vAAA3-电气设备绝缘试验技术课件

第一篇

高电压绝缘与试验第三章电气设备绝缘试验技术第一篇

高电压绝缘与试验第三章电气设备绝缘1主要内容3-1绝缘参数的测量(电气设备特性试验)3-2工频高电压试验(交流耐压试验)3-3直流高电压试验(直流耐压试验)3-4冲击高电压试验主要内容3-1绝缘参数的测量2电气设备进行绝缘试验的必要性电力系统的规模、容量不断地扩大，停电造成的损失越来越严重。绝缘往往是电力系统中的薄弱环节，绝缘故障通常是引发电力系统事故的首要原因。电介质理论仍远未完善，须借助于各种绝缘试验来检验和掌握绝缘的状态和性能。电气设备进行绝缘试验的必要性电力系统的规模、容量不断地扩大3vAAA3-电气设备绝缘试验技术课件4vAAA3-电气设备绝缘试验技术课件53-1绝缘参数的测量3-2工频高电压试验3-3直流高电压试验3-4冲击高电压试验3-1绝缘参数的测量63.1绝缘参数的测量一、绝缘电阻和吸收比的测量二、介质损失角正切tgδ的测量三、局部放电的测量四、绝缘油的色谱分析3.1绝缘参数的测量一、绝缘电阻和吸收比的测量7绝缘电阻

最基本的综合性特性参数。吸收比

检验绝缘是否严重受潮或存在局部缺陷。组合绝缘和层式结构，在直流电压下均有明显得吸收现象，使外电路中有一个随时间而衰减的吸收电流。一、绝缘电阻和吸收比的测量绝缘电阻一、绝缘电阻和吸收比的测量8一、绝缘电阻和吸收比的测量开关S合闸作为时间的起点，在的极短时间内，层间电压按下式分布。双层介质的吸收现象双层介质等效电路图一、绝缘电阻和吸收比的测量开关S合闸作为时间的起点，在的极9一、绝缘电阻和吸收比的测量达到稳态时（t→∞），层间电压按电阻分配此时回路电流为电导电流吸收和泄漏电流及绝缘电阻的变化曲线一、绝缘电阻和吸收比的测量达到稳态时（t→∞），此时回路电10由于吸收现象，U1∞≠U10,U2∞≠U20，在这个过程中的夹层按下式变化一、绝缘电阻和吸收比的测量由于吸收现象，U1∞≠U10,U2∞≠U20，在这11流过夹层电流：绝缘上的电阻值为：当绝缘严重受潮或出现导电性缺陷时，阻值R1、R2

或两者之和显著减小，Ig大大增加，而Ia迅速衰减。一、绝缘电阻和吸收比的测量Ig:电导电流ia:吸收电流流过夹层电流：绝缘上的电阻值为：当绝缘严重受潮或出现导电性缺12意义

绝缘电阻指吸收电流按指数规律衰减完毕后测得的稳态电阻值，测量绝缘电阻可有效反应绝缘整体受潮、局部严重受潮或贯穿性缺陷等。

如绝缘良好，吸收现象显著，一般吸收比不小于1.3。试品容量小，吸收比：一、绝缘电阻和吸收比的测量R60已经接近于稳态绝缘电阻值R∞，K恒大于1,K越大表示吸收现象越显著，绝缘性能越好。意义如绝缘良好，吸收现象显著，一般吸收比不小于1.3。试13

