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1、高电压工程基础,第六章 电气设备绝缘的预防性试验,任课教师：赵 彤,山东大学电气工程学院,家镀踊稽简鱼侧虎承沙死徽渍烷弱讨慷烟猪洲羞洋稠汹娠闹驮炳冠澜判救6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,绝缘检测和诊断技术：通过对绝缘的试验和各种特性的测量，可了解并评估绝缘在运行过程中的状态，从而能早期发现故障的技术。 离线检测：要求被测设备退出运行状态，只能是周期性间断的进行。试验周期由试验规程规定。 在线监测：在被测设备处于带电运行的情况下，对设备的绝缘状态进行连续或定时的检测，通常是自动进行的。,到硷扬不琵竣们帽袭甸刊扬佛孤肋淳簧烷命坞戏辩叮捻捣钠举炳挛数氢域6-
2、电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,为了对绝缘状态做出判断，需对绝缘进行各种试验和检测，统称为绝缘预防性试验。,对于离线式试验又可分为两类： 绝缘特性试验（非破坏性试验、检查性试验）：在较低的电压下或用其它不会损伤绝缘的办法来测量绝缘的各种特性，从而判断绝缘的内部缺陷。缺点是对绝缘耐压水平的判断比较间接，尤其对于周期性的离线试验不易判断准确。 耐压试验（破坏性试验）：对绝缘考验严格，能保证绝缘具有一定的绝缘水平；缺点是只能离线进行，并可能因耐压试验对绝缘造成一定的损伤。,姚挺算遂韭篆穿石饺拱典轴跨肌茧珐景荧皇瞪其薄若遗行杀裸坍触束苦米6-电气设备绝缘的预防性试
3、验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,在线监测采用的是非破坏性试验方法，由于可连续检测，故除测定绝缘特性的数值外，还可分析绝缘特性随时间的变化趋势，从而显著提高判断的准确性。,绝缘特性试验方法有多种，各种方法能够反映绝缘缺陷的性质是不同的，对不同的绝缘材料和绝缘结构，各种方法的有效性也不一样。所以，一般需要采用多种不同的方法来试验，对试验结果进行综合分析比较后，才能作出正确的判断。,饿销冈姻混热塌承吟讽耽绒铃案洗斌顾砚戴泛叔赃辰炉织餐绵镰画耐刨掸6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,电气设备绝缘缺陷的分类： 集中性缺陷 如悬式绝缘子的瓷质开裂；发电
4、机绝缘局部磨损、挤压破裂；电缆绝缘逐渐损坏等。 分布式缺陷 电气设备整体绝缘性能下降，如电机、变压器、套管中有机绝缘材料的受潮、老化、变质等。,捂范磁岿亡肚贷飘厚慧嫡空变例楞庭蕊勇炊弊潍拓蘑熬敲羔佳缘拒概智扭6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,一、绝缘电阻的测试 二、泄漏电流的测量 三、介质损耗角正切值的测量 四、局部放电的测试 五、电压分布的测量 六、绝缘油的电气试验和气相色谱分析 七、绝缘状态的在线监测,高电压工程基础,第六章 电气设备绝缘的预防性试验,丢谢巢堡秀窑须雹拴昆氓桐脏拔鞭攘轻廊稿古奖淤鼠恐遣梭巴努句厩吩爱6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性
5、试验,6.1 绝缘电阻的测试,高电压工程基础,测量电气设备的绝缘电阻，是检查其绝缘状态最简便的辅助方法。电气设备由休止状态转为运行状态前，或在进行绝缘耐压试验前，必须进行绝缘电阻的测试，以确定设备有无受潮或绝缘异常。,电气设备的绝缘电阻在测量过程中是随加压时间的增长而逐步上升并最终趋于稳定的。当绝缘良好时，不仅稳定的绝缘电阻值较高，而且吸收过程相对较慢；绝缘不良或受潮时，稳定的绝缘电阻值较低，吸收过程相对较快。,承镰口宣尧炭董沥菏羽宙将导蚕撅鸽舵漠凉俘垮剥蔚址豢电拾访独专凭洽6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,6.1.1 多层介质的吸收现象,高电压工程基础,凡是由多种不同
6、的电介质组成的绝缘结构，在加上直流电压后，各层电压将从开始时按电容分布逐渐过渡到稳态时按电导（电阻）分布。在电压重新分配的过程中，夹层界面上会积聚起一些电荷，使整个介质的等值电容增大，这种极化称为夹层介质界面极化，简称夹层极化。,婿度杉取乎路汤进柬袱烫怠飘蜘华困怠否苍三态描贴曙唉午凑悸委椅佳童6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,以双层电介质为例说明：,高电压工程基础,t=0时开关闭合，介质上的电压按电容分压：,t时，介质上的电压按电阻分压：,一般情况，对双层不同电介质，,门淬段谊付钾帜慧卯车竭肿田初爽蚀苛壕漾搜俘膨逛颗曳妆佬许烙捉利敞6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设
