高電壓技術(shù)_第3章_電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗39課件

1、第三章第三章 電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)2/41概述概述電氣設(shè)備絕緣缺陷形成的原因電氣設(shè)備絕緣缺陷形成的原因制造時潛伏的；制造時潛伏的；p 機械碰撞機械碰撞運行中在外界作用下發(fā)展起來的；運行中在外界作用下發(fā)展起來的；p 工作電壓、電壓、大氣、機械力、熱、化學(xué)等工作電壓、電壓、大氣、機械力、熱、化學(xué)等電氣設(shè)備絕緣缺陷的分類電氣設(shè)備絕緣缺陷的分類集中性缺陷集中性缺陷p 裂縫、局部破損、氣泡等裂縫、局部破損、氣泡等分散性缺陷分散性缺陷p 內(nèi)絕緣受潮、老化、變質(zhì)等內(nèi)絕緣受潮、老化、變質(zhì)等高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)3/41電氣設(shè)備絕

2、緣試驗分類電氣設(shè)備絕緣試驗分類按照對設(shè)備造成的影響程度分類（兩類）按照對設(shè)備造成的影響程度分類（兩類）絕緣預(yù)防性試驗絕緣預(yù)防性試驗( (非破壞性試驗非破壞性試驗) )u 在較低電壓下或用其它不會損傷絕緣的方法測量絕緣的在較低電壓下或用其它不會損傷絕緣的方法測量絕緣的各種情況，從而判斷絕緣內(nèi)部的缺陷各種情況，從而判斷絕緣內(nèi)部的缺陷u 包含的種類包含的種類 絕緣電阻、泄漏電流測量絕緣電阻、泄漏電流測量 介質(zhì)損耗角正切測量介質(zhì)損耗角正切測量 局部放電測量局部放電測量 電壓分布測量等電壓分布測量等 概述概述高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)4/41 絕緣高電壓試驗（破壞性試驗）絕緣高電壓試驗（破

3、壞性試驗）u 以高于設(shè)備的正常運行電壓來考核設(shè)備的電壓耐受能以高于設(shè)備的正常運行電壓來考核設(shè)備的電壓耐受能力和絕緣水平。力和絕緣水平。 優(yōu)點：耐壓試驗對絕緣的考驗嚴(yán)格，能保證絕緣優(yōu)點：耐壓試驗對絕緣的考驗嚴(yán)格，能保證絕緣具有一定的絕緣水平或裕度；具有一定的絕緣水平或裕度； 缺點：可能在試驗時給絕緣造成一定的損傷。缺點：可能在試驗時給絕緣造成一定的損傷。u 包含的種類：包含的種類： 交流高電壓試驗交流高電壓試驗 直流高電壓試驗直流高電壓試驗 沖擊高電壓試驗沖擊高電壓試驗概述概述高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)5/41按照設(shè)備是否帶電的方式分類（兩類）按照設(shè)備是否帶電的方式分類（兩類）離線

4、離線u 在離線的監(jiān)測和診斷時，要求被試設(shè)備退出運行在離線的監(jiān)測和診斷時，要求被試設(shè)備退出運行狀態(tài)，通常是周期性間斷地施行狀態(tài)，通常是周期性間斷地施行 特點：可采用破壞性試驗和非破壞性試驗兩種特點：可采用破壞性試驗和非破壞性試驗兩種方式，兩種方式是相輔相成的。方式，兩種方式是相輔相成的。 缺點：對絕緣耐壓水平的判斷比較間接，尤其缺點：對絕緣耐壓水平的判斷比較間接，尤其對于周期性的離線試驗更不易判斷準(zhǔn)確對于周期性的離線試驗更不易判斷準(zhǔn)確。概述概述高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)6/41在線在線u 在線監(jiān)測則是在被試設(shè)備處于帶電運行的條件下在線監(jiān)測則是在被試設(shè)備處于帶電運行的條件下，對設(shè)備的

5、絕緣狀況進行連續(xù)或定時的監(jiān)測，通，對設(shè)備的絕緣狀況進行連續(xù)或定時的監(jiān)測，通常是自動進行的常是自動進行的 特點：只能采用非破壞性試驗方式。由于可連特點：只能采用非破壞性試驗方式。由于可連續(xù)監(jiān)測，除測定絕緣特性的數(shù)值外，還可分析續(xù)監(jiān)測，除測定絕緣特性的數(shù)值外，還可分析特性隨時間的變化趨勢，從而顯著提高了其判特性隨時間的變化趨勢，從而顯著提高了其判斷的準(zhǔn)確性。斷的準(zhǔn)確性。 概述概述高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)7/41本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)8/41第一節(jié)第一節(jié) 絕緣的老化絕緣的老化絕緣介質(zhì)老化的概念及原因絕緣介質(zhì)老化的概念及原因u 絕緣的老化絕緣的

