電氣高壓試教學

1、第一節(jié)第一節(jié) 電氣試驗的分類電氣試驗的分類電氣試驗分為絕緣試驗和特性試驗兩大類。電氣試驗分為絕緣試驗和特性試驗兩大類。 絕緣試驗是指測量設備絕緣性能的試驗。 絕緣試驗以外的試驗統(tǒng)稱特性試驗。特性試驗主要是對電氣設備的電氣或機械方面的某些特征進行測試，如斷路器導電回路的接觸電阻，互感器的變比、極性，斷路器的分合閘時間、速度及同期性等。電氣試驗電氣試驗又又可分為出廠試驗、交接驗收試驗、絕緣預防性試驗等?？煞譃槌鰪S試驗、交接驗收試驗、絕緣預防性試驗等。 第十二章第十二章 絕緣預防性試驗絕緣預防性試驗電力設備在設計和制造過程中可能存在一些質量問題，安裝運輸過程中可能出現損壞。同時，由于電、熱、化學、機

2、械振動及其他因素的影響，絕緣性能會出現劣化。設備絕緣部分的劣化、缺陷的發(fā)展都有一定的發(fā)展期。需要通過電氣試驗，以便在故障發(fā)展的初期就能夠準確及時地發(fā)現并處理。設備的絕緣缺陷分為兩大類：第一類是集中性缺陷，如局部放電，局部受潮、老化，局部機械損傷；第二類是分布性缺陷，如絕緣整體受潮、老化、變質等。絕緣預防性試驗：絕緣預防性試驗： 是指設備投入運行后，按一定的周期由運行部門、試驗部門進行的試驗，目的在于檢查運行中的設備有無絕緣缺陷和其他缺陷。一般分為兩大類：即非破壞性試驗和非破壞性試驗：1、非破壞性試驗：非破壞性試驗：在較低電壓下，用不損傷設備絕緣的辦法來判斷絕緣缺陷的試驗，如絕緣電阻、吸收比試驗

3、、介質損失角正切試驗、泄漏電流試驗、油色譜分析試驗等。這類試驗對發(fā)現缺陷有一定的作用。但絕緣電阻試驗、介質損失角正切試驗、泄漏電流試驗由于試驗電壓較低，發(fā)現缺陷的靈敏性還有待提高。但目前這類試驗仍是必要的。 2、破壞性試驗破壞性試驗 用較高的試驗電壓來考驗設備的絕緣水平，如交流耐壓試驗、直流耐壓試驗。這類試驗優(yōu)缺點是：這類試驗優(yōu)缺點是：易于發(fā)現設備的集中性缺陷，考驗設備絕緣水平；缺點在于電壓較高，個別情況下有可能給被試設備造成一定損傷。 破壞性試驗必須在非破壞性試驗合格之后進行，以避免對絕緣的無辜損傷乃至擊穿。例如互感器受潮后，絕緣電阻、介質損失角正切試驗不合格，但經烘干處理后絕緣仍可恢復。若

4、在未處理前就進行交流耐壓試驗，將可能導致絕緣擊穿，造成絕緣修復困難。繞組的絕緣電阻和吸收比試驗繞組的絕緣電阻和吸收比試驗 1、原理 在直流電壓作用下，電介質中有微弱的電流流過。根據電介質材料的性質、構成及結構等的不同，這部分電流可視為由三部分電流構成。即 ii1+i2+i3，如圖。i1為電容電流：為電容電流：直流電壓作用到絕緣材料上，加壓瞬間相當于給電容充電。這部分隨時間較快衰減的電容電流與絕緣材料的電容量和外加電壓有關，隨時間的變化曲線如圖21，i1曲線所示。在等值電路中用個純電容C1表示。i2為吸收電流為吸收電流： 不均勻介質中吸收電流，由緩慢極化和夾層式極化產生即在直流電壓加上的瞬間，介

5、質上的電壓按電容分布，而電壓穩(wěn)定后介質上的電壓按電阻分布；由于不同介質的電容與電阻不成比例，因此在加上直流電壓瞬間到穩(wěn)定這一過程中，介質上電荷要重新分配，重新分配的電荷在回路中形成電流i2。在等值電路中用一個電容C和電阻r串聯表示。如圖21(C) ，吸收電流i2隨時間衰減的快慢與介質電容量大小有很大關系，i3為泄漏電流為泄漏電流： 當介質在直流電壓作用下，電介質中正負離子就分別向兩極移動而形成電流，稱為泄漏電流或傳導電流。這部分電流是由介質的電導引起的，如圖21(c) i3曲線所示。在等值電路中用一個純電阻R表示。三個電流加起來，即ii1+i2+i3，可得到在直流電壓作用下流過絕緣介質的總電流

