供电课件第十二章ch01

工厂变配电技术Gongchangbianpeidianjishu讲授:杨林盛第十二章电气绝缘预防性试验内容介绍：预防性试验的基本概念、常用电气设备的预防性试验项目、原理、方法、接法、注意事项等。§12-1绝缘预防性试验绝缘材料在外加电压的作用下会发生极化、电导、损耗、老化和击穿现象。极化用相对介电系数来表征（可视为电介质电容与同一尺寸的真空电容的比值）；电导用绝缘电阻或泄露电流来表征；损耗是因极化和电导所致，工程上用介质损失角正切来表征；老化电介质在长期运行中因物理、化学作用而逐渐丧失绝缘能力的过程；击穿是电介质耐受不了外加电压的作用或击穿电场强度来表征电介质耐受电压的能力当绝缘受潮、受热、赃污、被腐蚀、被外力损伤或严重老化时，其极化将增强、电导将增大、损耗将增加、绝缘强度降低。因此测验以上指标以鉴定绝缘品质，判断设备能否投运。对运行中的设备定期进行以上项目的测试称为绝缘预防性试验；对竣工后交接前的测试称为交接试验。常用电气设备的绝缘预防性试验项目、周期及标准见表12-1

§12-2绝缘电阻和吸收比试验

测量绝缘电阻现场普遍采用兆欧表。由于兆欧表电压低于被测设备的工作电压，因此属于非破坏性试验，其操作安全、简便。由测得的绝缘电阻可发现电气设备的绝缘击穿和严重热老化等缺陷，因此是电工都应掌握的基本方法。1、绝缘电阻绝缘电阻是指在绝缘体的临界电压下，加于试品上的直流电压与泄漏电流之比，即R=U/Ig式中U——试品上的直流电压，V；

I——试品中的泄漏电流，μA；

R——试品的绝缘电阻，MΩ。如果施加的直流电压超过绝缘体的临界电压值,就会产生电导电流,绝缘电阻急剧下降,在过高电压作用绝缘就会遭到损伤,甚至可能击穿.所以一般兆欧表的额定电压不应过高,使用时应根据不同电压等级的绝缘使用.一、概述工程上所用的绝缘介质并非纯粹的绝缘体,在直流电压的作用下会产生多种极化,并从极化开始到完成,需要一定的时间。通常利用绝缘体的绝缘电阻随时间变化的关系，作为判断绝缘状态的依据。在绝缘体上施加直流电压后，有三种电流产生，即电导电流、。电容电流和吸收电流。这三种电流的变化能反应出绝缘电阻相应的大小，即随着加压时间的增长，这三种电流值的总合下降，而绝缘电阻值相应的增大。对于具有夹层绝缘（如变压器、电缆、电机等）的大容量设备，这种现象更明显。因为其时间常数大，通常要求加压1min后，读取兆欧表的数值，才能代表真实的绝缘数值。当试品受潮、赃污或有贯穿性缺陷时，介质内的离子增加，因而加压后电导电流大大增加，绝缘电阻大大降低，绝缘电阻值既可灵敏地反映出这些绝缘缺陷，达到初步了解试品绝缘状况的目的。

应该注意的是，绝缘电阻不仅与上述因素有关，还与设备的结构参数如尺寸等有关，因而绝缘电阻数值没有统一规定。所以不能从一次测试判断，须在相继相近条件下对历次测量结果加以比较，才能判断绝缘状况。2、吸收比由于电介质中存在着吸收现象，在实际应用中把加压60s测量的绝缘电阻数值与15s测量的60s的比值，称为吸收比，即：

