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1、第一部分电力设备预防性试验技术第一部分电力设备预防性试验技术方瑞明 博士方瑞明 博士/教授教授Email: ? 第1章 绝缘电阻测量? 第2章 泄漏电流测量? 第3章 介质损耗角正切测量? 第4章 局部放电试验? 第5章 绝缘油试验? 第6章 交、直流耐压试验? 第七章试验结果的综合分析与判断本篇内容引言电气设备绝缘预防性试验已成为保证现代电力系统安全可靠运行的重要措施之一。这种试验除了在新设备投入运行前在交接、安装、调试等环节中进行外，更多的是对运行中的各种电气设备的绝缘定期进行检查，以便及早发现绝缘缺陷，及时更换或修复，防患于未然。绝缘故障大多因内部存在缺陷而引起，有些绝缘缺陷是在设备制造
2、过程中产生和潜存下来的，还有一些绝缘缺陷则是在设备运行过程中由外界影响因素的作用下逐渐发展和形成的。就其存在的形态而言，绝缘缺陷可分为两大类：集中性缺陷 ；分散性缺陷由于缺陷种类很多、影响各异，所以绝缘预防性试验的项目也就多种多样。每个项目所反映的绝缘状态和缺陷性质亦各不相同，故同一设备往往要接受多项试验，才能作出比较准确的判断和结论。第一章 绝缘电阻测量绝缘电阻是一切电介质和绝缘结构的绝缘状态最基本的综合性特性参数。由于电气设备中大多采用组合绝缘和层式结构，故在直流电压下均会有明显的吸收现象，使外电路中出现一个随时间而衰减的吸收电流。?1.1 绝缘电阻与吸收比的测量?1.2 目前常用的绝缘电
3、阻测试测量泄漏电流从原理上来说，与测量绝缘电阻是相似的，但它所加的直流电压要高得多，能发现用兆欧表所不能显示的某些缺陷，具有自己的某些特点。绝缘电阻是反映绝缘性能的最基本的指标之一，通常都用兆欧表来测量绝缘电阻。用兆欧表来测量电气设备的绝缘电阻被广泛的运用在常规绝缘试验中。一般兆欧表从外观上看有三个接线端子，它们是“线路”端子L-接于被试设备的高压导体上；“地”端子E-接于被试设备或外壳或地上；“屏蔽”(“互环“)端子-接于被试设备的高压互环，以消除表面泄露电流的影响。1.1 绝缘电阻与吸收比的测量1.1 绝缘电阻与吸收比的测量目前常用的测量绝缘电阻的仪表 手摇式兆欧表代表产品：ZC-7等 晶
4、体管式兆欧表代表产品：ZC-13 ZC-14 ZC-30 GJC-2500 GJC-5000 数字式兆欧表代表产品：GZ-2.55kV，GZ-5A、GZ-8图中G为手摇(或电动)直流发电机，也可能是交流发电机经晶体二极管整流。M为流比计式的测量机构，包括处在永磁磁场内的可动部分电压线圈LV和电流线圈LA。在把被试物接到两个测量端子L和E之间时，摇动发电机手柄，直流电压就加到两个并联的支路上。图1-1 兆欧表的原理接线图手摇式兆欧表手摇式兆欧表第一个支路电流通过电阻和电压线圈LV。第二个支路电流通过被试电阻和电流线圈LA。两个线圈中电流产生的力矩方向相反。在力矩差的作用下，使可动部分旋转，两个线
5、圈所受的力也随之改变。当到达平衡时，指针偏转的角度正比于 。AI1R2RVIVIAI图1-1 兆欧表的原理接线图 需要指出的是：对于流比计测量结构的兆欧表来说，虽然其指针偏转角的大小仅与电流比（IV/IA）有关，与端电压无关。但是被试品的绝缘电阻与所加电压的高低有关。 因此，但兆欧表的端电压急剧降低时，所测得的绝缘电阻值已经不能反映绝缘的真实状态了。同时，不同类型的兆欧表负载特性不同，故测出的数值也不同。为了进行比较，最好在测量中用相同型号的兆欧表。为了进行比较，最好在测量中用相同型号的兆欧表。用和分别表示t=0和t=时测得的绝缘电阻，则：图2 双层复合电介质及其等效电路0RR0rRRrR=+
6、RR=01RRRr=+测量原理：测量原理：式中，21212121221122()(),()R R RRCCRRR rRCR C+=+=过渡过程的时间常数：121212()R RTCCRR=+(1)(2)测量原理：测量原理：对于实际绝缘来说，由于结构不均匀，吸收电流的起始值常大于泄漏电流值，此时：012RRRr= +通常测定的是15s及60s时的绝缘及。并把后者对前者的比值称为绝缘的吸收比K。一般认为如K1.3，就可判断为绝缘可能受潮。15R60R测量原理：测量原理：测量绝缘电阻能有效地发现下列缺陷：总体绝缘质量欠佳；绝缘受潮；两极间有贯穿性的导电通道；绝缘表面情况不良。测量绝缘电阻不能发现下列
7、缺陷：绝缘中的局部缺陷：如非贯穿性的局部损伤、含有气泡、分层脱开等；绝缘的老化。测量绝缘电阻能发现的缺陷：测量绝缘电阻能发现的缺陷：不论是绝缘电阻的绝对值或是吸收比都只是参考性的。如不满足最低合格值，则绝缘中肯定存在某种缺陷；但是，如已满足最低合格值，也还不能肯定绝缘是良好的。有些绝缘，特别是油浸的或电压等级较高的绝缘，即使有严重缺陷，用兆欧表测得的绝缘电阻值、吸收比，仍可能满足规定要求，这主要是因为兆欧表的电压较低的缘故。绝缘电阻测试方法及注意事项一、测试方法一、测试方法1、试验前应拆除被试设备电源及一切对外接线，并将被试物短接后接地放电1min，电容量较大的应至少放电510min，以免触电
8、。2、校验兆欧表是否指零或无穷大。3、用干燥清洁的柔软布擦去被试物的表面污垢，必要时可先用汽油洗净套管的表面积垢，以消除表面的影响。4、接好线，如用手摇式兆欧表，应以恒定转速摇动摇柄。兆欧表指针逐渐上升，待1min后读取其绝缘电阻值。5、在测量吸收比时，为了在开始计算时间时就能在被试物加上全部试验电压，应在兆欧表达到额定转速时再将表笔接于被试物，同时计算时间，分别读取15s和60s的读数。6、试验完毕或重复进行试验时，必须将被试物短接后对地充分放电，这样除可保证安全外，还可提高测试的准确性。7、记录被试设备的铭牌、规范、所在位置及气象条件等。(1)对于同杆双回架空线或双母线，当一路带电时，不得
9、测量另一回路的绝缘电阻，以免感应高压损坏仪表和危及人身安全。对于平行线路，也同样要注意感应电压，一般不应测其绝缘电阻，在必须测量时，要采取必要措施才能进行，如用绝缘棒接线等(2)高压测试连接线应尽量保持架空，确需使用支撑时，要确认支撑物的绝缘对被试品绝缘测量结果的影响极小。(3)测量大容量电机和长电缆的绝缘电阻时，充电电流很大，因而兆欧表开始指示数很小，但这并不代表被试设备绝缘不良，必须经过较长时间，才能得到正确结果。测量绝缘电阻时应注意下列几点：(4)如所测绝缘电阻较低，应进行分解试验，找出绝缘电阻最低的部分。(5)在阴雨潮湿的天气及环境湿度太大时，不应进行测量。一般应在干燥、晴天、环境温度
10、不低于5C时进行测量。(6)屏蔽环装设位置，为了避免表面泄露电流的影响，测量时应在绝缘表面加等电位屏蔽环，且应靠近E端装设（即靠近被试品的中下部）。(7)兆欧表的L和E端子接线不能对调。(8)兆欧表与被试品间的连线不能铰接或拖地。兆欧表与被试品间的接线应采用厂家为兆欧表配备的专用线，而且两根线不能铰接或接地，否则会产生测量误差。(9)采用兆欧表测量时，应设法消除外界电磁场干扰（磁耦合或电容耦合）所引起的误差。具体措施：A. 远离强电磁场进行测量；B. 采用高电压等级的兆欧表；C. 采用兆欧表的屏蔽端子G进行屏蔽。对于两节以上的被试品，如避雷器、耦合电容器等，可将端子接到被测避雷器上一节的法兰上
11、，这样，由上方高压线路引起的干扰电流由端子G经兆欧表的电源入地，而不经过电流线圈，从而避免了干扰电流的影响。对于最上节的避雷器，可以将其上法兰接兆欧表E端子后在接地，使干扰电流直接入地。D. 选用抗干扰能力强的兆欧表，如ZC-30，GZ-5A 2500/5000等。(10)为便于比较，对同一设备进行测量时，应采用同样的兆欧表，同样的接线。例如：对一台FZ-20型单元件阀型避雷器的绝缘电阻进行测量时，用2500V的ZC-7型兆欧表测得的绝缘电阻是2100M，而用ZC11-5型兆欧表测量，由于两者负载特性不同，测得的绝缘电阻是1400M。再如，当采用同一只兆欧表测量同一设备的绝缘电阻时，应采用相同
12、的接线，否则将测量结果放在一起比较是没有意义的。例：测量电力变压器的绝缘电阻时，可能有三种接线：A.规程法 规程规定，测量变压器绕组绝缘电阻时，非被试绕组接地，如下图。该接法优点：可测出被试绕组对接地部分及不同电压部分间的绝缘状况，并避免各绕组中剩余电荷造成的测量误差。缺点：被测绕组套管的表面绝缘电阻对测量结果会产生影响。B.外壳屏蔽法 测量高低压绕组之间的绝缘电阻时，可采用外壳屏蔽法，接线如下图。该接法优点：可消除表面泄露电流的影响。缺点：不能测量绕组对地的绝缘电阻C.套管屏蔽法 若被试绕组为高压绕组，则屏蔽环应安放在高压绕组的套管上，根据高压绕组接地与否，分为两种接线方式，如右图。不同接线
13、下的测量结果比较(11)电源电池能量的影响。对晶体管式兆欧表，要注意检查电源电池，若其能量不足，会使测得的绝缘电阻增大。(12)对带有绕组的被试品，应先将被测绕组首尾短接，再接到L端子：其他非被测绕组也应先首尾短接后再接到应接端子。(13)每次测试结束时，应在保持兆欧表电源电压的条件下，先断开L端子与被试品的连线，以免试品对兆欧表反向放电，损坏仪表。影响绝缘电阻的因素、湿度的影响当空气相对湿度较大，绝缘物由于毛细管作用将吸收较多的水分，使电导率增加，降低了绝缘电阻的数值。、温度的影响电力设备的绝缘电阻是随温度变化而变化的，其变化的程度随绝缘的种类而异。（我国规定了一定温度下的标准换算系数，只能
14、减少误差，应尽量在相近温度下测量。、表面脏污和受潮的影响被试物表面脏污或受潮会使其表面电阻率大大降低，绝缘电阻显著下降。、被试设备剩余电荷的影响剩余电荷的极性与兆欧表极性相同时会使测量结果虚假增大，否则虚假减少。（放电）影响绝缘电阻的因素、兆欧表容量的影响结论：对容量较小的试品测量时，兆欧表容量影响较小，反之，应考虑兆欧表容量影响。推荐选用最大输出电流1mA及以上的兆欧表。测量部位兆欧表型号绝缘电阻（兆欧）KP1R15R45R60R120R180R240R300R600R60/R15R600/R60220kV及10kV对地Hpotronic100016001850250030003150350
15、045001.852.43ZC-4874013001500230028003000320045002.02310kV对地Hpotronic60013002000250030003750450075003.333.75ZC-484509001200230030003400370045002.673.75不同兆欧表对一台120MVA/220kV变压器绝缘电阻的测量结果(t=24C)测量泄漏电流相比测量绝缘电阻可使用较高的电压。泄漏电流能够发现一些尚未完全贯通的集中性缺陷。这是因为一方面加在试品上的直流电压要比兆欧表的工作电压高得多，故能发现兆欧表所不能发现的某些缺陷，另一方面，这时施加在试品上的直
16、流电压是逐渐增大的，这样就可以在升压过程中监视泄漏电流的增长动向。第二章 泄漏电流测量图3 发电机的泄漏电流变化曲线绝缘良好的发电机，泄漏电流值较小，且随电压呈线性上升，如曲线1所示；如果绝缘受潮，电流值变大，但基本上仍随电压线性上升，如曲线2所示；曲线3表示绝缘中已有集中性缺陷，应尽可能找出原因加以消除；如果在电压尚未到直流耐压试验电压的12时，泄漏电流就已急剧上升，如曲线4所示，那么这台发电机在运行电压下(不必出现过电压)就可能会发生击穿。tU图3 发电机的泄漏电流变化曲线交流电源经调压器接到试验变压器T的初级绕组上。其电压用电压表PV1测量；试验变压器输出的交流高压经高压整流元件V(一般
17、采用高压硅堆)接在稳压电容C上。图4 泄漏电流试验接线图 交流高压电源包括升压变压器和自耦调压器。由于试验所需电流较小，一般不超过mA。现场试验时可考虑考虑用互感器或油试验器代替。 整流装置包括高压硅堆和稳压电容器。稳压电容器现场一般选取0.010.1F,可以满足脉动因数小于3%的要求。 保护电阻器, R为保护电阻，以限制初始充电电流和故障短路电流不超过整流元件和变压器的允许值。R=（0.0010.01）Ud/Id 整流所得的直流高压可用高压静电电压表PV2测得，而泄漏电流则以接在被试品TO高压侧或接地侧的微安表来测量。图4 泄漏电流试验接线图影响测量结果的因素、高压连接导线对地泄露电流的影响
18、、高压连接导线对地泄露电流的影响由于接往被试设备的高压导线暴露在空中，当其表面场强高于约20kV/cm(决定于导线直径、形状)等，沿导线表面发生电离，对地有一定的泄露电流，这部分电流会经过回路而流过微安表，影响测量结果的准确性。影响测量结果的因素、高压连接导线对地泄漏电流的影响、高压连接导线对地泄漏电流的影响处理方法：将微安表移至被试设备的上端。实际操作时，将微安表固定在被试设备的上端是比较困难的，一般都是将微安表固定在升压变压器的上端，此时必须用屏蔽线作为引线，也要用金属外壳把微安表屏蔽起来。屏蔽线可以用低压的软金属线，因为屏蔽和芯之间的电压极低，只是仪表的压降而异。金属的外层屏蔽一定要接到
19、仪表和升压变压器引线的接点上，要尽可能地靠近升压变压器出线，这样电晕虽然还照样产生，但只在屏蔽线的外层上产生电晕电流，而不会流过微安表。影响测量结果的因素2、表面泄漏电流的影响、表面泄漏电流的影响实际测量中，表面泄漏电流往往大于体积泄露电流，这给分析、判断被试设备的绝缘状况带来了困难。因而必须消除表面泄漏电流的影响。消除的办法一种是使被试设备表面干燥、清洁，且高压端导线与接地端要保持足够的距离；另一种是采用屏蔽环将表面泄漏电流直接短接，使之不流过微安表。3、温度的影响、温度的影响经验表明：温度每增高10C时，发电机的泄漏电流约增加0.6倍。测量最好在被试设备温度为3080C时进行。故应在停止运