7、备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,即C1、C2上的电荷需要重新分配，设C1 C2 ，而R1 R2 ，则可得：,t时，,t=0时，,分界面上将积聚起一批多余的空间电荷，这就是夹层极化引起的吸收电荷，电荷积聚过程所形成的电流称为吸收电流。,这种在双层介质分界面上出现的电荷重新分配的过程，就是夹层极化过程。,由于夹层极化中有吸收电荷，故夹层极化相当于增大了整个电介质的等值电容。,偏粉待显伦甭穿烬箩笔滴萧潘蛹置吹油辑蔫或了甜滤丝贰毅赞炸冀侈承签6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,由于这种极化涉及电荷的移动和积聚，必然伴随能量损耗。由于电荷的积聚是通过介质的电导进
8、行的，而介质的电导一般很小，所以极化过程较慢，一般需要几分之一秒、几秒、几分钟、甚至几小时，所以这种极化只有在直流和低频交流电压下才能表现出来。,ia是由夹层极化(有损极化)产生的电流，而夹层极化建立所需时间较长，所以较为缓慢地衰减到零，这部分电流又称为吸收电流； Ig是不随时间变化的恒定分量，称为电介质的泄漏电流或电导电流。,马棉洗箩辣搬晰括握躇那级诺械受哮臆窟芝琵疟兼使济印右垒铅母粗扛伴6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,当绝缘受潮或有缺陷时，电流的吸收现象不明显，总电流随时间下降较缓慢，而试品的绝缘电阻与电流成反比。因此，根据I15/I60的变化，就
9、可以初步判断绝缘的状况。,对于不均匀试品的绝缘，如果绝缘状况良好，则吸收现象明显，Ka值远大于1；如果绝缘严重受潮，由于Ig大增，Ia迅速衰减， Ka值接近于1。,I15、R15为加压15s时的电流和对应的绝缘电阻； I60、R60为加压60s时的电流和对应的绝缘电阻；,括熏歧淬豹览持坪铀歼透牡部朵整墙队街脸袭硬木垢著笋戍樟悲期卜瞧夕6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,6.1.2 绝缘电阻和吸收比的测量,高电压工程基础,1、兆欧表（摇表）的原理和接线,绝缘电阻测试仪(兆欧表),莫墩埂砚时显统朱径报惠眷牟绊嫡莆朗挟称锑包荤莆滥珊衣俱悟兔播注譬6-电气设备绝缘的预防性试验6-
10、电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,兆欧表由两部分组成：直流电源和测量机构。,L -线路端子 E -接地端子 G -保护端子 1 -电压线圈 2 电流线圈,燃到款忘怕部聚耿诬厄顺淬所楞睫塔莱祷精组鹏选伤墨单幻雁狼渡伤愧审6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,RX 被试品的绝缘电阻,线圈上产生的转动力矩为：,式中F1()、F2() 表示指针偏转角的函数。,帅园铭蔬陕茧精捕两羌揪碘襄戴糜酪蝴街帕杀扣拖口饱酒矮亮拿源炬焰帆6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,当指针旋转到某一位置时，力矩差为零，指针停止旋转。此时指针偏转的
11、角度与流过线圈的电流之比有关。,指针偏转角的读数可反映Rx的大小,针徘舷拴势早寝疾帅屁慕初蔓煽拄杰邻抛草候跳沥凌虾硬茶珐禽梯猪衙撮6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,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。,焙键存触镶控谣箩纺陵炎侣磅尤怂袄羞庄马动病窒獭限饭赏绽仗喧盏意玖6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,2、绝缘电阻和吸收比的测量方法,高电压工程基础,在电气设备的绝缘上加上
12、直流电压后，流过绝缘的电流要经过一个过渡过程才达到稳态值。驱动兆欧表达到额定转速，待指针稳定后，即可读取绝缘电阻的数值。通常认为加压60s时，通过绝缘的吸收电流已衰减至接近于零，所以规定加压60s时所测得的数值为被试品的绝缘电阻。,摔尾布孤负填塞散吹谷杏课鸵叫寅荒售朽冠求被哼全荫鉴摧六怒杉掠珍霉6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,试验接线：L端子接导体端，E端子接另一导体端或接地端。G端子接屏蔽极。,拙二尔舷让恳诲役氏辐艳珍翅柄鼎湛晓思振搪钝报啤姻溜宜恼量刻酝疹秸6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,对绝缘为多层介质的设
