第三章電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)

1、課程回顧課程回顧1 1、電介質(zhì)的電導(dǎo)、電介質(zhì)的電導(dǎo) 電導(dǎo)是絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的理論依據(jù)電導(dǎo)是絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的理論依據(jù)。在。在絕緣預(yù)防性試驗(yàn)中，通過(guò)測(cè)量介質(zhì)的絕緣電絕緣預(yù)防性試驗(yàn)中，通過(guò)測(cè)量介質(zhì)的絕緣電阻和泄漏電流來(lái)判斷絕緣是否存在受潮或其阻和泄漏電流來(lái)判斷絕緣是否存在受潮或其他劣化現(xiàn)象。他劣化現(xiàn)象。2 2、電介質(zhì)的損耗、電介質(zhì)的損耗極化損耗、極化損耗、 電導(dǎo)損耗電導(dǎo)損耗 介質(zhì)損耗角介質(zhì)損耗角 的的正切正切tg 稱為介質(zhì)損耗因數(shù)。稱為介質(zhì)損耗因數(shù)。RCCURUIItgcR111電介質(zhì)的等效電路電介質(zhì)的等效電路課程回顧課程回顧tgCUtgUIUIUIPpCR2cos 測(cè)量測(cè)量tg 也稱為絕也稱為絕緣預(yù)

2、防性試驗(yàn)的最重緣預(yù)防性試驗(yàn)的最重要的項(xiàng)目之一。要的項(xiàng)目之一。第二篇第二篇 電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)技術(shù)電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)技術(shù)第三章第三章 電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù) 電氣設(shè)備的絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的分類，掌握電氣設(shè)備的絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的分類，掌握絕緣試驗(yàn)的原理、測(cè)量方法、注意事項(xiàng)以及結(jié)絕緣試驗(yàn)的原理、測(cè)量方法、注意事項(xiàng)以及結(jié)果分析。果分析。內(nèi)容：內(nèi)容：絕緣電阻的測(cè)量絕緣電阻的測(cè)量介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量局部放電的測(cè)量局部放電的測(cè)量電壓分布的測(cè)量電壓分布的測(cè)量目的：目的：電力設(shè)備電力設(shè)備可能存在的可能存在的缺陷缺陷電力設(shè)備電力設(shè)備必須保持高度的可靠性必須保持高

3、度的可靠性必要的必要的絕緣試驗(yàn)絕緣試驗(yàn)檢出檢出故障故障 分布性缺陷分布性缺陷：指整體絕緣性能下降，：指整體絕緣性能下降， 如大面積受潮、老化等如大面積受潮、老化等絕緣缺絕緣缺陷陷分類分類 集中性缺陷集中性缺陷：裂縫、局部破損、：裂縫、局部破損、 氣泡等等氣泡等等絕緣試驗(yàn)絕緣試驗(yàn)分類：分類： 絕緣特性試驗(yàn)絕緣特性試驗(yàn)（非破壞性試驗(yàn)）：在較低電壓（非破壞性試驗(yàn)）：在較低電壓下測(cè)定絕緣的某些方面的特性及其變化情況，從而下測(cè)定絕緣的某些方面的特性及其變化情況，從而間接判斷絕緣的狀況。間接判斷絕緣的狀況。 絕緣耐壓試驗(yàn)絕緣耐壓試驗(yàn)（破壞性試驗(yàn)）：模擬設(shè)備絕緣（破壞性試驗(yàn)）：模擬設(shè)備絕緣在運(yùn)行中可能受到的

4、危險(xiǎn)過(guò)電壓狀況，對(duì)絕緣施加在運(yùn)行中可能受到的危險(xiǎn)過(guò)電壓狀況，對(duì)絕緣施加與之等價(jià)的高電壓來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，從而考驗(yàn)絕緣耐受與之等價(jià)的高電壓來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，從而考驗(yàn)絕緣耐受這類電壓的能力。這類電壓的能力。 兩類試驗(yàn)均必不可少，各有特點(diǎn)，不能相互代替，兩類試驗(yàn)均必不可少，各有特點(diǎn)，不能相互代替，只能互為補(bǔ)充。只能互為補(bǔ)充。主要反應(yīng)危險(xiǎn)性比較大的集中性缺陷，只能離線進(jìn)行。只能用于判斷電氣設(shè)備內(nèi)部是否存在絕緣缺陷，不能判斷絕緣的耐壓水平。第一節(jié)第一節(jié) 絕緣電阻的測(cè)量絕緣電阻的測(cè)量一、多層介質(zhì)的吸收現(xiàn)象一、多層介質(zhì)的吸收現(xiàn)象 給一個(gè)介質(zhì)加上給一個(gè)介質(zhì)加上一個(gè)直流電壓，當(dāng)介一個(gè)直流電壓，當(dāng)介質(zhì)中的電流達(dá)到穩(wěn)態(tài)質(zhì)中的電

