《预防性试验》ppt课件

1、第4章 电气设备绝缘预防性实验 电气设备绝缘预防性实验已成为保证现代电力系统平安可靠运转的重要措施之一。这种实验除了在新设备投入运转前在交接、安装、调试等环节中进展外，更多的是对运转中的各种电气设备的绝缘定期进展检查，以便及早发现绝缘缺陷，及时改换或修复，防患于未然。 绝缘缺点大多因内部存在缺陷而引起，有些绝缘缺陷是在设备制造过程中产生和潜存下来的，还有一些绝缘缺陷那么是在设备运转过程中由外界影响要素的作用下逐渐开展和构成的。就其存在的形状而言，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，所以绝缘预防性实验的工程也就多种多样。每个工程所反映的绝缘形状和缺陷性质亦

2、各不一样，故同一设备往往要接受多项实验，才干作出比较准确的判别和结论。 4.1 绝缘电阻、吸收比的丈量 4.2 介质损耗角正切的丈量 4.3 部分放电的丈量 4.4 绝缘油性能检测 习题与思索题本章内容前往4.1 绝缘电阻、吸收比的丈量 绝缘电阻是一切电介质和绝缘构造的绝缘形状最根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构造，故在直流电压下均会有明显的吸收景象，使外电路中出现一个随时间而衰减的吸收电流。4.1.1 绝缘电阻与吸收比的丈量 4.1.2 目前常用的绝缘电阻测试 丈量走漏电流从原理上来说，与丈量绝缘电阻是类似的，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

3、些缺陷，具有本人的某些特点。 前往 绝缘电阻是反映绝缘性能的最根本的目的之一，通常都用兆欧表来丈量绝绝缘电阻是反映绝缘性能的最根本的目的之一，通常都用兆欧表来丈量绝缘电阻。用兆欧表来丈量电气设备的绝缘电阻被广泛的运用在常规绝缘实验中。缘电阻。用兆欧表来丈量电气设备的绝缘电阻被广泛的运用在常规绝缘实验中。 4.1.1 绝缘电阻与吸收比的丈量 图4-1 兆欧表的原理接线图 图中G为手摇(或电动)直流发电机，也能够是交流发电机经晶体二极管整流。M为流比计式的丈量机构，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丈量端子L和E之间时，摇动发电机手柄，直流电压就加到两个并联

4、的支路上。图4-1 兆欧表的原理接线图 第一个支路电流 经过电阻RV 和电压线圈LV。第二个支路电流 经过被试电阻 RA 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，两个线圈所受的力也随之改动。当到达平衡时，指针偏转的角度正比于 。AIVIVIAI图4-1 兆欧表的原理接线图 绝缘电阻和吸收比丈量一、绝缘电阻的丈量1、作用：能发现绝缘受潮或有集中性的导电通道2、丈量工具：兆欧表3、接线方式：4.方法规定以加电压后60秒测得的数值为该试品的绝缘电阻值.5.本卷须知(1)先撤除被试品的电源和对外一切连线,将其接地并放电(2)待手摇发电机稳定以后,再将两端子接

5、在试品上(3)60秒后再读数(4)对大容量试品,测好以后先断两端子接线, 后停手摇发电机(5)留意温度和湿度的较正二.吸收比的丈量1.吸收比k 吸收比大小可反映绝缘枯燥或受潮k值大(大于或等于1.3)绝缘良好,吸收景象明显;反之,绝缘受潮,吸收景象不明显1560RRK 2.方法按测绝缘电阻的方法测15秒和60秒时的电阻再按公式可求得k1560RRK 丈量绝缘电阻能有效地发现以下缺陷：总体绝缘质量欠佳；绝缘受潮；两极间有贯穿性的导电通道；绝缘外表情况不良。丈量绝缘电阻不能发现以下缺陷：绝缘中的部分缺陷：如非贯穿性的部分损伤、含有气泡、分层脱开等；绝缘的老化。 不论是绝缘电阻的绝对值或是吸收比都只

6、是参考性的。如不满足最低合格值，那么绝缘中一定存在某种缺陷；但是，如已满足最低合格值，也还不能一定绝缘是良好的。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，仍能够满足规定要求，这主要是由于兆欧表的电压较低的缘故。 (1)实验前应将试品接地放电一定时间。对容量较大的试品，普通要求5-10min (2)高压测试衔接线应尽量坚持架空，确需运用支撑时，要确认支撑物的绝缘对被试品绝缘丈量结果的影响极小。(3)丈量吸收比时，应待电源电压达稳定后再接入试品，并开场计时。丈量绝缘电阻时应留意以下几点：(4)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