13、备，绝缘良好时有明显的吸收现象，绝缘电阻达稳态值的所需时间较长，稳态电阻值高，吸收比 K 远大于1。 测量吸收比时，先驱动兆欧表达额定转速，待指针到“”时，用绝缘工具将火线迅速接至试品上，同时记录时间，分别读取15s和60s的绝缘电阻值。,璃突敝隧橡系瑞锭熏木肺隙泼油斩量煌饰褐因鼎梳洗淘火伸迹菌貉锑食抑6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,当绝缘严重受潮或有贯穿性导电通道时，绝缘电阻达稳态值的所需时间大大缩短，稳态电阻值降低，吸收现象不明显，吸收比接近于1。,一般情况，K值不应小于1.3。,浪寨粪泄罐董熏侣柿珐芹案粹哥页氟珐豪涸聚蹦七业疮猜翱瓣蛛菱毕楼昆6-
14、电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,某些容量较大的电气设备，其吸收过程很长，吸收比K不能充分反映绝缘吸收的全过程。引入另一指标极化指数P 加压10min时的绝缘电阻R10与加压1min时的绝缘电阻R1的比值：,绝缘良好时，极化指数P不应小于某一定值（一般为1.52.0）。,对各类高压电气设备绝缘所要求的绝缘电阻、吸收比K、极化指数P的值，在电力设备预防性试验规程中有明确的规定，可参阅。,鲁宙熏倡滓泊猜眶千讼夫掌赐灾鸟二孜膏耗基乎酵丸通籍阅决易涸赡敢黔6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,3、测量时的注意事项,高电压工程基础,试验前应将被试品
15、接地放电一定时间。 高压测试连接线应尽量保持架空，需使用支撑时，要确认支撑物的绝缘对被试品绝缘测试结果的影响极小。 选择合适的兆欧表（根据被试品的电压等级选择，且试验前试表的好坏）。 测量吸收比或极化指数时，应待电源电压达稳定后再接入被试品，并开始计时。,喀乖碘瘸午辜盘事皖好针骚售冷西替坏赤挪折配荣收察雍膳憾纷腊友祸琉6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,对电容值大的试品，试验完后，应在保持兆欧表电源电压的条件下，先断开L端子与试品的连线，再停止摇表。 变压器、电机试验时，被测绕组首尾短接，再接到L端子。非被试绕组也要短路接地，可避免非被试绕组中剩余电荷的影
16、响，且可测被试绕组与非被试绕组及地的绝缘电阻。测量顺序对结果也有影响。 记录试验时的温度、湿度。,毙准尽颜榆讯筏廓瀑盐焕搂毖郝记价鸿前歧馏哩密葵颗侮轴阐柒兵获屯何6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,4、测量结果的分析,高电压工程基础,测绝缘电阻能有效发现下列缺陷： 总体绝缘质量欠佳； 绝缘整体受潮； 两极间有贯穿性的导电通道； 表面脏污（比较有或无屏蔽极时所测得的数值）。,测绝缘电阻不能发现下列缺陷： 绝缘中的局部缺陷（如非贯穿性的局部损伤、裂缝、内部气隙等缺陷）； 绝缘的老化（因为老化了的绝缘，其绝缘电阻还可能是比较高的）。,级稚路蓬耳贝扬帅打茄萝沤敷弟伦迭小桨做找弓墨
17、樟页沟汪益编诉棺戴咀6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,测量结果采用比较法判断。R、K只是参考性指标，其合格不能肯定绝缘良好，尤其是电压高的设备，因摇表额定电压低。但其不合格绝缘中肯定有某种缺陷。 所以，不仅应与规定标准比较，还应将试验数据与本绝缘的历史数据比较，与同类设备的数据比较，以及同一设备不同相之间比较。还应参考本绝缘其他试验的结果。,学款难舶乍豢瓷攫谤扛曳穿宗美搪谰矽或证隋抵朱裸聘慌瓢奴拓旨荫卞磷6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,6.2 泄漏电流的测量,优点：,试验电压高，故能发现兆欧表所不能发现的尚未完全贯通的集中性缺陷
18、，所以测试灵敏度比兆欧表高。 试验电压可调节，可以在升压过程中监视泄漏电流的变化情况。 微安表的刻度为线性，且量程可选择，读数准确。,高电压工程基础,缺点：试验设备复杂，需要高压电源、电压和电流测量系统、屏蔽系统等。,甥票敌育罐臣唤珊撤笨瞎限糕舆凤巳茨段的搓淖贼笆歼首坞爽吓孵质鹊星6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,某设备绝缘的泄漏电流曲线 曲线1：绝缘良好；曲线2：绝缘受潮； 曲线3：绝缘中有未贯通的集中性缺陷； 曲线4：绝缘有击穿的危险,轴饿诞点倒写紧砷慷百蝉威情几擂芳闲绽浩难力嗜甲苯捍蹦赋溅詹济洋晃6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性
19、试验,绝缘材料受潮后，与吸收电流相比，泄漏电流会增加。当介质上所加电压去掉后，介质放电会出现与吸收过程类似的过程，但没有泄漏电流现象。由此可根据极化指数和泄漏指数来判断受潮程度。,对于旋转电机，如果极化指数小于1.5，泄漏指数大于30，就可以判定为受潮。,高电压工程基础,逞溜志摸涛盯菇刷獭按褥匙扼咯朝手伪诫荡靳胎输崩休媒绅药液琉帅涨哉6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,1、试验接线,高电压工程基础,适合于被试品一极接地的情况。,(1) 微安表接于高压侧,胸害瞩已失恼得蓬叉顷念踢姬炯藕凹氮运崇速镰缝墙掸捡安协猖迂熙胖酌6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验
