电气设备的高压试验技术

1、丹江口水力发电厂冲击高压试验直流高压试验工频电压试验破坏性试验局部放电测量介质损耗测量泄漏电流测量绝缘电阻测量非破坏性试验电气设备试验一、绝缘电阻试验使用范围一、绝缘电阻试验使用范围 绝缘电阻试验是电气设备绝缘试验中一种最简单、最常用的试验方法绝缘电阻试验是电气设备绝缘试验中一种最简单、最常用的试验方法。当电气设备绝缘受潮，绝缘击穿。当电气设备绝缘受潮，绝缘击穿, 表面变脏，留有表面放电或击穿痕迹表面变脏，留有表面放电或击穿痕迹时，其绝缘电阻会显著下降。根据绝缘等级的不同，测试要求的区别，常时，其绝缘电阻会显著下降。根据绝缘等级的不同，测试要求的区别，常采用的兆欧表输出电压有采用的兆欧表输出电

2、压有100v、250V、500V、1000V、2500V、5000V、10000V等。等。500V以下的设备，选用以下的设备，选用500V或或1000V的兆欧表的兆欧表.额定电压在额定电压在500V以上的设备，应选用以上的设备，应选用1000V或或2500V的兆欧表；对于绝缘子、母线等的兆欧表；对于绝缘子、母线等要选用要选用2500V或或3000V兆欧表兆欧表.绝缘电阻试验只适用于检测贯穿性缺陷和普绝缘电阻试验只适用于检测贯穿性缺陷和普遍性缺陷。遍性缺陷。二、绝缘电阻试验的主要参数及技术指标二、绝缘电阻试验的主要参数及技术指标 对于单一绝缘材料对于单一绝缘材料,测量绝缘电阻时测量绝缘电阻时,很

3、快达到稳定值很快达到稳定值.但电气设备的绝但电气设备的绝缘，大多是夹层绝缘缘，大多是夹层绝缘, 很多电气设备的绝缘都是多层的，例如电机绝缘中很多电气设备的绝缘都是多层的，例如电机绝缘中用的云母带，变压器等绝缘中用的油和纸，因此，在绝缘试验中不能等值用的云母带，变压器等绝缘中用的油和纸，因此，在绝缘试验中不能等值为单纯的电阻，其等值电路往往是电阻电容的混合电路为单纯的电阻，其等值电路往往是电阻电容的混合电路.在测量绝缘电阻过在测量绝缘电阻过程中程中,有电容充电过程和吸收现象发生有电容充电过程和吸收现象发生,需要较长时间才能达到稳定值需要较长时间才能达到稳定值. 如图如图1-1为电介质的一个简化等

4、值电路。为电介质的一个简化等值电路。 当合上开关当合上开关S将直流电压将直流电压U加到绝缘上后，等值电路中电流加到绝缘上后，等值电路中电流i的变化的变化如图如图1-2中曲线所示，开始电流很大，以后逐渐减小，最后趋近于一个中曲线所示，开始电流很大，以后逐渐减小，最后趋近于一个常数常数Ig； 图图1-2中曲线中曲线i和稳态电流和稳态电流Ig之间的面积为绝缘在充电过程中从电源之间的面积为绝缘在充电过程中从电源“吸收吸收”的电荷的电荷Qa。这种逐渐。这种逐渐“吸收吸收”电荷的现象就叫做电荷的现象就叫做“吸收现象吸收现象”。绝缘受潮后吸收比值降低。绝缘受潮后吸收比值降低. 在实际试验中，规程规定，只需测

5、量在实际试验中，规程规定，只需测量60s时的绝缘电阻值，即时的绝缘电阻值，即R60S的的值，当电容量特别大时，吸收现象特别明显，如大型发电机，可以采用值，当电容量特别大时，吸收现象特别明显，如大型发电机，可以采用10min时的绝缘电阻值。时的绝缘电阻值。 图1-1 电介质简化等值电路 图1-2吸收曲线及绝缘电阻变化曲线 gaciiii 在绝缘试验中，如不接屏蔽端子，测得的绝缘电阻是表面电阻和体积电在绝缘试验中，如不接屏蔽端子，测得的绝缘电阻是表面电阻和体积电阻的并联值，因为这时沿绝缘表面的泄漏电流同样流过兆欧表的测量回路。如阻的并联值，因为这时沿绝缘表面的泄漏电流同样流过兆欧表的测量回路。如果

6、在表面上缠上几匝裸铜线，并接到端子果在表面上缠上几匝裸铜线，并接到端子G上，则绝缘表面泄漏电流不流过兆上，则绝缘表面泄漏电流不流过兆欧表的测量回路，这时测得的结果便是消除了表面泄漏电流影响的真实的体积欧表的测量回路，这时测得的结果便是消除了表面泄漏电流影响的真实的体积电阻电阻.仪表仪表“G”端是将被测试品表面泄漏的电流旁路端是将被测试品表面泄漏的电流旁路.当测量电缆的绝缘电阻时当测量电缆的绝缘电阻时，为消除因表面漏电产生的误差，为消除因表面漏电产生的误差，“L”接线芯，接线芯，“E”接外壳，接外壳，“G”接线芯与接线芯与外壳之间的绝缘层。外壳之间的绝缘层。 1电缆金属铠装；2电缆绝缘；3导电芯

7、图13 绝缘电阻试验原理接线示意图四、绝缘电阻试验结果判断的基本方法 在绝缘电阻试验中，绝缘电阻的大小与绝缘材料的结构、体积有关，与所用的兆欧表的电压高低有关，还与大气条件有关，因此，不能简单的用绝缘电阻的大小或吸收比来判断绝缘的好坏。在排除了大气条件的影响后，所测绝缘电阻值和吸收比应与其出厂时的值比较，与历史数据相比较，与同批设备相比较，其变化不能超过规程允许的范围。同时，应结合绝缘电阻值与吸收比的变化结合起来综合考虑。 实例1：单根电缆测量 实例2：测量10kV电力电缆 (三相)选择2500V兆欧表一只(带有测试线)，将兆欧表水平放置，未接线前先做仪表外观检查及开路、短路试验，确认兆欧表完