吸收比是同一试品在两个不同时刻的绝缘电阻的比值，所以排除了绝缘结构和体积尺寸的影响。一般以K大于1.3作为设备绝缘状态良好的标准亦不尽合适，有些变压器的K虽大于1.3，但R值却很低；有些K小于1.3，但R值却很高。所以应将R值和K值结合起来考虑，方能作出比较准确的判断。一、绝缘电阻和吸收比的测量吸收比是同一试品在两个不同时刻的绝缘电阻的比值，所以排除了14大容量电气设备中，吸收现象延续很长时间，吸收比不能很好地反映绝缘的真实状态，用极化指数再判断。极化指数一般不小于1.5.一、绝缘电阻和吸收比的测量试品容量大，极化指数：某些集中性缺陷已相当严重，以致在耐压试验时被击穿，但在此前测得的绝缘电阻、吸收比、极化指数却并不低，因为缺陷未贯穿绝缘。可见仅凭上述试验结果判断绝缘状态是不够的。大容量电气设备中，吸收现象延续很长时间，吸收比不能很好地15绝缘电阻的测量定义：工程上常用兆欧表(摇表)进行测量，以加压60s后读数为试品的绝缘电阻。原理：电压线圈与电流线圈中电流在磁场中产生转动力矩，在力矩差作用下，旋转到平衡为止。指针偏角与绝缘电阻关系：开路时一、绝缘电阻和吸收比的测量绝缘电阻的测量开路时一、绝缘电阻和吸收比的测量16绝缘电阻的测量定义：工程上常用兆欧表(摇表)进行测量，以加压60s后读数为试品的绝缘电阻。原理：电压线圈与电流线圈中电流在磁场中产生转动力矩，在力矩差作用下，旋转到平衡为止。指针偏角与绝缘电阻关系：短路时一、绝缘电阻和吸收比的测量绝缘电阻的测量短路时一、绝缘电阻和吸收比的测量17图为手摇式兆欧表测量电力电缆绝缘电阻的接线图。兆欧表有三个接线端子：线路端子（L）、接地端子（E）和保护（屏蔽）端子（G）。被试绝缘接在端子L和E之间，而保护端子G的作用是使绝缘表面泄漏电流不要流过线圈测得的绝缘体积电阻不受绝缘表面状态的影响。一、绝缘电阻和吸收比的测量图为手摇式兆欧表测量电力电缆绝缘电阻的接线图。兆欧表有18测试绝缘电阻能发现的缺陷为：两极间有贯穿性的导电通道、受潮、瓷质绝缘表面污秽（比较有无屏蔽环电极时所测得的数值）不能发现的缺陷为：绝缘中的局部缺陷，如为贯穿的导电通道、含有气泡、分层脱开等；绝缘的整体老化。测试绝缘电阻时注意的几点：①被试品的电源及对外连线应拆除，并充分放电；②在测量中，保持手摇发电机手柄转速均匀，大约每分钟120转，待转速稳定后1min时读数。③测试完后，先断开接线端L，再停止摇手柄M，以免被试品电容在测量时充电电荷经兆欧表放电而损坏兆欧表。这一点在测试大电容量设备时更要注意。一、绝缘电阻和吸收比的测量测试绝缘电阻能发现的缺陷为：一、绝缘电阻和吸收比的测量19④测量时，同时记录温度。因为温度对绝缘电阻有影响。一般情况下，温度升高，绝缘电阻降低。不同温度下的测量值应换算到同一温度下方可进行比较。⑤注意消除试品上残余电荷的影响。试品绝缘中的残余电荷是否放净，会直接影响到绝缘电阻和吸收比的测量结果：当残余电荷与摇表极性相反时，会使测量结果的虚假性增大，这是因为摇表要输出较多的异号电荷去中和残余电荷的缘故；当残余电荷的极性与摇表的极性相同时则减小。为消除影响，试验前应将被试品充分放电，大容量设备放电时间至少需要5min。④测量时，同时记录温度。因为温度对绝缘电阻有影响。一般情况下20泄漏电流测量一、特点泄漏电流的测量原理与绝缘电阻的原理基本相同，所不同的是前者的电压比兆欧表高，可达10kv以上，并可任意调节；比兆欧表发现缺陷更有效，能发现一些尚未贯穿的集中性缺陷，如瓷质绝缘的裂纹，夹层绝缘的内部受潮及局部松散断裂，绝缘油的劣化，绝缘的沿面碳化等；还可以在试验中随电压升高，观察泄漏电流的变化及电流与时间的关系，绘出曲线进行全面分析，克服绝缘电阻随所加电压升高而下降这一现象早出的误差。泄漏电流测量一、特点21二、试验接线二、试验接线22介质损耗角正切tgδ是绝缘品质的重要指标，介质的功率损耗与tgδ成正比。测量tgδ是判断电气设备绝缘状态的灵敏有效的方法；tgδ能反映绝缘的整体性缺陷(全面老化)和小容量试品中的严重局部性缺陷；tgδ随电压变化的曲线可以判断绝缘是否受潮，含有气泡及老化的程度；大容量的设备绝缘存在局部缺陷时，应尽可能将设备解体后分解测量进行分析。二、介质损失角正切tgδ的测量介质损耗角正切tgδ是绝缘品质的重要指标，介质的功率损耗与t231.tgδ的测量方法－西林电桥(QS1型)Rx：被试品等值电阻;Cx：被试品等值电容;R3：可调的无感电阻；CN：标准电容器电容；C4：为可调电容；R4：定值无感电阻；P：交流检流计。QS1型电桥接线图二、介质损失角正切tgδ的测量1.tgδ的测量方法－西林电桥(QS1型)Rx：被试品等值24调节R3和C4，检流计的电流为0，电桥平衡。式中：二、介质损失角正切tgδ的测量调节R3和C4，检流计的电流为0，电桥平衡。式中：二、介质损25求得试品的等值电容Cx和等值电阻Rx介质并联等值电路的介质损耗角正切二、介质损失角正切tgδ的测量求得试品的等值电容Cx和等值电阻Rx介质并联等值电路的介质损26因为ω=2πf=100π，如取R4=10000/πΩ，并取C4的单位为μF，则简化为：试品电容二、介质损失角正切tgδ的测量因为ω=2πf=100π，如取R4=10000/πΩ，并272.QS1型西林电桥接线原理图电桥平衡的反接线过程与正接线时无异，所不同者在于各个调节元件、检流计和屏蔽网均处于高电位，故必须保证足够的绝缘水平和采取可靠的保护措施。二、介质损失角正切tgδ的测量正接法反接法2.QS1型西林电桥接线原理图电桥平衡的反接线过程与正283.电桥测量的影响因素杂散电容电流；杂散电导电流；试品表面泄漏；周围其它试品的影响；外界电源对电桥的干扰；解决方法：加设屏蔽；采用移相电源；采用倒相法消除磁场干扰方法：将电桥移到磁场干扰范围以外；将检流计极性开关置于不同位置时调节电桥平衡测得试品介损和电容值再求平均值。二、介质损失角正切tgδ的测量3.电桥测量的影响因素二、介质损失角正切tgδ的测量29温度tgδ随温度的增高而增大（固体电介质具有负温度系数）。为便于比较，应将在各种温度下测得的值换算到20℃时的值。试验电压当绝缘存在故障时，tgδ值与电压非线性。试品表面泄漏 测试前应清除绝缘表面的积污和水分，必要时还可以在绝缘表面上装设屏蔽极试品电容量电容量试品大，只能发现整体分布性缺陷，用测量tgδ的方法来判断绝缘状态就不很灵敏了。4.tgδ测量影响因素二、介质损失角正切tgδ的测量温度4.tgδ测量影响因素二、介质损失角正切tgδ的测量30局部放电是引起电介质老化的重要原因之一。测定电气设备在不同电压下的局部放电强度和发展趋势，就能判断绝缘内是否存在局部缺陷以及介质老化的速度和目前的状态。局部放电的基本概念，表征局部放电的重要参数。脉冲电流法的测量原理。三、局部放电的测量局部放电是引起电介质老化的重要原因之一。三、局部放电的测量311.局部放电的基本概念绝缘内部气隙局部放电的等值电路如图所示三、局部放电的测量1.局部放电的基本概念绝缘内部气隙局部放电的等值电路如图所321.局部放电的基本概念气隙上电压为：真实放电量(不可测量)：放电过程：Ug↑→气隙放电至Ur→熄灭→完成局放；气隙压降：三、局部放电的测量1.局部放电的基本概念真实放电量(不可测量)：放电过程：气33Ca上的电压变化为：ΔUa及q是可以测量的，常将q作为度量局放强度参数；直流电压下，单位时间放电次数要比交流下低、破坏作用小。视在放电量(可测量)：视在放电量与真实放电量的关系：三、局部放电的测量Ca上的电压变化为：ΔUa及q是可以测量的，常将q作为度量局34放电过程示意图外部电压u、空间电荷q、气隙电压Uc的时间变化图三、局部放电的测量放电过程示意图外部电压u、空间电荷q、气隙电压Uc的时间变化35表征局部放电的其它重要参数：放电重复率：每秒发生放电脉冲的平均次数；放电能量：一次局部放电所消耗的能量；局部放电其它参数平均放电电流；放电功率；局部放电起始电压；局部放电熄灭电压；q：视在放电量Ui：局部放电起始电压三、局部放电的测量表征局部放电的其它重要参数：局部放电其它参数q：视在放电量36三、局部放电的测量局部放电检测方法综述三、局部放电的测量局部放电检测方法综述372.局部放电的脉冲电流检测方法-电检测法（a）并联法测量回路（b）串联法测量回路（c）平衡法测量回路

Cx：试品； Ck：耦合电容；Zd：检测阻抗； Zm：保护电阻；M：测量仪器三、局部放电的测量2.局部放电的脉冲电流检测方法-电检测法（a）并联法测量回路382.局部放电的脉冲电流检测方法检测阻抗RC型检测阻抗RLC型检测阻抗

局部放电量标定三、局部放电的测量2.局部放电的脉冲电流检测方法检测阻抗局部放电量标定三、局部39小结局部放电的检测已成为确定产品质量和进行绝缘预防性试验的重要项目之一。试验内容包括测量视在放电量、放电重复率、局部放电起始电压和熄灭电压、放电的具体部位。表征局部放电的参数主要有：视在放电量、放电重复率、放电能量等。伴随局部放电会出现多种现象：包括电、光、噪声、气压变化、化学变化等。局部放电的检测方法很多，包括非电检测和电气检测两大类。主要介绍了脉冲电流法的测量原理。小结局部放电的检测已成为确定产品质量和进行绝缘预防性试验的重40绝大多数大型电力变压器选用油纸或油和纸板组成的绝缘结构。当变压器内部发生热故障、放电性故障或者油、纸老化时均会产生各种气体。所产生的气体在油里经对流、扩散，不断地溶解于绝缘油中。发热和放电的产生程度不同，所产生的气体种类、油中溶解气体的浓度、各种气体的比例关系也不相同。当固体绝缘发生故障时，CO和CO2会明显增长。油中溶解气体的组分和含量可以作为反映充油式电力变压器绝缘故障的特征量。四、绝缘油中溶解气体的色谱分析绝大多数大型电力变压器选用油纸或油和纸板组成的绝缘结构。当变41油中所含溶解气体CCHHHHCCHHHCCHHHHCCHHHHCCHHHHHHHCCHHHHHCCHHHHHHCHHHCCHHH2C2H4C2H2CH4C2H6四、绝缘油中溶解气体的色谱分析油中所含溶解气体CCHHHHCCHHHCCHHHHCCHHH42故障类型和特征气体关系故障类型产生的主要气体组分产生的次要气体油过热CH4、C2H4H2、C2H6油和绝缘纸过热CH4、C2H4、CO、CO2H2、C2H6油中有电弧H2、C2H2CH4、C2H4、C2H6油和绝缘纸中电弧H2、C2H2、CO、CO2CH4、C2H4、C2H6油中局部放电H2、CH4、C2H2C2H6油和纸中局部放电H2、CH4、C2H2、COC2H6、CO2油中火花放电C2H2、H2