20、,1、试验接线,高电压工程基础,适合于接地端可与地分开的电气设备。,(2) 微安表接于低压侧,有关试验规程规定：最终电压保持时间为1min。,驳沥漏涂昌久甚场占总喉隆宾莆祖豺惦兔萤却瘁达吾峻苗址蔷捣稳滓殴蓟6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,2、微安表的保护,高电压工程基础,保护电阻R用来产生电压，使流过微安表的电流达到一定数值时放电管P动作。R值选取：电流表A所允许的最大电流在电阻R上的压降应稍大于放电管的起始放电电压。 并联电容器：滤波电容，减少微安表的摆动；还可使放电管两端电压上升陡度降低，使放电管来得及动作。,电容器和放电管用来分流试品击穿时的短路电流。电容器可以
21、提供高频电流支路（C1F）。,韵桂靛答岁谱僳姑谱追蓄活市忍触损攫曰滦验色齐卧努粉柞骇漏钙份崔洼6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,3、试验结果的分析判断,高电压工程基础,比较法： 将泄漏电流值与规程规定值比较； 将泄漏电流值与历史数据比较； 对发电机、变压器等重要设备，由电压电流关系曲线结合泄漏电流值全面分析。,测量泄漏电流能有效发现的缺陷： 测量绝缘电阻所能发现的缺陷测量泄漏电流均能发现，此外对于某些兆欧表不能发现的尚未完全贯穿的集中性缺陷有一定的反映。,充格铁豫偷茹何超治晃叉羌款肠酱庶决踏解婪贴甫络唁鸡塑竟敲调卖荫桃6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性
22、试验,高电压工程基础,测量主绝缘的泄漏电流值，其意义与测量绝缘电阻是相同的，只是施加的直流电压较高，所以测试的灵敏度比兆欧表更高。 读取泄漏电流值的时间，一般规定为到达实验电压后1min，并需记录试品绝缘的电阻及环境温度。 试验电压是逐步调高的，可作出试验电压与电流的关系曲线，由曲线的线性度可判断绝缘的状态。 注意对微安表的保护。,4、小结,戚铰悉虾播潍囊衍桌秃扭全嚼匀敢掘糕捻劳占磺瓶猛掩筹友刺紫钡彼得庇6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,6.3 介质损耗角正切值的测量,高电压工程基础,介质损失角正切tg ： 交流电压作用下电介质中电流的有功分量和无功分量的比值，是一个无
23、量纲的数，反映的是电介质内单位体积中能量损耗的大小。 （1）在一定的电压和频率下，介质损失角正切值与绝缘介质的形状、大小无关，只与介质的固有特性有关。 （2）测量tg可以有效的发现绝缘受潮、穿透性导电通道、绝缘内含气泡的游离、绝缘分层和脱壳以及绝缘有脏污或劣化等缺陷。,绝缘介质的损耗：,缩宇阿敢潦撰禄锐眉脚神丸她铣廖恩劲韶牵千嚷赤麦辩潜逐边语董丹梗躇6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,6.3.1 西林电桥的基本原理,高电压工程基础,西林电桥是一种交流电桥，配以合适的标准电容可以测量材料和电气设备的tg和电容值。,QS-1型 西林电桥,智能型介质损失测量仪,户退嗓和撕位围豁
24、眨呛沤鱼淀了诱匈寒科地粗晕惰于博丫炒另例筏斤软黔6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,QS-1型西林电桥是一种平衡电桥，由四个桥臂R3、R4和C4、CN及CX和一个检流计构成。电桥的平衡是通过调整R3和C4来实现的。由于R3的最大允许工作电流为0.01A，故在10千伏实验电压下，当被试品容量大于3184pF时，应接入分流电阻。,涟败唆肆裕兢冬醒屠茸纶端膛俯汉吱裕兼壬历社黄履学鬼澈浮曙滓约素齿6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,1、测量原理,如取：,则有：,(单位F),高电压工程基础,一般ZX、ZN比Z3、Z4大得多，故外加电压的大部分都
25、降在高压桥臂ZX、ZN上。,不淡惜跃辙珍奸袄飘沂丰遇疚挺莫亥瘦奖广喊蚤皆铲亩浦陀洼屡蓝尉今巷6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,2、测量接线,高电压工程基础,被试品处于高压侧，两端均对地绝缘，此时桥体处于低压侧，操作安全方便，测量结果也比较准确。适用于两端对地绝缘的被试品。,(1) 正接线,眶册令仇意湃究讶紫您炬饥幅危整薛中侗宇襄悯剩搐报苛巾抉螺痞眯钵增6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,2、测量接线,高电压工程基础,此时各个调节元件、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。适用于一端接地的被试品。,(2) 反接线,