5、流達(dá)到穩(wěn)態(tài)以后，外加電壓與這以后，外加電壓與這個(gè)穩(wěn)態(tài)電流的比值，個(gè)穩(wěn)態(tài)電流的比值，稱為稱為絕緣電阻。絕緣電阻。 如果給一個(gè)介質(zhì)加上直流電壓以后，隨著時(shí)間的增加，如果給一個(gè)介質(zhì)加上直流電壓以后，隨著時(shí)間的增加，介質(zhì)中通過(guò)的電流會(huì)逐漸衰減，這一現(xiàn)象稱為介質(zhì)中通過(guò)的電流會(huì)逐漸衰減，這一現(xiàn)象稱為吸收現(xiàn)象吸收現(xiàn)象。ciaigi圖3-1 雙層介質(zhì)的等效電路圖吸收電流傳導(dǎo)電流二、絕緣電阻的測(cè)量二、絕緣電阻的測(cè)量 S合閘瞬間（合閘瞬間（t=0+）：）：21210CCCUU21120CCCUU當(dāng)?shù)竭_(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí)（當(dāng)?shù)竭_(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí)（t）：）：2111RRRUU2122RRRUU21gRRUII agtCRCRiIeRRRR

6、CCCRCRURRUiiiiti212122121122212211 tageCRCRRRCCRRRRCCiIUtiUR21122212212121221t吸收電流傳導(dǎo)電流測(cè)得穩(wěn)態(tài)電阻值可能要耗費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間測(cè)得穩(wěn)態(tài)電阻值可能要耗費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間絕緣電阻值的變化范圍可能很大，只能與歷史值絕緣電阻值的變化范圍可能很大，只能與歷史值相比，根據(jù)變化趨勢(shì)確定損害程度。相比，根據(jù)變化趨勢(shì)確定損害程度。不足及局限性：不足及局限性：當(dāng)吸收電流衰減完后當(dāng)吸收電流衰減完后21RRR三、吸收比的測(cè)量三、吸收比的測(cè)量 吸收比測(cè)量原理：如果令吸收比測(cè)量原理：如果令t t1 1和和t t2 2瞬間的兩瞬間的兩個(gè)電流值個(gè)電流值 I

7、 It1t1和和 I It2t2所對(duì)應(yīng)的絕緣電阻分別為所對(duì)應(yīng)的絕緣電阻分別為R Rt1t1、R Rt2t2，則比值，則比值21121ttttIIRRK一般取一般取t t1 1=15s,t=15s,t2 2=60s=60sssRRK15601 當(dāng)絕緣狀態(tài)良好時(shí)，當(dāng)絕緣狀態(tài)良好時(shí)，吸收現(xiàn)象明顯，吸收現(xiàn)象明顯，K K1 1值遠(yuǎn)值遠(yuǎn)大于大于1 1； 當(dāng)絕緣受潮或有缺當(dāng)絕緣受潮或有缺陷時(shí)，吸收現(xiàn)象不明顯，陷時(shí)，吸收現(xiàn)象不明顯，K K1 1接近于接近于1.1.一般以一般以K K1 11.31.3作為設(shè)備絕緣狀態(tài)良好的標(biāo)準(zhǔn)。作為設(shè)備絕緣狀態(tài)良好的標(biāo)準(zhǔn)。極化指數(shù)極化指數(shù)min1min102RRK 另外對(duì)于高電

8、壓、大容量電力變壓器之類的設(shè)另外對(duì)于高電壓、大容量電力變壓器之類的設(shè)備，吸收比不足以反映吸收現(xiàn)象的全過(guò)程，這時(shí)備，吸收比不足以反映吸收現(xiàn)象的全過(guò)程，這時(shí)利利用極化指數(shù)的方法用極化指數(shù)的方法 有時(shí)候測(cè)量絕緣電阻值和吸收比值兩種方法有時(shí)候測(cè)量絕緣電阻值和吸收比值兩種方法的判斷形成矛盾，所以的判斷形成矛盾，所以采用測(cè)量電阻和吸收比結(jié)采用測(cè)量電阻和吸收比結(jié)合的方法。合的方法。課程回顧課程回顧RCCURUIItgppcR1 測(cè)量測(cè)量tg 也稱為絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的最重要也稱為絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的最重要的項(xiàng)目之一。的項(xiàng)目之一。介質(zhì)損耗角的正切值介質(zhì)損耗角的正切值第二節(jié)第二節(jié) 介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量介質(zhì)損耗角正切的測(cè)