K=R60/R15（12-2）吸收比与试品的几何尺寸无关，且受偶然因素的影响较小，可以反映出绝缘受潮情况。绝缘好，泄露电流小，相对吸收电流大，吸收比大；相反，值减小并趋于1。但该项试验仅适应电容大的试品，如变压器、电机、电缆等，对电容较小的试品无实用价值。二、试验方法⑴断开试品电源及拆除一切对外连线，将其接地充分放电。放电时间不应小于1min，对电容较大的试品（如变压器、电机、电缆等）放电时间一般不小于2min。若遇重复试验或加过直流高电压后的试品，放电时间则应更长些。进行工作应使用绝缘工具，不得用手直接接触放电导电导线。⑵用清洁柔软的布檫去试品表面的污垢，不要时要先用汽油或其他适当的去垢剂洗净陶管的污垢。⑶将兆欧表水平放置，摇动受柄至额定转速（120r/min）此时指针应指“∞”；然后再用导线短接“火线（L）”与“地线（E）”端钮，并轻轻摇动手柄，指针应指“0位”。⑷将试品的非测量部分均接地，然后将接地线接于兆欧表的接地端头（E）上；被测量部分用绝缘导线引接于兆欧表的火线端头（“E”与“L”两引线不得缠绕在一起）。对重要的被试品（如变压器、电机等），或试品表面泄露电流较大时，为避免表面泄露电流的影响，必须加以屏蔽（可用软裸线在绝缘表面缠绕几圈，其部位应靠近被测量部分，但不得相碰），并用绝缘导线接于兆欧表的屏蔽端“G”上，如图12-1所示。⑸驱动兆欧表达额定转速，待指针稳定后，读取绝缘电阻值。做吸收比试验时，为了正确测量15s和60s的绝缘电阻值，应先将兆欧表摇至额定转速后，用绝缘火线立即接至被试品上，同时记录时间分别读取15s和60s的兆欧表电阻值。在整个过程中兆欧表转速应尽量保持恒定。⑹测量完毕，仍然要摇动兆欧表，使其保持转速，待引线与被试品分开后，才能停止摇动，以防止由于试品电容积聚的电荷反馈放电而损坏兆欧表。⑺试验完毕或重复试验时，必须将被试品对地充分放电，放电时间至少1-5min。⑻记录试品名称、规范、装设地点及温度和湿度。三、注意事项⑴兆欧表接线端柱引出线不要靠在一起。⑵测量时，兆欧表转速应尽量保持额定值，并保持恒定。⑶测量电容量较大的设备（如大容量的发电机、较长的电缆、电容器等）的绝缘电阻时，最初充电电流很大，兆欧表指示很小，这不表示试品绝缘不良，须经过较长的时间才能得到正确的测量结果。⑷如果所测试品的绝缘电阻过低时，应尽量进行分解试验，以找出绝缘电阻最低的部分。⑸根据不同试品极其电压等级，选择使用不同电压及量程的兆欧表（历次试验应用同一块或同型号的兆欧表）。在测量大电容试品时，历次读数时间应相同（一般为1min）。⑹阴雨潮湿的气候及环境湿度较大时，不宜进行测量。一般应在干燥的晴天，环境温度不低于50C时进行。四、影响绝缘电阻的各种因素1、温度对绝缘电阻的影响绝缘物的绝缘电阻是随温度变化而变化的，一般温度每上升100C，绝缘电阻约下降0.5~0.7倍，其变化程度随绝缘的种类而异。因为温度升高，介质内部分子和离子的运动加速，同时绝缘体内部的水分子在低温时与绝缘物相结合，一遇高温水分子即向电场两极伸长，所以导电率增加，绝缘电阻下降，此外，随温度的升高，水分中杂质增多，也会将低绝缘电阻。为对测量结果进行比较，应将有关试验结果换算至同一温度。对A级绝缘的变压器、互感器等电气设备，其换算公式为：R2=R10α（θ1-θ2）(10-3)式中R2——换算至温度时的绝缘电阻，MΩ；R1——温度时的绝缘电阻，MΩ；α——的温度系数，α=1/40。

对B级绝缘的发电机,一般应将测得的绝缘电阻换算至接近运行状态温度750C时的数值,其换算公式为:(12-4)----换算至750C时的绝缘电阻,MΩ;R0--------温度为00C的M绝缘电阻,MΩ。θ---------测量时的温度，0C。应当指出的是，这种换算是近似的，最好是在相近的温度下作试验。绝缘体的吸收比也是随温度变化的，一般当温度升高时，受潮绝缘体的吸收比会有不同程度的降低。但对于干燥的绝缘体，吸收比受温度的变化的影响并不明显。2、湿度的影响湿度对表面泄露电流的影响较大。绝缘体表面吸附潮气，瓷套表面形成水膜，常使绝缘电阻显著降低。此外，由于某些绝缘材料有毛细管作用，当空气中的湿度较大时，会吸收较多的水分，增加了电导，也使绝缘电阻值降低。3、放电时间的影响每测完一次绝缘电阻后，应将被试品充分放电，放电时间应大于充电时间以将剩余电荷放尽。否则，在重复测试时，由于剩余电荷的影响，其充电电流和吸收电流将比第一次测量时小，因而造成吸收比减小，绝缘电阻值增大的虚假现象。五、常用兆欧表的工作原理常用兆欧表多数为手摇式，所以又称摇表。也有用电动机驱动的兆欧表，它由电源（发电机）和磁电系流比计（测量机构等）组成。的原理接线图如图12-2所示。图中RA、RV分别为流比计电流线圈LA和电压线圈LB相串联的固定电阻。驱动发电机的转轴发出的电压经过整流后加至两个并联回路（电流、电压）上。由于线圈处于不均匀磁场中，其受力与线圈位置有关。两线圈反向绕制，受力方向相反。两转距差使轴转动，直至力矩平衡。指针偏转角与两线圈电流比有关，即：α=f（I1/I2）（12-5）式中I1——流过电流线圈LA的电流；