8、好。（兆欧表的检查方法见前题）摇测的接线方法应正确(接线前应先放电)。对10kV电力电缆判断合格的标准规定如下：(1)长度在500m及以下的10kV电力电缆，用2500V兆欧表摇测，在电缆温度为+20时，其绝缘电阻值不应低于400M。(2)三相之间，绝缘电阻值比较一致；若不一致，则不平衡系数不得大于25。(3)本次测定值与上次测定的数值，换算到同一温度下。其值不得下降30以上。1KV及以下电力电缆的绝缘电阻值，在电缆温度为20摄氏度时，不应低于1M。 一、泄漏电流一、泄漏电流 测量泄漏电流所用的设备要比兆欧表复杂，一般用高压整流设备进行测测量泄漏电流所用的设备要比兆欧表复杂，一般用高压整流设备

9、进行测试。由于试验电压高，所以就容易暴露绝缘本身的弱点，用微安表直测泄漏试。由于试验电压高，所以就容易暴露绝缘本身的弱点，用微安表直测泄漏电流，这可以做到随时进行监视，灵敏度高。并且可以用电压和电流、电流电流，这可以做到随时进行监视，灵敏度高。并且可以用电压和电流、电流和时间的关系曲线来判断绝缘的缺陷。因此，它属于非破坏性试验。和时间的关系曲线来判断绝缘的缺陷。因此，它属于非破坏性试验。1、泄漏电流的特点、泄漏电流的特点（1）试验电压高，并且可随意调节。）试验电压高，并且可随意调节。 （2）泄漏电流可由微安表随时监视，灵敏度高，测量重复性也较好。）泄漏电流可由微安表随时监视，灵敏度高，测量重复

10、性也较好。（3）根据泄漏电流测量值可以换算出绝缘电阻值，而用兆欧表测出的绝缘电）根据泄漏电流测量值可以换算出绝缘电阻值，而用兆欧表测出的绝缘电阻阻 值则不可换算出泄漏电流值。值则不可换算出泄漏电流值。 （4）通过泄漏电流与加压以及加压时间的关系曲线并测量吸收比来判断绝缘）通过泄漏电流与加压以及加压时间的关系曲线并测量吸收比来判断绝缘缺缺 陷。陷。 （5）测量原理）测量原理 当直流电压加于被试设备时，其充电电流（几何电流和吸收电流）随时当直流电压加于被试设备时，其充电电流（几何电流和吸收电流）随时间间 的增加而逐渐衰减至零，而泄漏电流保持不变。故微安表在加压一定时的增加而逐渐衰减至零，而泄漏电流

11、保持不变。故微安表在加压一定时间后其指示数值趋于恒定，此时读取的数值则等于或近似等于漏导电流即泄间后其指示数值趋于恒定，此时读取的数值则等于或近似等于漏导电流即泄漏电流。漏电流。 对于良好的绝缘，其漏导电流与外加电压的关系曲线应为一直线。但是实际上的漏导电流与外加电压的关系曲线仅在一定的电压范围内才是近似直线，如图1-2.1中的OA段。若超过此范围后，离子活动加剧，此时电流的增加要比电压增加快得多，如AB段，到B点后，如果电压继续再增加，则电流将急剧增长，产生更多的损耗，以致绝缘被破坏，发生击穿。uBAu1u0i0在预防性试验中，测量泄漏电流时所加的电压大都在A点以下，故对良好的绝缘，其伏安特

12、性 应近似于直线。当绝缘有缺陷（局部或全部）或有受潮的现象存在时，则漏导电流急剧增长，使其伏安特性曲线就不是直线了。因此，可以通过测量泄漏电流来判断绝缘是否有缺陷或是否受潮。if ( u)图1-2.1在图1-2.2和图1-2.3中绘出了泄漏电流和电压及时间的关系曲线。C相A相B相和A，B相比较C相可能有缺陷UD.Ct2可能变三相或有缺陷12i (A )i (A )图1-2.2 泄漏电流和电压的关系曲线 图1-2.3 泄漏电流和时间的关系曲线图1-2.3 某设备绝缘泄漏电流曲线曲线1：绝缘良好；曲线2：绝缘受潮；曲线3：绝缘中有未贯通的集中性缺陷；曲线4：绝缘有击穿的危险绝缘良好（6）接线低压接

13、线法低压接线法 将微安表接在试验变压器高压绕组的尾部接线端。由于微安表（0.5级）处于低压侧，读表比较安全方便，但无法消除绝缘表面的泄漏电流和高压引线的电晕电流所产生的测量误差，因此，现场试验多采用高压法进行。直流耐压和泄漏电流低压接线示意图直流耐压和泄漏电流低压接线示意图高压接线法高压接线法直流耐压和泄漏电流高压接线示意图直流耐压和泄漏电流高压接线示意图微安表通过屏蔽线与试品的屏蔽环相连，避免接线的测量误差。滤波滤波电容器一般取电容器一般取0.01-0.1F。滤波滤波电容器一般取电容器一般取0.01-0.1F。2 2、影响测量结果的主要因素、影响测量结果的主要因素（一）高压连接导线（一）高压

14、连接导线 由于接往被测设备的高压导线是暴露在空气中的，当其表面场强高于约由于接往被测设备的高压导线是暴露在空气中的，当其表面场强高于约20kV/cm20kV/cm时（决定于导线直径时（决定于导线直径、形状等），沿导线表面的空发生电离，对地有一定的泄漏电流，这一部分电流会结果回来而流、形状等），沿导线表面的空发生电离，对地有一定的泄漏电流，这一部分电流会结果回来而流过微安表，因而影响测量结果的准确度。过微安表，因而影响测量结果的准确度。 一般都把微安表固定在升压变压器的上端，这时就必须用屏蔽线作为引线，也要用金属外壳把微安一般都把微安表固定在升压变压器的上端，这时就必须用屏蔽线作为引线，也要用金