9、量tg測(cè)量測(cè)量方法方法西林電橋西林電橋諧波波形分析法（基波）諧波波形分析法（基波）過(guò)零相位比較法過(guò)零相位比較法異頻電源法異頻電源法一、一、tgtg 的測(cè)量方法的測(cè)量方法1、西林電橋測(cè)量方法、西林電橋測(cè)量方法 試驗(yàn)中，調(diào)節(jié)可調(diào)電試驗(yàn)中，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻阻R3和電容和電容C4，使檢流計(jì)，使檢流計(jì)P中電流為零，此時(shí)電橋中電流為零，此時(shí)電橋平衡，則平衡，則31RII442CRIIIBCACUUBDADUU由電橋平衡條件由電橋平衡條件43ZZZZNxNxZZZZ34或或 將復(fù)阻抗帶入平衡條件，經(jīng)復(fù)數(shù)運(yùn)算整理后，令等將復(fù)阻抗帶入平衡條件，經(jīng)復(fù)數(shù)運(yùn)算整理后，令等式兩邊的實(shí)部和虛部分別相等，可得：式兩邊的實(shí)部和虛

10、部分別相等，可得：441CRCRxx其中其中xxjwCRZx1133RZ NNCZjw144411jwCRZtg為了方便起見(jiàn)，通常取為了方便起見(jiàn)，通常取R4=104/ ，則，則46441010100CCtg4CC4以以F為單位為單位C4以以F為單位為單位34xRCRCN2.2.測(cè)量接線測(cè)量接線正接線原理接線圖 被試品處于被試品處于高壓側(cè)，被試品高壓側(cè)，被試品兩端均對(duì)地絕緣。兩端均對(duì)地絕緣。操作安全方便，操作安全方便，適用于兩端對(duì)地適用于兩端對(duì)地絕緣的被試品。絕緣的被試品。（1）正接線）正接線 現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備的外現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備的外殼一般都是固定接地的，殼一般都是固定接地的，所以只能改用反接線。所以只

11、能改用反接線。 可調(diào)元件都處在高可調(diào)元件都處在高壓側(cè)，故必須保證足夠壓側(cè)，故必須保證足夠的絕緣水平和采取可靠的絕緣水平和采取可靠的保護(hù)措施。的保護(hù)措施。適用于一適用于一端接地的被試品。端接地的被試品。（2）反接線）反接線3. 外界電磁場(chǎng)對(duì)電橋的干擾外界電磁場(chǎng)對(duì)電橋的干擾（1 1）外界電場(chǎng)干擾）外界電場(chǎng)干擾 外界電場(chǎng)干擾主要是干擾電源（包括試驗(yàn)用高壓電源和外界電場(chǎng)干擾主要是干擾電源（包括試驗(yàn)用高壓電源和試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)高壓帶電體）通過(guò)帶電設(shè)備與被試設(shè)備之間的電容試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)高壓帶電體）通過(guò)帶電設(shè)備與被試設(shè)備之間的電容耦合造成的。耦合造成的。措施：措施：盡量離開干擾源盡量離開干擾源加設(shè)屏蔽罩。加設(shè)屏蔽罩。 （

12、2 2）外界磁場(chǎng)的干擾）外界磁場(chǎng)的干擾 主要是由測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)附近漏磁通較大的設(shè)備產(chǎn)生的交主要是由測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)附近漏磁通較大的設(shè)備產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)作用于電橋檢流計(jì)內(nèi)的電流線圈回路造成的。變磁場(chǎng)作用于電橋檢流計(jì)內(nèi)的電流線圈回路造成的。 消除磁場(chǎng)干擾的措施：消除磁場(chǎng)干擾的措施： 設(shè)法將電橋移到磁場(chǎng)干擾范圍以外。設(shè)法將電橋移到磁場(chǎng)干擾范圍以外。 改變電橋的角度，找到找到一個(gè)干擾最小的方位，改變電橋的角度，找到找到一個(gè)干擾最小的方位， 以減小磁場(chǎng)干擾的影響。以減小磁場(chǎng)干擾的影響。二、能有效發(fā)現(xiàn)的絕緣缺陷二、能有效發(fā)現(xiàn)的絕緣缺陷1.1.受潮；受潮；2.2.貫穿性導(dǎo)電通道；貫穿性導(dǎo)電通道；3.3.絕緣老化劣化，繞組上