6、老化電氣設(shè)備的絕緣在長期運行過程中電氣設(shè)備的絕緣在長期運行過程中會發(fā)生一系列物理變化和化學(xué)變化，致使其電氣、會發(fā)生一系列物理變化和化學(xué)變化，致使其電氣、機械及其他性能逐漸劣化的現(xiàn)象。機械及其他性能逐漸劣化的現(xiàn)象。絕緣介質(zhì)老化的概念絕緣介質(zhì)老化的概念u 熱、電、機械力、水分、氧化、各種射線、微生物熱、電、機械力、水分、氧化、各種射線、微生物等因素的作用。等因素的作用。絕緣介質(zhì)老化的因素絕緣介質(zhì)老化的因素高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)9/41第一節(jié)第一節(jié) 絕緣的老化絕緣的老化絕緣介質(zhì)老化的主要形式絕緣介質(zhì)老化的主要形式電介質(zhì)的熱老化電介質(zhì)的熱老化u 電介質(zhì)的熱老化電介質(zhì)的熱老化在高溫下，

7、電介質(zhì)在短時間內(nèi)就在高溫下，電介質(zhì)在短時間內(nèi)就會發(fā)生明顯的劣化；即使溫度不太高，但如作用時間會發(fā)生明顯的劣化；即使溫度不太高，但如作用時間很長，絕緣性可能也會發(fā)生不可逆的劣化現(xiàn)象。很長，絕緣性可能也會發(fā)生不可逆的劣化現(xiàn)象。u 溫度越高，絕緣老化得越快，壽命越短。溫度越高，絕緣老化得越快，壽命越短。 電介質(zhì)的電老化電介質(zhì)的電老化u 電介質(zhì)的電老化電介質(zhì)的電老化在外加高電壓或強電場作用下的在外加高電壓或強電場作用下的老化。老化。u 介質(zhì)電老化的主要原因介質(zhì)電老化的主要原因介質(zhì)中出現(xiàn)局部放電介質(zhì)中出現(xiàn)局部放電高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)10/41第一節(jié)第一節(jié) 絕緣的老化絕緣的老化機械應(yīng)力

8、機械應(yīng)力u 有脆性、塑性和彈性三種。對絕緣老化的速度有很大的有脆性、塑性和彈性三種。對絕緣老化的速度有很大的影響，產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致局部放電；影響，產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致局部放電；吸潮性能吸潮性能u 在潮濕地區(qū)要選用吸濕性小、憎水性強的材料。一般而在潮濕地區(qū)要選用吸濕性小、憎水性強的材料。一般而言，非極性電介質(zhì)吸濕性低，極性電介質(zhì)吸濕性較強言，非極性電介質(zhì)吸濕性低，極性電介質(zhì)吸濕性較強化學(xué)性能及抗生物性化學(xué)性能及抗生物性u 化學(xué)性能指材料的化學(xué)穩(wěn)定性如耐腐蝕性氣體、液體溶化學(xué)性能指材料的化學(xué)穩(wěn)定性如耐腐蝕性氣體、液體溶劑等抗生物性指材料抗霉菌、昆蟲的性能，在濕熱地區(qū)劑等抗生物性指材料抗霉菌、昆蟲的性能，在

9、濕熱地區(qū)尤為重要尤為重要影響絕緣介質(zhì)老化的其他因素影響絕緣介質(zhì)老化的其他因素高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)11/41雙層介質(zhì)等值電路圖雙層介質(zhì)等值電路圖U1U2第二節(jié)第二節(jié) 絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量測量絕緣電阻與吸收比的工作原理測量絕緣電阻與吸收比的工作原理u 大多電氣設(shè)備的絕緣是多層的，一般用雙層介質(zhì)的模型來分大多電氣設(shè)備的絕緣是多層的，一般用雙層介質(zhì)的模型來分析多層介質(zhì)的特應(yīng)析多層介質(zhì)的特應(yīng) t=0+ （S合閘瞬間），電壓按電容分布合閘瞬間），電壓按電容分布21012CUUCC 12012CUUCC 高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)

10、12/41第二節(jié)第二節(jié) 絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量 t= （穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)），電壓按電組分布），電壓按電組分布雙層介質(zhì)等值電路圖雙層介質(zhì)等值電路圖U1U21112RUURR 2212RUURR 穩(wěn)態(tài)電流（電導(dǎo)電流）穩(wěn)態(tài)電流（電導(dǎo)電流）12gUIRR 高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)13/41第二節(jié)第二節(jié) 絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量雙層介質(zhì)等值電路圖雙層介質(zhì)等值電路圖U1U2由于吸收現(xiàn)象由于吸收現(xiàn)象U10U1 ，U20U2則電則電壓的變化規(guī)律為壓的變化規(guī)律為 代入代入U10、U1 、U20 、 U2的值可得的值可得0(