I2——流过电流线圈LB的电流。因为两支路的电流与其电阻成正比，所以偏转角反映了电阻值的大小。当“火线（L）”“地线（E）”两端头开路时，电流线圈电流I1为零，电压线圈电流I2产生单方向的转距，指针逆时针方向偏转至最大位置，指“∞”，即开路；当两端头短路时，电流线圈电流I1最大，其力矩大大超过I2产生反力矩，指针瞬时针转至最大位置，指针指“0”，及被测绝缘电阻为零。当外接被测电阻在“0”与“∞”之间任意数值时，指针停留的位置由两线圈电流I1和I2的比值决定。兆欧表在额定电压下，I2为一定值，I1随被测电阻值而改变，即被测电阻值决定了指针偏转角。因而由刻度盘可读取被测电阻值。在端“L”的外圈设有一个金属圆环，称为屏蔽环，有些兆欧表专设有屏蔽端头。它们均直接与电源负极相连，起屏蔽表面漏电的作用作用。发电机电压高达几百伏至几千伏，泄露电流不可忽视，如图12-3a示。屏蔽环的作用使漏电流直接从屏蔽头“G”流回电源，而不经过测量机构，如图12-3b示。§12-3泄露电流试验和直流耐压试验泄露电流和绝缘电阻都是反映电介质现象的。由于做泄露电流试验时外加电压较高，且可调，绝缘的缺陷易暴露，还可测出泄露电流随外加电压变化的关系曲线，而且测量泄露电流的微安表比兆欧表头精度高，因此在检查绝缘的集中性方面，泄露电流试验要比兆欧表测绝缘电阻更为灵敏和有效。如果被测设备的泄露电流较小切伏安特性为直线，说明该设备的绝缘良好；如果泄露电流超过规定值较多且伏安特性呈非线性，则说明绝缘受潮或有严重的集中性缺陷。1、泄露电流试验主要设备及作用泄露电流试验的主要设备是调压器、升压试验变压器、整流元件和微安表。其接线原理图如图12-4所示。⑴自耦调压器

直流高压的调节是通过调节调压器的输出电压来完成的。一般绝缘良好的设备，其泄露电流很小，因此升压变压器一、泄露电流试验容量只要满足升压变压器的励磁容量即可。⑵升压变压器升压变压器用来供给整流前的高压，其额定输出高压应大于试验电压。当一级升压变压器不够时，可用多级升压变压器串联升压来解决。由于试验所需要的电流较小，一般不会超过1mA，故升压变压器的容量问题可不予考虑。⑶高压整流堆高压整流堆是由多个二级管串联而成，并用环氧树脂浇注成棒形。环氧树脂起绝缘和固定作用。高压整流堆选用时要注意它的反向击穿电压应大于2倍的交流峰值电压。近年生产的两用变压器，是在变压器的出口增加了一组硅堆。做交流使用时插入铜棒硅堆短路；做直流使用时拔出铜棒，输出为直流。当两级使用时只第二级铜棒，并在第二级出口串联一个硅堆，并使用负级性。⑷滤波电容器其作用是减小输出整流电压的脉动。滤波电容越大，加于被试设备上的电压约平稳，而且越接近交流峰值。一般常采取的最小电容值如下：当试验电压为3~10KV时，电容取0.06μF;当试验电压为30KV时，电容取0.01μF。当试验电压为15~20KV时，电容取0.0015μF;在做大型发电机、大型变压器和较长电缆时，因设备电容较大，可不用滤波电容器。⑸高压保护电阻高压保护电阻也叫限流电阻，它的作用是当试品被击穿时限制短路电流，以保护高压变压器、硅堆和微安表。其阻值可按硅堆的最大允许电流选择。试验中，通常保护电阻是在有机玻璃管内装入蒸馏水，再加盐配制而成。其步骤是先将玻璃管内装入蒸馏水，再向水中慢慢加盐，并不停地用万用表测量其电阻，直到满意为止。2、泄露电流试验的注意事项⑴断开被测设备的电源，并设备接地并充分放电，以防伤人和使测试结果出现误差。⑵按试品的试验接线图接好线，所有表的量程和档位应符合测量要求，调压器位置应在零位，并经专人检查，确定无误后，方可进行试验。⑶试验切忌在雨雾等空气湿度大的条件下进行，试验引线不可过长且不可放在地上，试验前被试验物表面应檫干净，防止泄露电流过大造成试验误差。⑷对被试设备加压之前，须先测量试验设备和试验用导线的泄露电流，并记录下来。然后在给被试设备加压，测量泄露电流，实际泄露电流为两个测量泄露之差。⑸在升压试验中，应按规程分段进行，每段要停留1min，以避开吸收电流。⑹在试验过程中，应有专人监护并呼唱，并密切观察仪表指示和被试品有无异常情况，如发现有击穿、闪络放电等异常现象，应立即将电压降到零，断开电源，查明原因并妥善处理后，方可继续试验。⑺试验完毕，切除电源，必须将被试品经电阻对地放电。此外，还应将被试品周围的物品经电阻对地放电，未经放电不可触摸，也不可再次试验。二、直流耐压试验