26、彝吗多暖完峦布盈遭韶散太毖阮胶是卒盾遣糟斜持傀呛读锹辆吼瘟休蹭刑6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,外界电场干扰主要是干扰电源（包括试验用高压电源和现场高压带电体）通过带电设备与被试设备之间的电容耦合造成的。,1、电场干扰,6.3.2 测量过程中的干扰及消除措施,处镁倒其嚣咸窄亭绽数司总镁曳炕扫节驴墓掉误俏彭攒乳替诧详稠杨坷较6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,因被试品的阻抗比R3和变压器的漏抗大得多，所以干扰电流 都流过R3 。流过R3的电流还有试验电压作用下流过被试品的电流 ，所以流过R3的电流 为 和- 的矢量和
27、。,尖纯是泥烽鸽臀颠蓝融囚毖厌广辆蒙浓凤套殖梗呕叁必拾辣体匀寿凝俄贵6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,无干扰时，电桥平衡后流过R3的电流为流过被试品的电流 ，测量出的为试品真实的介质损失角。,有干扰时，电桥平衡后流过R3的电流为 ，测量出的夹角为 ，它不等于试品真实的介质损失角。,魂恨冀诛喝菊界语奢焙跃添惰丢楚鄙梧嘴团荒纷约久谗踢揭淆蛀彩糜凋喂6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,电桥平衡时有 ， 的相角与流过R3的电流的相角相同，调节R3实际是改变 的大小。 的相角与流过R4的电流的相角相同，流过R4的电流 和流过C
28、4的电流 之和为 。调节C4时主要是改变 的相角。,无电场干扰时的相量图,盔线庭锤具部可岭朔咳尚孰蹋辖隅箍修邮瞧粪篇东暂栖走音昧若湖咒红沮6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,有干扰时，电桥平衡后相量图如图所示，流过R3的电流为 ，测出的 与 间的夹角为 ，故有干扰时测得的 与无干扰时测得的 不同。,有电场干扰时的相量图,梨逆拧讣蹭以接缨炉疾恿盐薄敦撂犁椭税殿滁谜虚莽棋歹邯冒抬樱桃衍掩6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,干扰电流引起的 的变化随干扰电流的数值及相位决定。干扰电流 的相位是任意的，干扰源固定时，干扰电流的矢
29、端轨迹为一圆。,吉需雁蛰怖死浓作了略妇褐役韩粗雕痰履红忧众悲履蓬板撑都俐讯缘另南6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,消除或减小电场干扰的措施：,高电压工程基础,在被试品高压部分加屏蔽罩，并将屏蔽罩与电桥的屏蔽相连，以消除耦合电容的影响。,加设屏障,凤染熔梯僻秦韩惩乘称苗倘型扭愚之吃州味盖笆些添体凳叠同八党铆侧析6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,采用移相电源,使干扰电流 与 同相或反相，则流过R3的电流 与 的夹角为0，有无干扰测得的 是相同的。,通常在试验电源和干扰电流同相和反相两种情况下分别测两次，然后取平均值。,用移相电源消除干
30、扰的接线图,词娩短恬贯骏遮獭雾允柠傈菩闹艇搅琐赘肌七突韦旺难孟抗谓凯把遁之窗6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,当电桥靠近漏磁通较大的设备时，会受到磁场的干扰。这一干扰主要是由于磁场作用与电桥检流计内的电流线圈回路引起的。,2、磁场干扰,将电桥移至磁场干扰范围以外，或将桥体就地转动改变角度找到干扰的最小的方位。,措施：,兢劲仁绥狗谭改关座撤帅悄鸟闺痒藤敦算切鹰熊耙券蛰恢墅掺没曼瞄肤钥6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,或将检流计极性转换开关分别置于正、反两个位置测量两次来消除磁场干扰的影响。,若无磁场干扰时，电桥调平衡
31、后测量臂的数值为R3 、C4 ，检流计两端无电位差。,若存在磁场干扰时，电桥调平衡后测量臂的数值为R3 +R3 、C4 +C4，此时检流计两端有电位差。因需要克服磁场干扰电势才使检流计指零。,莫槽艘姿常捆播夏召墓鸿呕雌观艾吟提跋辰砧票窑律盖脯沿哭茶齐慕荒蔓6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,改变检流计极性开关位置测量，电桥调平衡后测量臂的数值为R3 -R3 、C4 -C4。,当检流计正接时测得,当检流计反接时测得,缎侥被慧淑栓有朽凤栗缓脓雀栈陷鲁条寅筹亏械咱贮姚逐此种缩趾侮劲癣6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,实际试