15、属外壳把微安表屏蔽起来。表屏蔽起来。 （二）表面泄漏电流（二）表面泄漏电流 泄漏电流可分为体积泄漏电流和表面泄漏电流两种。表面泄漏电流的大小，只要决定于被试设备的泄漏电流可分为体积泄漏电流和表面泄漏电流两种。表面泄漏电流的大小，只要决定于被试设备的表面情况，如表面受潮、脏污等。为真实反映绝缘内部情况，在泄漏电流测量中，所要测量的只是表面情况，如表面受潮、脏污等。为真实反映绝缘内部情况，在泄漏电流测量中，所要测量的只是体积电流。但是在实际测量中，表面泄露电流往往大于体积泄漏电流，这给分析、判断被试设备的体积电流。但是在实际测量中，表面泄露电流往往大于体积泄漏电流，这给分析、判断被试设备的绝缘状态

16、带来了困难，因而必须消除表面泄漏电流对真实测量结果的影响。绝缘状态带来了困难，因而必须消除表面泄漏电流对真实测量结果的影响。 消除影响的办法实施被试设备表面干燥、清洁、且高压端导线与接地端要保持足够的距离；另一种消除影响的办法实施被试设备表面干燥、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。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。 对于6 kV10 kV 的电缆线路，可采用220 V/30 kV35kV、0.5 kVA1 kVA 的试验变压器。对于35 kV 电缆线路，可采用220 V/50 kV75 kV、1 kVA3

17、 kVA 试验变压器。选择调压器，一般使用0250 V、0.5 kVA1 kVA 的通用自耦变压器。（7）实验变压器的选择( a )uItIbIbIIbItIbIbItu( b )12AA（a）未屏蔽 （b）屏蔽（三）温度（三）温度 与绝缘电阻测量相似，温度对泄漏电流测量结果有显著影响。与绝缘电阻测量相似，温度对泄漏电流测量结果有显著影响。所不同的是温度升高，泄漏电流增大。所不同的是温度升高，泄漏电流增大。 （四）电源电压的非正弦波形（四）电源电压的非正弦波形 在进行泄漏电流测量时，供给整流设备的交流高压应该是正弦在进行泄漏电流测量时，供给整流设备的交流高压应该是正弦波形。如果供给整流设备的交

18、流低压不时正线波，则对测量结果是波形。如果供给整流设备的交流低压不时正线波，则对测量结果是有影响的。影响电压波形的主要是三次谐波。有影响的。影响电压波形的主要是三次谐波。（五）加压速度（五）加压速度 对被试设备的泄漏电流本身而言，它与加压速度无关，但是用对被试设备的泄漏电流本身而言，它与加压速度无关，但是用微安表所读取得并不一定是真实的泄漏电流，而可能是保护吸收电微安表所读取得并不一定是真实的泄漏电流，而可能是保护吸收电流在内的合成电流。流在内的合成电流。( (六六) )微安表接在不同位置时微安表接在不同位置时 在测量接线中，微安表接的位置不同，测得的泄漏电流竖直也在测量接线中，微安表接的位置

19、不同，测得的泄漏电流竖直也不同，因而对测量结果有很大影响不同，因而对测量结果有很大影响 （七）试验电压极性（七）试验电压极性 （1 1）电渗透现象使不同极性试验电压下油纸绝缘电气设备的泄）电渗透现象使不同极性试验电压下油纸绝缘电气设备的泄漏电流测量值不同。电渗透现象是指在外加电场作用下，液体通过漏电流测量值不同。电渗透现象是指在外加电场作用下，液体通过多孔固体的运动现象，它是胶体中常见的电动现象之一。多孔固体的运动现象，它是胶体中常见的电动现象之一。 （2 2）试验电压极性小于对引线电晕电流的影响）试验电压极性小于对引线电晕电流的影响 在不均匀、不对称电场中，外加电压极性不同，其放电过程及在不

20、均匀、不对称电场中，外加电压极性不同，其放电过程及放电电压不同的现象，称为极性效应。放电电压不同的现象，称为极性效应。 3 3、测量时的操作规定、测量时的操作规定 （1 1）按接线图接好线，并由专人认真检查接线和仪器设备，当）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，方可通电及升压。确认无误后，方可通电及升压。 （2 2）在升压过程中，应密切监视被试设备、实验回路及有关表）在升压过程中，应密切监视被试设备、实验回路及有关表记。微安表的读数应在升压过程中，按规定分阶段进行，且需要有记。微安表的读数应在升压过程中，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。一定的

21、停留时间，以避开吸收电流。 （3 3）在测量过程中，若有击穿、闪络等异常现象发生，应马上）在测量过程中，若有击穿、闪络等异常现象发生，应马上降压，以断开电源，并查明原因，详细记录，待妥善处理后，再继降压，以断开电源，并查明原因，详细记录，待妥善处理后，再继续测量。续测量。 （4 4）实验完毕、降压、断开电源后，均应对被试设备进行充分）实验完毕、降压、断开电源后，均应对被试设备进行充分放电。放电。 （5 5）若是三相设备，同理应进行其它两项测量。）若是三相设备，同理应进行其它两项测量。 （6 6）按照规定的要求进行详细记录。）按照规定的要求进行详细记录。4 4、测量中的问题、测量中的问题 在电力

22、系统交接和预防性实验中，测量泄漏电流时，常遇到的在电力系统交接和预防性实验中，测量泄漏电流时，常遇到的主要异常情况如下。主要异常情况如下。（一）从微安表中反映出来的情况（一）从微安表中反映出来的情况（1 1）指针来回摆动。这可能是由于电源波动、整流后直流电压的脉动系数比较大以及试验回路和被试设备）指针来回摆动。这可能是由于电源波动、整流后直流电压的脉动系数比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，又不十分影响读数，则可取其平均值；若摆动很大，影响读数，则可有充放电过程所致。若摆动不大，又不十分影响读数，则可取其平均值；若摆动很大，影响读数，则可增大主回路和保护回路中的滤波电容的