受潮或油中气泡H2

四、绝缘油中溶解气体的色谱分析故障类型和特征气体关系故障类型产生的主要气体组分产生的次要气43三比值编码诊断方法－故障判断编码组合故障类型诊断故障实例（参考）C2H2／C2H4CH4／H2C2H4／C2H6001低温过热(<150℃)绝缘导体过热，注意CO、CO2含量及其CO/CO2比值20低温过热(150～300℃)分接开关接触不良，引线夹件螺丝松动或接头焊接就良，涡流引起铜过热，铁芯漏磁，局部短路和层间绝缘不良，铁芯多点接地等。21中温过热(300～700℃)0,1,22高温过热(>700℃)10局部放电高湿度，高含气量引取油中低能量密度的局部放电20,10,1,2火花放电引起对电位未固定的部件之间连续火花放电，分接闪络，引起对箱壳式放电、线圈断线，引线对其它接地体放电、分接开关飞弧、环流引起电弧等。20,1,2火花放电兼过热10,10,1,2电弧放电线圈匝、层间短路、相间闪络、分接头引线油隙闪络、引导线对箱壳放电、线圈断线、引起对其它接地体放电、分接开关飞弧、环流引起电弧等。20,1,2电弧放电兼过热三比值编码诊断方法－故障判断编码组合故障44什么是绝缘的高电压试验？

用工频交流高压、直流高压、雷电冲击高压、操作冲击高压等模拟电气设备的绝缘在运行中受到的电压，用以考验各种绝缘耐受这些高电压作用的能力。绝缘高电压试验特点：具有破坏性试验的性质。一般放在非破坏性试验项目合格通过之后进行，以避免或减少不必要的损失。什么是绝缘的高电压试验？绝缘高电压试验特点：452-1绝缘参数的测量2-2工频高电压试验2-3直流高电压试验2-4冲击高电压试验2-1绝缘参数的测量462工频高电压试验2.1工频高电压的产生2.2工频高电压的测量2工频高电压试验47通常采用高压试验变压器或其串级装置来产生。对电缆、电容器等电容量较大的被试品，可采用串联谐振回路来获得试验用的工频高电压。工频高压装置是高压试验室中最基本的设备，也是产生其他类型高电压的设备基础部件。一、工频高电压的产生通常采用高压试验变压器或其串级装置来产生。一、工频高电压的48国标规定：在设备绝缘上加上工频试验电压1分钟，不发生闪络或击穿现象，认为设备合格，否则不合格。工频耐压原理接线：1-电源开关；2-调压器；3-电压表；4-试验变压器；5-变压器保护电阻；6-试品；7-测量铜球保护电阻；8-测量铜球一、工频高电压的产生国标规定：在设备绝缘上加上工频试验电压1分钟，不发生闪络49保护电阻保护电阻R的作用防止试品放电时所产生的电压截波对试验变压器绕组绝缘的损伤；限制试品放电的过电流；阻尼CT和C0间的振荡；抑制试品闪络时的恢复过电压。保护电阻R的选取原则阻抗按0.1Ω/V取，（不超过100kΩ）由金属电阻丝或水电阻构成。长度按150～200kV(r.m.s)/m选取。一、工频高电压的产生保护电阻保护电阻R的作用保护电阻R的选取原则一、工频高电压的501.高压试验变压器的特点(1)容量小试验变压器高压侧电流I和额定容量P主要取决于试品的电容，即一、工频高电压的产生(2)一般为单相变压器1.高压试验变压器的特点一、工频高电压的产生(2)一般为单相511.高压试验变压器的特点(3)绝缘裕度小试验变压器本身应有很好的绝缘，但绝缘裕度小，试验过程中要严格限制过电压；(4)无散热装置，连续运行时间短试验变压器连续运行时间不长，发热较少，因而不需要复杂的冷却系统；(5)漏抗较大漏抗大，短路电流较小。一、工频高电压的产生1.高压试验变压器的特点一、工频高电压的产生52（a）全绝缘（单套管）（b）半绝缘（双套管）全绝缘和半绝缘试验变压器(a)全绝缘试验变压器特点：输出高压对壳绝缘，承受全部高压，高压绕组对壳为全绝缘。需一支套管承受；(b)半绝缘试验变压器特点：具有两只输出高压套管，高压绕组对壳绝缘为全输出的一半。外壳对地绝缘。一、工频高电压的产生（a）全绝缘（单套管）（b）半绝缘（53一、工频高电压的产生2.串级试验变压器变压器的体积和重量近似地与其额定电压的三次方成比例。当所需的工频试验电压很高（例如超过750kV）时，再采用单台试验变压器来产生在技术和经济上不合理。U≥1000kV时,采用若干台试验变压器组成串级装置来满足要求。一、工频高电压的产生2.串级试验变压器54串级试验变压器结构T1:第1级试验变压器； 1：低压绕组T2:第2级试验变压器； 2：高压绕组T3:第3级试验变压器； 3：励磁绕组一、工频高电压的产生串级试验变压器结构T1:第1级试验变压器； 1：低压绕组一55①高一级变压器的励磁电流由前面一级变压器供给。T3容量：U2I2T2容量：2U2I2=U2I2（负荷）+U2I2（T3励磁）T1容量：3U2I2=U2I2（负荷）+2U2I2（T2励磁）输出电压：3U2，电流I2，功率：3U2I2

一、工频高电压的产生②电压分布T1：内、外（套管）绝缘：U2T2：内、外（套管）绝缘：U2，支柱绝缘：U2T3：内、外（套管）绝缘：U2，支柱绝缘：2U2

①高一级变压器的励磁电流由前面一级变压器供给。一、工频高电压56③装置利用率串级试验变压器容量：W试=3U2I2=3W各级试验变压器总容量：W装=U2I2+2U2I2+3U2I2=6W装置利用率