6、i隨時間變化的曲線，通常稱為吸收曲線，如圖61(c) i曲線所示。a)試驗接線圖； b)不均勻介質等值電路c) 吸收電流示意圖；從吸收曲線可以看出，電容電流i1和吸收電流i2經過一 段時間后趨近于零，因此i趨近于i3。所謂絕緣電阻就是指加于試品上的直流電壓與流過試品的泄漏電流之比，即 R= Ui3U加于試品兩端的電壓，V；i3對應于電壓U，試品中的泄漏電流R試品的絕緣電阻，M 由于電容電流和吸收電流經過一段時間后趨于零，因此在用兆歐表(又稱搖表)進行絕緣電阻測量時，必須等到兆歐表指示穩(wěn)定后才能讀數。對一般試品，通常認為測1min后泄漏電流趨于穩(wěn)定(即電容電流、吸收電流趨于零)。i3的大小取決于

7、絕緣材料的狀況，當受潮、老化、表面臟污或有其他缺陷(如有裂縫、炭化、氣泡等)時，R降低，i3增大。因此測量絕緣電阻是了解電氣設備絕緣的最簡便常用的手段之一。 由于流過絕緣介質的電流有表面電流和體積電流之分所以絕緣電阻也有體積絕緣電阻和表面絕緣電阻之分。我們真正關心的是體積絕緣電阻。當絕緣受潮或有其他貫通性缺陷時，體積絕緣電阻降低。 由此，體積絕緣電阻的大小標志著絕緣介質內部絕緣的優(yōu)劣。在現場測量中，當測量得到的試品絕緣電阻低時，應采取屏蔽措施，排除表面絕緣電阻的影響，以便測得真實準確的體積絕緣電阻值。 對大容量試品(如變壓器、發(fā)電機、電纜)，除要求測量絕緣電阻外，還要求測量吸收比或極化指數。

8、大容量試品的吸收曲線，i隨時間衰減較慢，其中尤其是吸收電流i2隨時間衰減較慢，有的可達數十分鐘。常把60s的絕緣電阻與15s的絕緣電阻之比稱為吸收比K，即 KR60R15絕緣受潮劣化時，R60/ R15趨近于1。絕緣良好時，i3很小，i2相對較大，則Kl。這就是說，吸收比的數據與絕緣狀況有很大關系。而且K是一個比值，與絕緣結構的幾何尺寸無關。一般認為當K1.31.5時絕緣是良好的。這一數據對分析35110kv變壓器、大中型容量發(fā)電機是有效的。 近年來，隨著電力設備電壓等級的提高，發(fā)現用吸收比K判斷大容量變壓器有很多的誤判斷現象。產生這種現象的原因很多，其中一條是由于大容量變壓器的吸收電流衰減時

9、間長吸收比K反映不了絕緣吸收現象的整體，僅反映吸收現象的局部，而且與絕緣結構、油質、溫度等有很大關系。為克服這種測量吸收比可能產生的誤判斷，常采用對吸收比小于1.3的試品測量其10min與1min的絕緣電阻之比，即用測量極化指數的方法來判斷絕緣優(yōu)劣。兆歐表的原理與接線兆歐表的原理與接線 兆歐表又稱為搖表，是測量絕緣電阻的專用儀表。分為手搖式和電動式。高壓電力設備絕緣預防性試驗中，常用的兆歐表是1000，2500，5000V 。手搖式兆歐表的直流電源一般由內裝手搖發(fā)電機供給。電動式兆歐表的直流電源則采用電池使晶體管振蕩器產生交變電壓，經變壓器升壓及倍壓整流后輸出直流高壓。常用搖表測量電阻的接線如

10、圖所示、兆歐表外觀看有三個接線端子，它們是：“L”端子線路端子，輸出負極性直流高壓、接于被試品的高壓導體上。 “E”端子接地端子，輸出正極性直流高壓、一般接于被試品外殼或地。 “G”端子屏蔽端子，輸出負極性直流高壓，測量時接于被試品的屏蔽環(huán)上，以消除表面或其他不需測量部分的泄漏電流的影響。兆歐表的電流線圈與電壓線圈，二者繞向相反，固定在同一轉軸上，并可帶動指針旋轉；由于沒有彈簧游絲，所以指針沒有反作用力矩，當線圈中沒有電流時，指針可停在任一偏轉角位置。 流過屏蔽端子“G”的電流不流過電壓和電流線圈，故對兆歐表偏轉角無影響，即對絕緣電阻Rx無影響，起到了屏蔽作用。 當被試品絕緣電阻過低時，表內電

