西南交通大学电气设备状态监测期末复习

1、.第一章1、 电介质的定义电介质是指在电场作用能产生极化的一切物质。广义上说来，电介质不仅包括绝缘材料，而且包括各种功能材料，如压电、热释电、光电、铁电等材料。2、 电介质的分类方法（1）根据正负电荷在分子中的分布特性，可把电介质分为三类：非极性电介质极性电介质离子型。（2）根据实际应用情况，按照电介质的凝聚形态，可将其分为四种基本类型：固体电介质、液体电介质、气体电介质、真空绝缘3、不同类型电介质在绝缘特性上的差异4、 常用的气体、液体、固体电介质的特点及其适用场合液体电介质又称绝缘油，在常温下为液态，在电气设备中起绝缘、传热、浸渍及填充作用， （特点）：流动性，击穿后有自愈性，电气强度比气

2、体的高，用液体电介质制造的高压电气设备体积小，节省材料，液体电介质可燃，易氧化变质，产生水分、酸、油泥等导致电气性能变坏。（适用场合）：主要用在变压器、油断路器、电容器和电缆等电气设备中。气体电介质应具有绝缘强度高、化学及热稳定性好、对结构材料的腐蚀作用很小、不燃、不爆、液化温度低、热导率高、在电弧条件下耐分解、不产生有毒及腐蚀性分子等特性。 此外，还要求成本低，净化维护方便。真空绝缘 （特点）：采用真空作为开关灭弧介质，成本低、维修费用低、无爆炸危险，另外，由于灭弧室具有高真空度，空气分子十分稀薄，真空间隙的绝缘强度比常温下的空气和SF6高得多。（适用场合）：主要应用于中压开关设备上，具有优

3、良的绝缘性能和灭弧性能。5、 SF6气体在电气绝缘领域的应用及其优缺点 SF6气体综合性能优异，具有很高的绝缘强度和灭弧性能，广泛应用于高压断路器、电容器、电缆、变压器及气体绝缘变电站(GIS)放电后的分解对含Si02的陶瓷和玻璃等无机材料有强的腐蚀性；密度大，在检修充SF6电气设备时易引起工作人员窒息；价格较贵。6、 电气设备对不同电介质的具体要求液体介质的要求：（1）电气性能好，例如绝缘强度高、电阻率高、介质损耗及介电常数小（电容器则要求介电常数高）（2）散热及流动性好，即粘度低、导热好、物理及化学性质稳定、不易燃、无毒及其它一些特殊要求.对气体电介质的要求应具有绝缘强度高、化学及热稳定性

4、好、对结构材料的腐蚀作用很小、不燃、不爆、液化温度低、热导率高、在电弧条件下耐分解、不产生有毒及腐蚀性分子等特性。此外，还要求成本低，净化维护方便。7、 为什么要用组合绝缘结构 8、典型的电气设备组合绝缘有那些；.第二章1.介电常数的定义及其物理意义；介电常数亦称为电容率，是描述电介质极化的宏观参数。是表示绝缘能力特性的一个系数，以字母表示，单位为法/米 . 它是一个在电的位移和电场强度之间存在的比例常量。2.相对介电常数的定义；相对介电常数，表征介质材料的介电性质或极化性质的物理参数。其值等于以预测材料为介质与以真空为介质制成的同尺寸电容器电容量之比.3.电介质极化的宏观与微观参数的关系；P

5、 = N, N电介质单位体积中的分子数,P 电介质极化强度, 感应偶极矩为, 比例常数 称为分子极化率4.宏观电场强度与有效电场强度，不同电介质的有效电场强度及介电常数。电介质的宏观电场强度 E,是指极板上的自由电荷以及电介质中所有极化分子形成的偶极矩共同在该点产生的场强。电介质的有效场强 E i , 是指极板上的自由电荷以及除某极化分子以外其它极化分子形成的偶极矩共同在该分子产生的场强。洛伦兹（Lorentz）首先对有效电场作了近似计算。5. 电介质极化的定义及极化强度；置于电场中的电介质，沿电场方向产生偶极距，在电介质表面产生束缚电荷的现象称为电介质的极化.极化强度 P定义为电介质单位体积

6、内电偶极矩向量和 ，即极化强度是表征电介质在电场作用下极化程度的向量。6.交变电场下电介质的极化过程；7.吸收电流的形成。充电时随时间增长的电荷(Q2-Q1)称为介质的吸收电荷，它是介质松弛极化所引起的积聚电荷Qr，所以它相应产生松弛极化电流。这部分电流只是当电压发生变化时才存在它是时间的函数，并随时间的增长而减小，最后降至零，故又称为介质的吸收电流。8.电介质宏观参数和微观参数之间的关系。?9.对比分析气体、液体、固体损耗的形成及其特点。(1) 气体分子之间的距离很大，所以分子间的互相作用可以忽略，因此无论是电子位移极化还是偶极子的转向极化都基本上不会引起损耗；在没有引起放电的情况下，气体介