20、行后的热状态下进行测量。或在冷却状态中对几种不同温度下的泄漏电流进行测量，以便于比较。影响测量结果的因素4、电源电压的非正弦波形对测量结果的影响、电源电压的非正弦波形对测量结果的影响如电源电压为尖顶波，整流后的直流电压要大于交流基波电压有效值的1.414倍，导致产生误差；调压器对波形的影响也很大。如电压是在高压直流侧直接测量的，则上述影响可以消除。5、加压速度的影响、加压速度的影响对被试设备的泄漏电流本身而言，它与加压速度无关，但用微安表所读取的可能是包含吸收电流在内的合成电流。对于电缆、电容等设备来说，由于设备的吸收现象很强，真实的泄露电流需要经过很长的时间才能读到，而在测量时，有不可能等很
21、长的时间，大多是读取加压后1min或2min时的电流值，这一电流显然包含被试设备的吸收电流，而这一部分的吸收电流和加压速度有关。如果电压是逐渐加上去的，则在加压的过程中，就已有吸收过程，读得的电流数值就较小；而如果电压是很快加上的，或者是一下子加上的，则加压过程中就没有完成吸收过程，而在同一时间下读得的电流就会大一些，对于电容量较大的设备都是如此。影响测量结果的因素影响测量结果的因素5、加压速度的影响（续）、加压速度的影响（续）例如：对一条三芯电缆进行测量，以kV、6kV、9kV、12kV、16kV等不同电压一次加压，测得结果如左表，又以 每隔1min升压1kV的速度加压，结果如右表。比较左右
22、两表，发现：后者泄漏电流绝对值减小了。三相不对称系数也由1.56降为1.1。产生这种现象的原因就是吸收现象。若由左表判断，则设备要退出运行，但该设备实际绝缘良好。处理措施：每一级加压的数值可定为全部试验电压的1/41/10左右，每级升压后停30s，再进行第二次加压。影响测量结果的因素影响测量结果的因素6、试验电压极性的影响、试验电压极性的影响1）电渗现象的影响）电渗现象的影响：采用如下接线分别对新旧电缆进行试验，为测量方便，将被试设备外皮或外壳对地绝缘，微安表接在低电位侧。试验结果见下页表：由表可以看出：由表可以看出：1)试验电压极性对新的电缆无影响。因为新电缆基本没有受潮，所含水分甚微；试验
23、电压极性对新的电缆无影响。因为新电缆基本没有受潮，所含水分甚微；2)试验电压极性对旧电流的测量结果有明显影响，因此用负极性试验电压考察泄漏电流较为严格，易于发现绝缘缺陷。试验电压极性对旧电流的测量结果有明显影响，因此用负极性试验电压考察泄漏电流较为严格，易于发现绝缘缺陷。影响测量结果的因素影响测量结果的因素6、试验电压极性的影响、试验电压极性的影响2）对引线电晕电流的影响）对引线电晕电流的影响在进行直流泄露电流试验时，其高压引线对地构成的电场可以等效为棒-板电场，此时正、负极性的起始电晕电压各不相同，U-U+，因此外施直流试验电压极性不同时，高压引线的电晕电流是不同的。试验表明：40kV下电晕
24、电流负极性较正极性高50%80%，对泄漏电流较小的设备(如少油断路器)，高压引线电晕电流对测量结果将其举足轻重的作用，有时甚至出现负值现象。综上所述，直流试验电压极性对电力设备泄漏电流的测量结果是有影响的。对油纸绝缘电力设备，采用负极性试验电压有利于发现其绝缘缺陷。而从消除电晕电流影响的角度出发，宜采用正极性试验电压。直流试验电压极性对电力设备泄漏电流的测量结果是有影响的。对油纸绝缘电力设备，采用负极性试验电压有利于发现其绝缘缺陷。而从消除电晕电流影响的角度出发，宜采用正极性试验电压。测量时的操作要点测量时的操作要点1、按接线图接好线，并由专人认真检查接线和仪器设备，当确认无误后，方可通电及升
25、压。2、在升压过程中，应密切监视被试设备、试验回路及有关表计。微安表的读数应在升压过程汇总，按规定分阶段进行，且需要有一定的停留时间，以避开吸收电流。3、在测量过程中，若有击穿、闪络等异常现象发生，应马上降压，断开电源， 并查明原因，详细记录，待妥善处理后，再继续测量。4、试验完毕，降压，断开电源后，均应对被试设备进行充分放电。放电前先将微安表短接，并通过有高阻值的放电棒放电，然后直接接地，否则会将微安表烧坏。对电缆、变压器、发电机等大容量设备的放电时间可由1min增至3min，电力电容器可增至5min。测量时的操作要点测量时的操作要点5、若是三相设备，同理应进行其他两相测量。6、按照规定的要
26、求进行详细记录。7、直流高压在220kV及以上时，尽管试验人员穿绝缘鞋且处在安全距离以外区域，但由于高压直流离子空间分布电场的影响，会使几个邻近站立的人体上带有不同的直流电位，故试验人员不要相互握手或用手接触接地体等，否则会有轻微电击现象。(能量较小，一般不会对人体造成伤害。)测量时的异常现象及其分析测量时的异常现象及其分析1、从微安表中反映出来的情况、从微安表中反映出来的情况A 指针来回摆动 可能是由于电源波动、整流后直流电压脉动系数较大以及试验回路和被试设备有充放电过程所致。若摆动不大，可取其平均值读数；若摆动过大，影响读数，可增大主回路和保护回路中的滤波电容的容值，必要时可改变滤波方式。
27、B. 指针周期性摆动 这可能是由于回路存在反充电所致，或者是被试设备绝缘不良产生周期性放电造成。C. 指针突然冲击 若向小冲击，可能是电源回路引起；若向大冲击，可能是试验回路或被试设备出现闪络或者间歇性放电引起。测量时的异常现象及其分析测量时的异常现象及其分析1、从微安表中反映出来的情况、从微安表中反映出来的情况D. 指针指示数值随测量时间而发生变化 若逐渐下降，则可能是由于充电电流减小或被试设备表面绝缘电阻上升所致，若逐渐上升，往往是被试设备绝缘老化所引起的。E. 测压用微安表不规则摆动 可能是由于测压电阻断线或解除不良所致。F. 指针反转，可能是由于被试设备经测压电阻放电所致。G. 接好线
28、后，未加压时，微安表有指示，可能是外界干扰太强或电位抬高引起。上述情况，若遇上述情况，若遇C、D，一般应立即降低电压，停止测量，否则可能导致被试设备击穿。，一般应立即降低电压，停止测量，否则可能导致被试设备击穿。测量时的异常现象及其分析测量时的异常现象及其分析2、从泄漏电流数值上反映出来的情况、从泄漏电流数值上反映出来的情况A 泄漏电流过大，可能是由于测量回路中各设备的绝缘状况不佳或屏蔽不好所致。遇到这种情况时，应首先对试验设备和屏蔽进行认真检查。例如，电缆电流偏大应首先检查屏蔽，若确认无上述问题，则说明被试设备绝缘不良B. 泄漏电流过小，可能是由于线路接错，屏蔽线处理不好，微安表保护部分分流
29、或者有短脱现象所致。C. 当采用微安表在低压侧读数，且用差值法消除误差时，可能会出现负值，这可能是由于高压引线过长、空载时电晕电流大所致。所以高压引线应尽量短、粗，无毛刺。3、硅堆的异常情况、硅堆的异常情况在泄漏电流测量中，有时会发生硅堆击穿现象，这是由于硅堆选择不当、均压不良或质量不佳所致。为防止硅堆击穿，应正确选择硅堆，使硅堆不致在反向电压下击穿；其次，应采用并联电阻的方法对硅堆进行均压。若每个硅堆工作电压为5kV 时，每个并联电阻常取为5M。第三章 介质损耗角正切的测量tan能反映绝缘的整体性缺陷(例如全面老化)和小电容试品中的严重局部性缺陷。由于tan随电压而变化的曲线，可判断绝缘是否
30、受潮、含有气泡及老化的程度。但是，测量tan不能灵敏地反映大容量发电机、变压器和电力电缆(它们的电容量都很大)绝缘中的局部性缺陷，这时应尽可能将这些设备分解成几个部分，然后分别测量它们的tan。电介质就是绝缘材料，在电压作用下电介质中产生的一切损耗称为介质损失或介质损耗。如果电介质损耗很大，会使电介质温度升高，促使材料发生老化（发脆、分解等），如果介质温度不断上升，甚至会把电介质溶化。烧焦，丧失绝缘能力，导致热击穿。因此电介质损耗的大小是衡量绝缘介质电性能的一项重要指标。因此电介质损耗的大小是衡量绝缘介质电性能的一项重要指标。介质损失的一般概念电介质损耗，按其物理性质可分为下列三种基本形式。1
31、. 漏导引起的损耗电介质所具有的电导引起的损耗，直流交流下均存在，与下面两种损耗相比较小。2. 电介质极化引起的损耗极化损耗只有在交流电压下才呈现出来，并且随着电源频率的增加而加剧。3. 局部放电引起的损耗常用的固体绝缘中 往往不可避免地存在气隙，在交流电压作用下，各层的电场分布于该材料的介电常数成反比，而气体的介电常数比固体绝缘材料小得多，所以分担的电场强度较大，但气体的耐电强度又远低于固体绝缘材料，当外施电压足够高时，气隙中首先发生局部放电。交流电压下绝缘体的局部放电和介质损耗都远比直流下强烈。介质损失的一般概念测量介质损耗因数是一项灵敏度很高的试验项目，它可以发现电力设备绝缘整体受潮、劣
32、化变质以及小体积设备贯通和未贯通的局部缺陷。，它可以发现电力设备绝缘整体受潮、劣化变质以及小体积设备贯通和未贯通的局部缺陷。例如对绝缘油而言，一般在耐压试验时，好油的耐电强度可达250kV/cm，坏油为25kV/cm，其差别为1：10；而测量其介质损耗因数时，好油很小，约为0.0001，而坏油则达到0.1，二者之间的差别是1：1000.后者的灵敏度提高了100倍。测量介质损耗因数能发现的缺陷但是，当被试设备体积较大，缺陷所占的体积较小时，灵敏度就下降了，因为缺陷的损耗占整个设备的比重太小。因此，对大容量的变压器、发电机绕组以及较长的电缆进行试验，只能检查出它们的普遍绝缘状况，而不容易发现可能存
33、在的局部缺陷，而对电容量较小的设备以及可以分解成部件进行分解试验的设备进行介质损耗因数测量时，易于发现局部缺陷。测量介质损耗因数能发现的缺陷电力系统中测量介质损耗因数常用的设备有高压西林电桥和2500V介质损失较试验器（简称M型试验器），前者已普遍采用，后者仅在东北电力系统中较多使用。其中QS1型西林电桥是测量电力设备绝缘的介质损耗因数和电容量的专用仪器。它是一种平衡交流电桥，具有灵敏、准确等优点。电桥的工作电压为10kV，在预防性试验中，对6kV及以下的设备，其试验电压常取设备的额定电压；对于10kV及以上的电力设备，其试验电压为10kV。测量介质损耗因数的设备4-6 西林电桥原理接线图图中
34、Cx，Rx为被测试样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，C4为平衡损耗角正切的可变电容。西林电桥测量法的基本原理43xnZ ZZ Z=根据电容平衡原理，当:式中Zx、Zn、Z3、Z4分别是电桥的试样阻抗，标准电容器阻抗以及桥臂Z3和Z4的阻抗11xxxjCZR=+1NNZj C=33ZR=44411j CZR=+42311tanxNxRCCR=+44tanxC R=解所得方程式，得(6)（7）（8）（9）当时，试样电容可近似地按下式计算：tan0.1x6%,采用移相法后，测出值仍为4.4%。缺点：接线较为复杂，测量时间较长，需要采用移相器。 倒相法测量
35、时正、反相各测量一次，得到两组结果，再根据其计算实际的Cx与tan。西林电桥测量法的几个问题1.负值现象及其原因在电桥测量中，将C4调至零，检流计振幅虽最小，但仍不平衡，称为负值现象。造成这种现象的主要原因如下：A. 标准电容器CN有损耗，且tanN tanx。此时可采用R3与C4并联的方法测量出电容和介质损耗都极小的试品。B.电场干扰C. 空间干扰 试品周围的构架、杂物或试品内部绝缘构成的干扰网络，此外还与接地、接线方式有很大关系。例如，华东某110kV变电所对1号主变110kV侧套管进行测试。当时套管未安装在变压器上，将套管由螺丝紧固在套管铁支架上，再将铁支架接地。进行套管介损测试，测得A
36、、B、C相均为负值。查找各方面原因，最后将接地线直接将法兰接地，负值消除。西林电桥测量法的几个问题2.强电场干扰下介质损耗因数的测量现场试验表明，测量小电容量（70100pF)试品的介质损耗因数时，若存在电场干扰，无论采用倒相法还是移相法都难以获得准确的结果。建议：A、小容量试品宜采用电桥正接法；B. 采用分级加压法：只需在10kV下调整电桥平衡，然后将试验电压调至5kV，如果电桥仍平衡，说明无干扰，否则调至平衡，记录数据，利用两组数据计算Cx和tanx.C. 桥体加反干扰源法桥体加反干扰源法D. 采用抗干扰交流电桥（如采用抗干扰交流电桥（如QS1-GK型，常州电力设备厂生产型，常州电力设备厂
37、生产).E. 改变频率法改变频率法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。图11 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
38、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。5. 测试电源的影响试验电源与干扰电源同步，干扰容易消除，否则可能存在频率差，电桥难以平衡。6. 电桥引线的影响A.引线长度的影响 一般情况下，Cx引线长度约为5-10m，电容约为15003000pF，CN引线约为11.5m，电容约为300500pF。若进行小容量试品测试时，会产生较大的测量误差。B. 高压引线与被试品夹角的影响， 夹角等于90时，杂散电容最小，测量结果最接近真实值。C. 引线电晕的影响， 宜将高压引线垂直下落至被试品，尽量减小高压引线对被试品的杂散电容。D.