直流耐压试验的设备和接线与泄露电流试验的设备和接线完全相同，因此这两种试验往往一同进行。在试验过程中加入被试品的最高电压即为该设备的直流耐压试验电压。直流耐压试验对绝缘的考验虽然不如交流耐压那样接近设备绝缘运行的真实情况，但对发现绝缘的某些局部缺陷具有特殊的作用。这些局部缺陷在交流耐压试验中是不能被发现的，因为交流耐压试验由于分布电容的不同而使试验电压不均匀。又因直流高压对绝缘损伤较小，所需试验设备容量小，绝缘无介质极化损失，不致使绝缘发热，从而避免因热击穿而损坏绝缘。对电力电缆它是不可缺少的试验项目。因直流耐压试验介质损耗小，所以其试验电压比交流高，耐压时间也比交流长。例如，运行中的2~10kv油浸纸绝缘电缆其直流耐压试验为5倍额定电压，持续时间达5min。直流耐压试验的周期及标准见表12-1示。§12-4介质损失角试验一、概述绝缘中的介质损耗是以介质损失角的正切值tanδ表示的。介质损失角的正切值tanδ是在交流电压作用下，电介质中的电流有功分量和无功分量的比值，是一个无量纲的数。在一定的电压和频率下，它反映电介质内单位体积中能量损耗的大小，它与电介质的体积尺寸大小无关。实践证明，介质损失角试验是评价高压电气设备绝缘状况的有效方法之一，目前已得到广泛应用。介质损失要在绝缘体内部产生热量,损失越大,产生的热量越多,从而使进一步增加,如此循环,可能在绝缘较弱处形成击穿。故测量tanδ对判断绝缘状况具有重要意义。由于电气设备由各部件组成，其绝缘总是不均匀的，必须考虑不均匀性对tanδ的影响。对体积大、多种绝缘材料组成的被试物，不易通过测量tanδ检出绝缘局部缺陷，但对严重的局部缺陷和受潮、绝缘老化等整体缺陷能比较灵敏地测量出来。实践证明，测量变压器的tanδ能灵敏地检出绝缘缺陷。用耐压测变压器油，最好的油和含水分的油的耐压差为10倍，而测tanδ，好、劣油的测量值差1000倍。若被测物具有分解试验的可能性，可以采取分解试验的办法，以提高检测的的灵敏度。测量tanδ值，普遍采用QS1及QS3型高压交流平衡电桥（西林电桥），有的地区也常采用不平衡电桥（介质试验器）。此外，还有低功率因数瓦特表法，一般不用。本节主要介绍QS1型高压交流平衡电桥测量tanδ的方法。二、介质损失角的测量

QS1型高压西林电桥是现场使用最广泛的电桥，它具有体积小、操作简便，携带方便，能反接一端接地设备的tanδ等优点。

QS1型西林电桥的试验接线有三种，正接法、反接法和低压测量接线。低压测量接线测量电容量较大且承受电压低的试品。除了必须使用反接法测量的高压设备外，其余均用正接法，因其精度较高。1、接线方式⑴正接线法对于两极对地绝缘的试品，可采用正接线法，如图12-5所示。因时，电桥本体处于低压，故操作安全，且测量精度高。⑵反接线法现场装设的电气设备，一般均安装在基础上或地上，故对其绝缘来说是属于一极接地的被试品。QS1电桥的反接法正适应这种情况，应用最多。反接线法如图12-5示。反接时，电桥各臂和各部件都处于高压下，此时应注意外壳必须妥善接地，以保障操作者的安全；由于桥体引出的被试品电容CX及标准电容器CN及E的屏蔽线均处于高压，必须妥善绝缘，离地体的距离不小于100~150mm，标准电容器高压极板接线端引出的接地导线对电容器外壳（带有高压）的距离，也不应小于100~150mm。⑶低压测量接线法图12-5所示为QS1电桥低压法接线图。当用于测量被试物的电容量时，产生的误差较小，但用来测量tanδ时，则准确度不高。所以，这种接线法一般只用来测量电容量。2、QS1型电桥的测量方法⑴按要求选择正接线或反接线。⑵将R3C4（tanδ）及检流计灵敏度旋纽放在零位，极性切换开关放在中间断开位置。⑶根据被试品的电容大小，按表12-2选择适当的分流器位置。分流器位置0.010.0250.060.151.25试品电容量（pF）300080001940048000400000表12-2分流器位置选取表⑷合上电桥电源开关,检查光带是否在零位.⑸给被试品加上额定试验电压,并把极性开关接到接通.⑹调节检流计灵敏度旋钮,使光带扩大,然后旋转频率检流计调节旋钮,使光带达到最大宽度,应注意当光带达到刻度边界时,要适当降低灵敏度.⑺从最高一档起,调节R3的值,使光带缩小到最小宽度,提高灵敏度再调节R3,当调节R3光带不明显时,可调C4(tanδX)使光带缩小.反复调节R3,C4(tanδX),最后达到灵敏度最高时,光带缩小到和在“0”时一样,可以认为电桥平衡,记下tanδX的数值.⑻把灵敏度退到“0”,切换极性开关到接通2,将检流计灵敏度增大,调节R3,C4(tanδX),使电桥平衡,记下(tanδX)的数值,试品的可取两次测量的平均值.3、QS1电桥的测量的注意事项⑴无论采取任何接线方法，电桥本体必须良好接地。⑵反接时两根线都处于高压，必须悬空，并对周围接地体保持足够的绝缘距离。⑶反接时，标准电容器外客带高压电，因此应放在平坦的地面上，不应该有接地的物体与外客相碰。⑷为了防止检流计的损坏，应在检流计灵敏度最低时，接通或断开电源；在较高时，调节R3,C4，要避免数据急剧变化。§12-5工频交流耐压实验一、概述工频交流（以下简称交流）耐压实验是考验被试验品绝缘承受各种过电电压能力的有效方法，对保证设备安全运行有重要意义。交流耐压试验的电压、波形、频率和在被试品绝缘内部的分布，均符合实际运行情况，因此能有效地发现绝缘缺陷。交流耐压试验应在被试品的绝缘电吸收比测量、直流泄漏电流测量及介质损失角正切值anδ测量均合格之后进行。如果这些试验中已查明绝缘有缺陷则应设法消除,并重新试验后才能进行交流耐压试验,以免造成不必要的损坏.交流耐压试验对固体有机绝缘来说,它会使原来存在的绝缘弱点进一步发展(但又不至于耐压击穿),使绝缘强度逐渐衰减,形成绝缘内部劣化的积累效应,这是我们不希望的.