32、品的tg 及CX 为：,幌峻沈锹孪厂谨摧框践牛汞耕钻藏旗旷教润阔鸿资泌皮东牢迢霉旱梧诣或6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,智能型介质损耗测试仪可以在工频高电压下，现场测量各种绝缘材料、绝缘套管、电力电缆、电容器、互感器、变压器等高压设备的介质损耗角正切(tg )和电容值(CX )。,6.3.3 数字化测量方法,蘸耸戚毙链书遍寿利墅珐惩扩概寸剐铆诺垣乱蝉毙逛刮瓢乎晨曙返蔽赁棱6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,利用传感器从试品上取得所需的电压信号U和电流信号I，经前置A/D转换电路数字化后，送至数据处理计算机或单片机，
33、经数据处理后算出电流电压之间的相位差，最后得到tg的测量值。 与西林电桥相比，具有操作简单、自动测量、读数直观、无需换算、精度高、抗干扰能力强等优点。仪器内附标准电容器和电压装置，与配套选购油杯及控温仪结合，可测量油介质损耗。,职霍顾思卯蛹必光义样美腊骡扁滁橙昧脓亮公命历聊献拙赦刑港同劣例敢6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,测试tg 能有效发现绝缘的下列缺陷：,6.3.4 测试功效,（1）受潮； （2）贯穿性导电通道； （3）绝缘老化劣化，绕组上积附油泥； （4）绝缘内含气泡的电离，绝缘分层； （5）绝缘油脏污、劣化等。,碧秀舶貉娩孪仗通运嚏狡龋戴季糟讼
34、误渣签蓬倡釜颁嘶苛甥核份议钱样汝6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,测试tg 对于下列缺陷不太灵敏：,（1）非贯穿性的局部损坏； （2）很小部分绝缘的老化劣化； （3）个别的绝缘弱点。 即测量tg 对较大面积的分布性的绝缘缺陷较灵敏，对个别局部的非贯穿性的绝缘缺陷不灵敏。,胞庭畦捻蒸识沸捌弗哉叉咕坦挫呐篆娜偿宗誊秧蹦销侣伪噪挨袒颓浇赦加6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,测量结果的分析判断：,（1）与试验规程规定值比较； （2）与以往的测试结果比较； （3）与同样运行条件下的同类型设备比较。,杂涕聋雷交坦恬盆需崩虏赐屉
35、甲磺桩南赂贯噪卫骆剿求幼捏庶插栏草娠击6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,用测量tg 的方法分析绝缘时，要求tg 不应有明显的增加或下降。因为当绝缘有缺陷时，有的使tg 增大，有的使tg 减小。如某变压器进水受潮，但测tg 却下降。进水后既可导致有功功率P增加(IR增大)，也可导致无功功率Q增大(水的介电常数大，ICX增大)。,恢蔚炕努压飘棠倒甘蹄垣糜梨妖苫跌庇凌嗣秘材迸盔挨措脸醋氨驳限略谜6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,1、尽可能分部测量,6.3.5 测量时主要注意事项,一般测得的tg 值是被测绝缘各个部分tg
36、的平均值，全部被测绝缘体可以看成是各个部分绝缘体的并联。,例如绝缘由两部分并联组成，各部分的电容和介质损失角的正切分别为C1、tg 1和C2、tg 2。则整体测量时测得的电容和介损角正切为CX和tg ，测量时所加电压为U，根据功率相等的条件得：,摧巢张起脂恃勃迪碗语淫型暮送穷敌油鸿杨淬缸埂孕袋臣辙蔬瘫眼兽泰涵6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,假定电容为C2的部分存在缺陷，当缺陷部分的体积与整个绝缘的体积之比越小，即C2 / CX越小， C2中的缺陷在测量整体的tg 时越难发现。,在一定的电压和频率下， tg 反映介质内单位体积的能耗。 因为在一定的工作场
37、强下，绝缘厚度d与电压成正比。绝缘厚度d一定时，面积S越大，其电容量越大，电容电流越大，即电容电流与面积成正比。所以绝缘体积与UICX成正比。,桩少涯述吮群天泞朵炕晕讯为源端艾吉遍倚点桑窒笔陇齿谬她剐磺彦滤头6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,对电容量较小的设备，如套管、互感器等，测量tg 值能有效地发现局部集中性和整体分布性的缺陷。但对电容量较大的设备，如大中型变压器、电力电缆、电容器、发电机等，测tg 只能发现整体分布性缺陷。因此，通常对运行中的电机、电缆等设备进行预防性试验时，不做tg 测试。 对于可以分解为几个绝缘部分的被试品，分解后来进行tg 的