39、引线接触不良的影响第四章 局部放电的测量当电气设备内部绝缘发生局部放电时，将伴随着出现许多现象。有些属于电的，例如电脉冲、介质损耗的增大和电磁波辐射，有些属于非电的，如光、热、噪音、气体压力的变化和化学变化。这些现象都可以用来判断局部放电是否存在，因此检测的方法也可以分为电的和非电的两类。目前得到广泛应用而且比较成功的方法是电的方法，即测量绝缘中的气隙发生放电时的电脉冲。它不仅可以判断局部放电的有无，还可以判定放电的强弱。4.1 局部放电测量的基础一、局部放电测试目的及意义一、局部放电测试目的及意义局部放电是指发生在电极之间但并未贯穿电极的放电，它是由于设备绝缘内部存在弱点或生产过程中造成的缺
40、陷，在高电场强度作用下发生重复击穿和熄灭的现象。它表现为绝缘内气体的击穿、小范围内固体或液体介质的局部击穿或金属表面的边缘及尖角部位场强集中引起局部击穿放电等。这种放电的能量是很小的，所以它的短时存在并不影响到电气设备的绝缘强度。但若电气设备绝缘在运行电压下不断出现局部放电，这些微弱的放电将产生累积效应会使绝缘的介电性能逐渐劣化并使局部缺陷扩大，最后导致整个绝缘击穿。用传统的绝缘试验方法很难发现局部放电缺陷，并且1min交流耐压试验还会损伤绝缘，影响设备以后的运行性能。随着电压等级提高，这个问题更为严重。我国近年来110kV以上的大型变压器事故中50是属正常运行下发生匝或段问短路，造成突发事故
41、，原因也是局部放电所致。4.1 局部放电测量的基础一、局部放电测试目的及意义一、局部放电测试目的及意义虽然局部放电会使绝缘劣化而导致损坏，但它的发展是需一定时间的，发展时间与设备本身的运行状况及局部放电种类，与其产生的位置和设备的绝缘结构等多种因素有关。因此，一个绝缘系统寿命与放电量的关系分散性很大，这也是该项测试技术有待研究的一个课题。总的来讲，对一个绝缘系统的好坏判断是其局部放电越小越好，对于各种电气设备，现行标准规定局部放电量水平主要是考虑了现行普通工艺条件下，及其保证设备在正常运行条件下的使用寿命。对于新设备来讲，放电量应不超过规定值，但超过了标准也不能说不可运行。据大量试验证明可这样
42、认为：超过标准1倍的放电量对设备的影响还是不大的；超标14倍时需分析原因及监视运行。而超标达10倍或更多，则设备就可能存在严重的隐形故障，一般都会在2个月或2年之间暴露出来，并且各种隐形故障往往是其他绝缘试验(包括交流一分钟耐压)检查不出来。因而，测试电气设备的局部放电特性是目前预防电气设备故障的一种好方法。4.1 局部放电测量的基础二、局部放电特征二、局部放电特征常用的固体绝缘中 往往不可避免地存在气隙，在交流电压作用下，各层的电场分布于该材料的介电常数成反比，而气体的介电常数比固体绝缘材料小得多，所以分担的电场强度较大，但气体的耐电强度又远低于固体绝缘材料，当外施电压足够高时，气隙中首先发
43、生局部放电。放电过程中使大量的中性气体分子电离，变成正离子和负离子，形成空间电荷，在外加电场作用下，这些空间电荷迁徙到气泡壁上，形成了于外加电场方向相反的内部电压，这是气泡上的剩余电压应是两者叠加的结果。当气泡上的实际电压小于气泡的击穿电压时，放电暂停，气泡上的电压随外加电压的上升而上升，直到重新到达其击穿电压时，又出现第二次放电，如此出现多次放电。当试品中出现气隙放电时，相当于试品失去电荷q，并使其端电压下降U，这个一般只有微伏级的电源脉冲电压叠加在千伏级的外施电压上。局部放电测试即要求检测该电压脉冲，其中电荷q称为视在放电量。交流电压下绝缘体的局部放电和介质损耗都远比直流下强烈。4.1 局
44、部放电测量的基础三、局部放电分类三、局部放电分类1内部放电如绝缘材料中含有气隙、杂质、油隙等，这时可能会出现介质内部或介质与电极之间的放电，其放电特性与介质特性及夹杂物的形状、大小及位置都有关。内部局部放电总是出现在电源周期中的第一或第三象限，每周期的平均放电次数与外施电压有关，每周放电次数随着外施电压的上升与增加，大约呈直线关系，每个周期出现的局部放电脉冲可在局部放电测量仪的显示器上观察脉冲或放大波形分析，如图所示。(a)示意图(b)等值电路局部放电产生的原因图12 绝缘内部气隙局部放电的等值电路在固体或液体介质内部g处存在一个气隙或气泡，Cg代表该气隙的电容，Cb代表与该气隙串联的那部分介
45、质的电容，Ca则代表其余完好部分的介质电容 。整个系统的总电容为:bgabg+C CCCCC=+sinmuUt=sinbgmbgCuUtCC=+在电源电压的作用下， 上分到的电压gC为：（11）（12）图13局部放电时电压电流变化曲线图14 一次局部放电的电流脉冲电容上分到的电压，气隙放电电压，熄灭电压（剩余电压）。gurUsU表征局部放电的三个基本参数? 视在放电量（17）?其中为试品电容，为气隙放电时，试品两端的压降。?既是发生局部放电时试品Ca所放掉的电荷，也是电容Cb上的电荷增量。（比真实放电量小得多）aaUCqqaCaUq?放电重复率（）在选定的时间间隔内测得的每秒发生放电脉冲的平均
46、次数?放电能量（）指一次局部放电所消耗的能量。（32）其中为视在放电量，为局部放电起始电压。NWiqUW21=qiU?其他参数平均放电电流放电的均方率放电功率局部放电起始电压局部放电熄灭电压4.1 局部放电测量的基础三、局部放电分类三、局部放电分类2表面放电如在电场中介质有一平行于表面的场强分量，当其这个分量达到击穿场强时，则可能出现表面放电。这种情况可能出现在套管法兰处、电缆终端部，也可能出现在导体和介质弯角表面处。内介质与电极问的边缘处，在r点的电场有一平行于介质表面的分量，当电场足够强时则产生表面放电。在某些情况下，空气中的起始放电电压可以计算。表面局部放电的波形与电极的形状有关，如电极
47、为不对称时，则正负半周的局部放电幅值是不相等的。当产生表面放电的电极处于高电位时，在负半周出现的放电脉冲较大、较稀；正半周出现的放电脉冲较密，但幅值小。此时若将高压端与低压端对调，则放电图形亦相反。4.1 局部放电测量的基础三、局部放电分类三、局部放电分类3电晕放电电晕放电是在电场极不均匀的情况下，导体表面附近的电场强度达到气体的击穿场强时所发生的放电。在高压电极边缘，尖端周围可能由于电场集中造成电晕放电。电晕放电在负极性时较易发生，也即在交流时它们可能仅出现在负半周。电晕放电是一种自持放电形式，发生电晕时，电极附近出现大量空间电荷，在电极附近形成流注放电。现以棒一板电极为例来解释，在负电晕情
48、况下，如果正离子出现在棒电极附近，则由电场吸引并向负电极运动，离子冲击电极并释放出大量的电子，在尖端附近形成正离子云。负电子则向正极运动，然后离子区域扩展，棒极附近出现比较集中的正空间电荷而较远离电场的负空间较分散，这样正空间电荷使电场畸变。因此负棒时，棒极附近的电场增强，较易形成。4.2 局部放电测量的脉冲电流法当发生局部放电时，试品两端会出现一个几乎是瞬时的电压变化，在检测回路中引起一高频脉冲电流，将它变换成电压脉冲后就可以用示波器等测量其波形或幅值，由于其大小与视在放电量成正比，通过校准就能得出视在放电量(一般单位用pC)。此法灵敏度高、是目前国际电工委员会推荐进行局部放电测试的通用方法
49、。4.2 局部放电测量的脉冲电流法一、基本测量仪器及线路一、基本测量仪器及线路利用脉冲电流法进行局部放电测量的仪器有模拟信号处理的脉冲显示仪器和数字分析仪两种。用模拟器件组成的电子仪器仅能观察脉冲，测量局部放电量，而数字分析仪是由计算机控制的智能化仪器，能测量记录分析局部放电信号。1测试线路脉冲电流法的基本测量电路见下页图并联法可用于试品一端接地，串联法时试品不能接地。当试品的电容较大时，用并联法可以不需大容量的检测阻抗。而平衡法是利用两台试品相互作为耦合电容并平衡抑制干扰，或将电容值差别不大的另一电容器作为耦合电容。平衡法的测量灵敏度略低于直测法，但它的抗干扰能力却比直测法高得多。因为从高压
50、端传入的干扰信号，在检测阻抗Z1、Z2上得到同极性的电压。因此，局放仪回路上得到的信号电压Uf=UaUb。4.2 局部放电测量的脉冲电流法4.2 局部放电测量的脉冲电流法一、基本测量仪器及线路一、基本测量仪器及线路2检测阻抗检测阻抗主要分成RC和RLC型两类，原理电路见图。对RC型，当电容C较小时，检测阻抗上的波形与流过被试品的脉冲电流相似，但其频带较宽、噪声较大，被试品的工频充电电流大时使检测阻抗上工频分量不能完全滤除，从而影响测量。RC型一般用于平衡测量回路，R值一般选用2001200，电容C即为电缆分布电容，实际应用时不需另加。RLC型对局部放电脉冲检测有很高的灵敏度，而对被试品工频的充
51、电电流呈现低阻抗，频带较窄，噪音水平较低。缺点是波形易呈现振荡，但适当选择R(23k )可使振荡阻尼抑制，所以普遍采用RLC型检测阻抗。4.2 局部放电测量的脉冲电流法二、测量回路的校正二、测量回路的校正等效校正方法： 试验时，在局部放电仪上只能读出由检测阻抗端取得的放电脉冲的幅值或衰减分贝数。为了得到需测的视在放电量，尚需进行定标校正。如同天平的砝码一样，校正是在试品两端注入已知电荷量，测量比较试品放电量之间的换算系数。 局部放电量是标志局部放电强度的主要参数，但至今为止还无法测量绝缘的实际放电量。目前的定量测试是用一方波电源经一已知的小电容在试品两端施加一电荷q0，使其在放大器输入阻抗两端
52、所得到的量值U1与试品的真实放电量作用在输入阻抗的效果一样。由此定义一个视在放电量qo的参数，一般视在放电量q0 =UNCq。可通过回路系数换算而得，其中UN为方波电源的输出电压，Cq为已知的校正耦合电容。4.2 局部放电测量的脉冲电流法二、测量回路的校正二、测量回路的校正1等效校正方法然后根据试品允许的放电强度(或估计试品可能出现的放电强度)调节方波发生器的输出电压UN，再根据所选的Cq计算出通过Cq注入到试验回路的q0值，调节仪器宽带放大器的增益，使示波器上出现的脉冲高度为L0(mm)，则在该灵敏度下，测量装置的换算系数，即单位刻度表示的放电量为q0/L0，也即为Lo(mm)高的脉冲放电量
53、值即为q0。4.2 局部放电测量的脉冲电流法二、测量回路的校正二、测量回路的校正1等效校正方法测试试品的局部放电量时，则应去掉校正方波脉冲，在放大器灵敏度不变的情况下，读取放电信号的高度为L(mm)，则试品的视在放电量为:式中， UN，标准方波发生器输出电压(V)； Cq，校正耦合电容(pF)； q，注入电荷量(pC)；N1，局放仪放大器测量档位； N2，局放仪放大器校正档位；L0，校正信号高度；L，测量信号高度；x0，校正时注入q0方波信号时放电量表的读数值；x1，测量信号在放电量表上读数值。4.2 局部放电测量的脉冲电流法二、测量回路的校正二、测量回路的校正数字式局放仪器的方波校正应用计算
54、机控制的数字式局放仪时，同样需在加压进行测量前对测量回路进行方波校正。根据不同的试品及测量方法注入一定量的校正脉冲信号，变压器的测量、校正可选用100010000pC的注入量；对少油式电器，如互感器、套管等可选择注入10l00pC。仪器自动选择合适的量程并显示测试的相应毫伏值或皮库值(有的仪器没有将毫伏值和皮库值进行换算，直接读出为毫伏值)，例如校正时注入1000pC时为100mV，则测量值每毫伏表示10pC。仪器自动校正参数为：4.2 局部放电测量的脉冲电流法三、方波发生器及校正电容三、方波发生器及校正电容Cq选择选择实际应用中，由于方波发生器并非理想电源，它存在内阻及杂散电容对Cq的影响。
55、所以在某些情况下使用前式时误差较大，严重时误差可达40，引起局部放电测量值偏大，导致把合格的试品可能判在不合格的范围内。为此，需在考虑到各种影响的情况下，正确地选择Cq使校正得到的视在放电量误差限定在认可的范围内。校正电容Cq值的合理选择，对测试结果的正确性影响较大。而对Cq的选择，也有一定的原则。按IEC的规定，校正方波应该有一上升时间，且此上升时间应不大于0.1s，选择Cq ，使其满足Cq 0.1 Cx。实际进行局部放电视在电荷校正时，对大电容试品，如电容器、变压器， Cq最好用100pF；而小电容试品，如互感器、套管等，C。可选用1030pF，这样可使校正误差较小。4.3 局部放电测量的