7、质只有电导损耗，由其直流电导率决定（2）液体电介质极性液体电介质极性分子在粘性媒质中作热运动，在交变电场作用下，电场力矩将使极性分子作趋向于外场方向的转动，在定向转动过程中，因摩擦发热而引起能量的损耗。极性液体介质的介质损耗与粘度有关。 粘度相当大，分子极化跟不上电场的变化，松弛损耗甚微； 粘度很小，分子定向转动时无摩擦，松弛损耗都甚微 ； 中等粘度下，松弛损耗显著，在某一粘度下出现极值；粘度决定了松弛过程，粘度愈大，反常色散频率愈低。2固体有机电介质非极性有机介质在外电场作用下只有电子位移极化，介质损耗主要由杂质电导引起。电导率一般很小，tan 的值也很小，被广泛用做工频和高频绝缘材料。极性

8、有机介质 在软化范围内 不随温度升高而增大，反而是减小，同时出现 tan 最大值。这类介质的损耗，主要决定于极性基的松弛损耗，在高频下的损耗也很大，不能作为高频介质应用。10.相对介电常数、介质损耗角正切的定义及测量原理，测量结果的影响因素。相对介电常数见上，介电损耗角正切，表征电介质材料在施加电场后介质损耗大小的物理量，以tan来表示，是介电损耗角。绝缘材料的相对介电常数与损耗角正切的测量方法分为两大类：电桥法谐振法，电桥法用于低频测量，谐振法用于高频测量。电桥法测试原理：把试样作为一个桥臂，其它三个桥臂的阻抗已知，调节电桥达到平衡，根据平衡条件，求出试样的并联等效电容与电阻，从而计算出试样

9、的相对介电常数和损耗角正切。谐振法当测量频率增高至上kHz时，对于绝缘材料的相对介电常数与介质损耗角正切的测量，广泛使用谐法。工作原理接入试样除去试样，二次谐振下测频率与L都不变,总电容不变。C x = C 2 C1测量结果的影响因素测量频率测量应在绝缘材料所使用的频率下进行，如果材料在较宽的频率范围内应用，则应在一定频率范围内测量数次。测量电压测量绝缘材料的相对介电常数与损耗角正切时，必须注意所加电压，不使材料内部或表面发生电离。温度损耗角正切的温度系数视测量频率相对于松弛频率的关系或正或负。夹层极化的松弛频率通常低于1Hz，相应的损耗角正切的温度系数在通常的测量频率下是正的。湿度增加夹层极

10、化；增加了相对介电常数和损耗角正切；增加了直流电导。其它因素，例如气候、浸水、老化等，都会影响11.分析极化与介质损耗之间的关系。介质损耗：绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗第三章电导的基本概念:电介质并非理想绝缘体，在电场作用下均有一定的电流通过，此为电介质的电导。表示方法:一般用电阻率或电导率来表示:在含有m种载流子导电的情况下，电介质的电导率可表示为：电导率受那些微观参数的影响:物质的导电性与其凝聚状态及组成结构有关；决定物质导电性强弱的微观参数是载流子的浓度和迁移率的大小：金属、半导体和绝缘体的能带结构电导的分类及其特点:按导电载流子种类，电

11、介质的电导可分为：电子电导（包括空穴电导）离子电导 胶粒电导气体介质的电导:液体介质的电导:液体介质的电导按载流子的不同可分为离子电导，胶粒电导和电子电导三种。特点：胶体溶液中胶粒相对于液体的电位U0一般是恒定的（约为0.050.07V），在电场作用下定向的迁移构成“电泳电导”。液体电介质在强电场下的电导具有电子碰撞电离的特点。固体介质的电导:固体电介质的电导按导电载流子种类可分为离子电导和电子电导两种。在弱电场中，主要是离子电导.电阻率:体积电阻率是绝缘体内的直流电场强度与体积内部泄漏电流密度之比。表面电阻率是绝缘体表面层的直流电场强度与通过表面层的电流线密度之比绝缘材料的电阻率一般指体积电

12、阻率。电阻率与微电流的定义及测量原理:测量结果的影响因素:温度、湿度、电场强度、辐射的影响、放电时间电阻率和微电流的测试方法：数字式兆欧表1：断开被试品的电源，拆除或断开较大的被试品更应充分充电。2;用干燥清洁柔软的布擦去被试品表面的污垢；3：调试兆欧表的零点和无穷处；4：驱动兆欧表表达额定转速，待指针稳定后，读取绝缘电阻 的数值；5：测量吸收比或极化指数时，先驱动兆欧表达额定转速，待指针指到无穷大，用绝缘工具将火线立即接至被试品上，同时记录时间，分别读取15s和60s或10min时的绝缘电阻；6：读取数值后，先断开接至被试品的火线，然后再将兆欧表停止运转；7：在湿度较大的条件下进行测量，可在

13、被试品表面加等电位屏蔽8：若测得的绝缘电阻值过低或三相不平衡时，应进行解体试验，查明绝缘不良部分。第四章电介质老化的影响因素老化的类型；热老化；热氧化老化，光老化，臭氧老化，化学老化，生物老化，疲劳，高能辐射老化，电老化老化的检测和诊断方法：色谱分析法；波谱分析法；热分析法；显微分析；介电谱；TSC ；质谱分析法；电子顺磁共振分析；热老化的定义，热老化是材料在热等因素作用下，材料发生失重、相对分子质量降低、熔化、结晶度与交联度变化等过程从而使性能下降的现象。热老化的机理，热作用下的降解，在单一老化因子热的作用下，高分子材料主要发生热降解反应。按主链是否断裂可分为三种形式 ：温度与绝缘寿命的关系