11、壓降將使其端電壓顯著下降：端電壓劇烈下降時，測得的絕緣電阻值就不能反映絕緣的真實情況。兆歐表的容量較小，測得的大容量設備的絕緣電阻般準確性都較低。不同型號的兆歐表，其負載特性不同，因此用不同型號的兆歐表測量結果有明顯差異。實際測量當中，為便于縱向及橫向比較同類設備盡量采用同一型號兆歐表。測量絕緣電阻注意如下，(1)斷開被試品的電源及其對外的一切接線，并將其充分放電。 (2)用干燥清潔柔軟的布擦去被試晶表面的污垢。 (3)測量前應將兆歐表放置平穩(wěn)，斷開“L”、“E”端子，驅動兆歐表至額定轉速檢查其指針應指“”；再將“L”、“E”端子短接，驅動兆歐表低轉速轉動，檢查其指針應指“0”。 (4)測量絕

12、緣電阻時，應在兆歐表達到額定轉速，待指針穩(wěn)定后，讀取絕緣電阻的數值。 (5)讀取絕緣電阻的數值之后，應先斷開“L”(火線)端子至被試晶的連線，然后再將兆歐表停止轉動，以免因被試品自身大電容在測量時的充電電荷經兆歐表放電。 (6)兆歐表“L”與“E”端子的引出線不要靠近。 (7)記錄絕緣電阻值的同時記錄環(huán)境溫度與濕度，以便校驗。 影響絕緣電阻的因素影響絕緣電阻的因素一、溫度的影響運行中的電力設備絕緣電阻是隨溫度而變化的。一般情況下，絕緣電阻隨溫度升高而降低。原因在于溫度升高時，絕緣介質內部離子、分子運動加劇，絕緣物內的水分及其中含有的雜質、鹽分等物質也呈擴散趨勢，使電導增加，絕緣電阻降低。二、濕

13、度和電力設備表面臟污的影響空氣相對濕度增大時，絕緣物表面吸附許多水分，使表面電導率增加，絕緣電阻降低。當絕緣物表面形成連通水膜時，絕緣電阻更低。電力設備的表面臟污也使設備表面電阻大大降低，絕緣電阻顯著下降。根據以上兩種情況，現場測量絕緣電阻時都必須用屏蔽環(huán)消除表面泄漏電流的影響或烘干、清擦干凈設備表面，以得到真實的測量值。三、殘余電荷的影響三、殘余電荷的影響 大容量設備運行中遺留的殘余電荷或試驗中形成的殘余電荷未完全放盡，會造成絕緣電阻偏大或偏小，引起測得的絕緣電阻不真實。 為消除殘余電荷的影響，測量絕緣電阻前必須充分接地放電，重復測量中也應充分放電，大容量設備應至少放電5min。四、感應電壓

14、的影響四、感應電壓的影響 現場預防性試驗中，由于帶電設備與停電設備之間的電容耦合，使得停電設備帶有一定電壓等級的感應電壓。 感應電壓對絕緣電阻測量有很大影響。感應電壓強烈時可能損壞兆歐表或造成指針亂擺，得不到真實的測量值。測絕緣電阻，必要時應采取電場屏蔽等措施克服感應電壓的影響。五、測量電力電容器極間絕緣電阻時五、測量電力電容器極間絕緣電阻時由于電力電容器電容量大，吸收電流衰減時間長，很難搖出其準確絕緣電阻值，由于其充電電荷大，也很危險。因此一般現場測量常采用火花法即搖測兩極間絕緣電阻時，兆歐表輕搖25轉，用一短路線短路兩極，有明顯火花時認為電力電容器極間絕緣是合格的；無火花則可能是絕緣劣化或

15、引線斷開。直流泄漏電流試驗及直流耐壓試驗直流泄漏電流試驗及直流耐壓試驗兩者接線及原理相同，多同步進行。泄漏電流測量與絕緣電阻測量的原理基本相同，不同之處在于測量泄漏電流時所用的電源一般采用可調的直流高壓裝置，并用微安表直接測量流過試品的電流， 泄漏電流測量與絕緣電阻測量比較有下列優(yōu)點：1、試驗電壓較高，并可隨意調節(jié)。因此測泄漏電流比用兆歐表測絕緣電阻更易發(fā)現某些絕緣缺陷(如瓷質絕緣裂紋、局部損傷、絕緣油劣化、絕緣沿面炭化等)。2、用微安表監(jiān)測泄漏電流、靈敏度高，可多次重復比較。3、根據泄漏電流測量值可以換算出絕緣電阻值，而用兆歐表測出的絕緣電阻值，一般不能換算出泄漏電流值。4、泄漏電流試驗時可