56、非电检测法?噪声检测法?光检测法?化学分析法?噪声检测法噪声检测法介质中发生局部放电时，其瞬时释放的能量将放电源周围的介质加热使其蒸发，效果就像一个小爆炸。此时放电源如同一个声源，向外发出声波。由于放电持续时间很短，所发射的声波频谱很宽，可达到数MHz。? 抗电磁干扰能力强? 灵敏度不受试品电容的影响? 能进行复杂设备放电源定位? 在传播途径中衰减、畸变严重? 基本不能反映放电量的大小实际中一般不独立使用声测法，而将声测法和电实际中一般不独立使用声测法，而将声测法和电测法结合起来使用。测法结合起来使用。噪声检测法的特点?光检测法采用光纤传感器，局部放电产生的声波压迫使得光纤性质改变，导致光纤输
57、出信号改变，从而可以测得放电。?光测法只能测试表面放电和电晕放电，在现场中光测法基本上没有直接应用。?将光纤技术和声测法相结合提出了声-光测法。?化学分析法?膜纸绝缘介质中，常用高性能液体色谱分析法（HPLC）判断介质老化情况。?在电力变压器中，油色谱分析（DGA）方法是一种简单、经济、有效的变压器在线监测方法。4.4 局部放电波形分析及图谱识别一、数字化波形记录一、数字化波形记录 随着计算机技术的发展，用数字处理方法对变化速度快的局部放电瞬态波形进行实时测量及分析已成为可能。在局部放电测量中，探讨各种不同的放电信号响应及其特性对进行局部放电的测量和判断是很有意义的。 利用数字式局放仪器采集波
58、形并用FFT快速傅里叶变换的多种功能，如振幅谱、功率谱、相关计算等对测取的信号作幅频特性分析，从而使测试人员能更直观地了解和分析放电现象，并根据放电信号的波形及幅频特性来判断放电的类型及性质。 通常先通过不同频带宽度的放大器、不同类型的取样阻抗，在试验室测试了多种类型的放电，然后对大型变压器进行现场测量，以验证试验结果是否显示较好的一致性。4.4 局部放电波形分析及图谱识别一、数字化波形记录一、数字化波形记录 通过数字信号实时测量，就可获得高压设备绝缘中放电信号的实际波形，从而能如实地观察到设备内部放电波形的细微差别及分析其各自的幅频特性。 将实测信号处理获得其频域中的传递函数，用试验电压和降
59、低电压下测得信号的频域传递函数进行比较。 用试验电压下测取的信号与标准试验信号进行相关分析，能更加可靠地判断高压设备是否存在局部放电及其放电属性。4.4 局部放电波形分析及图谱识别二、模拟试验及实测分析二、模拟试验及实测分析1绝缘油中的几种放电模拟 高压设备的大部分内部放电都是产生在绝缘油中的。为此，在一盛有25号变压器油的有机玻璃容器中模拟了悬浮金属、杂质、场强集中、绝缘中气泡水分等几种情况下的局部放电。(1) 油中金属粒悬浮放电。在高压电极附近放入少量金属屑，金属屑由一绝缘纸板支持，模拟油中悬浮金属放电。 电压较低时，放电量约为300pC左右，放电波形不对称，负半周稍大，波形及频谱特性与两
60、电极靠近形成的油中的场强集中放电及介质中金属粒放电一样。 当电压继续升高，高压电极对最近的金属屑形成间隙击穿放电，放电量增大很多，波形与悬浮电极击穿放电时相同。4.4 局部放电波形分析及图谱识别二、模拟试验及实测分析二、模拟试验及实测分析1绝缘油中的几种放电模拟(2)油中悬浮电极放电。将一细铜丝安装在非加压电极上，铜丝的尖端距高压电极约0.3mm。盛油容器放在一瓷支柱上，形成油中悬浮电极放电。当施加的电压较低时，油中的杂质等聚集尖电极间隙中，出现场强集中放电，放电量约为100300pC。放电波形与油中金属粒中电压低时的放电一样。当继续升高电压，则出现贯穿电极的间隙放电，放电个数多，放电量约60
61、0010000pC，能听到微弱放电声。达临界电压时，放电并非每个周期都产生，时而间断数秒无放电，时而持续数周期放电，每个周期放电时只有一次放电脉冲。继续升高电压后，则能保持持续地放电。从临界起始到保持持续放电的这一段电压范围不是较宽的。4.4 局部放电波形分析及图谱识别二、模拟试验及实测分析二、模拟试验及实测分析1绝缘油中的几种放电模拟(3)油中杂质放电。在变压器油中混入纤维杂质，加压时能观察到纤维在间隙中形成小桥，产生持续放电。当小桥没有形成时则无放电，放电波形及分析与场强集中放电类似。4.4 局部放电波形分析及图谱识别二、模拟试验及实测分析二、模拟试验及实测分析1绝缘油中的几种放电模拟(4
62、)介质中金属放电。将金属粒置于绝缘纸板间浸入油中，模拟绝缘件中夹杂的金属放电，放电开始后，放电量很稳定，约为400800pC。 该类放电正负极极性对称，加压一定时间后金属粒附近的纸板形成碳化痕迹，进而导致击穿。 这种放电的特点是起始电压低、放电持续时间长、放电量稳定、放电波形及频谱特性与受潮绝缘纸板放电相似。而绝缘纸板(受潮)放电起始电压较高，放电产生后放电量不稳定，能迅速发展使纸板碳化，进而产生击穿前的刷状放电，导致击穿。4.4 局部放电波形分析及图谱识别二、模拟试验及实测分析二、模拟试验及实测分析1绝缘油中的几种放电模拟(5)受潮绝缘纸板气泡和水分结合产生的放电。将2层3mm厚的绝缘纸板经
63、干燥后夹在平板电极中，置于合格变压器油中。电压加到17kV时出现放电量较小的单极性放电，这种放电可能是电极端部场强中形成的。 持续加压到25kV，纸板仍没有击穿。但当同样的没经干燥处理的纸板放入电极之中，在4kV就出现放电，放电产生后降压到3kV持续施压20min，在此持续加压期间放电幅值不稳定，约在400800pC之间变化。 而后再升压，所有的试样都在67kV时击穿。观察试样，在平板电极电场范围内的纸板都呈黑色，已被局部放电烧坏而碳化。该类放电波形和频谱特性与介质中金属放电类似。4.4 局部放电波形分析及图谱识别二、模拟试验及实测分析二、模拟试验及实测分析2电器设备试验分析举例(1)环氧浇铸
64、固体电容试验。用环氧浇铸固体电容作为试品，电压加到工作电压的一半即有放电发生，放电脉冲个数多，两极对称，且随着电压的变化能明显地看出放电脉冲个数及放电量的变化，测量的波形和特征与上述的气泡放电和场强集中放电相似。4.4 局部放电波形分析及图谱识别二、模拟试验及实测分析二、模拟试验及实测分析2电器设备试验分析举例(2)变压器局部放电测量。在一台220kV、260MVA的变压器上测量了局部放电，该变压器在额定测量电压以下时的放电量较小。施加激发电压后，则出现大幅值放电，有时几秒或数10s不出现，放电脉冲每周期只有一次，随着加压时间增长，慢慢趋于稳定。分别将几秒放电波形记录并作分析，发现较小的放电(
65、属于允许放电范围内)的波形与场强集中及杂质放电的模拟试验结果相似。而当大幅值放电出现时波形与悬浮金属放电模拟相同，并且将在变压器不同点测得的放电脉冲波形作频谱分析，其频谱特性是一样的。由此判断该放电是由一个故障点引起，且属于悬浮尖端放电。放电点距各测点主要是以电容分布，也即每测点距放电点的电气距离相近。后经解体证实，分析是合理的。放电是由一细铜丝附着在低压绕组上端玻璃丝绑带上，离高压首端较近。该变压器是高一低压结构，细铜丝另一端靠近围屏，产生对围屏的尖端放电，将围屏烧坏，并形成树枝放电沿围屏纵向四面发展。4.4 局部放电波形分析及图谱识别二、模拟试验及实测分析二、模拟试验及实测分析3分析讨论(
66、1)从经试验得的几种频谱图形比较来看，谱图相似的有： 电晕放电、受潮绝缘纸板放电、纸板介质中金属放电、环氧电容器内部气泡放电，这些放电的幅值都较小。但模拟试验时，电晕放电幅值在起始后基本不随电压变化(仅是放电脉冲个数增多). 另外三种放电都是放电个数和幅值都随电压升高而增多，放电量在20400pC之间变化，介质中金属粒放电可达800pC。频谱特征都表现为频带宽、高频分量丰富，最大幅频分量虽然也在4080kHz左右，但其仅占信号分量7左右。 当进一步增加电压超过某一极限值时，则出现击穿前的刷状放电，出现幅值不等的低频拖尾，进而导致间隙击穿。4.4 局部放电波形分析及图谱识别二、模拟试验及实测分析
67、二、模拟试验及实测分析3分析讨论(2)油中间隙放电时，当电压较低时仅能形成场强集中放电，谱图与上述相同。但当电压进一步升高，造成间隙击穿放电，主要频率分量约为15kHz左右，这与接触不良放电的频谱分析相似。油隙击穿放电尚有一些高频分量，频带虽宽，但与主频分量相比，它就小得多了。(3)危害性较大的故障放电低频分量大，但接触不良产生的放电高频分量较油中金属间隙放电的为小，可区别于油间隙放电。用超声波测得波形进行频谱分析也有同样的结果。4.4 局部放电波形分析及图谱识别三、波形分析要点三、波形分析要点(1) 初步的频谱分析在试验室的模拟试验与现场高压设备的实测有较好的一致性，因此可认为：1)不同类型
68、的放电(包括干扰)的谱图是不同的。2)内部放电波过程与回路参数有关，但不同的放电所反映的波形是有差别的。4.4 局部放电波形分析及图谱识别三、波形分析要点三、波形分析要点(2)放电波形与放电类型和放电幅值有关。1)没有贯穿电极或间隙的放电过程快，频谱特性差别不大。2)贯穿间隙之间的或放电量很大的放电则波过程较长，低频分量重，有低频振荡波尾。频谱的主频分量在4080kHz，其他高频分量占的比例很小。3)空气中放电如电晕、气泡放电等幅值较小的放电前沿陡，上升沿约为0.5s，频谱分析显示有丰富的高频分量。4)属于场强集中放电时的放电量都较小，放电基本无振荡，放电高频率分量占的比例大，在600kHz时
69、尚有较大的分量。当放电为贯穿电极的放电时，通常会产生振荡。在油中的放电过程较长，达200 s ，而空气中的放电过程则小于100 s 。因此，对于故障性的大幅值放电可结合波形变化、频率特性来综合判断放电属性。因此，对于故障性的大幅值放电可结合波形变化、频率特性来综合判断放电属性。4.4 局部放电波形分析及图谱识别三、波形分析要点三、波形分析要点(3)变压器类试品有电感，放电信号经过电感后要发生变化，高频分量受到削弱，同一放电在变压器不同点测到信号的频谱特性要视放电部位而定，如放电点距两个测点的电气距离相近，则不同点测得的信号是一致的。由此特点，可据不同点波形和频率特性的变化来判断放电类型及位置。
70、另外，由于变压器的高低压间的衰减可达10倍，如放电靠近低压侧或中性端，这样，5000pC的放电在高压侧测到的信号会小于500pC，从而可能误将变压器看作无故障产生。这时可用波形分析来判断设备是否有故障性放电。当故障放电处于临界时，并非每周期都产生放电，有时甚至会持续数秒不放电。频率特性分析是对每一次放电的整个波过程进行的，因此当某一频率分量大于其他频率分量很多时，尤其是在100kHZ以下频率分量较大时，在振幅谱上就不易看出其他频率分量了，尚需进一步对每个波过程的波头(高频部分)进行单独分析，观察其频率的变化也是很有价值的。4.4 局部放电波形分析及图谱识别四、干扰的抑制与识别四、干扰的抑制与识
71、别1干扰分类干扰分类由种种原因引起的干扰将严重地影响局部放电试验。假使这些干扰是连续的而且其幅值是基本相同的(背景噪声)，它们将会降低检测仪的有效灵敏度，即最小可见放电量比所用试验线路的理论最小值要大。这种形式的干扰会随电压而增大，因而灵敏度是按比例下降的。在其他的一些情况中，随电压的升高而在试验线路中出现的放电，可以认为是发生在试验样品的内部。因此，重要的是将干扰降低到最小值，以及使用带有放电实际波形显示的检测仪，以最大的可能从试样的干扰放电中鉴别出假的干扰放电响应。干扰的主要形式如下：(1)来自电源的干扰；(2)来自接地系统的干扰；(3)从别的高压试验或者电磁辐射检测到的干扰；(4)试验线
72、路的放电；(5)由于试验线路或样品内的接触不良引起的接触噪声。4.4 局部放电波形分析及图谱识别四、干扰的抑制与识别四、干扰的抑制与识别对以上这些干扰的抑制方法如下：(1)来自电源的干扰可以在电源中用滤波器加以抑制。这种滤波器应能抑制处于检测仪的频宽的所有频率，但能让低频率试验电压通过。(2)来自接地系统的干扰，可以通过单独的连接，把试验电路接到适当的接地点来消除。(3)来自外部的干扰源，如高压试验、附近的开关操作、无线电发射等引起的静电或磁感应以及电磁辐射，均能被放电试验线路耦合引入，并误认为是放电脉冲。如果这些干扰信号源不能被消除，就要对试验线路加以屏蔽。需要有一个设计良好的薄金属皮、金属