η＝W试/W装=0.5n级串级装置的容量利用率一、工频高电压的产生串接级数不超过3级③装置利用率装置利用率n级串级装置的容量利用率一、工频高电573.常用的调压装置如果在试验变压器初级绕组上突然从零开始升压，由于励磁涌流在被试品上产生过高的在电压，或者试验中突然切断电源，由于切除空载变压器也将引起过电压。因此，必须通过调压器升压和降压。(1)自耦调压器波形畸变小，容量小。(2)移圈式调压器容量大，波形有畸变，漏抗较大。一、工频高电压的产生3.常用的调压装置一、工频高电压的产生584.工频试验中的过电压(1)稳态性的电压升高(容升效应)“容升”原理及测量误差分析一、工频高电压的产生4.工频试验中的过电压“容升”原理及测量误差分析一、工频高电594.工频试验中的过电压(2)瞬态性的电压升高串联谐振过电压产生原因：移圈调压器的漏抗与输出电压有关，变压器及调压器的漏抗可能与负荷电容形成串联谐振，产生过电压。抑制措施：初级绕组侧接入保护设备。试品闪络引起的恢复过电压：产生原因：试品突然击穿或放电，由于绕组内部电磁振荡过程在试验变压器绝缘上引起的过电压。抑制措施：在试变高压侧出线端串接保护电阻以限制过电压、过电流。一、工频高电压的产生4.工频试验中的过电压一、工频高电压的产生601.球隙测量电压是峰值，可测量直流、交流、和冲击电压。特点：唯一能直接测量高达数兆伏的各类高压峰值的测量装置。由一对直径相同的金属球构成，测量误差约2％～3％。一定直径的球隙在一定极间距离时的放电电压为一定值。使用时，必须接上保护电阻以限制放电时的电流和振荡。优点：击穿时延小，具有比较稳定的放电电压值和较高的测量精度50%冲击放电电压与静态放电电压的幅值几乎相等。不必对湿度进行校正。二、工频高电压的测量1.球隙二、工频高电压的测量612.2交流高电压的测量2.静电电压表用测量施加电压的两板上的静电力的大小或是由该静电力产生的某一极板的偏移（或偏转）来反映所加电压的大小的表计称静电电压表。2.2交流高电压的测量2.静电电压表622.静电电压表由静电场理论静电电压表的优点内阻抗特别大，几乎不消耗什么能量；能测量相当高的交流和直流电压。二、工频高电压的测量静电电压表测得的是电压有效值。2.静电电压表静电电压表的优点二、工频高电压的测量静电电压表63分压器每一个分压器均由高压臂(Z1)和低压臂(Z2)组成，在低压臂上得到的就是分给测量仪器的低电压u2，总电压u1与u2之比称为分压比（K）。二、工频高电压的测量Z1Z2分压器基本要求：(1)无波形畸变；(2)分压比恒定；(3)分压器接入对被测电压影响微小。分压器二、工频高电压的测量Z1Z2分压器基本要求：642.2交流高电压的测量（续1）4.电容分压器高压臂电容器电容量要小且承受大部分高压及较小损耗，一般采用标准电容器；低压臂电容器电容要大，承受电压低，可采用油浸纸电容器、云母电容器等。分压比：2.2交流高电压的测量（续1）4.电容分压器高压臂65二、工频高电压的测量电容分压器的测量回路电容分压器也存在对地杂散电容，但由于分压器本身也是电容，所以杂散电容只会引起幅值误差，而不会引起波形畸变。二、工频高电压的测量电容分压器的测量回路电容分压器也66工频高压试验的作用；工频高压试验的试验电压和试验时间的确定；工频高压试验接线；工频高压的两种产生方式；工频试验变压器特点；工频试验变压器的几种调压方式；工频高压的测量方法；小结工频高压试验的作用；小结673-1绝缘参数的测量3-2工频高电压试验3-3直流高电压试验3-4冲击高电压试验3-1绝缘参数的测量683.3直流高电压试验一、直流高电压的产生二、直流高电压的测量3.3直流高电压试验一、直流高电压的产生693.3直流高电压试验被试品的电容量很大的场合（例如长电缆段、电力电容器等），用工频给交流高电压进行绝缘试验时会出现很大的电容电流，要求试验装置具有很大的容量，很难做到。这时用直流高电压试验来代替工频高电压试验。直流输电工程的增多促使直流高电压试验的广泛应用。3.3直流高电压试验被试品的电容量很大的场合（例如长电缆段70将工频高电压经高压整流器而变换成直流高电压。利用倍压整流原理制成的直流高压串级装置（或称串级直流高压发生器)能产生出更高的直流试验电压。一、直流高电压的产生将工频高电压经高压整流器而变换成直流高电压。一、直流高电压的711.半波整流回路一、直流高电压的产生高压整流器1.半波整流回路一、直流高电压的产生高压72高压整流器

主要技术参数

额定整流电流

通过整流器的正向电流在一个周期内的平均值。额定反峰电压

当整流器阻断时，其两端容许出现的最高反向电压峰值。电路空载时整流器两端承受的反向电压：一、直流高电压的产生最大反向电压：高压整流器一、直流高电压的产生最大反向电压：73平均直流电压：脉动幅值：脉动系数：一、直流高电压的产生整流回路的基本技术参数IEC和国标要求加在试品上的脉动电压的脉动系数不超过3%。半波整流脉动系数：平均直流电压：一、直流高电压的产生整流回路的基本技术参数IE74负半波时一、直流高电压的产生2.倍压整流回路负半波时一、直流高电压的产生2.倍压整流回路75正半波时一、直流高电压的产生正半波时一、直流高电压的产生76电压脉动：最大电压平均值：平均电压电压降落：脉动系数：一、直流高电压的产生3.串级直流发生器串级直流发生器原理图电压脉动：一、直流高电压的产生3.串级直流发生器串级直流发生771.用球隙测量直流高电压的最大值2.高电阻串联微安表测量二、直流高电压的测量1.用球隙测量直流高电压的最大值二、直流高电压的测量783.电阻分压器二、直流高电压的测量分压比：3.电阻分压器二、直流高电压的测量分压比：79特点：

泄漏电流小，为微安级，试验设备的容量较小。试验时得到的“电压－电流”曲线能有效地显示绝缘内部的集中性缺陷或受潮。直流电压下，绝缘内的电压分布由电导决定，因而与交流运行电压下的电压分布不同，所以交流电气设备的绝缘考验不如交流耐压试验接近实际。三、直流高电压试验的特点和应用范围特点：三、直流高电压试验的特点和应用范围80直流高电压的广泛应用

直流耐压试验

各种输电设备的直流高压试验

典型气隙的直流击穿特性超高压直流输电线上的直流电晕及其各种派生效应。各种绝缘材料和绝缘结构在直流高压下的电气性能。各种直流输电设备的直流耐压试验。三、直流高电压试验的特点和应用范围直流高电压的广泛应用三、直流高电压试验的特点和应用范围813-1绝缘参数的测量3-2工频高电压试验3-3直流高电压试验3-4冲击高电压试验3-1绝缘参数的测量82研究电气设备在运行中遭受雷电过电压和操作过电压的作用时的绝缘性能。许多高压试验室中都装设了冲击电压发生器，用来产生试验用的雷电冲击电压波和操作冲击电压波。高压电气设备在出厂试验、型式试验时或大修后都必须进行冲击高压试验。3.4冲击高电压试验3.4冲击高电压试验833.4冲击高电压试验一、冲击高电压的产生二、冲击高电压的测量3.4冲击高电压试验一、冲击高电压的产生84一、冲击高电压的产生1.单级冲击电压发生器单级冲击电压发生器基本回路C0放电回路标准雷电冲击全波采用的是非周期性双指数波。一、冲击高电压的产生1.单级冲击电压发生器单级冲击电压发生器85波前形成过程：波尾形成过程：一、冲击高电压的产生C0U0RfCfRtCf+C0波前形成过程：一、冲击高电压的产生C0RfCfRtCf+C086冲击电压发生器的近似计算一、冲击高电压的产生波前时间常数根据冲击视在波前时间T1的定义冲击电压发生器的近似计算一、冲击高电压的产生波前时87由以上两式可以解得冲击电压视在波前时间一、冲击高电压的产生由以上两式可以解得一、冲击高电压的产生88波尾电压u2可近似用下式表示一、冲击高电压的产生式中波尾时间常数视在半峰时间波尾电压u2可近似用下式表示一、冲击高电压的产生式中波尾89一、冲击高电压的产生2.多级冲击电压发生器单级冲击电压发生器能产生的最高电压一般不超过200～300kV。因而采用多级叠加的方法来产生波形和幅值都能满足需要的冲击高电压波。一、冲击高电压的产生2.多级冲击电压发生器90多级冲击电压发生器原理接线图一、冲击高电压的产生R：充电电阻； r：硅堆保护电阻，r>>R；C1~C4：主电容； rd：阻尼电阻；g1：点火球隙； g2~g4：中间球隙； g0：隔离球隙；Rf：波头电阻； Rt：波尾电阻； C0：试品电容；多级冲击电压发生器原理接线图一、冲击高电压的产生R：充电电阻91基本原理并联充电，串联放电一、冲击高电压的产生冲击电压发生器充电过程等值电路冲击电压发生器放电过程等值电路基本原理一、冲击高电压的产生冲击电压发生器充电过程等值电路冲92一、冲击高电压的产生自起动方式：只要将点火球隙F1的极间距离调节到使其击穿电压等于所需的充电电压Uc，当F1的电压上升到等于Uc时，F1即自行击穿，起动整套装置。方式二：使各级电容器充电到一个略低于F1击穿电压的水平上，处于准备动作状态，然后利用装置产生一点火脉冲，送到F1的一个球电极上。一、冲击高电压的产生自起动方式：只要将点火球隙F1的极间距离93冲击电压发生器特性参数：(1)额定电压(2)冲击电压发生器的级数(3)冲击电压发生器的最大冲击能量(4)效率一、冲击高电压的产生冲击电压发生器特性参数：一、冲击高电压的产生943.操作冲击高压的获得一、冲击高电压的产生国家标准规定：额定电压大于220kV的超高压电气设备在出厂试验、型式试验中，不能象220kV及以下的高压电气设备那样以工频耐压试验来等效取代操作冲击耐压试验。3.操作冲击高压的获得一、冲击高电压的产生国家标准规定：额定95一、冲击高电压的产生（1）为增加波前时间，又使发生器的利用系数降低不是很多，需采用高效率回路。（2）计算操作波回路参数时，不能用前面介绍的雷电波时的近似计算法来计算操作波回路参数；要考虑充电电阻R对波形和发生器效率的影响。国家标准规定的标准波形250/2500μs，应注意一下两个问题：一、冲击高电压的产生（1）为增加波前时间，又使发生器的利用系96一、冲击高电压的产生电气设备内绝缘的雷电冲击耐压试验采用三次冲击法，即对被试品施加三次正极性和三次负极性雷电冲击试验电压。（1.2/50μs全波）对变压器和电抗器类设备的内绝缘，还要进行雷电冲击截波（1.2/2～5μs)耐压试验。内绝缘冲击全波耐压试验应在被试品上并联球隙，并将它的放电电压整定得比试验电压高15％～20％。绝缘的冲击试验方法一、冲击高电压的产生电气设备内绝缘的雷电冲击耐压试验采用三次97电力系统外绝缘的冲击高压试验通常采用15次冲击法，若击穿或闪络的闪数不超过2次，即可认为该外绝缘试验合格。一、冲击高电压的产生电力系统外绝缘的冲击高压试验通常采用15次冲击法，若击穿或闪98一、冲击高电压的测量1.冲击高电压测量的一般方法(1)球隙测量冲击电压最大值；球隙U50%确定方法：a、简单方法（10次测量法）某一电压作用于球隙距离上，10次中有4、5、6次闪络。（相应6、5、4次不闪络）均可认为该电压为U50%。b、多级法至少5次，即选U1、U2…U55个电压，每级电压施加10次，求得近似放电概率P%，在正态概率纸上作曲线，并可拟和为一条直线，由此直线求得U50%。一、冲击高电压的测量1.冲击高电压测量的一般方法球隙U5099一、冲击高电压的测量1.冲击高电压测量的一般方法c、升降法先估计U’50%,选择级差d=U’50%×3%，U’50%加于间隙，若击穿，则下次加压减少d；若再击穿，则再减d即可，若再下次不击穿，则应加d。这样升降反复进行，约30次。Ui—某一级电压值；ni—该级电压的加压次数；Σni—总加压次数（20~40）；一、冲击高电压的测量1.冲击高电压测量的一般方法c、升降法100一、冲击高电压的测量1.冲击高电压测量的一般方法(3)分压器＋示波器；冲击分压器需注意初始分压与最终分压比的匹配。电阻分压器电容分压器阻容分压器一、冲击高电压的测量1.冲击高电压测量的一般方法冲击分压器1012.高压示波器一、冲击高电压的测量用于观察和记录在冲击放电时出现的变化迅速的一次脉冲现象的示波器称高压示波器。特征：不是测量电压高，而是加速电压高；2.高压示波器一、冲击高电压的测量用于观察和记录在冲击102研究电气设备在运行中遭受雷电过电压和操作过电压的作用时的绝缘性能。许多高压试验室中都装设了冲击电压发生器，用来产生试验用的雷电冲击电压波和操作冲击电压波。高压电气设备在出厂试验、型式试验时或大修后都必须进行冲击高压试验。脉冲功率：用于大功率电子束和离子束、激光器的电源。3.4冲击高电压试验3.4冲击高电压试验103第一篇