14、：通常情况下，温度增加，有机绝缘材料的耐放电性能降低，电老化寿命缩短电老化的分类局部放电（电晕放电）老化电弧放电老化和电痕化老化树枝化老局部放电（电晕放电）老化，电晕放电对材料的作用：产生大量氢气 局部高温活性产物的老化作用，直接石墨化或生成无定形炭，产生气态产物而离开母体材料电弧放电老化：主要因素是高温、燃烧，使材料分解、炭化；在电弧放电过程中，先生成不完全燃烧的中间产物或有机半导体，然后进一步生成导电能力强的有机半导体；电痕化老化，：绝缘材料在户外或在其它有污秽的环境中工作时，在沿面电场和表面污秽的联合作用下，表面逐渐形成导电痕迹的老化树枝化老化的形成及特点：（1）电树枝化老化的过程：绝缘

15、中存在尖端电极在施加电压后，在尖端处发生电场局部集中现象，并从该尖端长出树枝状痕迹，最后发展到击穿。电树枝的诱发因素：尖端无气隙时，是从尖端注入载流子或尖端附近局部电击穿，当尖端存在气隙时，可能与气隙放电有关（2）水树枝化水树枝是在电场和水联合作用下在高分子电介质中所产生的树枝状痕迹。水树枝诱发后，往往由它进一步发展为电树枝直至击穿高分子电介质在某些化学物质（例如H2S）与电场联合作用下也能产生树枝，称为化学树枝特殊环境中老化的影响因素及其作用1.高能辐照老化高能辐照包括电磁辐照（X射照， 射线），粒子，(质子、氘子， 粒子及中子)射线，高能辐照能量达102108eV,对聚合物最重要的作用是裂

16、解和交联2. 微生物老化微生物引起的发霉现象比较普遍，影响也大。微生物通过酶对材料作用，防止的办法是加入各种防霉剂破坏微生物的细胞构造或酶的活性，起到杀死或抑制的目的3.绝缘材料的疲劳，疲劳，是多次重复施加应力或应变后，力学性能降低甚至丧失的现象，在机械力作用下，聚合物疲劳的原因中，最重要的是机械降解作用产生大游离基。由于机械降解作用中也产生游离基，因此许多防老剂也可作为防疲劳剂。第五章电介质击穿的定义 在强电场作用下，电介质丧失电绝缘能力的现象。气体电介质的击穿机理和击穿过程正常气体中的载流子在外电场的作用下迁移，形成电流；电流随电压增加而增加；电离产生的载流子来不及符合，全部到达电极；气体

17、中出现碰撞电离，载流子浓度增大，电流不再保持恒定而迅速上升；载流子数剧增，气体中的电流无限增大；气体由绝缘转台变为良导体，从而丧失绝缘性能。均匀电场中的气体击穿气体击穿的汤逊理论和流注理论。气体击穿的汤逊理论：形成电子崩，由碰撞电力产生大量的电子，是非自持放电；气体击穿的流注理论：形成电子崩，当电子崩发展到足够程度后，电子崩中出现了大量的空间电荷，电场明显畸变，是自持放电。不均匀电场中的气体击穿极不均匀（针板间隙）：电晕放电是极不均匀电场所持有的一种自持放电形式，在电压还不足以导致击穿前，大曲率电极电场做强处已发展起相当剧烈的电离现象，大量空间电荷的积累使间隙中的电场畸变；随着电压的升高，针极

18、附近形成电晕。液体击穿的理论及机理高度纯净去液体电介质的击穿理论：1.碰撞电离开始作为击穿条件2.电子崩发展至一定大小作为击穿条件；含气纯净液体电介质的气泡击穿理论：1.热化气击穿2.电离气化击穿；工程纯液体电介质的杂质击穿。固体击穿的理论及机理热击穿：是由于电介质内部热不稳定过程所造成的，当固体电介质加上电场时，电介质中发生的损耗将引起发热，使介质温度升高，有瓦格纳热击穿理论；电击穿：是在较低温度下，采用了消除边缘效应的电极装置等严格控制条件下，进行击穿试验时所观察到的一种击穿现象，有本征电击穿理论和雪崩电击穿理论；不均匀电介质的击穿：有复合电介质的击穿，局部放电，聚合物电介质的树枝化击穿。

19、老化与击穿的关系电介质老化后，绝缘性能下降，使击穿更容易发生。第六章1聚合物绝缘材料的特性，绝缘纸、织物的浸胶和浸油及其对绝缘性能的影响:2常用的加聚物绝缘材料、缩聚物绝缘材料的主要电气、机械和热性等方面的性能及其在电气绝缘领域的用途。1.绝缘纸 :聚合物薄膜与绝缘纸比较，其抗撕裂性偏低，伸长率过大，耐油性较差，浸渍性很差。 电机槽绝缘、油纸电缆绝缘、电容器和变压器绝缘均以绝缘纸为基础。为了提高它的介电性能以满足高压电缆及其它高压电力设备的要求，正在发展合成纸、纤维与塑料薄膜复合纸等。2.织物的浸胶提高温度和真空度1浸胶后在胶的固化过程中，因为胶发生固化收缩， 相邻的气囊体积随之扩大，甚至产生