73、板或铁丝钢的屏蔽。有时样品的金属外壳要用作屏蔽。有条件的可修建屏蔽试验室。4.4 局部放电波形分析及图谱识别四、干扰的抑制与识别四、干扰的抑制与识别对以上这些干扰的抑制方法如下：(4)试验电压会引起的外部放电。假使试区内接地不良或悬浮的部分被试验电压充电，就能发生放电，这可通过波形判断与内部放电区别开。超声波检测仪可用来对这种放电定位。试验时应保证所有试品及仪器接地可靠，设备接地点不能有生锈或漆膜，接地连接应用螺钉压紧。(5)对试验电路内的放电，如高压试验变压器中自身的放电，可由大多数放电检测仪检测到。在这些情况中，需要具备一台无放电的试验变压器。否则用平衡检测装置或者可以在高压线路内插入一个
74、滤波器，以便抑制来自变压器的放电脉冲。如果高压引线设计不当，在引线上的尖端电场集中处会出现电晕放电，因此这些引线要由光滑的圆柱形或者直径足够大的蛇形管构成，以预防在试验电压下产生电晕。采用环状结构时圆柱形的高压引线可不必设专门的终端结构。采用平衡检测装置或者在高压线终端安装滤波器，可以抑制高压引线上小的放电。滤波器的外壳应光滑、圆整，以防止滤波器本身产生电晕。4.4 局部放电波形分析及图谱识别四、干扰的抑制与识别四、干扰的抑制与识别2各种放电及干扰分析谱图 各种放电及干扰分析谱图见下表。4.4 局部放电波形分析及图谱识别四、干扰的抑制与识别四、干扰的抑制与识别2各种放电及干扰分析谱图 各种放电
75、及干扰分析谱图见下表。4.4 局部放电波形分析及图谱识别四、干扰的抑制与识别四、干扰的抑制与识别2各种放电及干扰分析谱图 各种放电及干扰分析谱图见下表。4.4 局部放电波形分析及图谱识别四、干扰的抑制与识别四、干扰的抑制与识别2各种放电及干扰分析谱图 各种放电及干扰分析谱图见下表。4.4 局部放电波形分析及图谱识别四、干扰的抑制与识别四、干扰的抑制与识别2各种放电及干扰分析谱图 各种放电及干扰分析谱图见下表。4.4 局部放电波形分析及图谱识别四、干扰的抑制与识别四、干扰的抑制与识别2各种放电及干扰分析谱图 各种放电及干扰分析谱图见下表。4.4 局部放电波形分析及图谱识别四、干扰的抑制与识别四、
76、干扰的抑制与识别2各种放电及干扰分析谱图 各种放电及干扰分析谱图见下表。4.4 局部放电波形分析及图谱识别四、干扰的抑制与识别四、干扰的抑制与识别2各种放电及干扰分析谱图 各种放电及干扰分析谱图见下表。4.4 局部放电波形分析及图谱识别四、干扰的抑制与识别四、干扰的抑制与识别2各种放电及干扰分析谱图 各种放电及干扰分析谱图见下表。4.4 局部放电波形分析及图谱识别四、干扰的抑制与识别四、干扰的抑制与识别2各种放电及干扰分析谱图 各种放电及干扰分析谱图见下表。4.4 局部放电波形分析及图谱识别四、干扰的抑制与识别四、干扰的抑制与识别2各种放电及干扰分析谱图 各种放电及干扰分析谱图见下表。第五章绝
77、缘油性能检测在高压电气设备中，绝缘油得到了广泛的应用。高压电气设备的主要部件均浸在绝缘油中，绝缘油还将填充到容器的各个部分，将设备中的空气排除，起到绝缘和散热的作用。油断路器中的绝缘油还具有灭弧作用，促使断路器能迅速可靠地切断电弧。目前，我国使用较多的绝缘油就是变压器油。除变压器油外，还有多种绝缘油(液体绝缘材料)，如电容器油、硅油、十二烷基苯、电缆油、蓖麻油、二芳基乙烷(S油)等。变压器油的试验内容很多，除电气性能外，还有许多物理、化学性能的试验。其主要试验内容有：1.电气性能的试验：（1）电阻率的测量；（2）介质损耗因数（tan）的测量；（3）介电常数的测量；（4）电气强度的试验。2. 物
78、理、化学性能的试验：（1）酸值试验；（2）凝固点试验；（3）闪火点试验；（4）粘度试验；（5）变压器油的气相色谱分析和液相色谱分析。?5.1 绝缘油的电气试验?5.2 油中溶解气体的气相色谱分析?5.3 绝缘油的高效液相色谱分析5.1 绝缘油的电气试验一、取样一、取样取样是试验的基础，正确的取样技术和样品保存对保证试验结果的准确性非常重要。1、从油桶中取样A. 试油应从污染最严重的底部取样，必要时可抽查上部油样；B. 取样前需要用干净的甲级棉纱或齐边白布将桶盖外部擦净，并不得将纤维质带入油中，然后用干燥、清洁的取样管取样。C. 从整批油桶内取样时，取样的桶数应能代表该批油的质量，可参考下表。5
79、.1 绝缘油的电气试验一、取样一、取样D. 如怀疑有污染物存在，应对每桶油逐一取样，并逐桶核对牌号、标志，在过滤时应对每桶油进行外观检查。E.试验油样应是从每个桶中取出油样均匀混合后的样品。2、从油罐或槽车中取样、从油罐或槽车中取样试油应从污染最严重的油罐或槽车底部取样，必要时可抽查上部油样；取样前应排空取样工具内的存油，防止交叉污染。5.1 绝缘油的电气试验一、取样一、取样3、从运行中的设备内取样、从运行中的设备内取样A. 对于变压器、油开关或其他充油设备，应从下部阀门处取样，取样前需用干净的甲级棉纱或齐边白布将油阀门擦净，再放油将阀门和管路冲洗干净，然后再取油样。B. 对于套管、无阀门的充
80、油设备，应在停电检修时设法取样，对进口全密封无取样阀的设备，按制造厂家规定取样。4、样品、样品每个样品应有正确的标志，一般在取样前将印好的标签贴于容器上，标签应至少包括以下内容：单位名称、设备编号、油的牌号、取样部分、采样时天气、采样日期、采样人签名。二、电气强度试验电气强度试验是变压器油的一项常规试验。它是用来阐明变压器油被水分和其他悬浮物质物理污染的程度。电气强度试验方法是：将变压器油倒入专门设备油杯中，以一定速率上升的交流电压加在油杯上，直至变压器油击穿，变压器油击穿时的电压，即为此次变压器油的击穿电压。变压器油电气强度试验内容目前GJZ系列全自动油试验器，可简化试验过程1.取油样。应用
81、洁净的容器从桶装或听装容器的低部抽取油样。2.将油样慢慢倒入洁净的油杯中。在将油倒入油杯中时，要尽最避免形成气泡。3.在油杯的两个电极上，施加50Hz交流电压，按3kV/s的速度上升，直至变压器油发生击穿。?试验装置?试验电极-油杯?试验过程：三、测量介质损耗因数测量变压器油的介质损耗因数通常采用QS3型西林电桥，接线如下图。测定油杯有两种：平板式油杯和圆柱式油杯。圆柱形三端电极1绝缘2高压电极3测量电极4保护电极5温度计孔平板型三端电极1测量电极2绝缘3保护电极4高压电极5绝缘三、测量介质损耗因数测定步骤如下：1、线路连接完毕，应检查个点的接触是否良好，是否有断路或耐电现象。在现场周围尽量避
82、免电磁场或机械振动的影响。2、对油样施加的试验电压一般为1000V，在升压过程中不应有任何放电现象。3、接通放大器电源后，调节检流计的谐振频率。然后对电桥进行零平衡校验，目的是消除电桥本身残余电荷的影响，当试品的电抗等于电桥臂的电抗时，测定准确度最高，残余电抗的影响最小。4、对测定油杯进行空试，检查电极本身有无损耗。要求在20C下电极本身的介损因数大大于0.01%，若大于此值，应重新清洗，并在105C的烘箱中烘2h，待其在烘箱中冷却至室温后取出组装及试验。5、在试验线路中接入测定油杯，使电桥平衡，这样可直接读出介损因数的实测值。三、测量介质损耗因数需要指出的是：测量时要将油加温到约70C，这是
83、因为变压器油的介损因数值随温度增高而增大，越是老化的油，其介损因数随温度的变化也越快。例如，老化了的油在20C时的介损因数可能仅相当于新油的2倍，在100C时可能相当于20倍。考虑到变压器油的温度常能达到7090，规程中规定的是90C时的介损因数要求值，如下表。tan对变压器油(%)值的规定状态规定投入运行前的油(90C)运行中的油(90C)规程500kV0.72300kV14交接试验标准0.50.7GB7595-87500kV2300kV4四、测量体积电阻率绝缘油的电阻率即体积电阻率，可看成在一个单位立方体积内的体积电阻，用其电流强度与稳态电流密度之商来度量。电阻率计算公式：KR=()m其中
84、：0.113aKC=K空电极常数(19)四、测量体积电阻率1、仪器绝缘油电阻率测试仪电阻率测试恒温装置2、试验步骤做好规定的准备工作，如电极杯的清洗、干燥，电极的装配和检查，样品的准备等。打开主机和恒温器装置，升温到C。C. 试样温度，绝缘油规定为90C（正负0.5C）。当样品达到90C，继续恒温30min，再进行测量。D. 把测量头插入内电极插口。试验电压：Y-30型电极杯为1000V，Y-18型电极杯为500 ；调整零位；测量，测量20s和60s时的电阻率；复位，电极杯进行放电。E. 复试时，应先经过放电5min，然后再进行测量。如测试结果误差较大，应更换样品重新试验，直至两次试验结果符合
85、精度要求。四、测量体积电阻率判断：90C时投入运行前的油，体积电阻率不小于时投入运行前的油，体积电阻率不小于6X1010.m；运行中的油，；运行中的油，500kV 者体积电阻率不小于者体积电阻率不小于1X1010.m；330kV 者体积电阻率不小于者体积电阻率不小于3X109.m；5.2 油中溶解气体的气相色谱分析当电器中存在局部过热、电弧放电或某些内部故障时绝缘油或固体绝缘材料会发生裂解，就会产生较大量的各种烃类气体和、 、等气体，因而把这类气体称为故障特征气体。2HCO2CO不同的绝缘物质，不同性质的故障，分解产生的气体成分是不同的。因此，分析油中溶解气体的成分、含量及其随时间而增长的规律
86、，就可以鉴别故障的性质、程度及其发展情况。具体步骤为：先将油中溶解的气体脱出，再送入气相色谱仪，对不同气体进行分离和定量。1. 看特征气体的组分和主次表1不同故障类型产生的气体2H、故障类型主要气体组分次要气体组分油过热油和纸过热油纸绝缘中局部放电油中火花放电油中电弧油和纸中电弧4CH24C H2H24C H4CH24C HCO2CO24C H2H2H24C HCO22C H26C H2CO2H24C HCO2H22C H4CH24C H26C H2H22C HCO2CO4CH24C H26C H2. 看特征气体的含量CO2COCO2CO当故障涉及到固体绝缘时，会引起和含量的明显增长，但在考察
87、这两种气体含量时更应注意结合具体电器的结构持点(如油保护方式)、运行温度、负荷情况、运行历史等情况加以综合分析。突发性绝缘击穿事故时，油中溶解气体中、的含量不一定高，应结合气体继电器中的气体分析作判断。?绝对产气速率:i2i1aCCGt=表2 变压器和电抗器绝对产气速率的注意值（mL/d）气体组分开放式隔膜式气体组分开放式隔膜式总烃612一氧化碳50100乙炔0.10.2二氧化碳100200氢510(20)3. 看特征气体含量随时间的增长率G，设备总油量；，油的密度?相对产气速率:i2i1ii1CC1100Ct=?三比值法取出、这五种气体含量，分别计算出/ 、这三对比值，再将这三对比值按表4-
88、4所列规则进行编码，再按表4-5所列规则来判断故障的性质。2H4CH22C H24C H26C H22C H24C H4CH2H24C H26C H(21)表3 用三比值法判断故障类型编码组合故障类型判断故障实例（参考）C2H2/C2H4CH4/H2C2H4/C2H6001低温过热（低于150）绝缘导线过热，注意CO、CO2含量以及CO/CO2值20低温过热(150300)分接开关接触不良，引线夹件螺丝松动或接头焊接不良。涡流引起铜过热，铁芯漏磁局部短路和层间绝缘不良，铁芯多点接地21中温过热(300700 )0，1，22高温过热（高于700）10局部放电高湿度、高含气量引起油中低能量密度放电
89、120，1，2过热兼电弧放电线圈匝、层间短路，相间闪路，引线对箱壳放电，线圈熔断，分接开关飞弧，固环流引起电弧，引线对其它接地体放电0，10，1，2电弧放电220，1，2过热兼低能放电引线对电位未固定的部位之间连续火花放电，分接抽头引线间油隙闪络，不同电位之间油中火花放电，悬浮电位之间火花放电5.3 绝缘油的高效液相色谱分析高效液相色谱法是以液体作为流动相的一种色谱分析法，它的基本概念及理论基础与气相色谱是一致的，但又有不同之处。与气相色谱相比较，高效液相色谱同样具有高灵敏、高效能和高速度的特点，但它的应用范围更加广泛。在充油电气设备中，由于构成固体绝缘的纤维质材料的老化导致纤维素的分解而产生
90、几种化合物，如糠醛和呋喃衍生物，呋喃衍生物大部分被吸附在纸上，而小部分溶于油中。这些物质的存在可以作为运行设备固体绝缘老化程度的诊断依据，也可以作为对溶解气体分析的补充。糠醛化合物是纤维性绝缘材料绝缘裂化的特有产物，其来源具有唯一性、其浓度高低代表了变压器老化的最佳指标。变压器在投运初期，因不会涉及到绝缘油的处理问题，可以通过测量油中糠醛含量值作为判断变压器绝缘状况的原始依据。小结?在高压电气设备中，绝缘油得到了广泛的应用，它主要是绝缘和散热的作用。?变压器发生故障时，变压器油可能分解成各种气体散逸或者是溶解在绝缘油中，通过检测这些不同气体的种类和含量，可以判断变压器的故障。?糠醛化合物是纤维