13、積附油泥；絕緣老化劣化，繞組上積附油泥；4 4、絕緣內(nèi)含氣泡的的電離，絕緣分層；、絕緣內(nèi)含氣泡的的電離，絕緣分層；5 5、絕緣油臟污、劣化等。、絕緣油臟污、劣化等。三、測(cè)量時(shí)主要注意事項(xiàng)三、測(cè)量時(shí)主要注意事項(xiàng)1 1、對(duì)能分開的被試品應(yīng)盡量分開測(cè)試；、對(duì)能分開的被試品應(yīng)盡量分開測(cè)試；2 2、無(wú)論采用何種接線方式，電橋本體必須良好、無(wú)論采用何種接線方式，電橋本體必須良好接地；接地；3 3、應(yīng)保持試品表面干燥。應(yīng)保持試品表面干燥。四、測(cè)量結(jié)構(gòu)的分析判斷四、測(cè)量結(jié)構(gòu)的分析判斷1 1、與試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定值比較；、與試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定值比較；2 2、與以往的測(cè)試結(jié)果比較；、與以往的測(cè)試結(jié)果比較；3 3、與同樣運(yùn)行條

14、件下的同類型設(shè)備間比較。與同樣運(yùn)行條件下的同類型設(shè)備間比較。1 1. .溫度的影溫度的影響響 溫度對(duì)溫度對(duì)tg 的的影響隨材料、結(jié)構(gòu)的不同而不同。影響隨材料、結(jié)構(gòu)的不同而不同。一般情況下，一般情況下，tg 隨溫度上升而增加。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，隨溫度上升而增加。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，設(shè)備溫度是變化的，為便于比較，應(yīng)將不同溫度下設(shè)備溫度是變化的，為便于比較，應(yīng)將不同溫度下測(cè)得的測(cè)得的tg 值換算至值換算至20。 由于被試品真實(shí)的平均溫度很難準(zhǔn)確測(cè)定，換由于被試品真實(shí)的平均溫度很難準(zhǔn)確測(cè)定，換算方法也不很準(zhǔn)確，換算后往往有很大誤差，因此，算方法也不很準(zhǔn)確，換算后往往有很大誤差，因此，應(yīng)盡可能在應(yīng)盡可能在1030的溫

15、度下進(jìn)行測(cè)量。的溫度下進(jìn)行測(cè)量。 五、影響測(cè)量結(jié)果的主要因素五、影響測(cè)量結(jié)果的主要因素2 2. .試驗(yàn)電壓的影響試驗(yàn)電壓的影響 良好絕緣的良好絕緣的tg 不隨電壓的升高而明顯增不隨電壓的升高而明顯增加加,當(dāng)絕緣內(nèi)部有缺陷時(shí)，當(dāng)絕緣內(nèi)部有缺陷時(shí)，tg 將隨試驗(yàn)電壓將隨試驗(yàn)電壓的升高而明顯增加。的升高而明顯增加。 3 3. .被試品電容量的影響被試品電容量的影響 對(duì)電容量較小的設(shè)備，測(cè)量對(duì)電容量較小的設(shè)備，測(cè)量tg 能有效地發(fā)現(xiàn)局部性能有效地發(fā)現(xiàn)局部性的和整體性的缺陷。的和整體性的缺陷。 對(duì)電容量較大的設(shè)備，由于局部性的缺陷所引起的對(duì)電容量較大的設(shè)備，由于局部性的缺陷所引起的損失增加只占總損失的極

16、小部分，此時(shí)測(cè)量損失增加只占總損失的極小部分，此時(shí)測(cè)量tg 只能發(fā)現(xiàn)只能發(fā)現(xiàn)絕緣的整體分布性缺陷。絕緣的整體分布性缺陷。 對(duì)于可以分解為幾個(gè)彼此絕緣的部分的被試品，應(yīng)對(duì)于可以分解為幾個(gè)彼此絕緣的部分的被試品，應(yīng)分別測(cè)量其各個(gè)部分的分別測(cè)量其各個(gè)部分的tg 值，這樣能更有效地發(fā)現(xiàn)缺陷。值，這樣能更有效地發(fā)現(xiàn)缺陷。4 4. .表面泄漏電流的影響表面泄漏電流的影響 被試品表面泄漏可能影響反映被試品內(nèi)部被試品表面泄漏可能影響反映被試品內(nèi)部絕緣狀況的絕緣狀況的tg 值。在被試品的值。在被試品的CX小時(shí)需特小時(shí)需特別注意。為了消除或減小這種影響，測(cè)試別注意。為了消除或減小這種影響，測(cè)試前將被試品表面擦干凈

