教案、课件49蔚文洁-电气试验

（一）基本知识电力系统运行着众多的电力设备，而电力设备的安全运行是保证安全可靠发供电的前提。而电力设备在运行中，由于电压、热、化学、机械振动以及其他因素的影响，其绝缘性能会出现劣化，甚至会失去绝缘性能，造成事故。据有关统计分析，电力系统中60％以上的停电事故是由设备绝缘缺陷引起的。这就需要运行部门的电气试验

通过电气试验，在设备投入之前或运行中了解掌握设备的绝缘情况，以便在故障发展的初期就能够准确及时地发现并处理，预防性试验由此而得名。1、绝缘缺陷的分类集中性缺陷，如局部放电，局部受潮、老化，局部机械损伤；分布性缺陷，如绝缘整体受潮、老化、变质等。绝缘缺陷的存在必然导致绝缘性能的变化。电气试验 通过各种试验

，测量表证其绝缘性能的有关数据参数，查出绝缘缺陷并及时处理，可使事故防患于未然。2、电气试验的分类电气试验一般可分为出厂试验、交接验收试验、大修试验、预防性试验等。(1)出厂试验它是电力设备生产厂家根据有关标准和产品技术条件规定的试验项目，对每台产品所进行的检查试验。试验目的在了检查产品设计、制造、工艺的质量，防止不合格产品出厂。交接验收试验、大修试验它们是指安装部门、检修部门新投设备、大修设备按照有关标准及产品技术条件或《规程》规定进行的试验。新设备在投入运行前的交接验收试验，用来检查产品有无缺陷，运输中有无损坏等；大修后设备的试验用来检查检修质量是否合格等。预防性试验它是指设备投入运行后，按一定的周期由运行部门、试验部门进行的试验，目的在于检查运行中的设备有无绝缘缺陷和其他缺陷。（二）绝缘电阻试验1、试验原理图中i1

由电子式极化、离子式极化所形成的电流，叫充电电流，在加直流电压后很快就衰减为零。i2由偶极式极化和夹层式极化形成的电流叫吸收电流。吸收电流是随时间的增加而衰减。i3由绝缘体还有极少数带电质点，在电场的作用下发生移动，形成电导电流（又名泄漏电流），它在加电压以后很快就趋于恒定

。i

是三种电流的总和。该曲线反映的是在直流电压作用过绝缘介质的总电流随时间变化的曲线，通常也被称为吸收曲线。从该曲线可以看出，充电电流和吸收电流经过一段时间后趋近于零，因此吸收曲线趋近于泄漏电流值。所谓绝缘电阻（R）就是指加于被试品上的直流电压与流过试品的泄漏电流之比，即R=U/i3图中R表示的是绝缘电阻，由图可知在一定的直流电压 过绝缘的电流与其绝缘电阻成反比，绝缘电阻越大，反映流过绝缘的电流越小。由图还可以得到绝缘电阻与加压时间的关系。即绝缘在直流电压作用下所通过的电流i是随加压时间的延长而减小，当加压时间足够长时，它的值就趋于恒定的泄漏电流i3；而绝缘电阻是随加压时间的延长而增大，并最后趋于恒定。原理：绝缘电阻试验就是在绝缘上施加一定的直流电压，测量绝缘的电阻，以反映流过绝缘的电流。2、试验目的对于良好洁净的绝缘，无论绝缘体内或是表面的离子数都很少，电导电流很小，绝缘电阻值很大。如果绝缘存在贯通的集中性缺陷，例如开裂、脏污，特别是受潮以后，绝缘的导电离子数要急

剧增加，电导电流明显上升，绝缘电阻明显下降。所以，由绝缘电阻的大小，可以了解绝缘的状况。3、吸收比定义：

加压时间足够长时(稳态时)的绝缘电阻R∞与加压时间开始时(起始时)的绝缘电阻R0的比值称为绝缘的吸收比，用K表示：K

RR0根据吸收比的大小,可以进一步地判断绝缘的状况。在实际中，要测出稳态时的绝缘电阻R∞和起始时的绝缘电阻R0是的，即要确定R∞／R0的比值是的。在绝缘预防性试验时，往往是取加压60s时的绝缘电阻R60“与加压15s时的绝缘电阻R15”的比值R60“／R15”，作为绝缘的吸收比。即：K=R60"／R15"绝缘电阻和吸收比，通常是用兆欧表进量，其接线