91、性绝缘材料绝缘裂化的特有产物，其来源具有唯一性、其浓度高低代表了变压器老化的最佳指标。第6章 电气绝缘高电压试验电气设备的绝缘在运行中除了长期受到工作电压（工频交流电压或直流电压）的作用外，还会受到各种过电压的侵袭。为了检验电气设备的绝缘强度，在出厂时、安装调试时或大修后需要进行各种高电压试验。因此在高压试验室内应能模拟出这些试验电压，从而实现对电气设备绝缘进行耐压试验以考验各种绝缘耐受这些高电压作用的能力。? 6.1 工频高电压试验? 6.2 直流高电压试验? 6.3 冲击高电压试验本章主要内容：6.1工频高电压试验?6.1.1 工频高电压的产生?6.1.2 工频高电压的测量?6.1.3 绝
92、缘的工频耐压试验返回返回高压试验变压器是高压试验室最基本的、不可缺少的主要设备之一，它被当作电源，并且是交流、直流和冲击电压试验设备的组成部分。高压试验室中的工频高电压通常采用高压试验变压器或其串级装置来产生，但对电容量较大的被试样，可采用串联谐振回路来获得工频高电压。6.1.1 工频高电压的产生1. 高压试验变压器高压试验变压器大多数为油浸式，有金属壳及绝缘壳两类。金属壳变压器又可分为单套管和双套管两种。单套管变压器的高压绕组一端接地，另一端（高压端）经高压套管引出。双套管变压器高压绕组的中点通常与外壳相连，这样每个套管所承受的只是额定电压Un的一半，因而可以减小套管的尺寸和重最。当高压绕组
93、一端接地时，外壳应当按0.5Un对地绝缘起来。试验变压器一般作成单相的。高压绕组大多数作成多层绕组，层间绝缘由电缆纸和绝缘材料制成的圆筒组成。试验变压器与电力变压器相比主要特点：?变比较大?容量较小?工作时间短试验变压器的选择：1）电压 UnUs(被试品的试验电压）2）电流 大于被试品所需的电流Is。Is=UsCxCx, 可用西林电桥测，或者10kV配电变压器，试验电压为3035kV，其充电电流为80110；35kV电力变压器，试验电压为7285kV，容量为20004000kVA时，其充电电流为150260；容量为60008000kVA时，其充电电流为300420；容量为10000kVA时，其
94、充电电流为1000；对66kV电力变压器，其充电电流为300600；3）容量Ps=U2C式中U 试验电压，kV；C 试样电容， F；Ps变压器容量，VA。2. 试验变压器串级装置由于受到体积和重量的限制，单个试验变压器的额定电压不可能做得太高。当所需工频电压很高往往采用串级线路把几台试验变压器串接起来。数台试验变压器串级联接的办法就是将它们的高压绕组串联起来，使它们的高压侧电压叠加后得到很高的输出电压，而每台变压器的绝缘要求和结构可大大简化，减轻绝缘难度，降低总价格。图3 由单高压套管变压器元件组成的串级变压器示意图图3所示的串级方式称为自耦式串级变压器，这是目前最常用的串级方式。这里高一级的
95、变压器的励磁电流由前面一级的变压器来供给。图中绕组1为低压绕组，2为高压绕组，3为供给下一级激磁用的串级激磁绕组。虽然这时三台变压器的初级电压相同(U1=U3)，次级电压也相同（均为U2），但它们的容量和高压绕组结构都不同，因此不能互换位置。设该装置T3容量为：P3=U2I2=U1I1；T2的容量：P2=U1I1=U2I2+U3I3=2U2I2；T1的容量为：P1=3U2I2所以当串联级数为3，则整套串级装置的制作容量为:P=P1+P2+P3=6U2I2(1) 串级装置的输出额定容量为Pn=3 U2I2(2)因而装置的容量利用率为=Pn/P=1/2(3)同理推出n级串联装置的容量利用率为(4)
96、21n=+显然，串接台数越多，装置利用系数越低，且随着串接数的增加，整套串接试验变压器的总漏抗值急剧增加，因此串级试验变压器的串接数一般不超过3，这是串级装置的固有缺点。式中： n串级装置的级数。3. 试验变压器的调压试验变压器的电压必须从零调节到指定值，这是其运行方式的特点,要靠连到变压器初级绕组电路中的调压器来进行。调压器应该满足以下基本要求：(1)电压应该平滑地调节，在有滑动触头的调压器中，不应该发生火花。(2) 调压器应在试验变压器的输入端提供从零到额定值的电压，电压具有正弦波形且没有畸变。(3) 调压器的容量应不小于试验变压器的容量。调节电压最好的设备是电动发电机组，它由安装在一个轴
97、上的三相同步发电机和直流或交流电动机组成，电压的调节用改变发电机的励磁来实现。更简单和便宜的调压设备是感应调压器，它们有的做成带移动式绕组的变压器或自耦变压器形式，有的做成制动的带转子绕组的异步电动机形式（电位调整器）。感应调压器的特点是调压平稳，并且没有滑动触头。采用了各种消除高次谐波的方法，例如在制动电机的定子和转子上安置“斜”槽，以保证被调节的电压具有接近正弦的波形。目前，已生产出了多种不同容量的感应调压器；但一般广泛采用试验室类型自耦调压器来进行小容量试验设备的调压。4. 串联谐振电路交流高压可以通过由马达带动的发电机或电池供电的振荡器产生，但是最常用的试验装置是由110V或240V、
98、50/60Hz的电源供电。固定的电源电压供给一台可调节的调压器，调压器再把调节了的电压供给单级升压变压器的原边。由于原边电源电压和变压器励磁电流中的谐波可能激发不同频率的固有振荡，从而导致变压器付边电压波形的严重畸变和增高。但是，若有意而又有效地利用谐振效应来产生交流试验高压，此高压不含有不需要的其它谐波。串联谐振电路图如所示。图中被测试样，如电缆，用电容来代替，与可动线圈电抗器串联。电抗器的电感可以改变并与电源频率下电容负荷的阻抗相匹配。这样构成的串联谐振电路在受到与电网相连的调压器的激励时将产生高压。图 串联谐振电路图串联谐振时模拟试验证明，天气情况对模拟试验证明，天气情况对Q值影响很大阴
99、天或湿度天气，值影响很大阴天或湿度天气，Q值会减小值会减小30，故该项试验最好选择在晴天或较干燥的天气进行。，故该项试验最好选择在晴天或较干燥的天气进行。并联谐振电路图如所示。图 并联谐振电路图并联谐振时6.1.2 工频高电压的测量试品上工频高压的测量目前最常用的测量方法有：用测量球隙或峰值电压表测量交流电压的峰值，用静电电压表测量交流电压的有效值（峰值电压表和静电电压表还常与分压器配合使用以扩大仪表的量程）；为了观察被测电压的波形，也可从分压器低压侧将输出的被测信号送至示波器显示波形。在电力系统中通常使用电压互感器配合低压仪表来测量高电压的方法，在高压实验室中用得不多。特别在测量很高的电压时
100、，利用电压互感器的方法既不经济，也不方便。由于高压放电的分散性比较大，一般对测量精度的要求不高。按现行的国家标准和国际标准（IEC）规定，无论是有效值或峰值，都要求误差不超过3 。图6是几种工频高压测量方法的原理接线图，实际测量时可采用其中的一种或几种，从变压器的初级（P1P2端）或由附加的测量绕组（P3P4端）测得电压值再乘上变压比，从而求得高压侧输出电压值是最便捷的方法，但误差通常较大，常起辅助指示作用。图6工频高压的测量R1 R2一保护电阻V.D.一分压器T.O.一试样S.V.一静电电压Q 一球隙T 一高压试验变压器1. 用球间隙测量工频高压测量球隙由一对相同直径的金属球构成。当球隙距离
101、d与直径D之比不大时，球隙间的电场为稍不均匀电场，由气体放电的理论可知，当电压加于球隙间形成稍不均匀电场时，其击穿电压决定于球隙间的距离。球隙就是利用这个原理来测量各种类型高电压的。直径更大的球隙则使用垂直式装置（如图7）。使用时下球极接地，上球极接高压。图7 垂直球隙及应保证的尺寸P一高压球的放电点R一球隙保护电阻国际电工委员会在1960年制订了在标准大气条件下标准球隙的距离与工频放电电压（峰值）的关系表（GB311-83）。其误差不大于3%，当测量时的大气条件不同于标准大气条件时，需要进行校正。方法如下：U试验中大气条件下的放电电压UH 标准大气条件下的放电电压Kr修正系数，可由表5-1查
102、得U=KrUH用球隙测量工频电压时，应取连续三次击穿电压的平均值，相邻两次击穿间隔时间一般不小于lmin，各次击穿电压与平均值之间的偏差不大于3%。表1 空气相对密度与修正系数Kr的关系空气相对密度0.70.750.80.850.90.951.01.051.10修正系数ki0.720.770.810.860.910.951.01.051.092. 峰值电压表峰值电压表的制成原理通常有两种，一种是利用整流电容电流测量交流高压，另一种是利用整流充电电压测量交流高压，其原理如图8所示。图8峰值电压表的原理(a)利用电容电流测电压峰值的接线(b)利用电容器C上的整流充电电压侧峰值(1)利用整流电容电流
103、测量交流高压被测高压u，当其随时间变化时，流过电容C的电流当 为正半波时，电流经整流元件D1，及检流计G流人地中（如图5-8(a)，若流经G的电流平均值为Ia。则它与被测电压的峰值Um，有下述关系CfIUam2=(6)式中C 电容器的电容量；f 被测电压的频率。dtduCic=ci(2) 利用电容器上整流充电电压测量交流高压如图5-8(b)所示，被测交流电压经整流管D使电容充电至交流电压的幅值，电容电压由静电电压表或微安表串联电阻来测量。则电压峰值RCTUUdm21=(5-7)式中T 交流电压的周期；Ud一电压 ；C 一电容器的电容量；R测量电阻值。当加电压于两个特制的电极板时，由于两电极上分
104、别充上异性电荷，电极就会受到静电机械力的作用（如图9)，测量此静电力的表计称为静电电压表。测量精度在 3以内。3.静电电压表图9平板电极间的电场和静力吸力静电电压表的典型结构如图10所示，保护电极的中央设有一个可动圆板电极，可动电极在静电吸引力的作用下产生移动，移动量经放大后，由指针读出。该装置具有耗电量小、波形和电压频率引起的误差小等优点，但由于静电力很小，摩擦会造成测量误差。图10 静电电压表(8)若有一对电极，电极间距离为l，电容为C，所加电压瞬时值为u，则此电容的电场能量W为：221CuW =假定静电电压表的两电极接在交流电源上，当极板作无穷小的移动 dl时，电场能量将发生变化dW，两
105、值必然相等，故电极所受到的作用力可表示为：dldCudldWf221=(9)若u按正弦函数作周期性变化。即)sin(+=tuum(10)则在一个周期T内，电极所受作用力的平均值FdldCUdldCUTUTdldCdtuTdldCtfdTFmmTT22202021)2(2121211211=(11)2232021072121lSUlSUFrr=(13)上式中U,l ,S 的单位分别为kV,cm,cm2，由（13）得SFlUr41052.4=(14)对于平行极板的情况下，由于极板间为均匀电场，则其电容lSCr0=20lSdldCr=(12)可见电场作用力与电压平方成正比，所以它的偏转方向与被测电压
106、的极性无关。因此，静电电压表既能测量直流又能测量交流电压。所测为电压有效值。静电电压表的内阻很高，因此在测量时几乎不会改变被测试样上的电压；这是它的突出优点。对于电压等级不太高的试验，使用它能很方便地在高压端直接测出电压。目前我国已研制成功测量范围为0500kV的一系列静电电压表。4. 分压器在被测电压高于200kV时，直接用指示仪表测量高压比较困难，通常采用电容分压器配用低压仪表测量高压。其原理如图11。图11 交流电容分压器C1 、C2分别为高、低压臂。在工频电压作用下，流过电容C1和C2的电流均为，两电容上的压降分别为和，这里，又ci1Cic2Cicf2=22Ciuc=(15)(2121
107、211CCCCiCiCiuccc+=+=(16)所以有(17)221211KuuCCCu=+=使大部分电压降在C1上，从而实现用低压仪表测量高压的目的。对于分压器，要求K是常数，不应随外界因素的改变而变化，或者变化满足测量准确度的要求。此外，分压器本身的电抗应足够大以尽可能减小对被测回路的影响。称为分压比。显然只要，那么，21CC 12uu fCR图20 纹波电压测量6.2.3 绝缘的直流耐压试验直流高压能反映设备受潮、劣化和局部缺陷等多方面的问题。它和交流耐压试验相比主要有以下一些特点：（1）试验设备可以做得比较轻巧，适合于现场预防性试验的要求。（2）在试验时可以同时测量泄漏电流。（3）直流