因此,必须正确地选择试验电压和耐压时间。试验电压越高，发现绝缘缺陷的有效性越高，但被试品被击穿的可能性越大，积累效应也越严重。反之，验电压低，又使设备在运行中的击穿的可能性增加。

实际上，国家根据各种设备的绝缘材质和可能遭受的过电压倍数，规定了效应的出厂试验电压标准。具有夹层绝缘的设备，在长期运行电压的作用下，绝缘具有积累响应，所以现行有关标准规定运行中设备的试验电压，比出厂电压有所降低，且按不同设备区别对待（主要有设备的经济性和安全性来决定）。但对纯瓷套管、充油套管及支持绝缘子则例外，因为它们几乎没有积累效应，故这些运行中的设备就直接取出厂试验电压标准。绝缘的击穿电压值与加压的持续时间有关，尤其有机绝缘特别明显，其击穿电压随加压时间的增加而逐渐下降。有关标准规定耐压时间为1min，一方面是为了便于观察被试品情况，使有弱点的绝缘来得及暴露（固体绝缘发生热击穿需要一定的时间）；另一方面，又不致时间过长而引起不应有的绝缘击穿。二、实验原理接线交流耐压试验的接线应按被试品的要求（电压、容量）和现有试验设备条件来决定。通常试验变压器是成套设备（包括控制及调压设备），现场常对试验设备加以简化，而采用图12-8所示的试验电路。试验回路中的熔断器、交流接触器和过流继电器，都是为了保证在试验回路发生短路和被试品击穿时，能迅速可靠地切断试验电源；电压互感器用来测量被试品电压；毫安表和电压表用以测量及监视试验过程中的电流和电压。进行交流耐压试验的被试品一般为容性负载，当被试品上的电压与实验变压器的漏抗上的电压相位相反，有可能使被试品上的电压比实验变压器上的输出电压还高，因此要求在被试品上直接测量电压。三、实验设备1、实验变压器（1）实验电压的选择（2）实验电流的选择工频高压变压器是电气试验的基本设备之一，具有电压高、容量小、持续工作时间短、绝缘层厚、通常高压绕组一端接地的特点。应根据被试品对试验电压的要求，并考虑试验变压器低压测电压与试验现场的电源电压及调压器相匹配进行选择。试验变压器的额定电流，应满足流过被试品的电容电流和泄漏电流的要求。一般试验时所加的电压和被试品的电容量来计算所需的试验电流，试验电流可按式（12-6）求出I=2πfCX×10-6

（12-6）式中I——试验时被试品的电容电流，A；

U——试验电压，V；

CX——被试品的电容量。μF；

f——试验电源频率，HZ。（2）移卷调压器2、调压器（1）自耦调压器试验变压器所需要的容量可按式（12-7）计算S≥2πfCXU2×10-9（12-7）

试验变压器在正常使用时，电流不能超过其额定电流，但在特殊情况下允许短时间过负荷。当用电压互感器作为试验变压器时，允许3min过负荷3~5倍。

调压器应能从零开始，平滑地调节电压，以满足试验所需的任意电压。常用的有自耦调压器、移卷调压器和感应调压器。调压器的输出波形应尽可能接近正弦波，容量一般应和试验变压器的容量相等。调压器的输入和输出电压，应分别与电源电压和试验变压器低压测电压相匹配。

