高电压下绝缘评估及试验方法2

高电压下绝缘评估及试验方法二广东水利电力职业技术学院电力工程系--供用电技术专业试验项目介绍

试验1绝缘电阻和吸收比的测量试验目的：检查绝缘是否存在贯穿性的集中缺陷或整体受潮。

试验原理

绝缘电阻（直流电压与稳定电流的比值）当试验电压U一定时，

绝缘电阻R=U/I——I为流过外电路的电流i的大小随加压时间而变，由此，绝缘电阻R也随t变化由小变大直至稳定。测吸收比K用兆欧表测量15s和60s时的绝缘电阻值。

吸收比K=R60”/R15”对于不均匀介质：若绝缘良好，吸收现象明显，K值将≥1.3；若绝缘有缺陷时，i迅速下降，K值将趋近于1。

试验设备：兆欧表

类型：有手动和电动两种构造：手摇直流发电机+磁电系比率表

兆欧表有三个接线端子：

L——线路端子

E——接地端子G——保护端子（屏蔽）电压等级有：500V、1000V、2500V、5000V几种。数字式兆欧表

绝缘电阻测试仪

手摇式兆欧表规程规定（兆欧表的选择）细分：100V-500V的设备——500V、≥100MΩ500V-3000V的设备——1000V、≥2000MΩ3000V-10KV的设备——2500V、≥10000MΩ≥10KV的设备-------2500V或5000V、≥10000MΩ低压设备选用500V的兆欧表；高压设备选用2500V的兆欧表。（重点）测量步骤1、断开试品电源，将其充分对地放电。理由：介质内部的吸收电荷要释放出来，以防危及人身安全。方法：将接地线的接地端接地，然后将另一端挂在试品上。2、拆除试品外接连线，用干净干燥的软布擦去被试品表面。3、选表、校表。（兆欧表末接试品前应预试）方法：将表水平放置，摇动手柄到额定转速，指针应指“∞”；将L与E端短接，指针应指向“O”。（重点）测量步骤4、正确接线。L——试品的测量部分、E——试品的非测量部分、G——试品表面部分（使兆欧表的读数不受绝缘表面泄漏电流的影响）5、测量。以120转/分的均匀速度转动摇表，待指针稳定后读取绝缘电阻值。6、最后将试品放电，时间不小于1min-2min。7、测量时应记录当时温度、湿度、气象情况及日期。放电操作放电棒验电棒

测量结果分析

采用纵向、横向比较的方法（1）与规程规定的值比较（2）同一设备的三相比较（3）与历年的的试验数据比较练习试进行10kV单相电压互感器高压绕组对低压绕组及地的绝缘电阻测量。兆欧表的使用方法及要求

1.测量前，应将兆欧表保持水平位置，左手按住表身，右手摇动兆欧表摇柄，转速约120r/min,指针应指向无穷大(∞),否则说明兆欧表有故障。2.测量前，应切断被测电器及回路的电源，并对相关元件进行临时接地放电，以保证人身与兆欧表的安全和测量结果准确。3.测量时必须正确接线。兆欧表共有3个接线端(L.E.G)。测量回路对地电阻时，L端与回路的裸露导体连接，E端连接接地线或金属外壳；测量回路的绝缘电阻时，回路的首端与尾端分别与L.E连接；测量电缆的绝缘电阻时，为防止电缆表面泄漏电流对测量精度产生影响，应将电缆的屏蔽层接至G端。

兆欧表的使用方法及要求

4.兆欧表接线柱引出的测量软线绝缘应良好，两根导线之间和导线与地之间应保持适当距离，以免影响测量精度。5.摇动兆欧表时，不能用手接触兆欧表的接线柱和被测回路，以防触电。6.摇动兆欧表后，各接线柱之间不能短接，以免损坏。试验2泄漏电流试验泄漏电流试验与绝缘电阻试验的异同：1、原理相同，均为非破坏性试验；2、试验电压不同：泄漏电流试验电压较高——10KV~40KV绝缘电阻试验电压较低——2.5KV，最高5KV3、泄漏电流试验能揭露一些尚未完全贯通的集中性缺陷，但绝缘电阻与吸收比试验则不行。（只能揭示贯通的集中性缺陷）泄漏电流与外施电压的关系