高电压绝缘与试验第三章电气设备绝缘试验技术第一篇

高电压绝缘与试验第三章电气设备绝缘104主要内容3-1绝缘参数的测量(电气设备特性试验)3-2工频高电压试验(交流耐压试验)3-3直流高电压试验(直流耐压试验)3-4冲击高电压试验主要内容3-1绝缘参数的测量105电气设备进行绝缘试验的必要性电力系统的规模、容量不断地扩大，停电造成的损失越来越严重。绝缘往往是电力系统中的薄弱环节，绝缘故障通常是引发电力系统事故的首要原因。电介质理论仍远未完善，须借助于各种绝缘试验来检验和掌握绝缘的状态和性能。电气设备进行绝缘试验的必要性电力系统的规模、容量不断地扩大106vAAA3-电气设备绝缘试验技术课件107vAAA3-电气设备绝缘试验技术课件1083-1绝缘参数的测量3-2工频高电压试验3-3直流高电压试验3-4冲击高电压试验3-1绝缘参数的测量1093.1绝缘参数的测量一、绝缘电阻和吸收比的测量二、介质损失角正切tgδ的测量三、局部放电的测量四、绝缘油的色谱分析3.1绝缘参数的测量一、绝缘电阻和吸收比的测量110绝缘电阻

最基本的综合性特性参数。吸收比

检验绝缘是否严重受潮或存在局部缺陷。组合绝缘和层式结构，在直流电压下均有明显得吸收现象，使外电路中有一个随时间而衰减的吸收电流。一、绝缘电阻和吸收比的测量绝缘电阻一、绝缘电阻和吸收比的测量111一、绝缘电阻和吸收比的测量开关S合闸作为时间的起点，在的极短时间内，层间电压按下式分布。双层介质的吸收现象双层介质等效电路图一、绝缘电阻和吸收比的测量开关S合闸作为时间的起点，在的极112一、绝缘电阻和吸收比的测量达到稳态时（t→∞），层间电压按电阻分配此时回路电流为电导电流吸收和泄漏电流及绝缘电阻的变化曲线一、绝缘电阻和吸收比的测量达到稳态时（t→∞），此时回路电113由于吸收现象，U1∞≠U10,U2∞≠U20，在这个过程中的夹层按下式变化一、绝缘电阻和吸收比的测量由于吸收现象，U1∞≠U10,U2∞≠U20，在这114流过夹层电流：绝缘上的电阻值为：当绝缘严重受潮或出现导电性缺陷时，阻值R1、R2

或两者之和显著减小，Ig大大增加，而Ia迅速衰减。一、绝缘电阻和吸收比的测量Ig:电导电流ia:吸收电流流过夹层电流：绝缘上的电阻值为：当绝缘严重受潮或出现导电性缺115意义

绝缘电阻指吸收电流按指数规律衰减完毕后测得的稳态电阻值，测量绝缘电阻可有效反应绝缘整体受潮、局部严重受潮或贯穿性缺陷等。

如绝缘良好，吸收现象显著，一般吸收比不小于1.3。试品容量小，吸收比：一、绝缘电阻和吸收比的测量R60已经接近于稳态绝缘电阻值R∞，K恒大于1,K越大表示吸收现象越显著，绝缘性能越好。意义如绝缘良好，吸收现象显著，一般吸收比不小于1.3。试116