自耦调压器应用广泛，它的体积小、质量轻、效率高、波形好等优点，但其滑动的触头使容量受到限制，一般用于小容量的调压。调压范围大，结构简单，容量大。主要缺点是效率低、空载电流大，在低压和额定电压下作用，波形发生畸变。对波形要求较严时，需加滤波装置。3、限流电阻R14、保护电阻R25、保护球间隙（3）感应调压器调压范围大，容量大，但波形也会畸变，结构复杂，价格贵，故使用得不广泛。如图12-8所示，为了限制被试品击穿时的电流，保护试验变压器及防止故障扩大，应在试验变压器高压侧加限流电阻R1，其数值一般0.5~1Ω/V。限流电阻采用金属电阻或水电阻，其中水电阻用得较多，其热容量应按通过的电流和电阻值大小来计算。采用水电阻应注意，水不要充满管子，应留有膨胀余地，并且要防爆孔。如图12-8所示，为了减小过压保护球隙放电时的短路电流，使保护球隙不致烧坏，应加保护电阻R2，其值一般可取1Ω/V。保护球间隙的击穿电压一般调整为115%~120%。四、电压的测量⑴在试验变压器低压侧测量。对于一般的瓷质绝缘、断路器、绝缘工具等，可在试验变压器低压侧测量，再通过变比换算至高压侧。这只适用于电容量小、测量准确度要求不高的情况。⑵在高压侧用电压互感器测量。将电压互感器的原边并接在被试品的两端头上，在其原边测量电压，根据测得的电压和互感器的变比，计算出高压侧的电压。为了保证测量的准确度，电压互感器一般不低于1级，电压表不低于0.5级。⑶用高压静电电压表测量。使用时应注意，要满足静电电压表的使用技术要求。⑷用球隙测量。此方法测量的准确度受外界因素影响较大，如球极轴线偏差、球极表面光洁度、天气条件等。同时，此方法试验结果较分散，故一般不宜在现场试验时使用。⑸用电容分压器在高压侧测量。测量电路如图12-9所示，试验电压U1加在C1和C2两端，因C1电容量比C2小得多，所以几乎全部试验电压都分布在C1上，C2两端的电压很低，这样用电压表测量C2上的电压的残压电荷，使测量系统有良好的升降特性。一般取r＞＞1/ωC2，时间常数rC2=1~2S即可满足要求。高压端电压为五、操作步骤⑶恢复试验变压器与被试品间的连线，将调压器置零位，然后合上电源，迅速均匀地将电压升至试验电压，立即开始计时。加压持续时间到后，迅速均匀地将电压降至零，断开试验电源，挂上接地线。⑴根据试验要求，选择合适的设备、仪器、仪表、接线图及试验场地。接线时应注意布线要合理，高压部分对地应有足够的安全距离，非被试部分一律可靠接地。⑵检查器具布置和接线，调压器应置零位。调整过压保护球隙，使其放电电压为试验电压的115%~120%。调整时应拆去试验变压器至试品的连接线，并将毫安表短路，然后合上电源缓慢升压，直至球隙放电，调整球隙，使3次放电电压值均接近要求的整定值，然后将降至试验电压值，持续1分钟，球隙应不放电。球隙放电时，过流保护应能可靠动作。六、试验分析及注意事项1、试验分析对于绝缘良好的被试品，在交流耐压中不应击穿，是否击穿可根据下述现象分析。⑶根据被试品状况进行分析。被试品发出穿响声（或断续放电声）、冒烟、出气、闪弧、燃烧等，都是不允许的，应查明原因。这些现象如果确定是绝缘部分出现的，则认为是被试品存在缺陷或击穿。⑴根据试验回路接入表计的指示进行分析。一般情况下，电流表突然上升，说明被试品击穿。但当被试品的容抗XC与试验漏抗XL之比等于2时，虽然被试品已击穿，但电流表的指示不变（因为X=│XC-XL│，XC=0时，XL仍存在，与被试品击穿前的电抗相等）；当XC与XL之比小于2时试品已击穿后使试验回路的电抗增大，电流表指示反而下降。通常XC＞＞XL，不会出现上述情况，只是在被试品电容量很大或试验变压器容量不够时，才可能发生。此时，应以接在高压端测量被试品上的电压表来判断，被试品击穿时，电压表指示明显下降。低压侧电压表的指示也会有所下降。⑵根据控制回路的状况进行分析。如果过流继电器整定适当，在被试品击穿时，过流继电器应动作，并使自动控制开关跳闸；整定值过大时，即使被试品放电或小电流击穿，继电器也不会动作。一般应为试验变压器额定电流的1.3~1.5倍。2、注意事项⑴被试品是有机绝缘材料时，试验后立即触摸，如果出现普遍或局部发热，则认为绝缘不良，应及时处理，然后在进行试验。⑵对夹层绝缘或有机绝缘材料的设备，如果耐压试验后的绝缘电阻比耐压前下降30%，则认为该试品不合格。⑶试验过程中，若由于空气湿度、温度、表面赃污等影响，引起被试品表面滑闪放电或空气放电，不应认为被试品不合格，须经清洁、干燥处理之后再进行试验。⑷升压必须从零开始，不可冲击合闸。升压速度在40%试验电压以内可不受限制，其后应均匀升压，速度约为每秒3%的试验电压。⑸耐压试验前后均应测量被试品的绝缘电阻。§12-6电动机、变压器绕组的极性试验一、电动机绕组的极性试验1、试验方法⑴直流感应法在电动机定子的一相中通以脉冲电流时,另外两相绕组由于互感作用产电动势,据其方向可确定绕组首尾,如图12-10所示.合上开关K,脉冲电流通过绕组AX,BY、CZ感应电势使毫安表指针偏转。若仪表“+”端与电池“+”端为同极性电流如图10所示。开关断开，电流反向。⑵交流电压法1）绕组头尾无标号如图12-11所示。将任意两相绕组串联接交流220V电源，第三相接电压表或灯泡。如表指示大（几~一百多伏）或灯亮，则两绕组首尾相接；反之，指示小或灯不亮，为同极性相接。同样方法可决定第三绕组极性。①绕组式电动机转子绕组开路时，感应电压可达200v左右，应适当选择表计。②20kW以上的鼠笼式电动机或转子短路的绕线式电动机，感应电压虽然仅几十伏。但一次电流可达几十安培，应适当选择电源或调压器。

测量时应注意以下两点：2）绕组头尾有标号如果绕组头尾已有标号可按图12-12所示的接线检查标号是否正确。测量时，先将三相尾端，连在一起然后在任一相上加交流电压U（例如A相），再分别测量三个线间电压UAB、UBC和UCA，若X、Y、Z、确系同极性，则A相加压时所测的结果应符合表12-3的规律。电机型式外加交流电压