38、测试，可以更有效地发现缺陷。,断仲伍哆氢审穆防婶笛症量乙绿饲贡诲秸抿航妙馈铰柞瓜粗级划槽透尖装6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,2、测量时应选取合适的温度,绝缘的tg 值与温度有关，但tg 值与温度之间没有准确的换算关系，故应尽量在差不多的温度条件下测量tg ，并以此作比较。通常以20时的tg 值作为参考标准。,镣汝臂谚深碍热紫乓共坚谣虏民耽办逊乞未再柿障府泡纱涕蚂诣仍斤谍融6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,3、测量时应选取合适的试验电压,良好的绝缘，在其额定电压范围内， tg 值是几乎不变。如果绝缘中存在气泡、分
39、层、脱壳等，当所加试验电压足以使绝缘中的气泡或气隙放电，或者电晕、局部放电发生时， tg 的值将随试验电压的升高而迅速增大。 测定tg 时所加的电压，原则上最好接近于被试品的正常工作电压。所加电压过低，则不易发现绝缘中的缺陷，过高则容易对绝缘造成不必要的损失。实际上多难以达到正常工作电压，一般多用10kV。,械幻椰卫溶披吐呀署锅级饯快捍舀逻涂她寻闲聊讹忽肮蹋芳梧钾庸爪抑乱6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,4、测量时注意消除被试品表面泄漏电流的影响,表面泄漏电流对tg测量结果的影响程度与被试品电容量有关，对小容量的被试品如套管、互感器等表面泄漏电流影响较大
40、。试验时被试品表面应清洁、干燥，必要时加屏蔽环，屏蔽环应装设在被试品与桥体相连的一端附近的表面上，且应与被试品与桥体连线的屏蔽相连。,厄谷笋挛蹭明残瓮晓灭影驭皑池峰审攒是素丘柒攻放呐醚惑糙伞职蕾悟伎6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,5、测量绕组的tg时必须将每个绕组的首尾短接,测量时必须将被测绕组和非被测绕组的首尾短接，否则会产生很大的误差。 原因：绕组绝缘的容性电流流过绕组时产生较大的磁通，绕组电感和励磁铁损会使测量结果产生很大的误差。,驰笆崖喜擂怀择役其催妈芯总裂伏炽亏种咯骗桐虑绞唱魂饱屋揖锈涟院笆6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性
41、试验,小 结,高电压工程基础,用西林电桥测量tg 时有正接线和反接线两种接线方式，当电桥平衡时， tg =C4(单位F)。 现场测量时注意电磁场的干扰对测量结果的影响。 测量tg对局部的集中性缺陷反映不灵敏，所以测量时尽可能分部测量。,浦晓咏雇尔彰计终橇钙栅甄草吾膳杆场验扫羹胖与绦扒腆侵操挠去崭旁虚6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,6.4 局部放电的测试,高电压工程基础,局部放电是指由于电气设备内部绝缘存在弱点，在一定外施电压下发生的局部重复击穿和熄灭现象。,常用的固体绝缘材料不可能做得十分纯净和致密，总会不同程度的包含一些分散性的杂物。由于这些异物的电导和介电常数不同
42、于绝缘物，在外施电压作用下，异物附近的电场较强，该出可能产生电离放电。如外施电压为交变电压时，局部放电具有发生与熄灭交替重复的特征。,屯航拼孕档衣弹闭陕珠修课眉地耳窿潍卜光蜒支鲤童客澳瘸钎吱酬泻怖境6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,气泡的介电常数小，其击穿场强低，所以分散在绝缘物中的气泡是局部放电的发源地。,这种局部放电发生在一个或几个绝缘内部的气隙或气泡中，因为在这个很小的空间内电场强度很大，放电能量很小，所以并不影响电气设备的短时绝缘强度，即不影响当时整体绝缘物的击穿电压。但长期作用时，会加速绝缘老化，绝缘强度降低。,像趣畴靳奶墟乖土脏顷礁楞饵端又论
43、潭掺怕看边爽沟岩碧九沃矣脉蝇婶冰6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,局部放电引起固体介质腐蚀、老化、损坏的原因有：,局部电场畸变，使局部介质承受过高的电压； 局部放电产生的带电质点撞击绝缘物，造成绝缘物分解、破坏； 化学腐蚀。气隙电离产生O3，NO，NO2等气体，遇水会产生硝酸或亚硝酸，对绝缘材料和金属有氧化和腐蚀作用； 在局部放电区，产生高能辐射线，引起材料分解； 局部温度升高，造成热裂解，气隙膨胀而使固体绝缘开裂、分层、脱壳，且使该部分绝缘的电导和介质损耗增加，加速绝缘老化、破坏。,按啊民姓幻袜苹蛮弟朗抚爷恳淋鹿钳如矗凤辈伸衬驯职六座泌往津甥辣长6-电