16、以作出泄漏電流和電壓時間的關系曲線和泄漏電流與所加電壓關系曲線，通過這些曲線可以判斷絕緣狀況。圖3-1示出了泄漏電流隨加壓時間變化的過程，實際上就是吸收電流的變化過程。當絕緣受潮或有缺陷時，電流隨加壓時間下降得比較慢，達到的穩(wěn)定值較大(見圖3-1中曲線2)即絕緣電阻較小。對絕緣良好的被試品而言，其漏電電流與一定的外加電壓成直線關系；當絕緣有缺陷或外加電壓超過某一定范圍后，則變?yōu)榉蔷€性關系，因此通過對泄漏電流與所加電壓的關系曲線的分析，可以發(fā)現某些局部缺陷。如圖8-11所示。當電壓超過Uo后漏電電流增加較快；如果外加再增加，則漏電電流急劇增加，產生損耗隨之迅速增大，以至使被試品被擊穿。因此，漏電

17、電流試驗所加電壓一般都在Uo之下，其伏安特性為直線關系。當被試品絕緣有缺陷或受潮時，泄漏電流將急劇增加，其伏安特性為非直線關系。 泄漏電流試驗結果的原則分析方法：將泄漏電流試驗測量值與同一溫度下的規(guī)程規(guī)定值比較，符合要求者為合格；如無規(guī)定時，可以與歷年測量數值進行比較，無明顯降低者為合格。對重要的發(fā)電機、變壓器等設備，可以作出I=f(t)以及I=f(U)曲線，對測量值進行比較分析。當泄漏電流測量值較歷年數據變化較大時，可以結合絕緣電阻值、tg值進行綜合分析判斷。二、泄漏電流試驗接線二、泄漏電流試驗接線 泄漏電流試驗電路主要由調壓設備、試驗變壓器、高壓二極管和微安表等設備組成， 其接線根據微安表

18、位置的不同可分為以下兩種：1微安表處于高壓的接線微安表處于高壓的接線 如圖所示，試驗變壓器T高壓端經高壓二極管V和限流電阻R、微安表接至被試品，微安表處于高電位。高壓回路限流電阻的阻值選擇原則是：將被測回路的短路電流限制在高壓整流二極管容許范圍之內，并保證被測回路短路后過流繼電器可靠動作。被試品Cx并聯穩(wěn)壓電容C的目的是，使單相整流電壓脈動足夠??；穩(wěn)壓電容C一般不小于0.1F，當被試品自身電容足夠大時，可以不并聯穩(wěn)壓電容C，如發(fā)電機、電力電纜等。高壓靜電電壓表PV2，用于直接測量試驗電壓。電壓表PV1為調節(jié)電壓時的監(jiān)視儀表。泄漏電流由微安表A直接測量，特點是：特點是：微安表處于高壓給測量時讀表

19、及其切換量程帶來不便，必須注意安全； 微安表及它到被試品Cx處的高壓引線均處于高壓等電位屏蔽中，消除了這部分對地的泄漏電流；屏蔽對地的泄漏電流及其它高壓部分對地的泄漏電流不經過微安表；在被試品絕緣表面靠高壓端安裝屏蔽電極，用于消除被試品表面泄漏電流對試驗的影響。 因此，測量較準確，接線簡單，應用比較廣泛。2微安表處于低壓的接線微安表處于低壓的接線 如圖所示。微安表處于低壓泄漏電流試驗的特點是：具有測量時讀表及其切換量程方便；高壓引線對地的雜散電流流經微安表，所以測量誤差增大；交流高壓部分對地的雜散電流會經過微安表，使表指針擺動，可并入15F電容，使微安表指針穩(wěn)定；這種接線適用于被試品的接地端與

20、地之間不能分開時。直流耐壓試驗設備輕便，容量小，易于發(fā)現某些設備的局部絕緣缺陷。如直流耐壓試驗時，易發(fā)現發(fā)電機端部絕緣缺陷，而交流耐壓試驗易發(fā)現發(fā)電機槽部及出槽口的絕緣缺陷。影響測量泄露電流的因素影響測量泄露電流的因素一、高壓引線的影響圖中，高壓引線及高壓輸出端均暴露在空氣中，其對地、對絕緣支撐件和鄰近設備等均有一定的雜散電流、泄漏電流流過。這些電流有流過試品內部的體積泄漏電流i0；高壓硅堆及硅堆至微安表高壓引線對地雜散電流i1；屏蔽線對地雜散電流i2，高壓引線及高壓端通過空氣對地的雜散電流i3；高壓引線輸出端及加壓端對鄰近設備的雜散電流i4；設備高壓端通過外殼表面對地的泄漏電流i5。從圖3-