UAB

UCA

UBC鼠笼式

U

1.0

1.0

0绕线式

U

1,5

1.5

0表12-3A相加电压测得线间电压(倍数)二、变压器极性和连接组别实验如图12-13a中，两绕组饶向相同，又因有同一磁通，则任一瞬刻同名端电势极性相同，即UAX和Uax相位相同。如连接X和x后UAa为两电压之差，称之为减极性。如将副边标号交换，仍连接X和x，则UAa为两电压之和，为加极性。在变压器中，同一铁心上的两绕组因为同一磁通。若绕向相同，则感应电势方向相同，反之亦反。当变压器原、副边的绕向和端子标号确定之后，就要用加极性和减极性来表示原、副边感应电势的相位关系。如原、副边绕组绕相相反，仍按12-13a图标号，如12-13c图所示，变压器为加极性的。变压器的组别是用来表示各相绕组的连接方式和相量关系的。例如

Y，Yn0、Y，d11、YN，d11等。标号中的由左至右依次代表高压、低压绕组的接线方式，Y代表星形连接，YN，yn代表有中性点引出的星形连接；d代表三角形连接，后面的数字代表高压与低压之间的相量关系，即连接组别的名称。变压器的组别主要决定于三个因素；①绕组首端和末端的标号，如A-X或X-A等。②绕组的绕线方向。③绕组的绕线方式，如Y或D，以及连接的顺序。按变压器绕组的不同连接方式、绕向、标号，可构成12种组别。组别表示高、低压绕组线电压的相量关系。以高压为基准电压对12点，则1代表300，2代表600，0代表3600等。目前我国电力变压器常用组别有Y，yn0、Yd11和YN，d11等，其他组别应用较少。三相变压器并联运行必须组别相同，否则环流会烧坏变压器；单相变压器应注意极性。1、变压器的极性试验（1）直流法如图12-14所示,将1.5~3V直流电池经开关接在高压侧端子A、X上，在变压器副边端子上连接一个毫伏表（或微安、万用表）。注意要将电池和表计的同极性端接到绕组的同名端。如电池正极接A端，表计正端要接副边也接a。（2）交流法如图12-15所示，将变压器原边A与副边端子a用导线连接。在高压侧加交流电压，测量加入的电压UAX、东亚侧电压Uax和未连接的一对同名端子的电压UXx

。若UXx=UAX-Uax，变压器为减极性。若UXx=UAX+Uax，为加极性。测量时要细心观察指针的偏转方向。合开关瞬间指针正偏，拉开关时反偏时，变压器为减极性，反之为加极性。试验时反复操作几次，以免误判断。在开、关的瞬间，不可触及绕组端头以防触电。

交流法比直流法可靠，但在变化较大的情况下（K＞2）,交流法很难得到明显的效果.因为(UAX-Uax)与(UAX+Uax)的差别很小。这时可以从变压器的低压侧加电压，使减极性和加极性的差别增大。如图12-15b所示，一台220/10KV变压器，其变比K=22。若在10KV侧加压20V，则

UXx=440-20（V）为减极性或UXx=440+20（V）为增极性2、变压器连接组别实验（1）直流法如图12-16所示，用一低压直流电源（通常用两节1.5V干电池串联）轮流加入变压器的高压侧AB、BC、AC端子，并相应记录低压端子ab、bc、ac上仪表指针的指示方向及最大数值，这样总共测量9次，记录9个数值与方向，测量时应注意电池和仪表的极性。一般电压表的最大量程为0~600V，而且差值为440±20V，分辨明显，完全可以满足要求。测量三相变压器组别的方法也有直流法和交流法两种。交流法中又有电压法和交流相位表法。如端子A接电池正，B接负，a接仪表正，b接负。每次高压接电池瞬间，观察低压侧表计的指示方向和数值，正向摆动记录“+”，负向摆动记录“-”。现将电力变压器各连接组的测量情况列成表12-4，将实测结果与表对照，便可确定变压器的连接组别。

从表12-4可以看到，在单数组中，仪表读数有的为零。这是由于次级绕组绕组感应电势平衡所造成的，但在实际测量时，由于磁路、电路不能绝对相等，因而该值不会为零。常有较小起数。为此工作中应十分仔细地分析、对比，避免差错。

从表12-4还可看出，如在高压侧AB端通电，则低压侧ab、cd、ac的表计指示，对12个组别都互不重复。因此每一组别只有一行读数，即三次测量就可确定。其余六次测量是为了验证前三次测量的正确而进行的。为使直流法测量可靠，应注意以下两点：