23、电容量。必要时可改变滤波方式。增大主回路和保护回路中的滤波电容的电容量。必要时可改变滤波方式。（2 2）指针周期性摆动。这可能是由于回路存在的反充电所致，或者是被试设备绝缘不良产生周期性放电造）指针周期性摆动。这可能是由于回路存在的反充电所致，或者是被试设备绝缘不良产生周期性放电造成的。成的。（3 3）指针突然冲击。若向小冲击，可能是电源回路引起的；若向大冲击，可能是试验回路或被试设备出现）指针突然冲击。若向小冲击，可能是电源回路引起的；若向大冲击，可能是试验回路或被试设备出现闪络或产生间歇性放电引起的。闪络或产生间歇性放电引起的。（4 4）指针指示数值随测量时间而发生变化。若逐渐下降，则可能

24、是由于充电电流减小或被试设备表面绝缘）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引起的。电阻上升所致；若逐渐上升，往往是被试设备绝缘老化引起的。（5 5）测压用微安表不规则摆动。这可能是由于测压电阻断线或接触不良所致。）测压用微安表不规则摆动。这可能是由于测压电阻断线或接触不良所致。（6 6）指针反指。这可能是由于被试设备经测压电阻放电所致。）指针反指。这可能是由于被试设备经测压电阻放电所致。（7 7）接好线后，未加压时，微安表有指示。这可能是外界干扰太强或地电位抬高引起的。）接好线后，未加压时，微安

25、表有指示。这可能是外界干扰太强或地电位抬高引起的。（二）从泄漏电流数值上反映出来的情况（二）从泄漏电流数值上反映出来的情况（1 1）泄漏电流过大。这可能是由于测量回路中各设备的绝缘状况不）泄漏电流过大。这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，应首先对实验设备和屏蔽佳或屏蔽不好所致，遇到这种情况时，应首先对实验设备和屏蔽进行认真检查，例如电缆电流偏大应先检查屏蔽。若确认无上述进行认真检查，例如电缆电流偏大应先检查屏蔽。若确认无上述问题，则说明被试设备绝缘不良。问题，则说明被试设备绝缘不良。（2 2）泄漏电流过小。这可能是由于线路接错，微安表保护部分分流）泄漏电流

26、过小。这可能是由于线路接错，微安表保护部分分流或有断脱现象所致。或有断脱现象所致。（3 3）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）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。这可能是由于高压线过长、空载时电晕电流大所致。出现负值。这可能是由于高压线过长、空载时电晕电流大所致。因此高压引线应当尽量粗、短、无毛刺。因此高压引线应当尽量粗、短、无毛刺。注意注意: :5 5、测量结论、测量结论对泄漏电流测量结果进行分析、判断可从下述几方面着手。对泄漏电流测量结果进行分析、判断可从下述几方面着手。（一）与规定值比较（一）与规定值比较 泄漏电流的规定值就是其允许的标准

27、，它是在生产实践中根据泄漏电流的规定值就是其允许的标准，它是在生产实践中根据积累多年的经验制订出来的，一般能说明绝缘状况。对于一定的积累多年的经验制订出来的，一般能说明绝缘状况。对于一定的设备，具有一定的规定标准。这是最简便的判断方法。设备，具有一定的规定标准。这是最简便的判断方法。（二）比较对称系数法（二）比较对称系数法 在分析泄漏电流测量结果时，还常采用不对称系数（即三相之在分析泄漏电流测量结果时，还常采用不对称系数（即三相之中的最大值和最小值的比）进行分析、判断。一般说来不对称系数中的最大值和最小值的比）进行分析、判断。一般说来不对称系数不大于不大于2 2。二、直流耐压试验二、直流耐压试

28、验 直流耐压试验与交流耐压相比有以下几个特点：直流耐压试验与交流耐压相比有以下几个特点：（1 1）设备较轻便。）设备较轻便。（2 2）绝缘无介质极化损失。）绝缘无介质极化损失。（3 3）能同时测量泄漏电流能同时测量泄漏电流,可制作伏安特性。可制作伏安特性。 （4 4）在进行直流耐压试验时，一般都兼做泄漏电流测量，由于直流）在进行直流耐压试验时，一般都兼做泄漏电流测量，由于直流耐压试验时所加电压较高，故容易发现缺陷。耐压试验时所加电压较高，故容易发现缺陷。（5 5）易于发现某些设备的局部缺陷。）易于发现某些设备的局部缺陷。 综上所述，直流耐压试验能够发现某些交流耐压所不能发现的综上所述，直流耐压

29、试验能够发现某些交流耐压所不能发现的缺陷。但这两试验不能互相代替，必须同时应用于预防性试验中，缺陷。但这两试验不能互相代替，必须同时应用于预防性试验中，特别是电机、电缆等更应当作直流试验。特别是电机、电缆等更应当作直流试验。（一）试验电压的确定（一）试验电压的确定进行直流耐压试验时，外施电压的数值通常应参考该绝缘的交进行直流耐压试验时，外施电压的数值通常应参考该绝缘的交流耐压试验电压和交、直流下击穿电压之比，但主要是根据运行经流耐压试验电压和交、直流下击穿电压之比，但主要是根据运行经验来确定。一般用验来确定。一般用23倍额定电压的直流试验电压进行检查性直流倍额定电压的直流试验电压进行检查性直流

30、泄漏电流和直流耐压试验。泄漏电流和直流耐压试验。（二）实验电压的极性（二）实验电压的极性 电力设备的绝缘分为内绝缘和外绝缘，外绝缘对地电场可以近电力设备的绝缘分为内绝缘和外绝缘，外绝缘对地电场可以近似用棒似用棒板电极构成的不对称、极不均匀电场中，气体间隙相同时板电极构成的不对称、极不均匀电场中，气体间隙相同时，由于极性效应，负棒，由于极性效应，负棒正板的火花放电电压是正棒正板的火花放电电压是正棒负板的火花负板的火花放电电压的放电电压的2 2倍多。倍多。 应指出，直流耐压试验的时间可比交流耐压试验的时间（应指出，直流耐压试验的时间可比交流耐压试验的时间（1min1min）长些。直流耐压试验结果的

