电气设备的绝缘试验分解.ppt

1、高压电气设备的绝缘预防性试验和电气设备的状态检修，参考教材：电力系统状态检修技术，一、电气设备的绝缘试验、电气设备的绝缘老化：电气老化、热老化、化学老化(绝缘性能恶化)、电气设备的绝缘试验：无损试验：绝缘电阻试验、吸收率试验、介质损耗角正切试验、局部放电试验、绝缘油的气相色谱分析等。破坏性试验：交流耐压试验、DC耐压试验、雷电冲击试验、操作冲击耐压试验等。绝缘电阻测试的使用范围绝缘电阻测试是电气设备绝缘测试中最简单、最常用的测试方法之一。当电气设备的绝缘潮湿时，表面变脏，留下表面放电或击穿的痕迹，其绝缘电阻将显著下降。根据不同的绝缘等级和测试要求，常用的兆欧表输出电压有100伏、250伏、50

2、0伏、1000伏、2500伏、5000伏、10000伏等。第一部分是绝缘电阻和吸收率测试，第二部分是兆欧表。工程中用于绝缘电阻测试的设备是兆欧表，它有三个端子：线路端子(L)、接地端子(E)和屏蔽(或保护)端子(G)。被测产品连接在L和E之间，G用于消除泄漏电流对绝缘被测产品表面的影响。在绝缘测试中，如果屏蔽端子未连接，测量的绝缘电阻是表面电阻和体积电阻的平行值。如果有几匝裸铜线缠绕在绝缘表面并连接到端子G，绝缘表面的漏电流将不会流过兆欧表的测量电路，测量结果是不受表面漏电流影响的真实体积电阻。电气设备的绝缘不能等同于简单的电阻，其等效电路通常是电阻和电容的混合电路。许多电气设备的绝缘是多层的

3、，如图1-1所示，它是双层电介质的简化等效电路。绝缘电阻测试、双层介质简化等效电路、吸收曲线和绝缘电阻变化曲线、双层介质简化等效电路、吸收曲线和绝缘电阻变化曲线的主要参数和技术指标，当开关K闭合，DC电压U作用于绝缘时，等效电路中的电流I开始变化很大，然后逐渐减小，最后接近常数Ig；图中曲线1和稳态电流Ig之间的面积是充电过程中由电源绝缘“吸收”的电荷Qa。这种逐渐“吸收”电荷的现象称为“吸收现象”。在实际测试中，规定只需测量60s时的绝缘电阻值，即R60S的值。当电容特别大时，吸收现象特别明显。例如，对于大型发电机，可以使用10分钟的绝缘电阻值。在工程中，“吸收率”用来反映绝缘是否良好。吸收

4、率一般用K表示，定义为：K R60s/R15s (11)对于大电容的绝缘样品，K可以用以下公式表示：K R10min/R1min (12) K在工程上称为极化指数。当绝缘良好时，K值大于1，当绝缘潮湿时。判断绝缘电阻测试结果的基本方法在绝缘电阻测试中，绝缘电阻与绝缘材料的结构和体积、兆欧表的电压和大气条件有关。因此，绝缘不能简单地通过绝缘电阻或吸收率来判断。排除大气条件的影响后，测量的绝缘电阻值和吸收率应与出厂值进行比较，与历史数据进行比较，并与同一批设备进行比较，其变化不应超过规定允许的范围。同时，绝缘电阻值应与吸收率的变化相结合。(1)试验规定(1)试验前，应拆除被测设备的电源和所有外部连

5、接，并应保护被测对象(4)连接电线。使用手动兆欧表时，以恒定速度(120转/分钟)转动手柄，兆欧表的指针逐渐上升。1分钟后读取绝缘电阻值。5.测量绝缘电阻的规定(5)测量吸收率时，为了在计算开始时将所有测试电压加到被测对象上，当兆欧表达到额定速度时，将探头连接到被测对象上，同时计算时间，并分别读取15秒和60秒的读数。(6)当试验结束或重复时，试验对象必须在短路后完全放电至地面。这不仅可以保证安全性，还可以提高测试的准确性。(7)记录被测设备的铭牌、规格、位置和气象条件。测试注意事项(1)对于同杆双回架空线或双母线，当一路带电时，不得测量另一路的绝缘电阻，以免感应的高压损坏仪器，危及人身安全。

