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1、1,第三章,电气设备的绝缘试验,2,交接试验 预防性实验,绝缘缺陷,整体性或分布性 局部性或集中性,试验方法,非破坏性试验 耐压试验,具体判断某一设备的绝缘状况时，应注意,各项试验结果综合判断 同一设备三相试验结果比较 历次试验结果互相比较,试验的分类,1 概述,3,电气设备绝缘试验分两大类,（一）耐压试验破坏性试验 试验所加电压等价于或高于设备运行中可能受到的各种电压。最有效和最可信；可能导致绝缘的破坏。 种类：工频耐压试验 直流耐压试验 冲击耐压试验 （二）检查性试验预防性试验 测定绝缘某些方面的特性；一般在较低电压下进行，通常不会导致绝缘的击穿破坏。,4,测试方法,方法有许多种： 测绝缘
2、电阻，吸收比 ；测泄漏电流 ；测 tg，等效电容，等效电阻； 局部放电测试，电压分布测试 ；油气色谱分析 。各方法反映绝缘缺陷的性质不同，对不同绝缘材料和绝缘结构的有效性也不同。 两类试验间的关系： 相互补充，而不能相互代替. 先作检查性试验，再确定耐压试验的时间和条件.,5,绝缘中的缺陷可分为两类:一类是局部性或集中性的缺陷,另一类是整体性或分布性的缺陷: 整体绝缘老化、变质、受潮、绝缘性能下降,6,第一节、绝缘电阻和吸收比测量,7,(一).绝缘电阻的测量,1.兆欧表的工作原理,8,兆欧表（绝缘摇表）的原理和接线,直流发电机,9,两个线圈中电流产生的力矩方向相反固定在同一转子上，并可带动指针
3、旋转。到达平衡时，指针偏转的角度正比于I1/I2（因为并联支路内的电流分配是与电阻成反比的，所以偏转角的大小可以反映出被试电阻的大小) 。由于没有弹簧游丝，当线圈中没有电流时，指针可停在任一偏转角位置。,兆欧表屏蔽极的使用,兆欧表（绝缘摇表）的原理和接线,10,发电机发电后，IA使A受力矩，IV使V 受力矩, A() ， () 平衡时 ()/ () () 即：(/ ) 又 /( ）,得：( )/ () 手摇发电机电压为,基本原理,11,2.接线,12,（二）.绝缘的吸收比,绝缘的吸收比,绝缘良好时，和r都较大，则测得的绝缘电阻值较高，且需经过较长时间才达到稳定； 如绝缘受潮或存在某些穿透性的导
4、电通道，则测得的绝缘电阻值较低，且很快达到稳定。,13,14,（1）试验前把被测试品接地放电一定时间。 （2）高压测试连接线时要尽量保持架空。 （3）选合适的兆欧表。 （4）测量K时，应等待电压达到稳定时，再接入被测试品，并开始计时。 （5）对电容值很大的试品，试验完毕后，应在保持兆欧表电压的条件下，先断开L与被试品的连线，再停止摇表。 （6）变压器、电机带绕组试验时，应将被测绕组首尾短接，再接到L上。 （7）记录试验时的温度、湿度。,（三）.注意事项,15,由于存在吸收现象，通常规定以加压后1 min 时测得的数值作为该试品的绝缘电阻。 且该绝缘电阻常比真正的绝缘电阻值要低一些； 只在有贯通
5、性的绝缘缺陷存在的情况下，绝缘电阻才会有显著的变化。,测量绝缘电阻应注意的两点,16,测绝缘电阻可有效地发现：（1）两极间有穿透性的导电通道 （2）受潮 （3）表面污垢 不能发现的缺陷： (1) 绝缘中的局部缺陷 (2) 绝缘的老化,（四）.测量结果分析,适用范围：,容量不大的设备,判断方法：,同条件下不同相绝缘电阻比较,与同条件下历史记录比较,与规定值比较,17,1 温度： 一般随温度上升，减小，I；受潮有损极化加强，I，充电加快，曲线平坦 湿度绝缘表面的泄漏电流增大，进入电流线圈，使绝缘电阻读数显著下降 3 试验前将被试品接地放电一定时间（ 5 10min ）,（五）影响测量结果的因素,1
