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1、 电气设备的绝缘试验 1、概述 2、绝缘电绝缘电 阻的测试测试 3、泄漏电电流的测测量 4、介质损质损 耗角正切值值的测测量 5、电压电压 分布的测测量 2 设备耐受电压能力的大小称为绝缘水平。应 保证高压设备的绝缘在最大工作电压的持续作用 下和过电压（雷电、操作冲击）短时作用下都能 安全工作。 高压设备的绝缘水平 高压电气设备 绝缘特性 机械特性 1、概 述 3 电力设备的组成:导电材料导磁材料结构材料 绝缘材料组成。 集中性缺陷:缺陷集中于绝缘的某一 个或几个部分。 分布性缺陷:指由于受潮,过热,动力 负荷及长时间过电压作用导致的电 气设备整体绝缘性能下降。 绝缘缺陷 1、概 述 4 老化
2、:绝缘在各种因素的长期作用下发生一系 列的化学,物理变化,导致绝缘性能和机械性能等 不断下降,最终导致电力设备绝缘击穿。 老化可分为 电老化 热老化 机械老化 环境老化 1、概 述 5 表征绝缘劣化的特征量: l 直接表征绝缘剩余寿命的特征量。如耐电强 度,机械强度等； l 间接表征绝缘剩余寿命的特征量。如绝缘电 阻,介质损失角正切,泄漏电流,局部放电量, 油中气体含量/水分含量. 1、概 述 6 试验或检测的作用： 发现电气设备绝缘内部隐藏的缺陷，以便 在进行设备检修时加以消除；了解和掌握设备 的绝缘状态，确保高压电气设备安全、可靠运 行。 1、概 述 7 绝缘检测绝缘检测 和诊诊断技术术：
3、通过对绝缘过对绝缘 的试验试验 和 各种特性的测测量，可了解并评评估绝缘绝缘 在运行过过程中 的状态态，从而能早期发现发现 故障的技术术。 离线检测线检测 ：要求被测设备测设备 退出运行状态态， 只能是周期性间间断的进进行。试验试验 周期由试验规试验规 程规规定。 在线监测线监测 ：在被测设备处测设备处 于带电带电 运行的情 况下，对设备对设备 的绝缘绝缘 状态进态进 行连续连续 或定时时的检检 测测，通常是自动进动进 行的。 1、概 述 8 1、概 述 对对于离线线式试验试验 又可分为为两类类： 绝缘绝缘 特性试验试验 （非破坏性试验试验 、检查检查 性试验试验 ）：在 较较低的电压电压 下
4、或用其它不会损伤绝缘损伤绝缘 的办办法来测测量绝缘绝缘 的各种特性，从而判断绝缘绝缘 的内部缺陷。缺点是对绝缘对绝缘 耐压压水平的判断比较间较间 接，尤其对对于周期性的离线试验线试验 不易判断准确。 耐压试验压试验 （破坏性试验试验 ）：对绝缘对绝缘 考验严验严 格，能保 证绝缘证绝缘 具有一定的绝缘绝缘 水平；缺点是只能离线进线进 行，并 可能因耐压试验对绝缘压试验对绝缘 造成一定的损伤损伤 。 9 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
5、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。 1、概 述 10 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。 1、概 述 11 1、概 述 方法与项目 电气法 非电气法 绝缘试验 特性试验 非破坏性试验 破坏性试验 测量绝缘电阻 测量泄露电流 测量介损 测量电压分布 交流耐压试验 直流耐压试验 测量直流电阻
6、 停电试验 非破坏性试验 油中溶解气体色谱分析 在线监测 油中溶解气体色谱分析 油中含水量测定 非电气法 测量容性电流 测量阻性电流 测量电导电流 局放测量 电气法 测量绝缘电阻 测量泄露电流 测量介损 油中含水量测定 电气设备绝缘试验项目 12 2、 绝缘电阻的测试 13 2、 绝缘电阻的测试 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
7、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。 14 2、 绝缘电阻的测试 电导电流 吸收电流 电容电流 t i t i t i 直流电压作用介质时 ，通过它的电流可包 含三部分。 15 1） 多层介质的吸收现象 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。 2、 绝缘电阻的测试 16 以双层电介质为例说明： t=0时开关闭合，介质上的电压按电容分压 ： 双
8、层介质的等值电路 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， 2、 绝缘电阻的测试 17 即C1、C2上的电荷需要重新分配，设C1 C2 ，而R1 R2 ，则可得： 双层介质的等值电路 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。 2、 绝缘电阻的测试 18 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。 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
9、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。 2、 绝缘电阻的测试 19 吸收曲线 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。 2、 绝缘电阻的测试 20 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
10、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； 2、 绝缘电阻的测试 21 U R 1560 2 受潮 t (s) 1 良好 Ka1 Ka2 2、 绝缘电阻的测试 22 2） 绝缘电阻和吸收比的测量 兆欧表（摇表）的原理和接线 绝缘电阻测试仪(兆欧表) 2、 绝缘电阻的测试 23 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 2、 绝缘电阻的测试 2
11、4 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。 2、 绝缘电阻的测试 Rx 25 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 2、 绝缘电阻的测试 26 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。 2、 绝缘电阻的测试 27 3)、绝缘电阻和吸收比的测量方法 在电气设备的绝缘上加上直流电压
12、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。 2、 绝缘电阻的测试 28 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。 2、 绝缘电阻的测试 29 2、 绝缘电阻的测试 30 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
13、品上，同 时记录时间，分别读取15s和60s的绝缘电阻值。 2、 绝缘电阻的测试 31 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。 2、 绝缘电阻的测试 32 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
14、设备预防性试验规程中有明确 的规定，可参阅。 2、 绝缘电阻的测试 33 4)、测量时的注意事项 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。 2、 绝缘电阻的测试 34 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
15、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。 2、 绝缘电阻的测试 35 5)、测量结果的分析 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）。 2、 绝缘电阻的测试 36 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）。 2、 绝缘电阻的测试 37 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
16、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。 2、 绝缘电阻的测试 规定标准 历史数据 同类设备 不同相之间 还应参考本绝缘其他试验的结果。 测量结果 比较 38 3 、泄漏电流的测量 39 3 、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。 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。 40 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