21、2可以看出，微安表流過的電流分別為： 在PAl位置時， I IPA1I0+I3+I4+I5； 在PA2位置時， IPA2I0+I1+I2+I3+I4+I5； 在PA3位置時， IPA3I0+I5。 可以看出，在PA2位置時測量誤差較大，且不易屏蔽。在PAl位置，由于在高壓側測量并將高壓引線屏蔽，排除了I1、I2的影響，I5也可以通過在試品高壓端加屏蔽環(huán)屏蔽掉，所以誤差較小。在PA3位置，雜散電流I1、I2、I3、I4均不通過微安表，若在試品低壓端采取屏蔽(接地)，則可以排除I5的影響。I5電流與高壓引線和低壓微安表引線距離有關，可以通過加大兩者距離等辦法減小影響。可見在PA3位置進行測量是一種

22、比較精確的測量方法。這種方法測得的泄漏電流偏小時應考慮設備接地端對地絕緣狀態(tài)。圖3-2 高壓引線對地雜散電流及表面泄露電流示意圖（I0未畫出） 在直流電壓較高時如測110kv及以上磁吹避雷器或氧化鋅避雷器泄漏電流時，高壓雜散電流對試驗結果影響很大，現場應采取增加高壓引線直徑、減少尖端毛刺、進行屏蔽、增加對地距離、微安表選擇適當位置等措施，減少雜散電流對試驗結果的影響。二、溫度的影響 與絕緣電阻測量相同，溫度對泄漏電流測量結果影響較大，溫度升高，絕緣電阻下降，泄漏電流增大不同試品及不同材料、不同結構的試品其變化特性不同。三、電源電壓的非正弦波形對測量結果的影響對于用變壓器低壓側電壓根據變比換算出

23、直流高壓輸出電壓幅值的方法來說，電流、電壓的非正弦波會造成輸出電壓的偏低或偏高，因而影響測量結果。一般采用以下方法克服非正弦波的影響：1、用波形畸變小的自耦變壓器調壓；2、選擇電源時最好用波形不易畸變的線電壓；3、直接在高壓側測量直流高壓。四、加壓速度對泄漏電流測量結果的影響試驗大容量試品時，由于泄漏電流存在吸收過程，即1min時的泄漏電流不一定是真實的泄漏電流，可能包括一定的電容電流和吸收電流，而泄漏電流又是指加壓1min時的泄漏電流值，因此加壓速度對試驗結果也有影響。五、殘余電荷的影響同測量絕緣電阻一樣，試品殘余電荷對泄漏電流測量也有影響。殘余電荷極性與直流輸出電壓同極性時，泄漏電流有偏小

24、誤差；極性相反時，有偏大誤差。因此，泄漏電流試驗前和重復試驗時，均要對被試品進行充分放電。六、直流輸出電壓極性對泄漏電流測量結果的影響 泄漏電流試驗時，直流輸出電壓一般為負極性而不采用正極性。試驗證明，直流輸出電壓的極性對試驗結果有影響。以測量電纜的泄漏電流為例說明如下。若絕緣受潮，電線芯加正極性試驗電壓時，由于絕緣中的水分帶正電，在電場作用下，水分被排斥移向鉛包，造成絕緣中水分相對減少，泄漏電流偏??；電纜芯加負極性高壓時，在電場作用下，水分由鉛包滲過絕緣向電纜芯集中，使絕緣中水分增加，泄漏電流增大。加負極性直流輸出電壓，能更嚴格地判斷受潮程度。絕緣有局部缺陷時，負極性高壓有助于使絕緣中的水分

25、集中于局部缺陷區(qū)，易于發(fā)現局部缺陷。因此測泄漏電流時要加負極性高壓并讀取5min時的泄漏電流值。同樣，用兆歐表測量絕緣電阻時，為了易于發(fā)現缺陷，也是在“L”端子輸出負極性高壓。 介質損失角正切介質損失角正切tgtg試驗試驗 在電壓作用下，電介質產生一定的能量損耗，這部分損耗稱介質損耗或介質損失。產生介質損耗的原因主要是電介質電導、極化和局部放電。 一、電介質電導引起的損耗在電場作用下電介質電導(又稱漏導)產生的泄漏電流會造成能量損耗。這種損耗在交流與直流作用下都存在，且這種損耗與極化、局部放電比較是很小的。 二、極化引起的損耗在交流電壓作用下，電介質由于周期性的極化過程，電介質中的帶電質點要沿