17、，必要時(shí)可加屏蔽。前將被試品表面擦干凈，必要時(shí)可加屏蔽。 濕度濕度 介質(zhì)損耗隨著周圍濕度的增加而增加。介質(zhì)損耗隨著周圍濕度的增加而增加。 絕緣中的局部放電是引起介質(zhì)老化的重要原因絕緣中的局部放電是引起介質(zhì)老化的重要原因之一。之一。 長(zhǎng)期的局部放放電會(huì)加速絕緣的老化，達(dá)到一長(zhǎng)期的局部放放電會(huì)加速絕緣的老化，達(dá)到一定程度以后，就會(huì)導(dǎo)致絕緣的擊穿，使絕緣的耐電定程度以后，就會(huì)導(dǎo)致絕緣的擊穿，使絕緣的耐電強(qiáng)度大大降低。強(qiáng)度大大降低。 所以局部放電檢測(cè)已成為絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的重所以局部放電檢測(cè)已成為絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的重要項(xiàng)目之一。要項(xiàng)目之一。第三節(jié)第三節(jié) 局部放電的測(cè)量局部放電的測(cè)量一、測(cè)量的基本原理一、測(cè)

18、量的基本原理CaCaCgCbZU+-氣隙介質(zhì)中氣隙局部放電示意圖和等效電路圖介質(zhì)中氣隙局部放電示意圖和等效電路圖氣隙放電脈沖頻率（高頻）的電源阻抗CaFCgCbZU+-因?yàn)闅庀逗苄。砸驗(yàn)闅庀逗苄?，所以gbCC abCC 電極間的總電容為電極間的總電容為babgbgaCCCCCCCC電極上加上交流電壓電極上加上交流電壓u，則，則uCCCugbbgUsUsUrug0-Ur-Usu 當(dāng)當(dāng)ug達(dá)到氣隙的放電電壓達(dá)到氣隙的放電電壓us時(shí)，氣隙開始放電，時(shí)，氣隙開始放電，ug急劇下降；急劇下降； 當(dāng)降到剩余電壓當(dāng)降到剩余電壓ur時(shí)，氣隙不再放電，電弧熄滅。時(shí)，氣隙不再放電，電弧熄滅。CaFCgCbZU

19、+-從氣隙的兩端看進(jìn)去，氣隙放電時(shí)，放電電荷量：從氣隙的兩端看進(jìn)去，氣隙放電時(shí)，放電電荷量：rsbabagrUUCCCCCqrsbgUUCCqr稱為稱為真實(shí)放電量真實(shí)放電量 氣隙放電引起的電壓變動(dòng)氣隙放電引起的電壓變動(dòng)（u us s-u-ur r）將按電容反比分配在）將按電容反比分配在兩個(gè)電容上，則兩個(gè)電容上，則rsbabaUUCCCU 當(dāng)氣隙放電時(shí)，當(dāng)氣隙放電時(shí)，試品兩端電壓下降試品兩端電壓下降u，相當(dāng)于試品放，相當(dāng)于試品放電電荷，則電電荷，則rsbrsbabbaabaUUCUUCCCCCUCCq視在放電量視在放電量CaFCgCbZU+-rbgbqCCCqbgCC視在放電量與真實(shí)放電量相比：視在放電量與真實(shí)放電量相比：衡量局部放電強(qiáng)度的參數(shù)還有：衡量局部放電強(qiáng)度的參數(shù)還有：1. 放電重復(fù)率（放電重復(fù)率（N）2、放電能量（、放電能量（W）3、平均放電電流、平均放電電流4、平均放電功率、平均放電功率二、局部放電檢測(cè)方法二、局部放電檢測(cè)方法1、非電檢測(cè)法、非電檢測(cè)法（1）超聲波法）超聲波法（2）化學(xué)分析法）化學(xué)分析法（3）光學(xué)分析法）光學(xué)分析法2、電氣檢測(cè)法、電氣檢測(cè)法（1）直接法）直接法 測(cè)量局部放電通常采用測(cè)量局部放電通常采用脈沖電流法脈沖電流法，分為，分為直接法和平衡法直接法和平衡法 A、并聯(lián)法、并聯(lián)法 并聯(lián)法適用并聯(lián)法適用于被試品一端接于被試品一端接