1）在测量变比较大的变压器时，应加较高的电压（如6V），并用小量程计表，以便仪表有指示（一般表盘刻度1/3为宜）。最好能采用中间指零的仪表。

2）操作时要先接通测量回路，然后再接通电源回路。读完数后，要先断开电源回路，然后再断开测量回路表计。（2）双电压表法1）用计算法确定变压器的连接组别根据被试变压器的额定变压比和测量的低压侧线电压，计算出有关的对照参数L、R、Q、N、P、M、T然后将测得的电压UBb、UBC、UCB、与这些对照参数相对照，求得其相等数值，再查表12-5即可找到相应的组别。各对照参数的计算如下；（2）双电压表法连接变压器高压侧A端与低压a端，在变压器的高压侧通入适当的低压交流电源，如图12-17所示。测量电压UBb、UBC、UCb，并测量两侧的线电压UAB、UBC、UCA和Uab、Ubc、Uca。根据测得的电压值，可按下述三种方法来判断组别。（12-9）式中U2——实验时低压侧的线电压U2=Uab=Ubc=UcbK——被试变压器的额定变比例如，通过测量和计算，如果UBb=M、Ucb=N、UBC=N，则该变压器的组别便是12。表12-52）用电压比较确定变压器的连接组别根据双电压法的测量结果,还可以采用比较电压大小的方法来判断连接组别,从对照参数的计算公式可以看到T＞R＞P＞N＞Q＞M的关系。如将对每一连接组的电压与P相比较，可得到相应的大于、小于或等于P的关系，借以判断组别，见表12-6中栏所示的比较法，符合表中所列的的关系，则与其对应的组别，即为所判断的组别。例如变压器两绕组的变比为K=3，测得低压侧线电压U2=133V，测得UBb=268V，UCb=352V，UBc=352V。现采用比较法判断其组别，按对照参数的计算公式。UBb＜P，UCb＜P，UBc＜P，查表的A栏，所对应的组别是0组。如按B栏公式UBc=UCb＞UBb，仍可得属0组。电力系统常用变压器多为11和0组。故应熟记以下判据。①

UBc=UCb＞UBb，全部小于电源电压U，是0组。②UBb=UBc＜UCb，且UCb＞U，是11组，应注意，当变比很大时，UCb与U相差很小，现场表计不能反映差别。3）向量图法绘制相量图判断组别是常用方法之一。作图步骤如下（图12-18）以测得的UAB、UBC、UCA作三角形ABC（各边按电压同一比例）以B圆心，Bb为半径画弧，以C为为圆心，以Cb为半径画弧，两弧交于b点，以B为圆心，Bc为半径以Cc为半径画弧，两弧相交于c点；连接a、b、c三点的△abc。比较△

ABC和△

abc对应边的相应关系，可得到组别。作图时应注意，原副边三相电压都要按正序方向。应用上述计算和电压比较法两例中的电压数据绘制电压相量图，可分别得到11组的图12-8b和图12-8c。（3）相位表法相位表法就是利用相位表可直接测量出高压与电压线电压间的相位角，从而来判断组别，所以又叫直接法。1）测量方法如图12-19所示，将相位表的电压线圈接于高压，其电流线圈经一可变电阻接入低压的对应端子上。当高压通入三相交流电时，在低压感应出一个一定相位的电压，由于接的是电阻负载，所以低压侧电流与电压同相。因此测得的高压侧电压对低压侧电流的相位就是高压侧电压对低压侧电压相位。2）测量时应注意的事项①对单相变压器要供给单相电源，对三相变压器要供给三相电源。②在被试变压器的高压侧给相位表规定的电压。一般有几档电压量程，变比大的变压器用高电压量程，变比小的变压器用低电压量程。可变电阻的数值要调节适当，即使电流线圈中的电流不超过额定值，也不低于额定值的20%。③接线时要注意相位表两线圈的极性，正确的接线如图12-19所示。④必要时，可在试验前用已知连接组别的变压器核对相位表的正确性。§12-7接地电阻的测量1、接地电阻的基本原理如图12-20所示，在土壤中埋设两个接地体A和B。AB之间有一定的距离，当电流经接地体和大地构成回路时，则在接地体周围就产生电压降。AB两极间土壤中的电位分布如图12-20所示。电位分布具有以下特点：离接地体A、B越远，电位差越低，在远到一定程度时，电位差趋近于零,形成如图12-20中的零电位区CD。此时，各点电压与电流之间的关系为：UAB=UAC+UDB=I（RA+RB）（12-10）式中UAB——外施于接地体A、B间的电压，V；

UAC——A、C间的电压降，V；

UDB——D、B间的电压降，V；

I——外施电压UAB产生的总电流，A；

RA、RB——接地体A和B的接地电阻。用上述原理求得A和B接地体的接地电阻：为了正确求得UAC

和UDB，必须要有明确的零电位区，而零电位区越小，就越难正确测得UAC和UDB，零电位区的大小与接地体A和B的距离有关，因此，正确选择A和B的距离是这种方法的关键。另外，接地体通过电流形成的电位分布还与接地体的形状、尺寸和埋设深度等条件有关，在测量中应注意。目前现场常用的接地电阻测量方法有电流电压表法、补偿法和电桥法等。二、电流电压表法（三极法）原理如图12-21所示.图中自耦变压器用来调压,最好采用交流电源,因为直流电源会使土壤极化而造成误差。隔离变压器的作用防止接地电流过大。测量大型接地装置可选用30~50A的电流，测量单体接地装置可选用20A的电流。辅助电极2用来测量电压，辅助电极2用来测量电流。电压表采用高内阻电压表采，如静电电压表采和电子管电压表采等，当其内阻大于接地电阻50倍时，即可使误差小于2%；电流表可选用1~1.5级电磁时交流电流表，，如无大量程表计，可采用0.5级以上电流互敢器扩大量程。试验连接用的导线,要根据电流选择足够的截面积