108、耐压试验比之交流耐压试验更能发现电机端部的绝缘缺陷。（4）在直流高压下，局部放电较弱。6.2.4 直流耐压试验电压的确定根据现场经验，规程中定为2.0Un6.2.5 试验电压的极性采用负极性接线6.3 冲击高电压试验?6.3.1 冲击高电压的产生?6.3.2 冲击高电压的测量?6.3.3 绝缘的冲击耐压试验6.3.1 冲击高电压的产生1. 冲击发生器的基本原理冲击电压发生器的原理图如图22所示。图22 冲击电压发生器原理图2.基本回路标准雷电冲击全波采用的是非周期性双指数波。波尾时间常数波前时间常数波尾时间常数波前时间常数)()(21tteeAtu=12)()(21tteeAtu=图23 (a
109、) 双指数函数冲击电压波)1 ()(2teAtu1)(tAetu波尾，波前，图24 (a)可获得冲击电压波前的回路(b)可获得冲击电压波尾的回路实际冲击电压发生器采用图26的回路。图26 冲击电压发生器常用回路放电回路的利用系数211221102RRRCCCUUm+=3.多级冲击电压发生器?单级冲击电压发生器能产生的最高电压一般不超过200300kV。?因而采用多级叠加的方法来产生波形和幅值都能满足需要的冲击高电压波。多级冲击电压发生器原理接线图:图27多级冲击电压发生器的原理接线图基本原理:并联充电，串联放电图28 冲击电压发生器充电过程等值电路图29冲击电压发生器放电过程等值电路冲击电压发
110、生器的起动方式：自起动方式：只要将点火球隙F1的极间距离调节到使其击穿电压等于所需的充电电压，当F1上的电压上升到等于时，F1即自行击穿，起动整套装置。方式二：使各级电容器充电到一个略低于F1击穿电压的水平上，处于准备动作的状态，然后利用点火装置产生一点火脉冲，送到点火球隙F1中的一个辅助间隙上使之击穿并引起F1的主间隙击穿,起动整套装置。CUCU6.3.2 冲击高电压的测量目前最常用的测量冲击电压的方法有：分压器-示波器；测量球隙；分压器-峰值电压表。球隙和峰值电压表只能测量电压峰值，示波器则能记录波序，即不仅指示峰值而且能显示电压随时间的变化过程。1. 分压器与数字记录仪（示波器）图30
111、冲击电压测量系统由于可同时测定波形和峰值，所以在测量中被广泛使用。由于数字记录仪的输入电压一般小于数百伏，所以常和分压器一起构成冲击电压测量系统来进行测量，如图30所示。2. 标准球间隙(1) 多级法 以预期的50%放电电压的23%作为电压级差，对被测试品分级施加冲击电压，每级施加电压10次。至少要加4级电压。要求在最低一级电压时的放电次数近于零，而在最高一级电压时，近于全部放电。求出每级电压下的放电次数与施加次数之比P（即放电频率）后，将其按电压值标于正态概率纸上，给出拟合直线P=f(U)，在此直线上对应于概率P=0.5的电压值即为50%放电电压。(2) 升降法 估计50%放电电压的预期值后
112、，取Ui的23为电压增量U，先施加冲击电压Ui一次，如未引起放电，则下次施加电压应为UiU，如U1已引起放电，则下次施加电压应为Ui一U，以后的加压都按下述规律：凡上次加压如已引起放电，则下次加压比上次电压低U，凡上次加压未引起放电。则下次加压比上次电压高U。这样反复加压2040次，分别计算出各级电压下Ui下的加压次数ni，按下式求出50%放电电压:iiinnUU=%50(3) 冲击峰值电压表 其工作原理如图33所示，冲击电压经整流后对电容器充电，然后通过高输入阻抗的放大器，可测得充电电压。图33冲击峰值电压表6.3.3 绝缘的冲击耐压试验电气设备内绝缘的雷电冲击耐压试验采用三次冲击法，即对被
113、测试品施加三次正极性和三次负极性雷电冲击试验电压（1.2/50 s）对变压器和电抗器类设备的内绝缘，还要再进行雷电冲击截波（1.2/25 s）耐压试验，它对绕组绝缘（特别是其纵绝缘）的考验往往比雷电冲击全波试验更加严格。电力系统外绝缘的冲击高压试验通常可采用15次冲击法，即对被测试品施加正、负极性冲击全波试验电压各16次，相邻两次冲击的时间间隔应不小于1min。在每组15次冲击的试验中，如果击穿或闪络的闪数不超过2次，即可认为该外绝缘试验合格。内、外绝缘的操作冲击高压试验的方法与雷电冲击全波试验完全相同。? .1 试验结果的综合分析? .2 状态检修规程解读第七章试验结果的综合分析与判断.1
114、试验结果的综合分析判断.1 试验结果的综合分析判断一. 综合分析的必要性每一项预防性试验项目对反映不同绝缘介质的各种缺陷的特点及灵敏度各不相同。因此对各项预防性试验结果不能孤立地、单独地对绝缘介质做出试验结论。而必须将各项试验结果全面地联系起来，进行系统地、全面地分析、比较，并结合各种试验方法的有效性及设备的历史情况，才能对被试设备的绝缘状态和缺陷性质做出科学的结论。.1 试验结果的综合分析判断试验结果的综合分析判断二. 试验结果的分析判断原则根据现场试验经验，常采用比较法：1.与设备历次（年）的试验结果相互比较，如有明显差异，则可能存在缺陷。例如，对某66kV电流互感器，连续两年测得的介质损
115、耗因数分别为0.58%和2.98%,均没有超过规程规定的3%。投入运行，结果10个月后发生爆炸。实际上，只比较两次试验结果（2.98/0.58=5.1倍），就可以做出不合格判断，避免事故的发生。7.1 试验结果的综合分析判断7.1 试验结果的综合分析判断二. 试验结果的分析判断原则2、与同类型设备试验结果相互比较。因为对同一类型的设备而言，其绝缘结构相同，在相同的运行和气候条件下，其测试结果应大致相同。若悬殊很大，则说明绝缘可能有缺陷。例如，对某66kV电流互感器，连续两年测得的三相介质损耗因数分别为：A相0.213%和0.96%；B相0.128%和0.125%；C相0.152%和0.173%
116、,均没有超过规程规定的3%。但A相连续两年测量值之比为0.96/0.213=4.5,而且较B、C两相的测量值也显著增加，其比值分别为：0.96/0.125=7.68，0.96/0.173=5.5。由综合分析可见：A相介损因数虽未超过规程要求，但增长速度异常，且与同类型设备比较悬殊较大，故判断绝缘不合格。打开端盖检查，上盖内有明显水锈迹，说明进水受潮。7.1 试验结果的综合分析判断7.1 试验结果的综合分析判断二. 试验结果的分析判断原则3、同一设备各相间的试验结果相互比较 因为对同一设备，各相的绝缘情况应该基本一样。如果三相试验结果相互比较差异较大，说明有异常的相绝缘可能有缺陷。例如，某FCZ
117、-220J型磁吹避雷器（每相由两节FCZ-110J组成），由兆欧表测量并联电阻的绝缘电阻，其中一相为，另外5节均在8001000M范围内，说明为的那一节可能有问题，后来又测量电导电流并拍摄波形，发现并联电阻出现了断线。7.1 试验结果的综合分析判断7.1 试验结果的综合分析判断二. 试验结果的分析判断原则4、与规程的要求值比较，对有些试验项目，规程规定了要求值，若测量值超过要求值，应认真分析，查找原因，或再结合其他试验项目来查找缺陷。例如，某66kV电流互感器，测得A、C相得绝缘电阻均为25M，显著降低；测得该两相的介损因数和电容值分别为：3.27%和1670.75pF；3.28%和1695.
118、75pF。介损因数超过规程要求3%，Cx较正常值102pF增大约16.4倍。根据上述结果可判断绝缘受潮。检修时，从该互感器中放出大量水，证实了上述分析和判断的正确性。5、结合被试设备的运行及检修等情况进行综合分析DL /T 596预试规程回顾DL /T 596预试规程回顾国网新规程提出的新概念国网新规程提出的新概念总结总结国网新规程的思路国网新规程的思路7.2 状态检修规程解读状态检修规程解读DL/T 596预试规程回顾DL/T 596预试规程回顾1997年以来，DL/T596-1996电力设备预防性试验规程（以下简称DL/T596，原电力工业部发布）一直是电力生产实践及科学试验中一本重要的常
119、用标准，为我国电力设备的安全运行发挥了积极的作用。随着时代的发展，电网规模迅猛扩大，社会对供电可靠性的要求越来越高。1997年以来，DL/T596-1996电力设备预防性试验规程（以下简称DL/T596，原电力工业部发布）一直是电力生产实践及科学试验中一本重要的常用标准，为我国电力设备的安全运行发挥了积极的作用。随着时代的发展，电网规模迅猛扩大，社会对供电可靠性的要求越来越高。DL/T 596预试规程回顾DL/T 596预试规程回顾DL/T 596已不能完全满足当前电力生产的实际需要。现场试验和检测的新方法、新手段不断出现企业的管理水平越来越高设备制造技术也在持续进步电网规模电网规模电网规模电
120、网规模供电可靠性供电可靠性供电可靠性供电可靠性DL/T 596的不足DL/T 596的不足可用率低、陪试率过高可用率低、陪试率过高变电站数量和输电线路长度的增长迅速，试验工作量大，重点不突出变电站数量和输电线路长度的增长迅速，试验工作量大，重点不突出一些新型设备在电网中开始使用、新的试验项目和方法得到推广应用一些新型设备在电网中开始使用、新的试验项目和方法得到推广应用试验周期短、项目多，停电试验时间长试验周期短、项目多，停电试验时间长试验项目及其执行效果难以得到保证试验项目及其执行效果难以得到保证内容在DL/T 596中尚未得到反映内容在DL/T 596中尚未得到反映DL /T 596预试规程
121、回顾DL /T 596预试规程回顾国网新规程提出的新概念国网新规程提出的新概念总结总结国网新规程的思路国网新规程的思路本规程与相关导则的关系本规程与相关导则的关系新规程的思路要点新规程的思路要点构建新的试验数据评价体系构建新的试验数据评价体系思路要点思路要点强调可操作性强调可操作性考虑共性缺陷的警示作用考虑共性缺陷的警示作用增加新的诊断性试验项目增加新的诊断性试验项目适度精简定期试验项目适度精简定期试验项目停电检修试验周期必须是双向调整的停电检修试验周期必须是双向调整的设备状态决定试验周期、项目设备状态决定试验周期、项目新规程覆盖的电压、设备新规程覆盖的电压、设备电压电压?DL/T596：50
122、0kV及以下的交流电力设备DL/T596：500kV及以下的交流电力设备?Q/GDW168：66kV750kV的交流和直流输变电设备Q/GDW168：66kV750kV的交流和直流输变电设备设备设备?直流设备直流设备?SF6绝缘变压器SF6绝缘变压器?SF6绝缘电磁式电压互感器和电流互感器SF6绝缘电磁式电压互感器和电流互感器?聚四氟乙烯缠绕绝缘套管和电流互感器聚四氟乙烯缠绕绝缘套管和电流互感器?串联补偿装置串联补偿装置?线路避雷器线路避雷器新规程增加的试验项目范围新规程增加的试验项目范围试验项目试验项目?红外热像检测（所有设备）红外热像检测（所有设备）?变压器绕组频响分析变压器绕组频响分析?
123、变压器直流偏磁测量变压器直流偏磁测量?变压器套管不断引线试验技术变压器套管不断引线试验技术?变压器绝缘油颗粒数检测变压器绝缘油颗粒数检测?断路器、隔离开关、分接开关等有机械操作设备的例行检查断路器、隔离开关、分接开关等有机械操作设备的例行检查?橡塑电缆主绝缘交流耐压试验橡塑电缆主绝缘交流耐压试验?橡塑电缆介质损耗因数测量橡塑电缆介质损耗因数测量?现场污秽度评估现场污秽度评估?复合绝缘子和室温硫化硅橡胶涂层的状态评估复合绝缘子和室温硫化硅橡胶涂层的状态评估?瓷质支柱绝缘子超声探伤瓷质支柱绝缘子超声探伤比较内容比较内容DL/T 596DL/T 596本规程本规程目标和内容目标和内容目标：预防性试验
124、内容：目标：预防性试验内容：试验试验目标：状态检修内容：目标：状态检修内容：巡检巡检、检查、功能确认和、检查、功能确认和试验试验试验数据分析试验数据分析 与与注意值注意值比较比较1. 注意值2. 警示值1. 注意值2. 警示值3. 纵横比分析4. 显著性差异分析3. 纵横比分析4. 显著性差异分析试验项目试验项目未分类未分类1. 试验项目分为例行和诊断两大类1. 试验项目分为例行和诊断两大类2. 例行2. 例行(较少的项目，适用所有的设备)(较少的项目，适用所有的设备)3. 诊断3. 诊断(较多的项目，适用需要的设备)(较多的项目，适用需要的设备)设备状态信息设备状态信息 试验数据试验数据1.