20、气体通道； 浸胶后开始升温，进入固化阶段，气囊因受热膨胀， 气体穿过未完全固化的胶而留下气体通道，给多相体 系留下吸潮的隐患。3.浸油 油纸绝缘的电容器或电缆的工作电场强度很高， 高真空干燥工序是浸油工艺所特有的，其真空度高达0.1332Pa，而且要求逐步提高真空度以控制单位时间蒸发量。有利于保持纸的实际温度，并且不会因高真空所产生的水分快速蒸发而损伤纤维。 浸油要求在高真空下进行，直到不再出现气泡 时才停止抽真空 。4.各种聚合物（加聚和缩聚）（1）加聚物绝缘材料1聚乙烯（PE） 聚乙烯在常温下呈半透明、乳白色蜡状，无毒、易燃。聚乙烯基本上是非极性，电性能优良。耐水、耐溶剂，常温下能耐化学腐

21、蚀，化学稳定性好；有一定的机械强度。低密度聚乙烯主要用作电缆绝缘材料和护套材料；高密度聚乙烯主要用于通信电缆。2聚丙烯（PP） 乳白色、密度较小，具有优异的介电性能；抗张强度、刚性以及耐环境应力开裂性等都较好。缺点：耐寒性差、耐热氧化及光氧化性能差。可制造成塑料、纤维和薄膜。表面经过粗化处理的聚丙烯薄膜是制造电力电容器的重要材料，聚丙烯也可用作电线电缆及通信电缆的绝缘材料。3聚氯乙烯（PVC） 极性较强，不能用于高频和高压绝缘，常用作中、低压电线电缆绝缘以及电缆的护层；PVC具有不延燃、耐酸等优点，可溶于有机溶剂。缺点：分子中含有不稳定的烯丙基氯结构；分子链刚性大，较难直接加工和应用。 4聚四

22、氟乙烯（PTFE） 由游离基聚合制得，外观为白色结晶粉末，分子对称性好，结晶度高。优点：具有优异的介电性能；耐热、耐寒性好；具有卓越的耐化学腐蚀性能；摩擦系数低；有自熄性。缺点：很难用通常热塑性塑料的成型方法进行加工，耐辐照性、耐电晕性以及黏附性都较差。 通常用于耐高温产品和低压、高频通信电缆绝缘。 5丁苯橡胶是当前产量最大的合成橡胶，可用于制造电线、电缆。与天然橡胶相比，丁苯橡胶的耐磨性、耐热性、耐臭氧性和耐老化性较好，但机械强度、耐寒性、弹性及黏结性较差（2）缩聚物绝缘材料1热塑性树脂( 单体f=2) ,属于线形聚合物，特点是可溶可熔 热固性树脂( 至少有一种单体f=3,4) ，最终产物是

23、体形聚合物，特点是不溶不熔1聚酯: （1）PET耐化学腐蚀和耐溶剂性好，但耐碱性较差，并 易水解（2）聚对苯二甲酸丁二酯（PBT） 热变形温度高，可在150空气中长期使用； 具有低吸湿性，可在潮湿环境下保持优良的电性； 加工性能好，可用作松套式光纤塑套。 （3）聚芳酯（U聚合物） l 突出的性能是耐高温（溶点高430，接近分解温度）；阻燃；模量高。 l 可作架空或地埋光缆的线芯加强材料，代替钢丝； 也可与环氧复合后作光缆的加强芯。 2聚酰胺 聚酰胺即尼龙（PA），主链上含有酰胺键，主要应用形式是纤维和塑料制品。 （1）聚酰胺-1010（PA1010） PA1010主要用作电器设备的支架、罩壳、

24、轴及在电线电缆中作护层。 （2）聚酰胺-12（PA12） PA12可作电工制品的零部件，电线电缆护层，也是光纤理想的塑套材料。 （3）聚芳酰胺 聚间苯二甲酰间苯二胺主要应用形式是纤维的薄膜， 3聚酰亚胺（PI） PI可用作电机和电缆的耐热绝缘衬垫和绕包材料，也常作为冷冻机内的电机绝缘及挠性印刷线路的基板。PI在电工中也常作为漆包线漆和浸渍漆应用。 4聚氨酯 热塑性聚氨酯弹性体耐磨、耐油，低温弹性好，可作油井及矿井的电缆护套，以及软质泡沫塑料。 而另一种缩聚体型聚氨酯用于制造硬质泡沫塑料和漆包线漆等。作为漆包线漆时，属E级绝缘。其突出的优点是直焊性和可染色性 第7章旋转电机在线监测与故障诊断7.