。4、试验接线1-电缆金属外皮2-电缆绝缘3-电缆线芯4-保护环绝缘电阻和吸收比，通常是用兆欧表进 量，其接线如图所示。(L)、地(E)及一般兆欧表有三个接线端子，分别为线路(G)。测量时，将线路端子(L)和地端子(E)分别接于被试绝缘的两端。图(a)用于测量电缆线芯对地的绝缘电阻，端子L接电缆线芯，端子E接电缆外皮(即接地)；图(b)用于测电缆两线芯间的绝缘电阻，端子L及E分别接于电缆两线芯上。为避免表面泄漏电流对测量造成误差，还应加装保护环，并接到兆欧表

端子(G)上，以使表面泄漏电流短路，如图(c)所示。5、试验步骤（1）选择及检查兆欧表通常兆欧表按其额定电压分为500、1000、2500、5000V几种。使用前应检查兆欧表是否完好。检查的方法是：先将兆欧表的接线端子间开路，按兆欧表额定转速(约每分钟120转)摇动兆欧表手柄，观察表计指针，应该指“∞”；然后将线路和地端子短路，摇动手柄，指针应该指“0”。如果兆欧表的指示不对，则需调换或修

理后再使用。电子式兆欧表电子式兆欧表测量原理与手摇式兆欧表的测量原理一样，只是电源的产生方式不一样。由于电力电子技术的发展，开关电源技术已比较成熟，因此，工程上大量采用了电子式兆欧表。与手摇式兆欧表相比，不仅试验工作量降低，测量吸收比时更容易，而且电源容量可以做得较大，同时，一台兆欧表还可以将几种不

压集成在一台设备中，适用面更广。（2）对被试设备断电和放电对运行中的设备进行试验前，应确证该设备已断电，而后还应对地充分放电。对电容量较大的被试设备(如发电机、电缆、大中型变压器、电容器等)，放电时间不少于2min。（3）接线按前述的接线方法进行接线。接线中，由兆欧表到被试

物的连线应尽量短，线路与地端子的连线间应相互绝缘良好。（4）摇测绝缘电阻和吸收比保持兆欧表额定转速，观察兆欧表指针的指示，同时记录时间。分别 摇转15s和60s时的绝缘电阻R15“和R60”，R60“／R15”的比值即为被试物的吸收比。通常以R60“作为被试物的绝缘电阻值。注意：读数完毕以后，应先将兆欧表线路端子的接线与被试物断开，然后再停止摇转。对被试物放电测量结束后，被试物对地还应进行充分放电，对电容量较大的被试设备，其放电时间同样不应少于2min。记录记录的内容包括被试设备的名称、

、铭牌规范、运行位置，验现场的湿度以及摇测被试设备所得的绝缘电阻值和吸收比值等。（7）对试验结果的判断绝缘电阻和吸收比的数值比较试验数值的相互比较注意：一般的绝缘，通常温度每下降10℃，其绝缘电阻约增加一倍。所以在对绝缘电阻进行比较时，应设法将不同温度下所测得的绝缘电阻换算到同一温度的基础上再进行比较。6、试验内容变压器绕组连同套管对地绝缘电阻的测试。变压器铁芯对地绝缘电阻的测试。（三）泄漏电流试验对固体绝缘而言，直流泄漏电流又包括表面泄漏电流和体积泄漏电流两部分成分。影响表面泄漏电流的因素主要是绝缘材料表面的绝缘状况，影响体积泄漏电流的因素主要是绝缘材料的绝缘状况，直流泄漏电流的测量重在通过测量绝缘材料的体积泄漏电流来反映绝缘测量的品质。在表面泄漏电流影响较大情况下，应采取措施。其中，R表示绝缘材料的等值电阻，C表示绝缘材料的等值电容，其电流分别为IC和IR。绝缘材料在直流电压作用下，由于电容电流