6、对于平行线路，还应注意感应电压，一般不应测量绝缘电阻。当需要测量时，应采取必要的措施，如用绝缘棒接线。(2)测量大容量电机和长电缆的绝缘电阻时，充电电流很大，所以兆欧表的启动指示数很小，但这并不意味着被测设备绝缘不良，要得到正确的结果需要很长时间。当用手动兆欧表测量大容量设备的绝缘电阻时，手不能在测试结束时停止。首先断开L线与被测设备的连接，然后停止旋转兆欧表，并立即对被测设备进行放电和接地，以防止被测设备对兆欧表的反向充电损坏兆欧表和被测设备携带的高压电工。(3)如果测得的绝缘电阻过低，应进行分解试验，找出绝缘电阻最低的部分。(4)一般应在环境温度不低于50的干燥晴天测量。在多雨和潮湿的天气

7、以及环境湿度过高时，不应进行测量。(5)测量绝缘吸收率时，应避免记录时间引起的误差。(传导电流、充电电流和吸收电流)(6)屏蔽环的安装位置。为了避免表面漏电流的影响，测量时应在绝缘表面增加等电位屏蔽环，并应安装在靠近E端的地方。(7)兆欧表的左、右端子不能切换。用兆欧表测量电气设备的绝缘电阻时，正确的接线方法是将L端连接到被测产品与地之间绝缘的导电部分，将E端连接到被测产品的接地端。(8)兆欧表和被测物体之间的连接不能铰接或拖走，否则会产生测量误差。(9)用兆欧表测量时，尽量消除外部电磁场干扰引起的误差。在野外，兆欧表有时用于测量强磁场附近的绝缘电阻或无电源故障的设备，由于电磁场的干扰也会造成

8、很大的测量误差。产生误差的原因有：1)磁耦合；2)电容耦合。消除外部电磁干扰的措施：远离强电磁场；采用高压兆欧表；使用端子g进行屏蔽。(10)为便于比较，在测量同一设备时，应采用相同的兆欧表和相同的接线。当用不同类型的兆欧表测量绝缘电阻时，特别是测量非线性电阻的阀式避雷器时，总会有很大的差异。用同一兆欧表测量同一设备的绝缘电阻时，应采用相同的接线，否则将测量结果进行比较是没有意义的。影响绝缘电阻测试的主要因素(1)湿度随着周围环境的变化而变化，电气设备绝缘的吸湿程度也随之变化。(2)温度电气设备的绝缘电阻随温度变化，变化程度随绝缘类型而变化。吸湿性强的材料受温度影响最大(5)兆欧表的测量容量表

9、明，兆欧表的容量对绝缘电阻、吸收率和极化指数的测量结果有一定的影响。兆欧表容量越大越好。第七章。测量结果相关规定规定了各种电力设备绝缘电阻的允许值。将测量结果与相关数据进行比较是分析和判断实验结果的重要方法。常用的比较数据包括：同一设备各相数据、出厂试验数据、耐压前后数据等。如有异常，应立即查明原因，或结合其他检测结果进行综合分析判断。对于大容量设备，如大型变压器、发电机和电缆，有时R60/R15的吸收率不足以反映绝缘介质吸收电流的全过程。为了更好地判断绝缘是否潮湿，可以通过长期绝缘电阻比来测量，称为绝缘极化指数。极化指数测量需要很长时间加压，因此用手动兆欧表很难控制速度稳定性。一般来说，它是

10、用兆欧表测量的。第二节泄漏电流和DC耐压试验用于测量泄漏电流的设备比兆欧表更复杂，一般用高压整流设备进行测试。由于测试电压高，很容易暴露绝缘本身的弱点。泄漏电流可直接用微安计测量，可随时监测，灵敏度高。电压与电流、电流与时间的关系曲线可以用来判断绝缘缺陷。因此，这是一个非破坏性的测试。1.漏电流特性(1)测试电压高，可随意调节。(2)泄漏电流可以用微安计随时监测，灵敏度高，测量重复性好。(3)绝缘电阻值可根据漏电流测量值计算，但漏电流值不能根据兆欧表测量的绝缘电阻值计算。(4)利用or的关系曲线，通过测量吸收率，可以判断绝缘缺陷。(4)用i=f(u)或i=f(t)的关系曲线测量吸收率，即可判断

11、绝缘缺陷。(5)测量原理当DC电压施加到被测设备上时，其充电电流(几何电流和吸收电流)随着时间的增加逐渐衰减到零，而泄漏电流保持不变。因此，微安计的指示值在加压一定时间后趋于恒定，并且读取值等于或近似等于泄漏电流。2.影响测量结果的主要因素(1)高压连接线表面的空气被电离，有一定的漏电流流向地面。这部分电流流经微安计，影响测量精度。(2)实施消除表面漏电流影响的方法。被测试设备的表面应干燥清洁，高压端的导体应与接地端保持足够的距离；另一种是用屏蔽环直接短路表面漏电流，使其不流经微安计。(3)温度的测量类似于绝缘电阻的测量，温度对漏电流的测量结果有很大的影响。不同之处在于漏电流随着温度的升高而增