31、分析判断，可参阅交流耐压试验分析）长些。直流耐压试验结果的分析判断，可参阅交流耐压试验分析判断的有关原则判断的有关原则。遵守规程:1.输变电设备状态检修试验规程Q/GDW168-20082.电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB50150-2006绕组额定电压（kV）361035110220500直流试验电压（kV）510204060变压器试验电压: 电介质就是绝缘材料。电介质就是绝缘材料。任何绝缘材料在电压作用下，总会流过一定的电流，所以任何绝缘材料在电压作用下，总会流过一定的电流，所以都有能量损耗。把在电压作用下电介质中产生的一切损耗称为介质损耗或介质损。如都有能量损耗。把在电压作用下电

32、介质中产生的一切损耗称为介质损耗或介质损。如果果电介质损耗很大，会使电介质温度升高，促使材料发生老化（发脆、分解），如果介电介质损耗很大，会使电介质温度升高，促使材料发生老化（发脆、分解），如果介质质温度不断上升，甚至会把电介质熔化、烧焦，丧失绝缘能力，导致热击，因此电介质温度不断上升，甚至会把电介质熔化、烧焦，丧失绝缘能力，导致热击，因此电介质损损耗的大小是衡量绝缘介质电性能的一项重要指标。耗的大小是衡量绝缘介质电性能的一项重要指标。 当绝缘物上加交流电压时，可以把介质看成为一个电阻和电容并联组成的等值电当绝缘物上加交流电压时，可以把介质看成为一个电阻和电容并联组成的等值电路，如图路，如图1

33、-41-4（a a）所示。根据等值电路可以作出电流和电压的相量图，如图）所示。根据等值电路可以作出电流和电压的相量图，如图1-41-4（b b）所示。由相量图可知，介质损耗由此产生，夹角大时，就越大，故称为介质损）所示。由相量图可知，介质损耗由此产生，夹角大时，就越大，故称为介质损失角，其正切值为失角，其正切值为 ：介质损耗为：介质损耗为：UIUIICRCIRIRIIC(a)(b)RCIU/R1tgIU/ CCR=22UP=UCtgR 测量测量 （ ）的灵敏度较高，可以发现绝缘的整体受潮、劣化、）的灵敏度较高，可以发现绝缘的整体受潮、劣化、变质及小体积设备的局部缺陷。变质及小体积设备的局部缺陷

34、。一、介质损失角正切值的测量原理一、介质损失角正切值的测量原理对套管、电力变压器、互感器、电容器等一般做此项试验。对套管、电力变压器、互感器、电容器等一般做此项试验。 图图1-5 1-5 （a a）正接线）正接线 （b b）反接线）反接线 （c c）对角线接线）对角线接线西林电桥的两个高压桥臂，分别由试品西林电桥的两个高压桥臂，分别由试品ZN及无损耗（及无损耗（ ）的标准电）的标准电容器容器CN组成；两个低压桥臂，分别由无感电阻组成；两个低压桥臂，分别由无感电阻R3及无感电阻及无感电阻R4与电与电容容C4并联组成，如上图所示。并联组成，如上图所示。 其中，有其中，有tgcosZNCNR3C4R

35、4G(a)ZNCNR3C4R4G(b)ZNCNR3C4R4G(c)tg044x1RCRCtgx2N3411tgCRRCx(介质损耗角正切值为何出现负值?:标准电容器受潮;干扰 )(二二) 角差测量法测量角差测量法测量tg 非平衡法测量非平衡法测量tgtg接线示意图接线示意图上图所示为角差法典型的测量原理接线图，其工作原理如下：上图所示为角差法典型的测量原理接线图，其工作原理如下： 测量测量tgtg实际上就是测量流过试品容性电流与全电流的相角差实际上就是测量流过试品容性电流与全电流的相角差，在试验时同时测量流过标准电容器电流（其相角与流过试品的容，在试验时同时测量流过标准电容器电流（其相角与流过

36、试品的容性电流的相角一致）和流过试品的电流（全电流），这样可测得到性电流的相角一致）和流过试品的电流（全电流），这样可测得到二者之间的相角差，从而可以计算二者之间的相角差，从而可以计算tgtg的数值。的数值。 二、测量中的抗干扰措施 为了消除或减少由电场干扰引起的误差，采用平衡法测量时可以采用如下措施：（1）加设屏蔽（2）采用移相电源（3）倒相法 三、影响测试的主要因素及分析判断三、影响测试的主要因素及分析判断（一）影响因素（一）影响因素（1）温度的影响。值受温度影响而变化，为了比较试验结果，对同）温度的影响。值受温度影响而变化，为了比较试验结果，对同一设备在不同温度下的变化必须将结果归算到一

37、个巩固的基准温度一设备在不同温度下的变化必须将结果归算到一个巩固的基准温度，一般归算到，一般归算到20。（2）湿度的影响。在不同的湿度下测得的值也是有差别的，应在空）湿度的影响。在不同的湿度下测得的值也是有差别的，应在空气相对湿度小于气相对湿度小于80%下进行试验。下进行试验。（3)绝缘的清洁度和表面泄漏电流的影响。这可以用清洁和干燥表面绝缘的清洁度和表面泄漏电流的影响。这可以用清洁和干燥表面来将损失减到最小，也可采用涂硅油等办法来消除这种影响。来将损失减到最小，也可采用涂硅油等办法来消除这种影响。（二）分析（二）分析（1）和）和电力设备预防性试验规程电力设备预防性试验规程的要求值作比较。的要