吸收比是同一试品在两个不同时刻的绝缘电阻的比值，所以排除了绝缘结构和体积尺寸的影响。一般以K大于1.3作为设备绝缘状态良好的标准亦不尽合适，有些变压器的K虽大于1.3，但R值却很低；有些K小于1.3，但R值却很高。所以应将R值和K值结合起来考虑，方能作出比较准确的判断。一、绝缘电阻和吸收比的测量吸收比是同一试品在两个不同时刻的绝缘电阻的比值，所以排除了117大容量电气设备中，吸收现象延续很长时间，吸收比不能很好地反映绝缘的真实状态，用极化指数再判断。极化指数一般不小于1.5.一、绝缘电阻和吸收比的测量试品容量大，极化指数：某些集中性缺陷已相当严重，以致在耐压试验时被击穿，但在此前测得的绝缘电阻、吸收比、极化指数却并不低，因为缺陷未贯穿绝缘。可见仅凭上述试验结果判断绝缘状态是不够的。大容量电气设备中，吸收现象延续很长时间，吸收比不能很好地118绝缘电阻的测量定义：工程上常用兆欧表(摇表)进行测量，以加压60s后读数为试品的绝缘电阻。原理：电压线圈与电流线圈中电流在磁场中产生转动力矩，在力矩差作用下，旋转到平衡为止。指针偏角与绝缘电阻关系：开路时一、绝缘电阻和吸收比的测量绝缘电阻的测量开路时一、绝缘电阻和吸收比的测量119绝缘电阻的测量定义：工程上常用兆欧表(摇表)进行测量，以加压60s后读数为试品的绝缘电阻。原理：电压线圈与电流线圈中电流在磁场中产生转动力矩，在力矩差作用下，旋转到平衡为止。指针偏角与绝缘电阻关系：短路时一、绝缘电阻和吸收比的测量绝缘电阻的测量短路时一、绝缘电阻和吸收比的测量120图为手摇式兆欧表测量电力电缆绝缘电阻的接线图。兆欧表有三个接线端子：线路端子（L）、接地端子（E）和保护（屏蔽）端子（G）。被试绝缘接在端子L和E之间，而保护端子G的作用是使绝缘表面泄漏电流不要流过线圈测得的绝缘体积电阻不受绝缘表面状态的影响。一、绝缘电阻和吸收比的测量图为手摇式兆欧表测量电力电缆绝缘电阻的接线图。兆欧表有121测试绝缘电阻能发现的缺陷为：两极间有贯穿性的导电通道、受潮、瓷质绝缘表面污秽（比较有无屏蔽环电极时所测得的数值）不能发现的缺陷为：绝缘中的局部缺陷，如为贯穿的导电通道、含有气泡、分层脱开等；绝缘的整体老化。测试绝缘电阻时注意的几点：①被试品的电源及对外连线应拆除，并充分放电；②在测量中，保持手摇发电机手柄转速均匀，大约每分钟120转，待转速稳定后1min时读数。③测试完后，先断开接线端L，再停止摇手柄M，以免被试品电容在测量时充电电荷经兆欧表放电而损坏兆欧表。这一点在测试大电容量设备时更要注意。一、绝缘电阻和吸收比的测量测试绝缘电阻能发现的缺陷为：一、绝缘电阻和吸收比的测量122④测量时，同时记录温度。因为温度对绝缘电阻有影响。一般情况下，温度升高，绝缘电阻降低。不同温度下的测量值应换算到同一温度下方可进行比较。⑤注意消除试品上残余电荷的影响。试品绝缘中的残余电荷是否放净，会直接影响到绝缘电阻和吸收比的测量结果：当残余电荷与摇表极性相反时，会使测量结果的虚假性增大，这是因为摇表要输出较多的异号电荷去中和残余电荷的缘故；当残余电荷的极性与摇表的极性相同时则减小。为消除影响，试验前应将被试品充分放电，大容量设备放电时间至少需要5min。④测量时，同时记录温度。因为温度对绝缘电阻有影响。一般情况下123泄漏电流测量一、特点泄漏电流的测量原理与绝缘电阻的原理基本相同，所不同的是前者的电压比兆欧表高，可达10kv以上，并可任意调节；比兆欧表发现缺陷更有效，能发现一些尚未贯穿的集中性缺陷，如瓷质绝缘的裂纹，夹层绝缘的内部受潮及局部松散断裂，绝缘油的劣化，绝缘的沿面碳化等；还可以在试验中随电压升高，观察泄漏电流的变化及电流与时间的关系，绘出曲线进行全面分析，克服绝缘电阻随所加电压升高而下降这一现象早出的误差。泄漏电流测量一、特点124二、试验接线二、试验接线125介质损耗角正切tgδ是绝缘品质的重要指标，介质的功率损耗与tgδ成正比。测量tgδ是判断电气设备绝缘状态的灵敏有效的方法；tgδ能反映绝缘的整体性缺陷(全面老化)和小容量试品中的严重局部性缺陷；tgδ随电压变化的曲线可以判断绝缘是否受潮，含有气泡及老化的程度；大容量的设备绝缘存在局部缺陷时，应尽可能将设备解体后分解测量进行分析。二、介质损失角正切tgδ的测量介质损耗角正切tgδ是绝缘品质的重要指标，介质的功率损耗与t1261.tgδ的测量方法－西林电桥(QS1型)Rx：被试品等值电阻;Cx：被试品等值电容;R3：可调的无感电阻；CN：标准电容器电容；C4：为可调电容；R4：定值无感电阻；P：交流检流计。QS1型电桥接线图二、介质损失角正切tgδ的测量1.tgδ的测量方法－西林电桥(QS1型)Rx：被试品等值127调节R3和C4，检流计的电流为0，电桥平衡。式中：二、介质损失角正切tgδ的测量调节R3和C4，检流计的电流为0，电桥平衡。式中：二、介质损128求得试品的等值电容Cx和等值电阻Rx介质并联等值电路的介质损耗角正切二、介质损失角正切tgδ的测量求得试品的等值电容Cx和等值电阻Rx介质并联等值电路的介质损129因为ω=2πf=100π，如取R4=10000/πΩ，并取C4的单位为μF，则简化为：试品电容二、介质损失角正切tgδ的测量因为ω=2πf=100π，如取R4=10000/πΩ，并1302.QS1型西林电桥接线原理图电桥平衡的反接线过程与正接线时无异，所不同者在于各个调节元件、检流计和屏蔽网均处于高电位，故必须保证足够的绝缘水平和采取可靠的保护措施。二、介质损失角正切tgδ的测量正接法反接法2.QS1型西林电桥接线原理图电桥平衡的反接线过程与正1313.电桥测量的影响因素杂散电容电流；杂散电导电流；试品表面泄漏；周围其它试品的影响；外界电源对电桥的干扰；解决方法：加设屏蔽；采用移相电源；采用倒相法消除磁场干扰方法：将电桥移到磁场干扰范围以外；将检流计极性开关置于不同位置时调节电桥平衡测得试品介损和电容值再求平均值。二、介质损失角正切tgδ的测量3.电桥测量的影响因素二、介质损失角正切tgδ的测量132温度tgδ随温度的增高而增大（固体电介质具有负温度系数）。为便于比较，应将在各种温度下测得的值换算到20℃时的值。试验电压当绝缘存在故障时，tgδ值与电压非线性。试品表面泄漏 测试前应清除绝缘表面的积污和水分，必要时还可以在绝缘表面上装设屏蔽极试品电容量电容量试品大，只能发现整体分布性缺陷，用测量tgδ的方法来判断绝缘状态就不很灵敏了。4.tgδ测量影响因素二、介质损失角正切tgδ的测量温度4.tgδ测量影响因素二、介质损失角正切tgδ的测量133局部放电是引起电介质老化的重要原因之一。测定电气设备在不同电压下的局部放电强度和发展趋势，就能判断绝缘内是否存在局部缺陷以及介质老化的速度和目前的状态。局部放电的基本概念，表征局部放电的重要参数。脉冲电流法的测量原理。三、局部放电的测量局部放电是引起电介质老化的重要原因之一。三、局部放电的测量1341.局部放电的基本概念绝缘内部气隙局部放电的等值电路如图所示三、局部放电的测量1.局部放电的基本概念绝缘内部气隙局部放电的等值电路如图所1351.局部放电的基本概念气隙上电压为：真实放电量(不可测量)：放电过程：Ug↑→气隙放电至Ur→熄灭→完成局放；气隙压降：三、局部放电的测量1.局部放电的基本概念真实放电量(不可测量)：放电过程：气136Ca上的电压变化为：ΔUa及q是可以测量的，常将q作为度量局放强度参数；直流电压下，单位时间放电次数要比交流下低、破坏作用小。视在放电量(可测量)：视在放电量与真实放电量的关系：三、局部放电的测量Ca上的电压变化为：ΔUa及q是可以测量的，常将q作为度量局137放电过程示意图外部电压u、空间电荷q、气隙电压Uc的时间变化图三、局部放电的测量放电过程示意图外部电压u、空间电荷q、气隙电压Uc的时间变化138表征局部放电的其它重要参数：放电重复率：每秒发生放电脉冲的平均次数；放电能量：一次局部放电所消耗的能量；局部放电其它参数平均放电电流；放电功率；局部放电起始电压；局部放电熄灭电压；q：视在放电量Ui：局部放电起始电压三、局部放电的测量表征局部放电的其它重要参数：局部放电其它参数q：视在放电量139三、局部放电的测量局部放电检测方法综述三、局部放电的测量局部放电检测方法综述1402.局部放电的脉冲电流检测方法-电检测法（a）并联法测量回路（b）串联法测量回路（c）平衡法测量回路