6、8,第二节、介质损耗角正切的测量,一.作用,测量tan可以发现出缺陷：绝缘受潮，油或浸渍剂脏污或劣化变质，绝缘油中气隙放电。此时，流过绝缘的电流中有功分量增大，tan也加大。tan是反映绝缘功率损耗大小的特性参数，与绝缘的体积大小有关。若绝缘内的缺陷不是分布性而是集中性，则tan有时反映就不灵敏。,19,集中缺陷不灵敏原因,当介质由两部分并联组成时，其整体的介质损耗为这两部分之和； 若第二部分的体积远小于第一部分，即V2 V1，则 C2 C1, C = C1； 当 C2/C1 很小时，如第二部分绝缘出现缺陷，tg2 增大时，并不能使总的 tg 明显增大。,20,测量 tg 能有效地发现下列缺陷
7、： （1）受潮； （2）贯穿性导电通道； （3）绝缘内含气泡的电离，绝缘分层、脱壳； （4）绝缘老化、劣化，绕组上附积油泥； （5）绝缘油脏污、劣化等。 测量tg不能发现下列缺陷： （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。,21,西林电桥原理接线图,图中Cx，Rx为被测试品的等效并联电容与电阻，R3、R4表示电阻比例臂，CN为平衡试样电容Cx的标准电容，C4为平衡损耗角正切的可变电容。,二、 西林电桥测量法的基本原理,22,为检流计，2、 3、 4已知， Z1为试品参数 当G时，电桥平衡 G、间开路AB 即 IA（ Z1 Z3） IB（ Z2 Z4
8、） 又 IAZ1 IBZ2,测量原理,Z1 Z4 Z2 Z3,23,介质损耗角正切的测量,请证明之,24,通常桥臂阻抗要比Z3和Z4大得多，所以工作电压主要作用在桥臂阻抗上，因此它们被称为高压臂，而Z3和Z4为低压臂，其作用电压往往只有数伏。为了确保人身和设备安全，在低压臂上并联有放电管（A、B两点对地），以防止在R3、C4等需要调节的元件上出现高压。,调节R3、C4，使电桥平衡，即检流计中的电流为零,25,QSI电桥使用,CN=50PF,升压变PT 10KV/0.1KV 表盘如下图所示,CX,E,CN,检流计调零旋钮,频率调零旋钮,R3的分流旋钮,10,1,0.1,C4,R3,x1000,x
9、100,x10,x1,X0.1,灵敏度旋钮，保护检流计110,0,tg,频带，调到中间一根线,26,接好线 将试验电压升到10KV 将tg置于调节光带频率使光带扩展为2/3范围（灵敏度45） 调节R3进行幅值平衡，调节C4进行相角平衡（从大到小，从右到左），使光带变窄，将灵敏度升高到10，使光带宽带：12mm，电桥平衡 先将灵敏度降到0，保护检流计，再降电压，然后记录R3、C4,西林电桥操作步骤,27,正接线：C点接到电源的高压端，D点接地。 反接线：D点接到电源的高压端，C点接地。,二、 西林电桥测量时的两种接线,28,正接线：C点接到电源的高压端，D点接地。,四 西林电桥测量时的两种接线,
10、由于臂I、 2的阻抗比3、4大得多，电压大部分将降落在上桥臂。在凋节部分R3和C4上的电压降通常只有几伏，对操作人员没有危险。为了防止试品或标准电容一旦发生击穿时在低压臂上出现高电压，在电桥的A，B点和接地的屏蔽间接有放电管；以保证人身和设备的安全。这种接线法测量准确度较高，但要求被试品两端对地绝缘。,适用：体积小，重量轻,29,反接线：D点接到电源的高压端，C点接地。,二 西林电桥测量时的两种接线,这种接线适于在现场试验一端固定接地的设备。但此时操作部分R3及C4处在高电位，为保证操作的安全应采取一定的措施。一个办法是把电桥本体和操作者一起放在绝缘台上或放在一个叫法拉第笼的金属笼里对地绝缘起
11、来，使操作者与R3、C4处于等电位。另一个办法是人手通过绝缘杆去调节R3、C4。,适用：体积大，重量大，外壳接地,30,在现场进行测量时，试品和桥体往往处在周围带电部分的电场作用范围之内，虽然电桥本体及连接线都如前所述采取了屏蔽，但对试品通常无法做到全部屏蔽。这时等值干扰电源电压就会通过对试品高压电极的杂散电容产生干扰电流，影响测量。,三、西林电桥测量法的电磁干扰,31,误差分析,32,33,消除或减小由于电场干扰引起的误差，可以采取下列措施 ： （1）加设屏蔽，用金属屏蔽罩或网把试品与干扰源隔开。 （2）采用移相电源 （3）倒相法,移相电源消除干扰的接线图,34,消除或减小由于磁场干扰引起的