38、求值作比较。（2）对逐年的试验结果应进行比较，在两个试验间隔之间的试验测）对逐年的试验结果应进行比较，在两个试验间隔之间的试验测 量值不应该有显著的增加或降低。量值不应该有显著的增加或降低。（3）当值未超过规定值时，可以补充电容量来分析，电容量不应该）当值未超过规定值时，可以补充电容量来分析，电容量不应该 有明显的变化。有明显的变化。（4）应充分考虑温度等的影响，并进行修正。）应充分考虑温度等的影响，并进行修正。（5）通过测介质损失角正切值）通过测介质损失角正切值=f（U）的曲线，观察是否随电压而上升，来）的曲线，观察是否随电压而上升，来 判断绝缘内部是否有分层、裂纹等缺陷。判断绝缘内部是否有

39、分层、裂纹等缺陷。（三）综合判断（三）综合判断 根据现场试验经验，现将电气设备绝缘预防性试验结果的综合分析判断概根据现场试验经验，现将电气设备绝缘预防性试验结果的综合分析判断概括为比较法。它包括下列内容：括为比较法。它包括下列内容：（1）与设备历年（次）试验结果相互比较，因为一般的电气设备都应定期）与设备历年（次）试验结果相互比较，因为一般的电气设备都应定期地进行预防性试验，如果设备绝缘在运行过程中没有什么变化，则历次地进行预防性试验，如果设备绝缘在运行过程中没有什么变化，则历次的试验结果都应当比较接近。如果有明显的差异，则说明绝缘可能有缺的试验结果都应当比较接近。如果有明显的差异，则说明绝缘

40、可能有缺陷。陷。（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）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。悬殊很大，则说明绝缘可能有缺陷。（3）同一设备相间的试验结果相互比较。因为同一设备，各相的绝缘情况）同一设备相间的试验结果相互比较。因为同一设备，各相的绝缘情况应当基本一样，如果三相试验结果相互比较差异明显，则说明有异常的应当基本一样，如果三相试验结果相互比较差异明显，则说明有异常的绝缘可能有缺陷。

41、绝缘可能有缺陷。（4）与）与电力设备预防性试验规程电力设备预防性试验规程规定的规定的“允许值允许值”相互比较。对有些相互比较。对有些试验项目，试验项目，电力设备预防性试验规程电力设备预防性试验规程规定了规定了“允许值允许值”，若测量值，若测量值超过超过“允许值允许值”，应认真分析，查找原因，或在结合其他试验项目来查，应认真分析，查找原因，或在结合其他试验项目来查找缺陷。找缺陷。 绝缘油的电气性能试验有两项，即电气强度试验和测量绝缘油的电气性能试验有两项，即电气强度试验和测量tg值。影响绝缘值。影响绝缘电气强度的主要因素，是油中所含的水分和杂质。电气强度的主要因素，是油中所含的水分和杂质。一、电

42、气强度试验一、电气强度试验试验方法：试验方法： 电气强度试验电气强度试验: :即测量绝缘油的瞬时击穿电压值。试验接线与交流耐压试验相同即测量绝缘油的瞬时击穿电压值。试验接线与交流耐压试验相同，即在绝缘，即在绝缘 油中放上一定形状的标准试验电极，电极间加上工频电压，并以油中放上一定形状的标准试验电极，电极间加上工频电压，并以一定的速率逐渐升压，直至电极间的油隙击穿为止。该电压即绝缘油的击穿一定的速率逐渐升压，直至电极间的油隙击穿为止。该电压即绝缘油的击穿电压电压KVKV），或换算为击穿强度（），或换算为击穿强度（KV/cmKV/cm）。）。试验步骤及注意事项试验步骤及注意事项 清洗油杯清洗油杯：

43、试验前电极和油杯应先用汽油、苯或四氯化碳洗净烘干，洗涤时：试验前电极和油杯应先用汽油、苯或四氯化碳洗净烘干，洗涤时用用 洁净的丝绢，不可用布和棉纱。电极表面有烧伤痕迹的不可再用。调整好洁净的丝绢，不可用布和棉纱。电极表面有烧伤痕迹的不可再用。调整好电极间距离，使其保持电极间距离，使其保持2.52.5毫米。油杯上要加玻璃盖或玻璃罩。试验在室温毫米。油杯上要加玻璃盖或玻璃罩。试验在室温15351535，湿度不高于，湿度不高于75%75%的条件下进行。的条件下进行。 油样处理油样处理：试油样送到试验室后，必须在不破坏原有储藏密封的状态下放置：试油样送到试验室后，必须在不破坏原有储藏密封的状态下放置

44、相当时间，直至油样接近室温。在油倒出前，应将储油容器颠倒数次，使油相当时间，直至油样接近室温。在油倒出前，应将储油容器颠倒数次，使油均匀混合，并尽可能不产生气泡。然后用被试油杯和电极冲洗两、三次。再均匀混合，并尽可能不产生气泡。然后用被试油杯和电极冲洗两、三次。再将被试油杯壁徐徐注入油杯。盖上玻璃盖或玻璃罩，静置将被试油杯壁徐徐注入油杯。盖上玻璃盖或玻璃罩，静置1010分钟。分钟。 加压试验加压试验: :调节调压器使电压从零升起，升压速度约调节调压器使电压从零升起，升压速度约3 3千伏千伏/ /秒，直秒，直至油隙击穿，并记录击穿电压值。这样重复试验至油隙击穿，并记录击穿电压值。这样重复试验5

45、5次，取平均值。次，取平均值。击穿时的电流限制为了减少油击穿后产生的碳粒，应将击穿时的击穿时的电流限制为了减少油击穿后产生的碳粒，应将击穿时的电流限制在电流限制在5 5毫安左右。在每次击穿后要对电极间的油进行充分搅毫安左右。在每次击穿后要对电极间的油进行充分搅拌，并静置拌，并静置5 5分钟后再重复试验。分钟后再重复试验。二、二、tgtg值的测量值的测量 油的油的t tgtg值反应油质好坏的重要指标之一。绝缘油老化后，将生值反应油质好坏的重要指标之一。绝缘油老化后，将生成大量的极性基和极性物质，这也使油的电导和松弛极化加剧。成大量的极性基和极性物质，这也使油的电导和松弛极化加剧。因此，测定绝缘油