26、交變電場的方向作往復的有限位移并重新排列。這時質點需要克服極化分子間的內摩擦力而造成能量損耗。極化損耗的大小與電解質的性能、結構、溫度、交流電壓頻率等有關。三、局部放電引起的損耗 絕緣材料中，不可避免地會有些氣隙或油隙。在交流電壓下，電場分布主要與該材料的介電系數成反比，氣體的介電系數般比固體絕緣材料的要低得多，因此承受的電場強度就大，當外加電壓足夠高時氣隙中首先發(fā)生局部放電。固體中氣隙放電前后電場示意圖，如圖4-1所示。圖41 固體中氣隙放電前后電場示意圖 (a)氣隙放電前； (b)氣隙放電后氣隙放電形成的電荷，在外施電場E0作用下移動到氣隙壁上，這些電荷又形成反電場量，削弱了氣隙中的電場，

27、很可能使氣隙中放電不再繼續(xù)下去，如圖4-1(b)所示。但是如外加的為交流電壓，半周后外施電場E0就反向了，正好與前半周氣隙中電荷形成的反電場E同向加強了氣隙中電場強度，使氣隙中放電在更低電壓下發(fā)生。所以交流電壓下絕緣體里的局部放電及介質損耗比直流電壓下強烈。在油浸電容器、電容套管等的設計制造及運行中都要注意這點，要盡量避免內部氣隙、毛刺等引起的局部放電。一般油浸紙絕緣交流電容器或電纜用于直流時，長期工作電壓能提高到銘牌電壓的45倍，原因就在于此。 電氣設備介質損失通常用其介質損失角的正切tg表示。當電介質一定，外加電壓及頻率一定時，介質損耗P與tg成正比，即可以用tg來表示介質損耗的大小。同類

28、試品絕緣優(yōu)劣，可直接由tg的大小來判斷；而從同試品tg的歷次數據分析，可掌握設備絕緣性能的發(fā)展趨勢。通過測量tg可以發(fā)現一系列絕緣缺陷，如絕緣整體受潮、劣化，絕緣氣隙放電等，tg是反映絕緣介質損耗大小的特性參數，與絕緣的體積大小無關。 圖42 電介質的并聯等值電路與相量圖 (a)并聯等值電路； (b) 并聯等值電路相量圖 Cp并聯等值電容例如變壓器、互感器、套管和電容器等試品的絕緣在運行中受潮和老化后，絕緣中的有功電流將增大，由于這類缺陷是均勻分布的，所以測得tg值增大則能反映試品單位體積中能量損耗的增加，試驗效果明顯。但如果絕緣內的缺陷不是分布性而是集中性的，則tg有時反映就不靈敏。被試絕緣

29、的體積越大，或集中性缺陷所占的體積越小，集中性缺陷處的介質損耗占被試絕緣全部介質損耗的比重就越小，總體的tg就增加得也越少，這樣tg測量就不靈敏。例如，電機、電纜等設備，運行中故障多為集中性缺陷逐步發(fā)展所致，且體積較大，采用測量tg法時效果差，一般不做該項試驗；又如絕緣套管因其體積小，采用測量tg法時能反映套管絕緣的全面情況，有時也可以檢查出集中性缺陷，因此測量tg是必不可少的試驗項目。同時，測量各類電氣設備tg時，能分解試驗的盡量分解試驗。如測量變壓器整體tg時，由于變壓器整體絕緣體積比變壓器套管大得多，套管的缺陷就不能靈敏反映出來，因此還須單獨測量套管的 tg。套管的體積小，測套管的tg不

30、僅可以反映套管絕緣的全面情況，而且有時可以反映其中的集中性缺陷。測量tg值普遍采用電橋法。我國常用的方法有平衡電橋法(西林電橋)和不平衡電橋法(介質試驗器)兩種。 一、平衡電橋(西林電橋)工作原理 西林電橋種類很多，但原理接線基本相同，如圖所示。圖中CN為無損標準電容；Cd為可變十進位電容箱；R3為可變無感電阻；Zx為被試品阻抗；G為檢流計。 當電橋平衡時，檢流計G指示為零，橋臂AB與AD、BC與DC的電壓降相等，其橋臂阻抗關系如下：為了計算方便，在制造電橋時使R4的數值等于因此，在電橋的分度盤上Cd的數值就直接以tg 表示，實驗時讀取數據很方便。 為了測量準確，在tg 測量中盡量消除電橋所受