12、误差，可以采取下列措施 ： （1）远离干扰源 （2）转换检流计：正反两极测，取平均值。,35,四、西林电桥测量法的其他影响因素,1.温度的影响,温度对tan值的影响很大，具体的影响程度随绝缘材料和结构的不同而异。一般来说，tan随温度的增高而增大。现场试验时的绝缘温度是不一定的，所以为了便于比较，应将在各种温度下测得的tan值换算到20时的值。,36,与试验电压的典型关系曲线 1良好的绝缘 2绝缘中存在气隙 3受潮绝缘,2. 试验电压的影响,37,3. 试品电容量的影响,对于电容量较小的试品(例如套管、互感器等)，测量tan能有效地发现局部集中性缺陷和整体分布性缺陷。但对电容量较大的试品(例如
13、大中型发电机、变压器、电力电缆、电力电容器等)测量tan只能发现整体分布性缺陷,4. 试品表面泄漏的影响,试品表面泄漏电阻总是与试品等值电阻Rx并联，显然会影响所测得的tan值，这在试品的Cx较小时尤需注意。,38,(2)测量时应选取合适的温度。(3)选取合适的试验电压。(4)测量绕组的tg时，必须将每个绕组收尾短接。(5)消除被试品表面泄漏电流的影响。,五.注意事项,(1)尽可能分部测量,39,局部放电的定义在固体、液体介质中，由于杂质（水分、气泡、金属粒子）或毛刺的存在引起电场的严重畸变，在强场作用下，使得这些部位的场强超过该处物质的电离场强，该处物质就产生电离放电，称局部放电。,第三节.
14、局部放电的测量,40,局部放电的危害,局部放电发生在绝缘内部的气隙或气泡中，因为在这个很小的空间内即使电场强度很大，它的放电能量仍然非常小，所以它的存在并不影响电气设备的短时绝缘强度。但如一个电气设备在运行电压下长期存在局部放电现象，这些微弱的放电能量和由此产生的一些不良效应，如不良化合物的产生，就可以慢慢地损坏绝缘，日积月累，最后可导致整个绝缘被击穿，发生电气设备的突发性故障。,41,一、局部放电测量原理,1.局部放电的原因：,电场的不均匀 绝缘介质的不均匀,在某些区域首先发生放电，而其它区域仍然保持绝缘特性，这就形成了局部放电。,42,2.局部放电的原理,F,43,局部放电时气隙中的电压和
15、电流的变化,局部放电产生的电流是一种脉冲性质的电流,44,局部放电时出现的现象,电的现象 非电的现象,检测方法,电的方法：定性、定量 非电的方法：定性的，不够灵活,局部放电测试设备的工作原理把微伏级的电压脉冲检测出来。,二、测量的基本接线,超声波检测法,平衡法,直接法,绝缘油的气相色谱分析法,45,测量回路,46,让工频电压作用到试品上，阻止被测的高频脉冲或电源中的高频成分通过。,Cx：试品电容 CK：耦合电容 Zm：测量阻抗 A： 放大器 M： 量测仪器 Z： 低通滤波器,并联测量回路（适用于试品一端接地的情况）,测量回路,47,让工频电压作用到试品上，阻止被测的高频脉冲或电源中的高频成分通
16、过。,Cx：试品电容 CK：耦合电容 Zm：测量阻抗 A： 放大器 M： 量测仪器 Z： 低通滤波器,串联测量回路（试品的低压端必须与地绝缘）,测量回路,48,让工频电压作用到试品上，阻止被测的高频脉冲或电源中的高频成分通过。,Cx：试品电容 CK：耦合电容 Zm：测量阻抗 A： 放大器 M： 量测仪器 Z： 低通滤波器,桥式测量回路（抗外部干扰的性能较好）,测量回路,49,三.注意事项（1）内部干扰 （2）外部干扰,措施： （1）选择抗干能力强的测量电路； （2）对测量电路进行屏蔽； （3）试验电源最好采用独立电源； （4）提高高压试験回路中各元件发生电晕的电压； （5）采用同一根接地线； （6）合理选择放大电路的频带； （7）测量回路与被试品的连线尽可能缩短。,