12、加。(4)电源电压的非正弦波形测量泄漏电流时，交流高压应为正弦波形。如果正弦波失真，将影响测量结果。三次谐波主要影响电压波形。如果直接在高压DC侧测量电压，可以消除上述影响。(5)加压速度就被测设备本身的泄漏电流而言，与加压速度无关，但微安表读取的不一定是真实的泄漏电流，而是包括保护吸收电流在内的复合电流。(6)当微安表连接在不同位置时，微安表在测量接线中的位置不同，对测量结果有很大影响。T1电压调节器；T2高压试验变压器；d高压硅电抗器r保护电阻；滤波电容器；经测试的变压器，用于测量泄漏的接线(2)试验电压极性对铅电晕电流的影响在不均匀不对称的电场中，外加电压极性不同，放电过程和放电电压不同

13、的现象称为极性效应。3。测量时的操作规程(1)根据接线图接线，并由专人仔细检查接线和仪器设备。确认无误后，即可通电升压。(2)升压过程中，应密切监视被测设备、实验回路及相关记录。微安计的读数应在升压过程中按照规定分阶段进行，并需要一定的停留时间以避免吸收电流。(3)测量过程中如出现击穿、闪络等异常现象，应立即降低电压，切断电源，查明原因，做好详细记录，妥善处理后继续测量。(4)实验结束后，降低电压并断开电源，被测设备应完全放电。(5)如果是三相设备，应进行另外两次测量。(6)按规定要求做好详细记录。4.测量中的问题在电力系统交接和预防性试验中，测量漏电流时经常遇到的主要异常情况如下。(1)从微

14、安表反映的情况(1)指针来回摆动。原因：电源波动、DC脉动系数大、测试电路和被测设备的充放电过程。如果摆动不大且不影响读数，可以取平均值；如果摆幅较大且读数受到影响，主电路和保护电路中滤波电容的电容可能会增加。如有必要，可以更改过滤模式。(2)指针周期性摆动。原因：电路中存在反向充电，被测设备绝缘不良导致周期性放电。(3)指针突然撞击。如果影响很小，可能是由电源电路引起的；在大冲击的情况下，可能是由测试电路或被测设备中的闪络或间歇放电引起的。(4)指针指示的值随测量时间而变化。如果逐渐降低，可能是由于充电电流降低或被测设备表面绝缘电阻增加；如果温度逐渐升高，通常是由被测设备的绝缘老化引起的。(

15、5)压力测量用微安计不规则摆动。这可能是由于负载电阻断线或接触不良造成的。(6)指针指向后方。这可能是由于被测设备通过测量电阻放电造成的。(7)连接线路后，当无压力时，微安表有指示。这可能是由太强的外部干扰或高接地电位引起的。(2)从漏电流值反映的情况(1)漏电流太大。设备绝缘或屏蔽不良。在这种情况下，应检查实验设备和屏蔽。如果确认，则意味着被测设备绝缘不良。(2)漏电流太小。这可能是由于错误的线路连接、部分分流或断开微安表保护造成的。(3)用微安表在低压侧读数，用差值法消除误差时，可能出现负值。这可能是由于高压线路过长和空载时电晕电流过大造成的。因此，高压引线应尽可能厚、短且无毛刺。5.测量

16、结论漏电流测量结果的分析和判断可以从以下几个方面进行。(1)与规定值相比，泄漏电流的规定值是其允许标准，是根据多年生产实践中积累的经验制定的，一般可以说明绝缘情况。对于某些设备，有特定的标准。这是最简单的判断方法。(2)比较对称系数法在分析漏电流测量结果时，通常采用不对称系数(即三相之间的最大值与最小值之比)进行分析和判断。一般来说，不对称系数不超过2。(3)查关系曲线法(4)空载电流对试验结果的影响(2) DC耐压试验与交流耐压试验相比，DC耐压试验具有以下特点：(1)设备较轻。(2)侮辱综上所述，DC耐压试验可以发现一些交流耐压不能发现的缺陷。但是，这两种试验不能相互替代，必须同时用于预防性试验，特别是电机和电缆应视为DC试验。(1)试验电压的确定进行DC耐压试验时，施加的电压值通常应指交流和DC条件下绝缘的交流耐压试验电压与击穿电压的比值，但主要根据运行经验确定。(2)实验电压的极性电力设备的绝缘