31、的干擾。電橋測量中可能遇到的干擾有：外界電場或磁場的干擾；橋臂相互間電場的干擾；橋臂本身電容與電感的干擾；橋臂與大地分布電容的干擾。對外界電磁場干擾可采用屏蔽和增大電橋與其他干擾源距離的辦法消除。橋臂與大地分布電容的干擾可采用適當的屏蔽方法解決。橋臂相互間電場的干擾和橋臂本身電容、電感的干擾與電橋元件的安排或接線方式有關，在制造時已解決。 二、試驗接線試驗中常用的接線有正接線與反接線兩種。 1正接線 西林電橋的正接線如圖8-10(a)所示，被試物兩極對地均應絕緣。在實驗室中通常采用這種方法，進行絕緣材料的試驗時測量結果較準確，且對試驗時操作人員無危險。在現場試驗時，當被試設備可以對地絕緣(如電

32、容式套管、耦合電容等)，也應盡量使用這種法以保證測量數值的可靠。2反接線 西林電橋的反接線圖8-10(b)所示，這種反接線常用于現場電氣設備的試驗，因其往往一端固定接地，故適宜用這種接線方式。，采用西林電橋的反接線時，調平衡用的R3、C處于高壓下，要保證安全操作必須使用絕緣連桿來調節(jié)電橋。例如國產QSl型電橋就是當電壓在10kV以下時，用絕緣連桿來調節(jié)的電橋。 交流耐壓試驗交流耐壓試驗 對電氣設備進行的非破壞性試驗(絕緣電阻及吸收比試驗、tg試驗、直流泄漏電流試驗)，能發(fā)現部分絕緣缺陷，但因試驗電壓一般較低，往往對某些局部缺陷反映不靈敏，而這些局部缺陷在運行中可能會逐漸發(fā)展為影響安全運行的嚴重

33、隱患。 交流耐壓試驗的電壓、波形、頻率和電壓在被試品絕緣內的分布，一般與實際運行情況相吻合，因而能較有效地發(fā)現絕緣缺陷。交流耐壓試驗應在被試品的非破壞性試驗均合格之后方能進行：如果這些非破壞性試驗已發(fā)現絕緣缺陷，則應設法消除，并重新試驗合格后才能進行交流耐壓試驗，以免造成不必要的損壞。 交流耐壓試驗對于固體有機絕緣來說，會使原來存在的絕緣缺陷進一步發(fā)展，使絕緣強度進一 步降低，雖在耐壓時不至于擊穿但形成了絕緣內部劣化的積累效應。 因此必須正確地選擇試驗電壓和耐壓時間，試驗電壓越高，發(fā)現絕緣缺陷的有效性越高。但被試品被擊穿的可能性也越大，積累效應也愈嚴重。反之，試驗電壓低，發(fā)現缺陷的有效性降低，

34、 規(guī)程根據各種設備的絕緣材料和可能遭受的過電壓倍數，規(guī)定了相應的試驗電壓標準。絕緣的擊穿電壓值不僅與試驗電壓的幅值有關，還與加壓的持續(xù)時間有關。一般規(guī)定工頻耐壓時間為1min。這方面是為了便于觀察被試品情況，使有缺陷的絕緣來得及暴露(固體絕緣發(fā)生熱擊穿需要一定的時間)；另一方面，又不致于時間過長而引起不應有的絕緣擊穿。 交流試驗電壓交流試驗電壓 一一、工頻耐壓試驗工頻耐壓試驗： 給被試品施加工頻電壓，以檢驗被試品對工頻電壓升高的絕緣承受能力。這種加壓方法是鑒定被試品絕緣強度的最有效和最直接的試驗方法，也是常采用的試驗方法之一。 二二、感應耐壓試驗感應耐壓試驗： 對某些被試品，如變壓器、電磁式電

35、壓互感器等，采用從二次加壓而使 一 次得到高壓的試驗方法來檢查被試品絕緣。這種加壓方法不僅可以檢查被試品的主絕緣(指繞組對地、相間和不向電壓等級繞組間的絕緣)而且還對變壓器、電壓互感器的縱絕緣(同一 繞組層間、匝間及段間絕緣)也進行了考驗。而通常的工頻耐壓試驗只是考驗了主絕緣，卻沒有考驗縱絕緣。 感應耐壓試驗又分為：感應耐壓試驗又分為：工頻感應耐壓試驗及中頻(100一400Hz)感應耐壓試驗兩種。變壓器：變壓器：通常在低壓繞組上施加頻率為100200Hz，2倍于額定電壓的試驗電壓，其他繞組開路。因為變壓器在工頻額定電壓下，鐵心伏安特性曲線已接近飽和部分。如果在被試品一側施加大于或等于2倍額定電