25、1 电机用绝缘材料电机高电压线圈所用的主绝缘材料是绝缘性、耐热性、解离性(结晶体沿一定的晶面易于破裂开)等性能良好的云母材料。线圈绝缘是由在纸、玻璃丝布、聚酯薄膜等材料之间加入薄薄的多层云母片，再在线圈槽中填充以环氧树脂等热固性树脂而构成的。电枢的线圈绝缘，A级绝缘是在线圈上使用了双层纱包线、漆包线、聚乙烯醇缩甲醛绝缘线等，槽中以清漆浸渍的纱棉、纸等材料进行绝缘。B级绝缘是用玻璃纤维、聚酯等包覆导体，槽中同时使用含有黏合剂的云母、玻璃纤维等绝缘材料。电机绝缘应用多种材料，主要有电磁线、绝缘漆、漆布、薄膜和云母制品等。1电磁线提高电磁线的电气与机械性能，改善其耐溶剂性、耐热性及减薄绝缘厚度，能在

26、很大程度上提高电机的槽满率。用以制成电机绕组的电磁线基本上可分为漆包线和绕包线两大类，此外还有无机绝缘电磁线。2绝缘漆按用途分为浸渍漆、覆盖漆、胶粘漆三种。绝缘漆由漆基(天然或合成树脂、沥青、干性油、纤维酯及其复合物等)、溶剂或稀释剂、辅助材料（催干剂、颜料、乳化剂、防霉剂等）三部分组成。（1） 浸渍漆用于浸渍电机绕组及纤维材料以提高绝缘的电气性能、导热性、耐热性、耐湿性以及绕组的整体性。要求浸渍漆有合适的粘度、固体含量大、粘结性好，不应对铜或其它材料有害，并具有快速干燥的能力.（2）覆盖漆涂在已浸渍过的绝缘表面，形成机械性能好、光滑、耐水的绝缘漆膜，增加防潮能力，防止气尘、脏污及化学活性物质

27、对绝缘的作用。（3）胶粘漆胶粘漆用以粘合各种绝缘材料3漆布、薄膜及其复合制品与漆布比较，薄膜具有耐电强度高、机械强度好和厚度小及节约棉布等优点。目前使用最普遍的是聚酯薄膜。它是聚对苯二甲酸乙二酯薄膜，具有很好的机械强度，尤其是边缘抗撕强度特别高，电气性能和耐潮性优良，工作温度范围也较宽，目前用于E级。4云母制品云母制品是电机绝缘中极重要的材料，特别是在高压电机中，按用途可分为云母带、云母板、云母箔三大类。（1）剥片云母有很好的电气性能、耐热、耐燃、化学稳定，很高的机械性能、很少吸水；薄片云母柔软并具有弹性。云母具有非常良好的耐电晕性，在高压电机绝缘中迄今尚无其它材料可与之比拟。（2）粉云母 目

28、前采用最多的是粉云母纸。（3）胶粘剂是影响云母制品质量的主要因素（4）片云母带（5）粉云母带7.2 电机的绝缘结构7.2.1 低压电机的绝缘结构低压电机主要指500伏以下、机座号13号以下、容量（功率）0.4180kW的同步电机、异步电机和专用电机。电机绕组的绝缘可分为主绝缘、匝间绝缘、股间绝缘和层间绝缘。低压电机的电压不高，决定绝缘结构的主要因素是槽形、嵌线方法、绝缘材料和绝缘工艺。（1）半闭口槽绝缘中小型电机的定子槽形视容量和电压及绕组型式而定。低压小型电机（功率在100kW以下）一般都采用半闭口槽，槽口宽度小于槽宽的一半，定子绕组由高强度聚酯漆包圆铜线或圆铝线绕成，经过槽口分散嵌入槽内.

29、功率10kW以下电机（15号机座）通常都是单层绕组，超过10kW时（69号机座）采用双层绕组。单层绕组常常具有各种形状的线圈，而双层绕组所有线圈一般具有同一形状和同一尺寸。（2）半开口槽绝缘功率在100kW以上的异步电动机和同步发电机的绕阻一般用高强度漆包扁铜线或扁铝线或玻璃丝包扁铜线，线圈放在半开口槽中，沿槽宽方向布置成双排.半开口定子绝缘结构（电压380V）开口槽增加了主磁路的磁阻，使电机的功率因数下降，故一般都采用半开口槽。我国中型低压电机中一般采用B级绝缘。（3）连续式绝缘定子线圈的全长均用绝缘带半叠绕套筒式绝缘可用柔软云母板或柔软玻璃云母板绕包槽部，A级和E级电机绝缘也可用聚酯薄膜代

30、替柔软云母板。套筒式绝缘的质量与直线部分长度有关，当长度不大于450毫米时能保证软套筒的质量很好。连续式绝缘则用两层或三层厚度为0.13或0.17毫米的云母带绕包，然后浸沥青胶7.2.2 高压电机的绝缘结构高压电机一般系指额定电压在6kV和以上的交流发电机和电动机，容量在1000kW以上者为大型，1001000kW者为中型。 大电机的发展，除改进导磁材料是一个重要方面外，主要依靠两个方面：采用导体直接冷却（如强迫氢冷或水冷）以及采用新型绝缘材料。 在电机制造中，当额定电压升高时，绝缘所需的费用约占全部材料费用1/31/2。7.2.3 电机线圈的匝间绝缘 绝缘隐患： 过电压； 绝缘层与层之间缺陷

31、重合； 在制造和运行中缺少有效的试验方法剔除所有匝间绝缘存在缺陷的线圈。 作用在电机匝间绝缘上的过电压取决于： 达电机上过电压的波形和幅值； 元件的匝数、元件数、绕组长度； 电动机接入时产生的脉冲性质的操作过电压与幅值为二倍相电压或1.2Un的陡波脉冲等效 实际上匝间最大过电压幅值很少超过2kV，而且只是入端的35个元件经受较高的过电压。当波首比较平坦时（5us），沿元件的电压分布比较匀。要降低入侵波的陡度，可在安装保护电容器。 研究表明，一般400V到6kV电动机的正常匝间绝缘耐电强度最小值均大于2kV，或者接近相电压，运行中击穿的原因主要是由于匝间绝缘制造上存在缺陷。7.3 电机的绝缘诊断