46、的因此，测定绝缘油的tg，无论对新油或运行中的油，都是十分必，无论对新油或运行中的油，都是十分必要的。要的。试验方法试验方法 试验接线和使用仪器试验接线和使用仪器 试验时应按所用电桥说明书要求进行接线。目前我国使用较多的试验时应按所用电桥说明书要求进行接线。目前我国使用较多的有关仪器有以下几种。有关仪器有以下几种。（）油杯（）油杯 有单圆筒式、双圆筒式及三接线柱电极式的。采用最多有单圆筒式、双圆筒式及三接线柱电极式的。采用最多的是单圆筒式，又叫圆柱形电极。包括外电极（高压电极）、内的是单圆筒式，又叫圆柱形电极。包括外电极（高压电极）、内电极（测量电极）和屏蔽电极三部分。电极（测量电极）和屏蔽电

47、极三部分。（）交流平衡电桥（）交流平衡电桥 常用的国产电桥有常用的国产电桥有QS3QS3型或其它可测量型或其它可测量tgtg值值小于小于0.01%0.01%灵敏度较高的电桥。灵敏度较高的电桥。2 2、试验步骤、试验步骤（）清洗油杯（）清洗油杯 ：试验前先用有机溶剂将测量油杯仔细清洗并烘干，（以防附：试验前先用有机溶剂将测量油杯仔细清洗并烘干，（以防附着于电极上的任何污舞杂质及水分潮气等影响试验结果。着于电极上的任何污舞杂质及水分潮气等影响试验结果。 （）适当的试验电压和温度（）适当的试验电压和温度 试验电压由测量油杯电极间隙大小而定，一般试验电压由测量油杯电极间隙大小而定，一般应保证间隙上的电

48、场强度为应保证间隙上的电场强度为1 1千伏千伏/ /毫米。在注油试验前，还必须对空杯进毫米。在注油试验前，还必须对空杯进行行1. 51. 5倍工作电压的耐压试验。倍工作电压的耐压试验。由于绝缘油的由于绝缘油的tg值很小，特别是电缆油值很小，特别是电缆油和电容器油，所以要用精密度较高的西林电桥测量，以保证至少能测出和电容器油，所以要用精密度较高的西林电桥测量，以保证至少能测出0.01%的的tg值。由于绝缘油的值。由于绝缘油的tg值随温度的升高而按指数规律剧增，因值随温度的升高而按指数规律剧增，因此除了在常温下测量油的此除了在常温下测量油的tg值外，还必须将被直油样升温（变压器油要值外，还必须将被

49、直油样升温（变压器油要升温至升温至70，电缆油要升温至，电缆油要升温至100），测量高温下），测量高温下tg值。因为判断油值。因为判断油质的好坏主要是以高温下测得的质的好坏主要是以高温下测得的tg值为准；而在低温时，有时好油和坏值为准；而在低温时，有时好油和坏油的油的tg值差别不大。又由于好油的值差别不大。又由于好油的tg值随温度升高，增长较慢；而坏油值随温度升高，增长较慢；而坏油的的tg值则随温度升高，增长很快。因此高温下二者的值则随温度升高，增长很快。因此高温下二者的tg值会差别很大，值会差别很大，更利于区分油质的好坏。按有关标准规定，对于变压器油、新油和再生油更利于区分油质的好坏。按有关

50、标准规定，对于变压器油、新油和再生油升温至升温至70时的时的tg值应不大于值应不大于0.5%，运行中的油，运行中的油70时的时的tg值应不大值应不大于于2%，电缆油，电缆油100时的时的tg值应不大于值应不大于0.5%。 按有关标准规定，对于变压器油、新油和再生油升温至按有关标准规定，对于变压器油、新油和再生油升温至70时的时的tg值应不大于值应不大于0.5%，运行中的油，运行中的油70时的时的tg值应不大于值应不大于2%，电缆油，电缆油100时的时的tg值应不大于值应不大于0.5%。 交流耐压试验是对电气设备绝缘外加交流试验电压，该试验电压比设备交流耐压试验是对电气设备绝缘外加交流试验电压，

51、该试验电压比设备的额定工作电压要高，并持续一定的时间（一般为的额定工作电压要高，并持续一定的时间（一般为1min1min）。交流耐压试验是）。交流耐压试验是一种最符合电气设备的实际运行条件的试验，是避免发生绝缘事故的一项重一种最符合电气设备的实际运行条件的试验，是避免发生绝缘事故的一项重要的手段。因此，交流耐压试验是各项绝缘试验中具有决定性意义的试验。要的手段。因此，交流耐压试验是各项绝缘试验中具有决定性意义的试验。一、交流工频耐压试验一、交流工频耐压试验1 1、试验变压器耐压的接线原理、试验变压器耐压的接线原理 交流耐压试验的接线，应按被试品的要求（电压、容量）和现有试验设交流耐压试验的接线

52、，应按被试品的要求（电压、容量）和现有试验设备条件来决定。通常试验时采用是成套设备。图备条件来决定。通常试验时采用是成套设备。图1 17 7中给出交流工频耐压试中给出交流工频耐压试验的接线图。验的接线图。( (注意注意: :零起升压零起升压, ,每秒每秒2 2试验电压的速率升压试验电压的速率升压. .绕组漏抗容升绕组漏抗容升) ) 图图1 17 7 交流耐压试验接线图交流耐压试验接线图 F US1S2T1T2K M1VP1P2AC1C2R1VR2CXG S1 S1、S2S2开关；开关；FUFU熔断器；熔断器；T1T1调压器；调压器；T2T2试验变试验变压器；压器；KMKM过流继电器；过流继电器

53、；P1P1、P2P2测量线圈；测量线圈；R1R1保护电阻；保护电阻；R2R2球隙保护电阻；球隙保护电阻；GG保护球隙；保护球隙；C1C1、C2C2电容分压器；电容分压器；CxCx被试绝缘被试绝缘 在图中接于测量线圈在图中接于测量线圈P1P1、P2P2的电压表属于低压侧测量，可以通过的电压表属于低压侧测量，可以通过变比换算到高压侧。而接于变比换算到高压侧。而接于C1C1和和C2C2之间电压表属于高压侧测量，这是之间电压表属于高压侧测量，这是现场常用的方法，它可以避免由于容性电流而使被试设备端电压升高现场常用的方法，它可以避免由于容性电流而使被试设备端电压升高所带来的影响。所带来的影响。 2 2、