36、壓的電壓，則空載電流會急劇增加，達到不能允許的程度。為了施加2倍的額定電壓又不使鐵芯磁通飽和，多采用增加頻率的方法，即倍頻耐壓方法。 三三、沖擊電壓試驗：沖擊電壓試驗： 主要用于考驗被試品在操作波過電壓和大氣過電壓下絕緣的承受能力。沖擊電壓試驗又分為操作波沖擊電壓試驗和雷電沖擊電壓試驗兩種。 交流耐壓試驗方法交流耐壓試驗方法一、試驗接線 圖51示出了交流耐壓試驗常用的原理接線。實際的試驗接線應根據被試品的要求和現場設備的具體條件來確定， 根據圖5-1，可以把交流耐壓試驗接線分為五個部分：交流電源部分、調壓部分、控制保護部分、電壓測量部分和波形改善部分。1、交流電源部分 交流耐壓試驗電源多為22

37、0、380V和6、10kV交流電源，一般小容量被試品交流耐壓試驗多采用220、380V試驗電源，對試驗電源電壓波形要求較高時，多采用線電壓380V。大容量超高壓試驗變壓器多采用6-10kV移圈式調壓器進行調壓，故需610kV試驗電源。試驗電源一 般從系統(tǒng)中抽取。2、 調壓部分 對調壓器的基本要求是電壓應能從零開始平滑地進行調節(jié)，以滿足試驗所需的任意電壓，并且在調節(jié)過程中電壓波形不發(fā)生畸變。常用的調壓器有自耦調壓器、移圈式調壓器和感應調壓器。調壓器的輸出波形應盡可能接近正弦波，調壓器的容量通常要求與試驗變壓器容量相同。 1）自耦調壓器 2）移圈式調壓器3）高壓試驗變壓器與電力變壓器比較，具有容量

38、不很大、額定電壓較高、允許持續(xù)工作時間短，多工作在電容性負荷下，經常要放電、通常高壓繞組一端接地、不需要附加散熱裝置、體積較小等特點。(I)試驗變壓器電壓、電流及容量的選擇。其額定電壓不應低于被試品所需施加的最高電壓，同時試驗變壓器低壓側電壓應和試驗現場的電源電壓及調壓器電壓相配套。 因為被試品大多為電容性的，由被試設備的電容量可計算出試驗時通過試驗變壓器高壓繞組的電流IT。 其計算式為 式中 CxCx 被試品的電容量(見表5-1)PF； UcxpUcxp給被試品施加的試驗電壓(有效值)，kv； 所加電壓的角頻率。選擇試驗變壓器時，應使其高壓繞組的額定電流不低于式(5-1)的計算值。試驗變壓器

39、的容量ST為： ST = Cx Ucxp 103，kVA （5-2） 選擇的試驗變壓器容量應大于式(5-2)的計算結果。這是因為試驗線路、試驗設備本身對地存在雜散電容，使得估算的試驗電流小于實際的緣故。 有時在試驗大電容被試品時試驗變壓器容量不夠，可采用補償的方法來減少流經變壓器高壓繞組的電流，以滿足試驗對變壓器容量的要求。如采用高壓電抗器與被試品并聯，使流過電抗器的感性電流與流過被試品的容性電流相補償可減小流過試驗變壓器的電流，從而減小試驗變壓器的所需容量。 交流高壓的測量交流高壓的測量 交流耐壓試驗時，試驗電壓的準確測量是一項非常重要的環(huán)節(jié)。 試驗電壓的測量方法可概括分為兩類、即低壓側測量和高壓側直接測量。被試品電容量較小時，如斷路器、瓷絕緣、絕緣用具等，試驗電壓可在低壓側測量，而當被試品的電容量較大及對電壓幅值及波形要求較高時，試驗電壓必須在高壓側直接測量。 現場常采用阻容分壓器進行，分壓器使用前應進行校核試驗。 發(fā)電機試驗發(fā)電機試驗 發(fā)電機在運行過程中不斷受到電、熱、物理和化學的以及機械振動等的作用，其絕緣和焊接頭都會逐漸老化，直至損壞。 為了能事先掌握發(fā)電機各部分的技術性能，便于發(fā)現隱藏著的各種薄弱環(huán)節(jié)，除應對發(fā)電機進行定期大小修外，還應進行定期的預防性試驗。一、定期預防性試驗項目：一、定期預防性試驗項目：1、定子繞組絕緣電阻及吸收比、極化指數。2、定子繞組泄漏電流和直