32、方法7.3.1 常用的绝缘诊断技术旋转电机绝缘劣化的主体是绝缘层中气隙的产生与扩大。旦气隙产生以后,就会引起局部放电,最后导致绝缘击穿。高压旋转电机定子线圈的绝缘老化的诊断方法,有外观目测检查法和电气特性评价试验法等。1. 外观目测检查外观目测检查是确认绝缘表面是否发生损伤、剥落等异常情况7.3.2 其他的绝缘诊断方法1根据敲打声音的诊断法将现场得到的声音与计算机中事先做好的绝缘层剥落状态下的声音频谱模式进行对照，即可了解绝缘层的剥落情况。2对发电机内的化学物质进行分析的诊断法 GCM法 气相色谱分析法3运行中的绝缘诊断主要有在线局部放电测试法等用耦合电容器从导线上进行检测、用天线检测局部放电

33、电磁波法，用事先设置好的测温RTD(电阻温度计)进行检测等。发电机绝缘的在线监测装置常根据响应带宽将其区分为窄带装置和宽带装置两种： 窄带装置（带宽通常为几十kHz ） 选择性好，抗干扰性能高； 这类装置的中心频率难以设定，不能满足各种现场条件下的抗干扰要求； 信号的频率成分和能量过分丧失，获得的信息少。宽带装置宽带装置的缺点是容易引入外界的干扰，但如果利用现代数字滤波和模式识别技术，就可以有效地排除干扰。宽带装置优点 结合现代数字信号处理技术，测得局部放电的各种特征量； 可对信号进行时域和频域的联合分析，产生-q-n（：放电对应的工频相位，q：放电量，n：放电次数）特征谱图； 可对放电的类型

34、自动进行识别； 能提供局部放电的累计值统计曲线，对发电机定子绕组进行绝缘老化跟踪。数字化故障放电在线监测系统的软件按功能分主要有系统控制软件；系统菜单软件；数据采集、处理软件；结果显示软件第八章油浸式变压器用绝缘材料及其性能，1变压器油：最基本的绝缘材料，充满整个变压器油箱，起绝缘和散热两种重要作用2.绝缘纸和纸板，绝缘纸和纸板的品种有电容器纸、电缆纸、电话纸、卷绕纸、浸渍纸、绝缘纸板和钢纸（板和管）3油纸绝缘，油与纸结合使用性能非常良好。这是两种最常见和最经济的绝缘材料，其组合具有极高的耐电强度。4. 其它的绝缘材料还有漆布或带绝缘漆、玻璃丝或石棉电瓷。油纸绝缘的性能；见上面3变压器的绝缘结

35、构及其分类变压器绝缘老化的影响因素及其对绝缘老化的影响；变压器绝缘老化的诊断方法：1油中气体分析如果变压器的内部发生局部过热或局部放电，由于绝缘纸的分解、绝缘油的氧化，分解气体将溶入油中。过热或放电都会产生其特征气体。只要检测出这类气体，就能诊断变压器的老化程度。2绝缘纸的平均聚合度变压器的寿命决定于振动和外电路短路时加在线圈上机械力和绝缘纸的老化破坏，判定变压器老化程度的绝缘纸的平均聚合度有各种各样的评价标准量绝缘纸的老化诊断方法，根据绝缘纸的平均聚合度分析变压器油的老化诊断方法，总酸度值、水分含量、绝缘击穿电压、体积电阻率等 变压器本体的老化诊断方法。测定绝缘电阻，测定介质损耗角正切，局部

36、放电测量变压器油中溶解气体的产生原理，如果变压器的内部发生局部过热或局部放电，由于绝缘纸的分解、绝缘油的氧化，分解气体将溶入油中。油中溶解特征气体与故障类型之间的关系，油中溶解气体分析判断的主要方法是阈值诊断，即将监测到的各气体组分的浓度和国家标准规定的主意值作对比，不同性质的故障所产生的油中溶解气体的组分是不同的，据此可判断故障的类型油中溶解气体的色谱分析步骤及方法。 1.取油样；2.油中溶解气体脱离；（1）溶解平衡法；（2）真空法3. 气相色谱仪分析气体。4. 数据处理。变压器油中溶解气体在线监测方法，油中气体分析与故障诊断：是否存在故障判断，油中溶解气体分析判断的主要方法是阈值诊断，即将

37、监测到的各气体组分的浓度和国家标准规定的主意值作对比，当油中溶解气体组分超过主意值时，应和历史数据比较，确定气体浓度有无突然增长，从而确定是否有故障故障严重程度的判断，根据气体的组分，含量以及残生速率判断故障性质的判断。不同性质的故障所产生的油中溶解气体的组分是不同的，据此可判断故障的类型变压器局部放电的在线监测：脉冲电流法及声测法的监测原理及关键技术。变压器油中溶解气体分析与局部放电在线监测的特点对比分析。第九章 电力电缆1. 电缆用绝缘材料，XLPE电缆的绝缘结构及各部分的作用。2. 电缆绝缘劣化的影响因素、主要形式，老化过程及其机理。3. 电力电缆的绝缘老化的离线诊断方法及其特点，各种方