125、 巡检信息2. 试验数据(含带电/在线检测数据)3. 家族缺陷4. 运行经历(不良工况)1. 巡检信息2. 试验数据(含带电/在线检测数据)3. 家族缺陷4. 运行经历(不良工况)试验周期试验周期定期定期1. 基准周期2. 轮试(抽样控制)3. 实际周期=f(基准周期，设备状态) 1. 基准周期2. 轮试(抽样控制)3. 实际周期=f(基准周期，设备状态) 状态检修规程与DL/T 596编制思路差异对照表状态检修规程与DL/T 596编制思路差异对照表DL /T 596预试规程回顾DL /T 596预试规程回顾国网新规程提出的新概念国网新规程提出的新概念总结总结国网新规程的思路国网新规程的思路
126、?试验分类：巡检、例行试验、诊断性试验试验分类：巡检、例行试验、诊断性试验?初值初值?注意值/警示值注意值/警示值?家族缺陷家族缺陷?不良工况不良工况?基准周期基准周期?轮试轮试?显著性差异分析显著性差异分析?纵横比分析纵横比分析新概念解析新概念解析?巡检定期进行目的：获取设备状态量定期进行目的：获取设备状态量巡视和检查,例如外观等巡视和检查,例如外观等?例行试验周期可调整目的：获取设备状态量周期可调整目的：获取设备状态量带电检测和停电试验带电检测和停电试验?诊断性试验前提：巡检、在线监测、例行试验等发现设备状态不良；经受不良工况；家族缺陷警示；连续运行较长时间目的：进一步评估设备状态前提：巡
127、检、在线监测、例行试验等发现设备状态不良；经受不良工况；家族缺陷警示；连续运行较长时间目的：进一步评估设备状态?在诊断设备状态时有选择地进行在诊断设备状态时有选择地进行试验分类试验分类初值初值?初值初值出厂值出厂值交接试验值或早期试验值交接试验值或早期试验值大修后首次试验值大修后首次试验值?如何理解“如何理解“原始原始”：选择正确的初值”：选择正确的初值受安装环境影响：交接或首次预试值，如套管电容量等受安装环境影响：交接或首次预试值，如套管电容量等不受安装环境影响：出厂试验值，如Tr.绕组电阻不受安装环境影响：出厂试验值，如Tr.绕组电阻受大修影响：大修后首次试验值受大修影响：大修后首次试验值
128、?初值差初值差（当前测量值-初值）/初值100%。（当前测量值-初值）/初值100%。?注意值：(如绝缘电阻）注意值：(如绝缘电阻）状态量达到该数值时，设备可能存在或可能发展为缺陷状态量达到该数值时，设备可能存在或可能发展为缺陷受环境、试验条件等影响大，试验数据分布范围大受环境、试验条件等影响大，试验数据分布范围大仅凭试验值的大小无法确定设备的状态仅凭试验值的大小无法确定设备的状态对分析设备状态有参考价值对分析设备状态有参考价值?警示值：警示值：状态量达到该数值时，设备已存在缺陷并有可能发展为故障状态量达到该数值时，设备已存在缺陷并有可能发展为故障状态量通常稳定、不受环境影响状态量通常稳定、不
129、受环境影响正常设备不应超过警示值，如Tr.绕组直流偏差,C正常设备不应超过警示值，如Tr.绕组直流偏差,C或超过警示值就不能保证设备安全运行，如Oil耐压值或超过警示值就不能保证设备安全运行，如Oil耐压值注意值/警示值注意值/警示值家族缺陷家族缺陷?定义：由设计、材质、工艺共性因素导致的设备缺陷。定义：由设计、材质、工艺共性因素导致的设备缺陷。?如何认定家族缺陷如何认定家族缺陷同一类别的缺陷“异常”出现同一类别的缺陷“异常”出现缺陷分析认定属于“设计、材质、工艺”性缺陷缺陷分析认定属于“设计、材质、工艺”性缺陷不一定是同厂、甚至不一定是同类设备不一定是同厂、甚至不一定是同类设备?在评估设备状
130、态中的应用在评估设备状态中的应用概率性的：需要诊断其他家族设备是否存在概率性的：需要诊断其他家族设备是否存在必然性的：需要检修以消除事故缺陷隐患必然性的：需要检修以消除事故缺陷隐患新设备、涉及主体或关键部件的，危险性高新设备、涉及主体或关键部件的，危险性高不良工况不良工况定义：设备在运行中经受的可能导致设备状态劣化的异常或特殊工况。变压器的不良工况出口、近区短路，过负荷（过热），过励磁，侵入波开关设备的不良工况开断短路电流、频繁操作、长时间未操作、机械磨损、地震定义：设备在运行中经受的可能导致设备状态劣化的异常或特殊工况。变压器的不良工况出口、近区短路，过负荷（过热），过励磁，侵入波开关设备的
131、不良工况开断短路电流、频繁操作、长时间未操作、机械磨损、地震基准周期基准周期?基准周期基准周期适用于大部分设备，但不考虑极端设备适用于大部分设备，但不考虑极端设备为了便于管理，基准周期作了归一化处理为了便于管理，基准周期作了归一化处理允许电力企业根据自身设备状态进行调整允许电力企业根据自身设备状态进行调整国网公司规程的基准周期一般为3年国网公司规程的基准周期一般为3年调整后的周期不能超过基准周期的1.5倍调整后的周期不能超过基准周期的1.5倍?设备实际周期参考输变电设备状态检修导则设备实际周期参考输变电设备状态检修导则状态好的设备，可以在已调整的例行试验周期上再延长1个年度。原因为设备在经历了
132、较长时间运行后，需要通过停电例行试验重新评价状态；状态不良的设备，则而是需要提前或尽快安排试验，试验的项目不限于例行试验。状态好的设备，可以在已调整的例行试验周期上再延长1个年度。原因为设备在经历了较长时间运行后，需要通过停电例行试验重新评价状态；状态不良的设备，则而是需要提前或尽快安排试验，试验的项目不限于例行试验。轮试轮试?轮试(零值绝缘子检测)轮试(零值绝缘子检测)基于抽样控制理论，避免长周期设备状态失控基于抽样控制理论，避免长周期设备状态失控实际上是家族缺陷的警示思想实际上是家族缺陷的警示思想本着有利执行的原则，尽量采用本着有利执行的原则，尽量采用?如果发现问题的对策如果发现问题的对策
133、分析问题的性质，确定是否为家族缺陷分析问题的性质，确定是否为家族缺陷评估问题的发生率，是否明显高于正常预期评估问题的发生率，是否明显高于正常预期如果是，其它未到期设备应尽快安排试验如果是，其它未到期设备应尽快安排试验试验说明试验说明巡检：巡检：按规定进行巡检按规定进行巡检(包括设备技术文件特别提示包括设备技术文件特别提示)在雷雨季节前、恶劣天气后、满负荷（含接近）运行等特殊工况后以及新投运或大修之后，宜加强对相关设备的巡检工作。高温及大负荷期间宜加强红外测温。在雷雨季节前、恶劣天气后、满负荷（含接近）运行等特殊工况后以及新投运或大修之后，宜加强对相关设备的巡检工作。高温及大负荷期间宜加强红外测
134、温。例行试验：例行试验：新设备投运满新设备投运满1年年(220kV及以上及以上)、或满、或满1至至2年年(110kV)，以及停运，以及停运6个月以上重新投运前的设备备用设备应视同运行设备进行例行试验；投运前应对其进行例行试验。个月以上重新投运前的设备备用设备应视同运行设备进行例行试验；投运前应对其进行例行试验。设备状态量的评价和处置原则设备状态量的评价和处置原则状态评价状态评价设备状态的评价应该基于巡检、例行试验、诊断性试验、家族缺陷、运行工况等状态信息，包括其现象、量值大小以及发展趋势，结合同类设备的比较，做出综合判断设备状态的评价应该基于巡检、例行试验、诊断性试验、家族缺陷、运行工况等状态
135、信息，包括其现象、量值大小以及发展趋势，结合同类设备的比较，做出综合判断注意值处置原则注意值处置原则应加强跟踪分析应加强跟踪分析警示值处置原则警示值处置原则对于运行设备应尽快安排停电试验；对于停电设备，消除此隐患前不宜投入运行对于运行设备应尽快安排停电试验；对于停电设备，消除此隐患前不宜投入运行基于设备状态的周期调整基于设备状态的周期调整?试验周期试验周期状态检修和周期不矛盾。获得状态的需要，部分部件寿命前维护的需要。状态检修和周期不矛盾。获得状态的需要，部分部件寿命前维护的需要。周期不一定是时间概念。可能是电气寿命、机械寿命周期不一定是时间概念。可能是电气寿命、机械寿命本规程给出的周期适用于
136、一般情况。本规程给出的周期适用于一般情况。对于停电例行试验，实际检修周期可以依据设备状态、运行时间、地域环境、电网结构等特点，酌情延迟或提前。对于停电例行试验，实际检修周期可以依据设备状态、运行时间、地域环境、电网结构等特点，酌情延迟或提前。试验的延迟试验的延迟状态等级为良好设备或扣分主要是辅助状态量的正常设备，并符合以下各项条件的设备，停电例行试验可在规定周期的基础延迟1个年度：a) 巡检中未见可能危及该设备安全运行的任何异常；b) 带电检测(如有)显示设备状态良好；c) 上次例行试验与其前次例行（或交接）试验结果相比无明显差异；d) 没有任何可能危及设备安全运行的家族缺陷；e) 上次例行试
137、验以来，没有经受严重的不良工况。状态等级为良好设备或扣分主要是辅助状态量的正常设备，并符合以下各项条件的设备，停电例行试验可在规定周期的基础延迟1个年度：a) 巡检中未见可能危及该设备安全运行的任何异常；b) 带电检测(如有)显示设备状态良好；c) 上次例行试验与其前次例行（或交接）试验结果相比无明显差异；d) 没有任何可能危及设备安全运行的家族缺陷；e) 上次例行试验以来，没有经受严重的不良工况。试验的提前试验的提前状态等级为异常及以下的设备或有下列情形之一的设备，应提前或尽快进行试验：a) 巡检中发现有异常，此异常可能是重大隐患所致；b) 以往的例行试验结果有朝着注意值或警示值方向发展的明
138、显趋势；或者接近注意值或警示值；c) 发现重大家族缺陷；d) 经受了较为严重不良工况，不进行试验无法确定其是否对设备状态有实质性损害。状态等级为异常及以下的设备或有下列情形之一的设备，应提前或尽快进行试验：a) 巡检中发现有异常，此异常可能是重大隐患所致；b) 以往的例行试验结果有朝着注意值或警示值方向发展的明显趋势；或者接近注意值或警示值；c) 发现重大家族缺陷；d) 经受了较为严重不良工况，不进行试验无法确定其是否对设备状态有实质性损害。新分析方法1新分析方法1(显著性差异)(显著性差异)?基于数理统计分析理论基于数理统计分析理论同一批设备，由于设计、工艺和材质都相同，各台设备的同一状态量
139、应该视为源自同一母体的不同样本，如果被分析设备的状态量值与其它设备存在显著性差异，必然存在原因，且很可能是早期缺陷的信号同一批设备，由于设计、工艺和材质都相同，各台设备的同一状态量应该视为源自同一母体的不同样本，如果被分析设备的状态量值与其它设备存在显著性差异，必然存在原因，且很可能是早期缺陷的信号?不论是否超过注意或警示值要求，只要存在显著性差异，就要引起不论是否超过注意或警示值要求，只要存在显著性差异，就要引起“注意注意”?是一种辅助分析的方法，属于是一种辅助分析的方法，属于“注意注意”性质性质新分析方法1新分析方法1(显著性差异)(显著性差异)分析步骤分析步骤?假设服从t分布，建议至少6
140、台及以上设备假设服从t分布，建议至少6台及以上设备?计算测量值的平均值及样本偏差S计算测量值的平均值及样本偏差S?选择2.5%的拒绝概率选择2.5%的拒绝概率?存在显著性差异的判断规则：劣化表现为量测值减少时（如绝缘电阻）劣化表现为量测值增加时（如介质损耗因数）劣化表现为偏离初值时（如套管电容）存在显著性差异的判断规则：劣化表现为量测值减少时（如绝缘电阻）劣化表现为量测值增加时（如介质损耗因数）劣化表现为偏离初值时（如套管电容）XkSXx),(kSXkSXx+新分析方法1新分析方法1(分析算例)(分析算例)CT介损 %：ABC第一组：aCT介损 %：ABC第一组：a1 1=0.0029b=0.
141、0029b1 1=0.0021 c=0.0021 c1 1=0.0032第二组：a=0.0032第二组：a2 2=0.0049 b=0.0049 b2 2=0.0034 c=0.0034 c2 2=0.0029被分析量： 第二组A相试验值计算方法：a=0.0029被分析量： 第二组A相试验值计算方法：a2 2? 计算结果：a? 计算结果：a2 2=0.00490.0029+2.570.000495=0.0040判断结论：第二组A相试验值应引起=0.00490.0029+2.570.000495=0.0040判断结论：第二组A相试验值应引起“注意注意”标准要求：220kV CT 介损0.007
142、标准要求：220kV CT 介损0.007 kSX +新分析方法2新分析方法2(纵横比分析)(纵横比分析)?分析对象分析对象：?适用于异受环境影响的项目，至少一组设备适用于异受环境影响的项目，至少一组设备?是一种辅助分析的方法，属于是一种辅助分析的方法，属于“注意注意”性质性质?前提条件：前提条件：?三台同类设备三台同类设备(如：如：A、B和和C)?且均有两次试验数据如：且均有两次试验数据如：a1、b1、c1(上次试验值上次试验值)、a2、b2、c2(本次试验值本次试验值)?目的：目的：分析分析A设备的当前试验值设备的当前试验值a2是否正常是否正常新分析方法2新分析方法2(纵横比分析)(纵横比
143、分析)?分析方法：分析方法：?判断标准：判断标准：如果F 超过30%，判定a2有明显变化，应引起注意。如果F 超过30%，判定a2有明显变化，应引起注意。?缺点：缺点：?一种很含糊的近似做法，没有很明确的物理意义。一种很含糊的近似做法，没有很明确的物理意义。?上限值规定为30，具有很大的局限性。上限值规定为30，具有很大的局限性。总结总结?状态检修思想反映在总则中，状态检修思想反映在总则中，总则不可忽视总则不可忽视?要加强要加强设备状态信息的管理设备状态信息的管理巡检、带电检测、停电试验、不良工况、缺陷、家族缺陷、检修记录等巡检、带电检测、停电试验、不良工况、缺陷、家族缺陷、检修记录等?要遵从要遵从试验数据试验数据的分析和处置原则的分析和处置原则?要遵从要遵从设备状态设备状态认定程序认定程序?计划中，停电试验时间必须遵从计划中，停电试验时间必须遵从双向调整策略双向调整策略?所有的调整必须有依据所有的调整必须有依据设备状态设备状态！