以发电机的典型泄漏电流曲线为例：

泄漏电流的大小与外施电压的不断上升而发生变化，由此判断绝缘情况。1—绝缘良好，电流值较小2—绝缘受潮，电流值加大3—绝缘中有集中性缺陷4—有危险的集中性缺陷结果分析及判断

试验电压一定时，若泄漏电流随时间t而下降——说明绝缘良好；若泄漏电流随时间t不变，甚至上升——说明绝缘异常。试验接线（c）接线，微安表接在高压端。可避免误差，但操作需用绝缘棒，适用于一端接地的试品。（a）接线，微安表内装

。读数安全方便，但无法消除试品绝缘表面的泄漏电流和高压引线的电晕电流所引起的测量误差。（b）接线，微安表接在低压端。可消除试品绝缘表面的泄漏电流和高压引线的电晕电流所引起的误差，适用于两端对地绝缘的试品。微安表3个位置试验仪器及设备介绍

电压的产生——一般用高压试验变压器及调压器产生可调高压，再经整流；也可直接采用串级直流装置。调压器应尽量采用自耦式，它不仅体积小，漏抗也小。试验变压器的容量为直流试验电压与泄漏电流的乘积，而泄漏电流较小，一般容量的试验变压器均可满足要求。高压硅堆D—其额定反峰电压UFD≥或2Umax。硅堆D的平均整流电流应大于最大泄漏电流的2~3倍，当多只硅堆串联使用时，为使每只硅堆电压分配均匀，需并联均压电阻。R保护电阻—采用水电阻，用以限制试品击穿时的短路电流。C滤波电容—其使用是使试验电压的波形平稳，一般取0.1μF左右，如无合适的电容器，可用几个电压较低的电容器串联，以提高耐压强度。对于容量较大的试品，如电力电缆、大中型变压器线圈集中的试验中，C可以省略。μA微安表—根据试品可能出现的最大泄漏电流值，选择合适的量程和准确度等级的直流微安表，最好能使用多量程的，可随时切换。注意事项

1、应注意微安表保护

C1——滤波电容，取0.5~5μf

F——放电管（当I过大时，F先行放电，短接微安表，从而保护微安表）

R1——限流电阻（由于放电管的放电电压较高，串入R1后限制微安表回路中的电流）

L1——限流电感（防止冲击电流流入微安表）注意事项2、应注意直流电压的极性

（采用负极性电压进行试验）原因：高压引线可能离附近的导体较近，有可能发生高压引线与附近导体之间的放电，所以最好采用负极性电压进行试验，负极性击穿电压比正极性击穿电压高。

试验结果分析

1.从微安表反应出来的现象指针来回摆动。可能有交流分量通过微安表，宜读取平均值；若无法读数，则应检查微安表保护回路，或加大滤波电容C，必要时可改变滤波方式。指针周期性的摆动。可能是被试品绝缘不良，从而产生周期性放电，这时应查明原因，并加以消除。指针突然摆动。如向减小方向，可能是电源回路引起；如向增大方向，可能是试验回路或试品出现闪络，或内部断续性放电引起。（一）异常情况分析2.从泄漏电流数值上反应出来的情况

泄漏电流过大。应先检查试验回路各设备状况和屏蔽是否良好，在排除外因之后，才能对被试品作出正确的结论。

泄漏电流过小。检查接线是否正确，微安表保护部分有无分流与断线。（二）测量结果的判断

将测量的泄漏电流值换算到同一温度下与历次试验进行比较，以及同一设备的三相试验结果互相比较、同类设备的互相比较。（三比较）对于重要设备（如主变压器、发电机等），可作出电流随时间变化的关系曲线I=f(t)和电流随电压变化的关系曲线I=f(U)进行分析。现行“标准”中对泄漏电流有规定的设备，应按是否符合规定值来判断。对“标准”中无明确规定的设备，可以进行同一设备各相互相比较、与历年试验结果比较、同型号的设备互相比较，视其变化来分析判断。试验3介质损失角正切值tgδ的测量

