电气绝缘测试技术专题_绝缘电阻测量

1、 第一部分 电气绝缘测试技术基础 1、电阻与微电流测量 2、介电常数和介质损耗因数测量 3、介电谱测量技术 4、空间电荷测量 第二部分 电气绝缘在线监测与诊断技术 1、电气诊断概论 2、传感与抗干扰技术 3、数据采集与处理 4、电力电缆在线监测 5、电容性绝缘在线监测 6、电力变压器在线检测 课程内容 第一部分第一部分电气绝缘测试技术基础电气绝缘测试技术基础 绪绪 论论 电气绝缘测试 高电压或强电场电工、电子产品在研究、设计、制造和运行中， 绝缘性能的测试。其目的可概括如下： 1）科学研究工作 研究介电性能（传统四大参数或、r、tan和Eb）与材料 组份、微观结构的关系。 2）工程领域（绝缘材

2、料、电气设备制造业、电子器件制造业） 产品开发和设计时，模型实验中绝缘性能的测试；制造过程中， 材料、半成品和成品绝缘性能的测试判断产品合格与否；电力系统电 气设备运行过程中，绝缘状态的检测和监测判断设备的运行状态是否 满足运行要求及其可靠性等。 1）测试难度大 绝缘电阻10101017 ；直流微电流小到1016A；工频高电压可 达1000kV以上；局部放电电脉冲信号小到V级；损耗因素小到105 （相当时间测试小到108秒）。 3）影响因素复杂，分散性大 2）有些测量参数有别于一般电气量 如：空间电荷、局部放电视在放电量、寿命实验和可靠性实验 等。 1.1 绝缘电阻与电阻率 式中：R绝缘电阻（

3、） U直流电压（V） I泄漏电流（A） 一、定义 ：施加于绝缘体上两导体之间的直流电压与流过绝缘 体的泄露电流（稳态）之比，即： I U R ：体积电阻和表面电阻 体积电阻 施加于绝缘体上两导体之间的 直流电压与流过绝缘体的内部泄漏 电流之比，即： V VV I U A h R V V V V J E AI hU / / SV SV RR RR R h绝缘体厚度(m) A电极面积(m2) EV绝缘体内电场强度(V/m) JV绝缘体内电流密度(A/m2) V 体积电阻率(m) 表面电阻 施加于绝缘体上两导体之间 的直流电压与流过绝缘体的表面 泄漏电流之比，即： S SS I U l d R d

4、导体间距离(m); L 导体的长度(m); Es 表面电场强度(V/m); A 电流线密度(A/m); s 表面电阻率() a E lI du S S S / / （1）温度 在绝缘材料中，导电主要为离子迁移。 kT A V e nfq KT 22 6 式中： n 离子浓度(离子数/m3) F 离子振动频率(Hz) q 离子所带电荷量(C) 离子每次迁移距离(m) A 离子迁移活化能(J) T 热力学温度(k) K 玻耳兹曼常数(J/K) （2）湿度 绝缘材料吸湿后，电阻率要明显下降。 （3）电场强度 在电场不高时，电阻率几乎与电场强度无关。当电场强 度很高时，电子电导起明显作用，此时电导随电

5、场率度增高 而明显增加。同时，当电压升高时，绝缘体中的某些缺陷， 如裂纹或气泡将产生放电，绝缘电阻也会有所下降。 22 22222 24 1 6TK Eq e KT nfq kT A （4）辐照的影响 绝缘材料在辐照条件下，绝缘电阻率会明显下降。 试验前预处理 为消除由于试样在试验之前所经历的环境条件不同而造 成试验结果的偏差,试样在试验之前要做预处理。在温度为 （232）C、相对温度为505%条件下处理24小时。 1.2 试样与电极 试样厚度：不超过4mm 方形板材：边长50mm或100mm 圆形板材：直径50mm或100mm 管状试样： 50mm或100mm 一、试样 二、电极系统 电极系

6、统：二电极和三电极两种 二电极：无法将体积电流和表面电流分开； 三电极：可分别测量体积电阻和表面电阻。 平板试样 管状试样 银漆、金属喷涂、金属箔电极、导电橡皮电极、导电液体电极 1.3 直测法测量绝缘电阻 适用于： 灵敏度要求不高 的场合，测量范 置0100M。 电压等级： 500V、1000V、 2500V IUR/ 电压范围：1001000V 检测电流：1010A/mm 检测电阻：1012。 检测电流：1010A 检测电阻：1014。 P N x x I SUR I U R 1.4 比较法测量测量绝缘电阻 A B Nx R R RR 优点：可测电阻1014、量程广，准确度高。 缺点：操作麻烦 1.5 充放电法测量绝缘电阻 tUCI x / 00 00C U Ut I U R x x )( 21 1 UUC tU R x x 1.6 测量误差