IC最终会随时间增长而衰减为0，所以，最后绝缘材料中通过的电流只有电阻电流IR。此电流是由绝缘材料中杂质离子移动造成的，反映了绝缘材料的导电能力，故IR电流叫做电导电流，也即平常所说的泄漏电流。1、试验的优点直流泄漏电流试验与直流耐压试验的接线及原理相同，多同步进行。泄漏电流测量与绝缘电阻测量的原理基本相同，不同之处在于测量泄漏电流时所用的电源一般采用可调的直流高压装置，并用微安级电流表直接测量流过试品的电流。泄漏电流试验时可以作出泄漏电流与加压时间的关系曲线和泄漏电流与所加电压的关系曲线，通过这些曲线可以判断绝缘状况如右图所示，泄漏电流随加压时间变化的过程，实际上就是吸

收电流的变化过程。当绝缘受潮

或有缺陷时，电流随加压时间下

降得比较慢，达到的稳定值较大，即绝缘电阻较小。上图为泄漏电流与加压时间关系曲线1—绝缘良好；2—受潮。2、试验的目的通过对泄漏电流与所加电压的关系曲线变化及泄漏电流的大小的分析，不仅可以发现某些局部缺陷，而且可以较灵敏的发现电气设备整体受潮等分布性缺陷和贯通的集中性缺陷。2、试验的原理及接线（1）试验原理直流泄漏电流的测量，主要通过在电气设备上加规定的直流试验电压，测量通过设备的电流大小来反映设备的绝缘状况，其测试原理是欧姆定律。由于试验电压较高，直流试验高压，一般是通过交流整流的方式获得的。（2）试验接线A、微安表处于高电位测量法：T1、T2―交流调压、变压装置V――整流硅堆R――限流电阻C――稳压、滤波电容PA――反映设备泄漏电流的微安表PV1――低压电压表PV2――高压电压表Cx――被测试的设备接线特点：a微安表处于高压，高压引线对地杂散电流被掉，测量准确。b微安表至设备高压连线应采用线，以排除此段导线的影响。线的层一端应跨过微安表连接，另一端不接，否则无效。c微安表量程切换和读数不太方便。B、微安表处于低电位测量法：试品可以对地绝缘时，微安表接在被试品与地之间，

。此种接线，可以

所有高压带电部分对地的杂散电流，若对微安表进行 则效果更佳，是所有泄漏电流测量接线中最为准确的接线。微安表的 罩应与地端相连，否则，无效。3、试验的操作要点根据实际情况选择微安表不同接线，接好线，并由专人认真检查接线和仪器设备。当确认无误时，方可通电及升压。在升压过程中，升压按25％试验电压分级停留耐压，并观察记录泄漏电流。在测量过程中若有击穿、闪络等异常现象发生，应马上降压，断开电源，并查明原因，详细记录：待妥善处理后，再继续测量。试验完毕、降压、断开电源后，均应对被试设备进行充分放电，放电前先将微安表短接，并先通过有高阻值电阻的放电棒放电，然后直接接地。注意放电棒的正确使用方法：先通过大电阻放电，后用导线直接放电，先接地端，后慢慢靠近放电部位。4、影响试验结果的因素（1）高压连接导线对地泄漏电流的影响当高压导线表面场强高于20KV/cm时，沿导线表面的空气发生电离，对地形成泄漏电流，影响测量和减小电晕的措施来降低结果。生产中可采用试验误差。（2）表面泄漏电流的影响消除的办法一种是使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。（3）温度的影响温度升高，泄漏电流增大，所以测量最好在被试设备温度为30～80℃时进行。（4）加压速度对测量结果的影响用微安表所的并不一定是真实的泄漏电流，而可能是包含吸收电流在内的电流。对于电缆、电容器等设备的吸收现象很强，真实的泄漏电流要经过很长时间才能读到，而在测量时，如果电压是逐渐加上的，则在加压的过程中，就已有吸收过程，读得的电流值就较小.逐级加压法：每一级加压数值可定为全部试验电压的1/4-1/10,每级升压后停留30s,再进行第二次升压。（四）介质损耗试验1、介质损耗绝缘材料在电压作用下，总会流过一定的电流，所以都有能量损牦。把电介质在电压作用下产生的一切损耗称为介质损耗或介质损失。电介质损耗，按其物理性质可分为下列三种基本形式：漏导引起的损耗电介质极化引起的损耗局部放电引起的损耗2、介质损耗角其中，为

功率因数角，而其余角为介质损失角。根据函数关系:I

UI

PIC

UIC

Qtan

R

R

RP

UI

UI

tan

U

2C

tan当电介质一定，外加电压及频率一定时，介质损耗P与tan