目的：反应绝缘的分布性缺陷，对检查变压器、互感器、套管、电容的绝缘状况有效。介质损耗角是在交变电场下，电介质内流过的电流向量和电压向量之间的夹角(即功率向量角ф)的余角δ，简称介损角。介质损耗角(介损角)是一项反映高压电气设备绝缘性能的重要指标。介损角的变化可反映受潮、劣化变质或绝缘中气体放电等绝缘缺陷，因此测量介损角是研究绝缘老化特征及在线监测绝缘状况的一项重要内容。

基本原理

电介质在电场作用下产生能量：

P=U2ωCtgσ当外加电压及频率一定时，电介质的损耗P与tgσ及C成正比；而对于一定结构的试品来说，C为定值，故可直接由tgσ的大小来判断试品绝缘的优劣。测量tgδ值是判断电气设备绝缘状态的一项灵敏有效的方法。

试验特点

1、tgσ值能反映绝缘的缺陷。

当试品绝缘受潮、油或浸渍物脏污或劣化变质、绝缘中有气隙发生放电时，tgσ会大大增加。如绝缘良好时的油纸绝缘，tgσ=0.1%，但严重受潮时可达10%以上。试验特点2、tgσ值不能有效地反映集中性缺陷。原因：被试绝缘的体积越大，或集中性缺陷所占的体积越小，那么集中性缺陷处的介质损耗占被试绝缘全部介质损耗中的比重就越小。对于象电机、电缆这类电气设备，由于运行中故障多为集中性缺陷发展所致，而且被试绝缘的体积较大，不便做此项。但对套管绝缘，tgσ试验就是一项必不可少而且比较有效的试验。对于可以分解成各个绝缘部分的被试品，常用分解进行tgσ测量的方法来更有效地发现缺陷。试验特点3、tgσ试验应与绝缘电阻吸收比及泄漏电流试验一起综合判断。〖练习〗请根据下列试验结果，判断试品情况。

1）若tgσ不高，但R∞低，K接近1，I泄漏大，出现？缺陷。

2）若tgσ高，且R∞低，K接近1，I泄漏大，出现？缺陷。

3）若tgσ不高，且R∞及K合格，但I泄漏大，出现？缺陷。

结语：tgσ试验应与绝缘电阻吸收比及泄漏电流试验一起综合判断。

若tgσ不高，但R∞低，K接近1，I泄漏大——出现贯穿性的集中性缺陷。

若tgσ高，且R∞低，K接近1，I泄漏大——出现分布性缺陷。

若tgσ不高，且R∞及K合格，但I泄漏大——出现非贯穿的集中性缺陷。3、tgσ试验应与绝缘电阻、吸收比及泄漏电流试验一起综合判断。

有时tgσ高时也需作具体分析，有时油的质量不好引起tgσ偏高，而换油后tgσ下降。此外，如果上述项目均合格，但泄漏电流偏高，也能有效地反映变压器内部的一些未完全贯穿的集中性缺陷。如果tgσ、R、K、I泄漏均合格，则表明绝缘良好。试验方法

1）西林电桥

电桥的四个臂：

CN—标准电容器

ZX—被试品

C4—可调电容R3—可调电阻2）介质损耗测量仪正接法：被试品两端对地绝缘，实验室采用，安全。反接法：被试品一端固定接地，一般现场试验采用，为了保证安全，使用绝缘杆操作。电桥平衡时：各桥臂复数阻抗值应满足Zx•Z4=ZN•Z3可推导出：tgσ=ωR4C4，Cx≈CNR4/R3取R4=104/п、f=50HZ→tgδ=100п*104/п*C4=106C4(法)=C4(微法)即当电桥调到平衡时，tgδ=C4。测量电容量Cx有时对于判断其绝缘状况也是有价值的。对于电容型套管，如果Cx明显增加，常表示内部电容层间有短路现象或有水分侵入。影响tgδ的因素

温度tgδ值均随温度的上升而增加。通常都以20℃时的作为参考标准，为此，一般要在10~30