38、法的区别和适用性。4电力电缆在线监测的原理、方法及老化的判断标准。1. 答：1）交联聚乙烯（XLPE）电缆的绝缘层是用塑料挤出的一个完整的绝缘体。以交联聚乙烯为主绝缘、聚氯乙烯为外护层的电力电缆。2）通常电力电缆是由导电线芯、绝缘、护套、屏蔽层、铠装等几部分组成。3）电力电缆的导电线芯常用铜或铝；电缆的绝缘和护套常用有机绝缘材料，如粘性油纸、橡胶、塑料、交联聚乙烯等，对于更高电压等级的电缆，可以采用充油或充气绝缘；电缆的屏蔽层常采用半导电材料，同时避免线芯及外包金属屏蔽处的气隙处于电场作用下，在电缆中起到均匀电场的作用；电缆的铠装是为了保护电缆的绝缘免受外力的损伤，常用钢带、钢丝、铅套、铝套等

39、作电力电缆的铠装。2. 答：3. 答：离线诊断法包括： 1绝缘电阻测试法辅助性的测量方法器材：绝缘电阻计（兆欧表）方法：XLPE电缆绝缘电阻的测量，是测定各线芯导体与屏蔽层间的绝缘电阻。 2直流漏电流法1）测量原理直流漏电流测量法：给电缆加上直流电压，测定吸收电流和漏电流，根据漏电流的绝对值以及时间特性曲线的特异点等，来判断电缆是否发生老化。 3介质损耗角正切的测定给电介质加上交流电压时，电介质将等价为C和R的并联电路，介质损耗角正切表示为下式： 在XLPE电缆的tan测定中，更多的是为了检查屏蔽铜带的腐蚀等构造上的缺陷。4电位衰减法给电缆施加直流电压（6.6kV级施加电压5kV）后，断开电源

40、，由于电缆绝缘体的绝缘电阻的作用，导体与屏蔽层之间的电位差将衰减。特点: 1.优点是测量装置简便2.容易受到端部污损以及测定时湿度的影响5残余电压法对已老化的电缆加上直流电压(1kV/mm，10min),然后线芯接地，进行放电，经过一定时间在导体与屏蔽层之间将再产生电压。称此电压为残余电压。特点：1.优点：测量方法简便，不受外部噪声的影响；2.特别注意电缆的端部污损以及吸湿6.逆吸收电流法对电缆施加直流电压后，检测导体短路时的电流作为逆吸收电流。7残余电荷法残余电荷法是对电缆施加直流电压，线芯接地后再施加交流电压，测量叠加交流后流过的过渡直流电流（残余电荷）的方法。8直流偏压法4. 在线诊断法

41、1直流叠加法从变电所接地变压器(GPT)的中性点处将50V直流接入电路，在测量电缆的屏蔽层测量直流电流，并换算成相应的绝缘电阻来表示电桥法（叠加直流）2直流分量法优点：不需要专门电源装置、不接触高电压部分即能进行测量； 缺点：被测电流值小、容易受杂散电流与护层绝缘电阻的影响3. 电桥法（叠加直流）测量判定标准如下：A（良好）：3000M以上B（需注意）：30M以上，但小于3000MC（不良）：小于30M4.在线tan法在线tan法中，不需要特殊的高压电源装置，可以直接应用前述停止运行情况下的判定标准。同时必须注意电缆构造的影响。5低频叠加法在电缆上施加低频电压（7.5Hz，20V），从接地端检

42、测出的低频电流中分离出与电压同相的有功电流分量，然后求得绝缘电阻，据以判定老化程度。判定标准如下：A（良好）：1000M以上B（需注意）：400M以上1000M以下C（不良）：400M以下6交流叠加法交流叠加法是将工频的2倍+1Hz的50V电压叠加于电缆屏蔽层，以得到针对于其中1Hz的劣化信息的方法。判定标准：流过的1Hz电流在10nA以上时定为不良。7接地线电流法接地线电流法是根据XLPE电缆伴随水树枝老化会出现电容量以及tan增加的倾向，在接地线端进行电流测量的方法。8脉动检测法脉动检测法利用商用电源存在有电压波动，从接地线电流中除去商用频率的成分后，通过共振放大而得到1Hz老化信号的一种

43、方法。9损耗电流法损耗电流法是从电缆的接地线电流中抽取出损耗电流，再由这一电流中含有的高频成分检出水树枝老化信息的方法。原理上利用这种方法，可以检测未贯穿水树枝。10高压XLPE电缆的绝缘诊断对11kV以上的高压XLPE电缆，与6.6kV级相比，22kV级绝缘击穿事故的次数在1/10以下，而且因水树枝引起的事故率也很低。老化判定标准：第十章绝缘子的分类1 绝缘子按形状分类：悬式、棒式、针式、线路柱式、 支柱、拉紧式、瓷套2绝缘子按材料分类:瓷绝缘子、玻璃绝缘子、树脂绝缘子瓷绝缘子、玻璃绝缘子、硅橡胶绝缘子的特点瓷绝缘子有相当良好的电气、机械性能、耐电晕和耐弧性能、化学稳定性和老化性能； 能较好