54、串联谐振、并联谐振及串并联谐振的试验方法、串联谐振、并联谐振及串并联谐振的试验方法 对于大型发电机组、变压器、对于大型发电机组、变压器、GISGIS、交联电缆等大容量较大的试、交联电缆等大容量较大的试品的交流耐压试验，需要大容量的试验变压器、调压器以及电源。现品的交流耐压试验，需要大容量的试验变压器、调压器以及电源。现场往往难以办到，即使有试验设备，也需动用大型汽车、吊车等，费场往往难以办到，即使有试验设备，也需动用大型汽车、吊车等，费力费时。在此情况下，可根据具体情况分别采用串联、并联或串并联谐振的力费时。在此情况下，可根据具体情况分别采用串联、并联或串并联谐振的方法来进行现场试验。串并联谐

55、振可通过调节电感来实现，也可通过调节频方法来进行现场试验。串并联谐振可通过调节电感来实现，也可通过调节频率或电容来实现。但该试验大多是针对现场大电容设备进行的，因而电容是率或电容来实现。但该试验大多是针对现场大电容设备进行的，因而电容是确定的，一般采用调感或调频来进行谐振补偿。确定的，一般采用调感或调频来进行谐振补偿。（1 1）串联补偿）串联补偿 当试验变压器的额定电压小于所需试验电压，但电流额定量能满足试品当试验变压器的额定电压小于所需试验电压，但电流额定量能满足试品试验电流的情况下，可采用串联补偿的方法进行试验。试验电流的情况下，可采用串联补偿的方法进行试验。注意:试验变选择: 图图1-8

56、 1-8 串联补偿接线图串联补偿接线图 利用串联谐振做耐压试验有两个优点：若被试品击穿，则谐振利用串联谐振做耐压试验有两个优点：若被试品击穿，则谐振终止，高压消失；击穿后电流下降，不致于造成被试品击穿点扩终止，高压消失；击穿后电流下降，不致于造成被试品击穿点扩大。大。（2）并联谐振（电流谐振）法）并联谐振（电流谐振）法 当试验变压器的额定电压能满足试验电压的要求，但电流达不当试验变压器的额定电压能满足试验电压的要求，但电流达不到被试品所需的试验电流时，可采用并联谐振对电流加以补偿，以到被试品所需的试验电流时，可采用并联谐振对电流加以补偿，以解决容量不足的问题。其接线图如图解决容量不足的问题。其

57、接线图如图1-21示，并联回路两支路的感示，并联回路两支路的感抗和容抗分别为抗和容抗分别为XC和和XL，当，当XCXL时，回路产生谐振。这时虽然时，回路产生谐振。这时虽然两个支路的电流都很大，但回路的总电流两个支路的电流都很大，但回路的总电流I0，XC上的电压等于电上的电压等于电源电压。源电压。调压及控制TTXLXCC2C1V图图1-9 1-9 并联补偿接线图并联补偿接线图 当采用积木式电抗器进行补偿时，首次根据试验电压确定电抗器当采用积木式电抗器进行补偿时，首次根据试验电压确定电抗器的串联个数及分接头的位置，再确定电抗器的并联数，使得补偿电流的串联个数及分接头的位置，再确定电抗器的并联数，使

58、得补偿电流ILIL、试品电流、试品电流ICIC及变压器及变压器TTTT额定输出电流额定输出电流InIn满足关系，满足关系，即可进行试验。即可进行试验。 （3 3）串并联谐振法）串并联谐振法 除了以上的串联、并联谐振外，当试验变压器的额定电压和额定除了以上的串联、并联谐振外，当试验变压器的额定电压和额定电流都不能满足试验要求时，可同时运用串、并联谐振电路，通常成电流都不能满足试验要求时，可同时运用串、并联谐振电路，通常成为串并联补偿法，其接线如图为串并联补偿法，其接线如图1 11010所示。所示。 ICxXLRC1C2VTT控制及调压LCnIII 图图1-10串并联补偿法接线图串并联补偿法接线图

59、(4)采用串联、并联谐振和串并联谐振法的注意事项采用串联、并联谐振和串并联谐振法的注意事项1）电源电压和频率要求稳定，应避免用电阻器调压；）电源电压和频率要求稳定，应避免用电阻器调压；2）回路电阻）回路电阻R1要求足够的热容量，并保持稳定；要求足够的热容量，并保持稳定；3）试验电压直接在被试品两端测量；）试验电压直接在被试品两端测量；4）电感线圈应满足电流和绝缘强度的要求；）电感线圈应满足电流和绝缘强度的要求；5）对于并联谐振法，当被试品击穿而谐振停止时，试验变压器有过）对于并联谐振法，当被试品击穿而谐振停止时，试验变压器有过流的可能，因此，要求过流速断保护能可靠动作；流的可能，因此，要求过流

60、速断保护能可靠动作；6）对于串联谐振法，当被试品击穿时，回路中的电流减小电压降低）对于串联谐振法，当被试品击穿时，回路中的电流减小电压降低，所以，除了正常的过流保护外，还应有欠压保护措施。，所以，除了正常的过流保护外，还应有欠压保护措施。 TR1R2L1L2CxUF二、试验注意事项二、试验注意事项（1）必须在被试设备的非破坏性试验都合格后才能进行此项试验，）必须在被试设备的非破坏性试验都合格后才能进行此项试验， 如果有缺陷（例如受潮），应排除缺陷后进行。如果有缺陷（例如受潮），应排除缺陷后进行。（2）被试设备的绝缘表面应擦干净，对多油设备应使油静止一定的）被试设备的绝缘表面应擦干净，对多油设备