Cx：试品； Ck：耦合电容；Zd：检测阻抗； Zm：保护电阻；M：测量仪器三、局部放电的测量2.局部放电的脉冲电流检测方法-电检测法（a）并联法测量回路1412.局部放电的脉冲电流检测方法检测阻抗RC型检测阻抗RLC型检测阻抗

局部放电量标定三、局部放电的测量2.局部放电的脉冲电流检测方法检测阻抗局部放电量标定三、局部142小结局部放电的检测已成为确定产品质量和进行绝缘预防性试验的重要项目之一。试验内容包括测量视在放电量、放电重复率、局部放电起始电压和熄灭电压、放电的具体部位。表征局部放电的参数主要有：视在放电量、放电重复率、放电能量等。伴随局部放电会出现多种现象：包括电、光、噪声、气压变化、化学变化等。局部放电的检测方法很多，包括非电检测和电气检测两大类。主要介绍了脉冲电流法的测量原理。小结局部放电的检测已成为确定产品质量和进行绝缘预防性试验的重143绝大多数大型电力变压器选用油纸或油和纸板组成的绝缘结构。当变压器内部发生热故障、放电性故障或者油、纸老化时均会产生各种气体。所产生的气体在油里经对流、扩散，不断地溶解于绝缘油中。发热和放电的产生程度不同，所产生的气体种类、油中溶解气体的浓度、各种气体的比例关系也不相同。当固体绝缘发生故障时，CO和CO2会明显增长。油中溶解气体的组分和含量可以作为反映充油式电力变压器绝缘故障的特征量。四、绝缘油中溶解气体的色谱分析绝大多数大型电力变压器选用油纸或油和纸板组成的绝缘结构。当变144油中所含溶解气体CCHHHHCCHHHCCHHHHCCHHHHCCHHHHHHHCCHHHHHCCHHHHHHCHHHCCHHH2C2H4C2H2CH4C2H6四、绝缘油中溶解气体的色谱分析油中所含溶解气体CCHHHHCCHHHCCHHHHCCHHH145故障类型和特征气体关系故障类型产生的主要气体组分产生的次要气体油过热CH4、C2H4H2、C2H6油和绝缘纸过热CH4、C2H4、CO、CO2H2、C2H6油中有电弧H2、C2H2CH4、C2H4、C2H6油和绝缘纸中电弧H2、C2H2、CO、CO2CH4、C2H4、C2H6油中局部放电H2、CH4、C2H2C2H6油和纸中局部放电H2、CH4、C2H2、COC2H6、CO2油中火花放电C2H2、H2

受潮或油中气泡H2

四、绝缘油中溶解气体的色谱分析故障类型和特征气体关系故障类型产生的主要气体组分产生的次要气146三比值编码诊断方法－故障判断编码组合故障类型诊断故障实例（参考）C2H2／C2H4CH4／H2C2H4／C2H6001低温过热(<150℃)绝缘导体过热，注意CO、CO2含量及其CO/CO2比值20低温过热(150～300℃)分接开关接触不良，引线夹件螺丝松动或接头焊接就良，涡流引起铜过热，铁芯漏磁，局部短路和层间绝缘不良，铁芯多点接地等。21中温过热(300～700℃)0,1,22高温过热(>700℃)10局部放电高湿度，高含气量引取油中低能量密度的局部放电20,10,1,2火花放电引起对电位未固定的部件之间连续火花放电，分接闪络，引起对箱壳式放电、线圈断线，引线对其它接地体放电、分接开关飞弧、环流引起电弧等。20,1,2火花放电兼过热10,10,1,2电弧放电线圈匝、层间短路、相间闪络、分接头引线油隙闪络、引导线对箱壳放电、线圈断线、引起对其它接地体放电、分接开关飞弧、环流引起电弧等。20,1,2电弧放电兼过热三比值编码诊断方法－故障判断编码组合故障147什么是绝缘的高电压试验？

用工频交流高压、直流高压、雷电冲击高压、操作冲击高压等模拟电气设备的绝缘在运行中受到的电压，用以考验各种绝缘耐受这些高电压作用的能力。绝缘高电压试验特点：具有破坏性试验的性质。一般放在非破坏性试验项目合格通过之后进行，以避免或减少不必要的损失。什么是绝缘的高电压试验？绝缘高电压试验特点：1482-1绝缘参数的测量2-2工频高电压试验2-3直流高电压试验2-4冲击高电压试验2-1绝缘参数的测量1492工频高电压试验2.1工频高电压的产生2.2工频高电压的测量2工频高电压试验150通常采用高压试验变压器或其串级装置来产生。对电缆、电容器等电容量较大的被试品，可采用串联谐振回路来获得试验用的工频高电压。工频高压装置是高压试验室中最基本的设备，也是产生其他类型高电压的设备基础部件。一、工频高电压的产生通常采用高压试验变压器或其串级装置来产生。一、工频高电压的151国标规定：在设备绝缘上加上工频试验电压1分钟，不发生闪络或击穿现象，认为设备合格，否则不合格。工频耐压原理接线：1-电源开关；2-调压器；3-电压表；4-试验变压器；5-变压器保护电阻；6-试品；7-测量铜球保护电阻；8-测量铜球一、工频高电压的产生国标规定：在设备绝缘上加上工频试验电压1分钟，不发生闪络152保护电阻保护电阻R的作用防止试品放电时所产生的电压截波对试验变压器绕组绝缘的损伤；限制试品放电的过电流；阻尼CT和C0间的振荡；抑制试品闪络时的恢复过电压。保护电阻R的选取原则阻抗按0.1Ω/V取，（不超过100kΩ）由金属电阻丝或水电阻构成。长度按150～200kV(r.m.s)/m选取。一、工频高电压的产生保护电阻保护电阻R的作用保护电阻R的选取原则一、工频高电压的1531.高压试验变压器的特点(1)容量小试验变压器高压侧电流I和额定容量P主要取决于试品的电容，即一、工频高电压的产生(2)一般为单相变压器1.高压试验变压器的特点一、工频高电压的产生(2)一般为单相1541.高压试验变压器的特点(3)绝缘裕度小试验变压器本身应有很好的绝缘，但绝缘裕度小，试验过程中要严格限制过电压；(4)无散热装置，连续运行时间短试验变压器连续运行时间不长，发热较少，因而不需要复杂的冷却系统；(5)漏抗较大漏抗大，短路电流较小。一、工频高电压的产生1.高压试验变压器的特点一、工频高电压的产生155（a）全绝缘（单套管）（b）半绝缘（双套管）全绝缘和半绝缘试验变压器(a)全绝缘试验变压器特点：输出高压对壳绝缘，承受全部高压，高压绕组对壳为全绝缘。需一支套管承受；(b)半绝缘试验变压器特点：具有两只输出高压套管，高压绕组对壳绝缘为全输出的一半。外壳对地绝缘。一、工频高电压的产生（a）全绝缘（单套管）（b）半绝缘（156一、工频高电压的产生2.串级试验变压器变压器的体积和重量近似地与其额定电压的三次方成比例。当所需的工频试验电压很高（例如超过750kV）时，再采用单台试验变压器来产生在技术和经济上不合理。U≥1000kV时,采用若干台试验变压器组成串级装置来满足要求。一、工频高电压的产生2.串级试验变压器157串级试验变压器结构T1:第1级试验变压器； 1：低压绕组T2:第2级试验变压器； 2：高压绕组T3:第3级试验变压器； 3：励磁绕组一、工频高电压的产生串级试验变压器结构T1:第1级试验变压器； 1：低压绕组一158①高一级变压器的励磁电流由前面一级变压器供给。T3容量：U2I2T2容量：2U2I2=U2I2（负荷）+U2I2（T3励磁）T1容量：3U2I2=U2I2（负荷）+2U2I2（T2励磁）输出电压：3U2，电流I2，功率：3U2I2

