质损耗角正切（tg）是在交流电压作用下流过 绝缘的有功电流分量与无功电流分量的比值，它 是反映绝缘功率损耗大小的特性参数。通过测量 （tg）可发现绝缘中存在的一系列分布性缺陷， 因而tg的测量也是绝缘特性实验中的一个重要项 目。 介质损耗角正切的测量 v测量原理： v高压西林电桥主要包括桥体和标准电容两 部分，桥体内装有震动式检流计、可调电 阻R3、固定电阻R

15、4,和可调电容C4等。桥 体、标准电容器Cn和被试品的接线方式有 正接法和反接法两种。 介质损耗角正切的测量 v正接法桥臂1和2的 阻抗Z1和Z2的数值 比桥臂3和4的阻抗 Z3和Z4大的多，外 加电压大部分降落 在桥臂1和2上，桥 体内的两个桥臂上 的压降通常只有几 伏，桥体又处于低 压侧，故操作时比 较安全，但这种接 线要求被试品德两 极都对地绝缘。 介质损耗角正切的测量 v反接法适合于被试品 一极接地的情况，是 现场应用较多的一种 接线方法，但此时桥 体处于高压侧，为保 证调节可调电阻R3、 可调电容C4时的人身 安全，桥体本身的绝 缘必须是合格的。 介质损耗角正切的测量 v注:利用西林

16、电桥还可测试被试品的电容， 如电容型套管，如电容型套管的电容增大 时，内部电容层间有短路现象或水分侵入 。 介质损失失角正切的测量 v数字化介质损耗测量仪测量 v 西林电桥测量tg时，由于受电磁场以及 外界干扰因素的影响，很难调节电桥的平 衡。数字化测量tg是采用数字化技术来调 节电桥的平衡，而实际的测量原理大多仍 是用标准电容和电阻与被试品进行比较的 模拟方法。数字化测量tg不仅可以很容易 的调节电桥平衡，而且可以防止外界干扰 ，提高了测量准确度。 介质损失失角正切的测量 v数字化介质损耗测量仪一般将升压变压器、标 准高压电容器和测量装置安装在同一机箱内， 在内部高压测量范围内（最高10KV）不需要任 何外部设备，便于携带至实验现场使用。 介质损失失角正切的测 量 v测量结果的分析判断 v 测量tg能发现绝缘中存在的大面积分布性缺 陷，如绝缘受潮、绝缘油或固体有机绝缘材料 老化、穿透性导电通道、绝缘分层等。对绝缘 中的个别局部的非贯穿性缺陷则不易发现。 v 根据tg测量结果对绝缘状况进行分析判断时 ，除与试验规程规定