7、子：其他非被测绕组也应先首尾短接后再接到应接端子。(5)绝缘电阻与试品温度有非常显著的关系。 (6)每次测试终了时，应在坚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。前往 目前数字兆欧表曾经根本上取代了手摇式的兆欧表。数字兆欧表由高压发生器、丈量桥路和自动量程切换显示电路等三大部分组成。 任务原理为：经电子线路构成的高压发生器将低压转换成高压实验电源，供应丈量桥路；丈量桥路实现比例式丈量，将丈量结果送自动量程切换显示电路进展量程转换和数字显示。 目前比较常用的是BY2671数字兆欧表。 4.1.2 目前常用的绝缘电阻测试 BY2671数字兆欧表(本

8、节完)小 结绝缘电阻是一切电介质和绝缘构造的绝缘形状最根本的综合特性参数。电气设备中大多采用组合绝缘和层式构造，故在直流电压下均有明显的吸收景象，丈量吸收比可检验绝缘能否严重受潮或存在部分缺陷。前往 4.2 介质损耗角正切的丈量 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部分性缺陷。由于tan随电压而变化的曲线，可判别绝缘能否受潮、含有气泡及老化的程度。但是，丈量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)绝缘中的部分性缺陷，这时应尽能够将这些设备分解成几个部分，然后分别丈量它们的tan。 4.2.1 西林电桥丈量法的根本原理 4.2.2 西林

9、电桥丈量法的电磁干扰 4.2.3 西林电桥丈量法的其他影响要素本节内容前往4-6 西林电桥原理接线图 图中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的规范，C4为平衡损耗角正切的可变电容。 4.2.1 西林电桥丈量法的根本原理 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，规范电容器阻抗以及桥臂Z3和Z4的阻抗 11xxxjCZRw=+1NNZj Cw=33ZR=44411j CZRw=+42311tanxNxRCCR44tanxC R解所得方程式，得 (4-6) 4-7 4-8 4-9 当 时，试样

10、电容可近似地按下式计算： tan0.1x43xNRCCR4-10 因此，当桥臂电阻R3，R4和电容CN，C4知时就可以求得试样电容和损耗角正切，计算出Cx后，根据试样与电极的尺寸在计算其相对介电常数。 通常桥臂阻抗要比Z3和Z4大得多，所以任务电压主要作用在桥臂阻抗上，因此它们被称为高压臂，而Z3和Z4为低压臂，其作用电压往往只需数伏。为了确保人身和设备平安，在低压臂上并联有放电管A、B两点对地，以防止在R3、C4等需求调理的元件上出现高压。 电桥到达平衡时的相量图见图4-7，其中电桥的平衡是经过R3和C4来改动桥臀电压的大小和相位来实现的。在实践操作中，由于R3和Z4相互之间也有影响，故需反

11、复调理R3和C4，才干到达电桥的平衡。 图4-7 西林电桥平衡时的相量图 由于绝大多数电气设备的金属外壳是直接放在接地底座上的，换言之，被试品的一极往往是固定接地的。这时就不能用上述正接线来丈量它们的tan，而应改用图4-8所示的反接线法进展丈量。 图4-8 西林电桥反接线原理图 前往前往 在现场进展丈量时，试品和桥体往往处在周围带电部分的电场作用范围之内，虽然电桥本体及衔接线都如前所述采取了屏蔽，但对试品通常无法做到全部屏蔽。这时等值干扰电源电压就会经过对试品高压电极的杂散电容产生干扰电流，影响丈量。 图4-9 外接电源引起的电磁干扰 4.2.2 西林电桥丈量法的电磁干扰 消除或减小由于电场

12、干扰引起的误差，可以采取以下措施 ：1加设屏蔽，用金属屏蔽罩或网把试品与干扰源隔开。2采用移相电源 3倒相法 图4-10移相电源消除干扰的接线图 前往前往4.2.3 西林电桥丈量法的其他影响要素 1.温度的影响 温度对tan值的影响很大，详细的影响程度随绝缘资料和构造的不同而异。普通来说，tan随温度的增高而增大。现场实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4-11 与实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. 实验电压的影响 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)，丈量tan能有