44、地承受大气中各种不利条件的作用； 原料的普遍和成本低廉更是它的重要优点。玻璃绝缘子机械强度高，; 性能稳定不易老化。生产工序少，生产周期短，便于机械化、自动化生产，生产效率高。由于玻璃绝缘子的透明性，在进行外部检查时很容易发现细小的裂缝及各种内部缺陷或损伤。绝缘子的玻璃本体如有各种缺陷时，玻璃本体会自动破碎，称为“自破”。玻璃绝缘子的重量轻。由于制造工艺等原因，玻璃绝缘子的“自破”率较高，这是玻璃绝缘子的致命缺点。树脂绝缘子有重量轻、体积小、不易破碎、高抗拉强度，污秽性能强的特点。绝缘子用绝缘材料及其性能。1高压电瓷有相当良好的电气、机械性能、耐电晕和耐弧性能、化学稳定性和老化性能； 能较好地

45、承受大气中各种不利条件的作用； 原料的普遍和成本低廉更是它的重要优点。2其他绝缘子材料玻璃 机械强度高，; 性能稳定不易老化。生产工序少，生产周期短，便于机械化、自动化生产，生产效率高。由于玻璃绝缘子的透明性，在进行外部检查时很容易发现细小的裂缝及各种内部缺陷或损伤。绝缘子的玻璃本体如有各种缺陷时，玻璃本体会自动破碎，称为“自破”。玻璃绝缘子的重量轻。由于制造工艺等原因，玻璃绝缘子的“自破”率较高，这是玻璃绝缘子的致命缺点。塑料如环氧树脂有重量轻、体积小、不易破碎、高抗拉强度，污秽性能强的特点3金属材料金属附件一般常用普通铸铁（如法兰、端盖），可锻铸铁（如悬式绝缘子的铁帽），低碳钢（如钢脚）。

46、目前大量采用铝导体穿墙套管。4胶装材料和其他材料胶装材料一般采用不低于500号的硅酸盐水泥； 沥青常用于水泥胶装的缓冲层和防潮层； 在套管装配中密封材料用耐油橡皮。电容式套管及其绝缘结构。电容式套管的结构具有内绝缘和外绝缘： 内绝缘或称主绝缘，为一圆柱形电容芯子， 外绝缘为瓷套。瓷套的中部有供安装用的金属连接套筒，或称法兰。套管头部有供油量变化的金属容器称为油枕。套管内部抽真空并充满矿物油。电容式套管按其内绝缘材料不同可以分为胶纸电容式套管（简称胶纸套管）和油浸纸电容式套管（简称油纸套管）。电容式套管的监测参量及其与运行状态之间的关系。1绝缘子电压分布测量低值绝缘子：绝缘子击穿电压小于沿面干闪

47、电压零值绝缘子：低值绝缘子的内部击穿电压为零绝缘子和套管的预防性试验的原理、方法；绝缘子在线检测的原理与方法。短路叉法是依靠单片绝缘子短路时所发出的火花及放电声音来检测不良绝缘子的。测试结果受周围环境背景噪声影响很大,且因测试人员的判断不同而异。火花间隙法是用可调间隙来测量每片绝缘子上的电压,主要缺点是读数分散性大。两种方法最主要的优点是测试设备原理简单、操作方便;最大的缺点是准确度低,且都要登杆登塔,因而劳动强度大、危险性高。光电检测杆法光电检测杆法是随着纤技术的发展而产生的。主要原理是将高压探头上的感应电压经光电转换变成光信号,经绝缘杆内部的光纤传到低压侧,经处理后以数字形式显示出来。其优

48、点是测量危险性小、绝缘子串电压分布能够直观地测量出来,不足之处仍需到现场逐个进行测量,且需登杆登塔。声脉冲检测法声脉冲检测法的主要原理是某片绝缘子上电压通过两个探头组成的回路对电容器充电,然后经放电管和扬声器放电,扬声器发出声波的频率及发声间隔随两个探头之间电压变化而变化,因此根据测量扬声器所发出的声脉冲周期及频率来检测沿绝缘子的电压分布。红外热像仪检测法不良绝缘子与良好绝缘子的表面温度存在差异，尽管这种差异很小，但应用红外热像仪可以将绝缘子表面的温度分布直观、形象的热像图显示出来,正常运行中，不良绝缘子由于电压低于正常绝缘子，导致不良不良绝缘子的表面温度低于正常绝缘子，利用红外热像仪可以测量出这种温度差异。被测物体辐射能量高低(温度大小)通过先进的红外探测器在仪器内部感应而形成热分布图像,能量辐射(温度)高的部分图像就亮,反之则稍暗。红外图像即是对温度灵敏的图像,红外图像的亮暗直接反应出物体温度的高低,两者成递增比例关系。凭借成像的明亮并配以两者递增比例关系公式计算,就能诊断出物体温度的高低,从而判断电力运行设备是否有缺陷问题。电容式套管介质损耗角正切在线检测套管劣化、受潮等都会导致其介质损耗角正切的增加，根据介质损耗角正切的变化可以较灵反映出绝缘的劣化和其他某些局部缺陷。测量套管的介质损耗角正切采用QS1型西林电