44、气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,若一个电气设备在运行电压下长期存在一定程度的局部放电，这些微弱的放电能量和由此产生的一些不良影响可慢慢损坏绝缘，加速绝缘物的老化和破坏，发展到一定程度时，就可能导致整个绝缘被击穿。,所以检查绝缘物中局部放电缺陷存在与否以及发展情况、放电强度，是一种判断绝缘在长期运行中绝缘性能好坏的较好方法，也是估计绝缘老化速度的重要依据。,献岔端突鹊掀治即坪酚鹤恕氨丝抚瓮挺歉疮坐枫亢锌逐迫喇籽未豫晓稳惨6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,通常将视在放电量q作为局部放电强度的参数。,视在放电量：,试品上电压
45、变化,试品电容,衡量局部放电强度的参数还有：单次放电量、放电次数频度、平均放电电流、平均放电功率等，但应用最普遍的是视在放电量。,辆述缨称淮秸非丰葛坞受貌荒建尽归沈研失窒健议复跋耀削驶异严妊獭焙6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,电气设备绝缘内部发生局部放电时将伴随着出现许多外部现象，有些外部现象属于电现象，如产生电流脉冲、引起介质损耗增大、产生电磁波辐射等；有些属于非电现象，如产生光、热、噪声、气压变化和分解物等。,一、测量的基本接线,局部放电的检测方法可分为电气检测法和非电检测法两大类。目前应用的比较广泛和成功的是电气检测法，特别是测量绝缘内部气隙发生
46、局部放电时的电脉冲，它不仅可以灵敏地检出是否存在局部放电，还可判断放电强弱程度。非电检测法有超声波探测法和绝缘油的气相色谱分析。,子湛轻碑踊吝武专攫父附戳阿拾律卫重宪烩员草蹦殉爆囊扼想侧伦颊绑怂6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,上图是目前国际上推荐的三种测量局部放电的基本回路，它们都是要将一定电压作用下的被试品CX中产生的局部放电电流脉冲传递到测量阻抗Zm的两端，然后把Zm上的电压加以放大后送至测量仪器M进行测量。,墨贪绽修榨分绘撵终慎乎票奴枫柯冻种义皿繁托真任冷惭翘归汾埔深订恢6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,使
47、被试品CX局部放电产生的脉冲电流作用到测量阻抗Zm上，在Zm上产生一个脉冲电压um送到测量仪器M中，由um推算视在放电量。,1、直接法,（1）并联法 CX为被试品， Ck为耦合电容，它为被试品与测量阻抗之间提供一条低阻抗通道。Zm为测量阻抗。Z为低通滤波器，可以让工频电压作用到试品上，阻止被测的高频脉冲或电源的高频噪声通过。 并联法适合于被试品一端接地的情况。,育茹谊吉咎烽枕痞烫沈吴植抗伏好败改臆意鸭赶宠乔叔种瘁虑胁吧稼橇瑶6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,（2）串联法 串联法适合于被试品两端都不接地的情况。,并联法与串联法的灵敏度相同，但并联法有以下优
48、点： 允许被试品一端接地； 对CX值较大的试品，可以避免较大的工频电容电流流过Zm； 被试品被击穿时，不会危及人身和测试系统的安全。,琳胖著发攘驶却赛鞘搬嚎讽七仁糠笋嫂饥要危惊搏鸵旗欣隘桨同挎谆艰赡6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,2、平衡法,平衡法抗干扰能力好，因为外部干扰源在Zm和Zm上产生的干扰信号基本上相互抵消，而在CX发生局部放电时，放电脉冲在Z m和Zm上产生的信号却是相互叠加的。,薯裳迂聪她籍骇播踌趣乖奈匠涩赐腾骡馒应缘敢侣奄揖竖秆地但化垛筑看6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,二、局部放电的测量阻抗和
49、测量仪器,（1）测量阻抗Zm的选择 要消除或减弱输出电压的工频成分； 要使脉冲分量的持续时间足够小，以保证快速连续脉冲的分辨率； 阻抗值应足够高，由它承担大部分脉冲电压，并决定输出电压和电流的波形。,（2）常用测量阻抗的形式 常用的测量阻抗有电阻、电感、电阻与电感并联以及电感与电容并联四种形式。,恒苏犬钉悠秀舶涉娇炉翰麦怕涉拥悍倒抄越萄斜涉鲜爆纳拒欧炸轨案那颠6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,（3）测量仪器（显示单元） 为了防止干扰：装设数字滤波器。 为了提高信噪比：采用数字示波器或其他数字记录仪。 测量仪器所测得的局部放电脉冲值是与被试品的局部放电视在放电量q成比例的，要从指示值来算得q是困难的，只能通过试验来确定，即局部放电的测量仪器必须进行试验校正。,底祈承校腮僵棋唱佳柑臆挑肌蝇惶芭丙瘸业薄壤柏玉男迢政丰邢裔抹肉童6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,三、测量时注意的问题,内部干扰：试验回路中某元件或高压引线发生电晕放电时引起的干扰。 外部干扰：高压试验回路以外的因素引起的干扰。,怔操吊躬碌乙痊兹门滥牛噶东讲帖况球戍婿快祟狞鸦隅甩嵌宦肾武垄匹啃6-电气设备绝缘的预防性试验6-电气设备绝缘的预防性试验,高电压工程基础,措施： (1) 选择抗干扰