13、效地发现部分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)丈量tan只能发现整体分布性缺陷 4. 试品外表走漏的影响 试品外表走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较小时尤需留意。 前往前往(本节完)小 结丈量 值是判别电气设备绝缘形状地一项灵敏有效的方法。 值的丈量，最常用的是西林电桥。 的丈量受一系列外界要素的影响。实验中应尽能够采用屏蔽，除污等方法消除这些影响。tgtgtg 4.3 部分放电的丈量 当电气设备内部绝缘发生部分放电时，将伴随着出现许多景象。有些属于电的，例如电脉冲、介质损耗的增大和

14、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。这些景象都可以用来判别部分放电能否存在，因此检测的方法也可以分为电的和非电的两类。 目前得到广泛运用而且比较胜利的方法是电的方法，即丈量绝缘中的气隙发生放电时的电脉冲。它不仅可以判别部分放电的有无，还可以断定放电的强弱。 4.3.1 部分放电丈量的根底 4.3.2 部分放电丈量的脉冲电流法 4.3.3 部分放电丈量的非电检测法 前往前往(a)表示图 (b)等值电路4.3.1 部分放电丈量的根底 图4-12 绝缘内部气隙部分放电的等值电路 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

15、那部分介质的电容，Ca那么代表其他完好部分的介质电容 。整个系统的总电容为: bgabg+C CCCCC sinmuUtsinbgmbgCuUtCC在电源电压 的作用下， 上分到的电压gC为：4-11 4-12 图4-13部分放电时电压电流变化曲线 图4-14 一次部分放电的电流脉冲 电容上分到的电压 ，气隙放电电压 ，熄灭电压剩余电压 。gurUsU表征部分放电的三个根本参数 视在放电量 4-17 其中 为试品电容， 为气隙放电时，试品两端的压降。 既是发生部分放电时试品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aaUCqqaCaUqp放电反复率 p 在选定的时间间隔内测

16、得的每秒发生放电脉冲的平均次数p放电能量 p 指一次部分放电所耗费的能量。 p p 432其中 为视在放电量， 为部分放电起始电压。p p NWiqUW21qiU其他参数 平均放电电流 放电的均方率 放电功率 部分放电起始电压 部分放电熄灭电压前往前往4.3.2 部分放电丈量的脉冲电流法 当发生部分放电时，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丈量其波形或幅值，由于其大小与视在放电量成正比，经过校准就能得出视在放电量(普通单位用pC)。此法灵敏度高、运用广泛。 前往前往4.3.3 部分放电丈量的非电检测法 噪声检测法 超声波

17、法光检测法 化学分析法 p噪声检测法超声波法噪声检测法超声波法介质中发生部分放电时，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。此时放电源好像一个声源，向外发出声波。由于放电继续时间很短，所发射的声波频谱很宽，可到达数MHz。 引见一种声测法传感器固体中常用传感器为测震仪固体中常用传感器为测震仪accelerometer和声发射和声发射Acoustic Emission传感器。测震仪有着平滑的频率传感器。测震仪有着平滑的频率特性，测试频率可达特性，测试频率可达50kHz以上。声发射传感器有多个频段以上。声发射传感器有多个频段30k1MHz，该传感器有很强的方向性，普通来

18、说只，该传感器有很强的方向性，普通来说只能测试某个特定方向的声信号。能测试某个特定方向的声信号。Senaco AS100 声传感器声传感器 北京亚捷隆测控技术北京亚捷隆测控技术 抗电磁干扰才干强 灵敏度不受试品电容的影响 能进展复杂设备放电源定位 在传播途径中衰减、畸变严重 根本不能反映放电量的大小 实践中普通不独立运用声测法，而将声测法和电测法结合起来运用。 噪声检测法的特点光检测法 采用光纤传感器，部分放电产生的声波压迫使得光纤性质改动，导致光纤输出信号改动，从而可以测得放电。 光测法只能测试外表放电和电晕放电，在现场中光测法根本上没有直接运用。将光纤技术和声测法相结合提出了声-光测法。 p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判别介质老化情况。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。 在高压电气设备中，绝缘油得到了广泛的运用。高压电气设备的主要部件