一、工频高电压的产生②电压分布T1：内、外（套管）绝缘：U2T2：内、外（套管）绝缘：U2，支柱绝缘：U2T3：内、外（套管）绝缘：U2，支柱绝缘：2U2

①高一级变压器的励磁电流由前面一级变压器供给。一、工频高电压159③装置利用率串级试验变压器容量：W试=3U2I2=3W各级试验变压器总容量：W装=U2I2+2U2I2+3U2I2=6W装置利用率

η＝W试/W装=0.5n级串级装置的容量利用率一、工频高电压的产生串接级数不超过3级③装置利用率装置利用率n级串级装置的容量利用率一、工频高电1603.常用的调压装置如果在试验变压器初级绕组上突然从零开始升压，由于励磁涌流在被试品上产生过高的在电压，或者试验中突然切断电源，由于切除空载变压器也将引起过电压。因此，必须通过调压器升压和降压。(1)自耦调压器波形畸变小，容量小。(2)移圈式调压器容量大，波形有畸变，漏抗较大。一、工频高电压的产生3.常用的调压装置一、工频高电压的产生1614.工频试验中的过电压(1)稳态性的电压升高(容升效应)“容升”原理及测量误差分析一、工频高电压的产生4.工频试验中的过电压“容升”原理及测量误差分析一、工频高电1624.工频试验中的过电压(2)瞬态性的电压升高串联谐振过电压产生原因：移圈调压器的漏抗与输出电压有关，变压器及调压器的漏抗可能与负荷电容形成串联谐振，产生过电压。抑制措施：初级绕组侧接入保护设备。试品闪络引起的恢复过电压：产生原因：试品突然击穿或放电，由于绕组内部电磁振荡过程在试验变压器绝缘上引起的过电压。抑制措施：在试变高压侧出线端串接保护电阻以限制过电压、过电流。一、工频高电压的产生4.工频试验中的过电压一、工频高电压的产生1631.球隙测量电压是峰值，可测量直流、交流、和冲击电压。特点：唯一能直接测量高达数兆伏的各类高压峰值的测量装置。由一对直径相同的金属球构成，测量误差约2％～3％。一定直径的球隙在一定极间距离时的放电电压为一定值。使用时，必须接上保护电阻以限制放电时的电流和振荡。优点：击穿时延小，具有比较稳定的放电电压值和较高的测量精度50%冲击放电电压与静态放电电压的幅值几乎相等。不必对湿度进行校正。二、工频高电压的测量1.球隙二、工频高电压的测量1642.2交流高电压的测量2.静电电压表用测量施加电压的两板上的静电力的大小或是由该静电力产生的某一极板的偏移（或偏转）来反映所加电压的大小的表计称静电电压表。2.2交流高电压的测量2.静电电压表1652.静电电压表由静电场理论静电电压表的优点内阻抗特别大，几乎不消耗什么能量；能测量相当高的交流和直流电压。二、工频高电压的测量静电电压表测得的是电压有效值。2.静电电压表静电电压表的优点二、工频高电压的测量静电电压表166分压器每一个分压器均由高压臂(Z1)和低压臂(Z2)组成，在低压臂上得到的就是分给测量仪器的低电压u2，总电压u1与u2之比称为分压比（K）。二、工频高电压的测量Z1Z2分压器基本要求：(1)无波形畸变；(2)分压比恒定；(3)分压器接入对被测电压影响微小。分压器二、工频高电压的测量Z1Z2分压器基本要求：1672.2交流高电压的测量（续1）4.电容分压器高压臂电容器电容量要小且承受大部分高压及较小损耗，一般采用标准电容器；低压臂电容器电容要大，承受电压低，可采用油浸纸电容器、云母电容器等。分压比：2.2交流高电压的测量（续1）4.电容分压器高压臂168二、工频高电压的测量电容分压器的测量回路电容分压器也存在对地杂散电容，但由于分压器本身也是电容，所以杂散电容只会引起幅值误差，而不会引起波形畸变。二、工频高电压的测量电容分压器的测量回路电容分压器也169工频高压试验的作用；工频高压试验的试验电压和试验时间的确定；工频高压试验接线；工频高压的两种产生方式；工频试验变压器特点；工频试验变压器的几种调压方式；工频高压的测量方法；小结工频高压试验的作用；小结1703-1绝缘参数的测量3-2工频高电压试验3-3直流高电压试验3-4冲击高电压试验3-1绝缘参数的测量1713.3直流高电压试验一、直流高电压的产生二、直流高电压的测量3.3直流高电压试验一、直流高电压的产生1723.3直流高电压试验被试品的电容量很大的场合（例如长电缆段、电力电容器等），用工频给交流高电压进行绝缘试验时会出现很大的电容电流，要求试验装置具有很大的容量，很难做到。这时用直流高电压试验来代替工频高电压试验。直流输电工程的增多促使直流高电压试验的广泛应用。3.3直流高电压试验被试品的电容量很大的场合（例如长电缆段173将工频高电压经高压整流器而变换成直流高电压。利用倍压整流原理制成的直流高压串级装置（或称串级直流高压发生器)能产生出更高的直流试验电压。一、直流高电压的产生将工频高电压经高压整流器而变换成直流高电压。一、直流高电压的1741.半波整流回路一、直流高电压的产生高压整流器1.半波整流回路一、直流高电压的产生高压175高压整流器

主要技术参数

额定整流电流

通过整流器的正向电流在一个周期内的平均值。额定反峰电压

当整流器阻断时，其两端容许出现的最高反向电压峰值。电路空载时整流器两端承受的反向电压：一、直流高电压的产生最大反向电压：高压整流器一、直流高电压的产生最大反向电压：176平均直流电压：脉动幅值：脉动系数：一、直流高电压的产生整流回路的基本技术参数IEC和国标要求加在试品上的脉动电压的脉动系数不超过3%。半波整流脉动系数：平均直流电压：一、直流高电压的产生整流回路的基本技术参数IE177负半波时一、直流高电压的产生2.倍压整流回路负半波时一、直流高电压的产生2.倍压整流回路178正半波时一、直流高电压的产生正半波时一、直流高电压的产生179电压脉动：最大电压平均值：平均电压电压降落：脉动系数：一、直流高电压的产生3.串级直流发生器串级直流发生器原理图电压脉动：一、直流高电压的产生3.串级直流发生器串级直流发生1801.用球隙测量直流高电压的最大值2.高电阻串联微安表测量二、直流高电压的测量1.用球隙测量直流高电压的最大值二、直流高电压的测量1813.电阻分压器二、直流高电压的测量分压比：3.电阻分压器二、直流高电压的测量分压比：182特点：

泄漏电流小，为微安级，试验设备的容量较小。试验时得到的“电压－电流”曲线能有效地显示绝缘内部的集中性缺陷或受潮。直流电压下，绝缘内的电压分布由电导决定，因而与交流运行电压下的电压分布不同，所以交流电气设备的绝缘考验不如交流耐压试验接近实际。三、直流高电压试验的特点和应用范围特点：三、直流高电压试验的特点和应用范围183直流高电压的广泛应用

直流耐压试验

各种输电设备的直流高压试验

典型气隙的直流击穿特性超高压直流输电线上的直流电晕及其各种派生效应。各种绝缘材料和绝缘结构在直流高压下的电气性能。