11、)tuUUUe 2122121212tRCRuUeRRCCRR 1211121212tRCRuUeRRCCRR 121212R RCCRR 過渡時間常數(shù)過渡時間常數(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)14/41第二節(jié)第二節(jié) 絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量雙層介質(zhì)等值電路圖雙層介質(zhì)等值電路圖U1U2流過雙層介質(zhì)的電流為流過雙層介質(zhì)的電流為 選用第一個方程式，則選用第一個方程式，則1122RCRCiiiiii 或或 22211212121212()tU RCRCUieRRCCRR R R 電導(dǎo)電流電導(dǎo)電流Ig吸收電流吸收電流Iau 當(dāng)絕緣嚴(yán)重受潮或出現(xiàn)導(dǎo)電性缺

12、陷當(dāng)絕緣嚴(yán)重受潮或出現(xiàn)導(dǎo)電性缺陷時，阻值時，阻值R1、R2 或兩者之和顯著減或兩者之和顯著減小，小， Ig大大增加，而大大增加，而Ia迅速衰減。迅速衰減。高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)15/41第二節(jié)第二節(jié) 絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量絕緣電阻和吸收比的測量絕緣電阻和吸收比的測量測量絕緣電阻的意義及不足測量絕緣電阻的意義及不足u 絕緣電阻絕緣電阻電導(dǎo)電流對應(yīng)的穩(wěn)態(tài)阻值電導(dǎo)電流對應(yīng)的穩(wěn)態(tài)阻值。R=R1+R2u 受潮時，絕緣電阻顯著降低，受潮時，絕緣電阻顯著降低，Ig顯著增大，顯著增大，Ia迅速衰減。因迅速衰減。因此，能揭示此，能揭示絕緣整體受潮、局部

13、嚴(yán)重受潮、存在貫穿性缺陷絕緣整體受潮、局部嚴(yán)重受潮、存在貫穿性缺陷等情況。等情況。p 不足不足 大型設(shè)備大型設(shè)備( (如大型發(fā)電機、變壓器如大型發(fā)電機、變壓器) )的吸收電流很大，的吸收電流很大，要測穩(wěn)態(tài)電阻要花很長時間要測穩(wěn)態(tài)電阻要花很長時間 有些設(shè)備有些設(shè)備( (如電機如電機) )由由Ig 反映的絕緣電阻往往有很大的反映的絕緣電阻往往有很大的變化范圍，很難給出一定的絕緣電阻判斷標(biāo)準(zhǔn)變化范圍，很難給出一定的絕緣電阻判斷標(biāo)準(zhǔn)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)16/41第二節(jié)第二節(jié) 絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量吸收比和極化指數(shù)吸收比和極化指數(shù)u 對某些大

14、型試驗品，用測對某些大型試驗品，用測“吸收比吸收比”的方法替代測絕緣電阻的方法替代測絕緣電阻u 吸收比吸收比K1 加壓加壓6060秒時的絕秒時的絕緣電阻與緣電阻與1515秒時絕緣電阻之比秒時絕緣電阻之比p K1恒大于恒大于1 1，越大表示吸收現(xiàn)，越大表示吸收現(xiàn)象越顯著，絕緣性能越好象越顯著，絕緣性能越好p 吸收比是同一試品在兩個不同吸收比是同一試品在兩個不同時刻的絕緣電阻的比值，排除時刻的絕緣電阻的比值，排除了絕緣結(jié)構(gòu)和體積尺寸的影響了絕緣結(jié)構(gòu)和體積尺寸的影響6 01 511 56 0RIKRI 吸收比吸收比i1i3i2i= i1 +i2 + i3I606015I15i t(s)流過電介質(zhì)電流

15、流過電介質(zhì)電流高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)17/41第二節(jié)第二節(jié) 絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量u 大容量電氣設(shè)備中，吸收現(xiàn)象延續(xù)大容量電氣設(shè)備中，吸收現(xiàn)象延續(xù)更更長時間，吸收比不能很好長時間，吸收比不能很好地反映絕緣的真實狀態(tài)，用極化指數(shù)再判斷。地反映絕緣的真實狀態(tài)，用極化指數(shù)再判斷。u 極化指數(shù)極化指數(shù)K2 為加壓為加壓1010分鐘時的絕緣電阻與分鐘時的絕緣電阻與1 1分鐘時絕緣電分鐘時絕緣電阻之比值阻之比值p K2恒大于恒大于1 1，越大表示吸收現(xiàn)象越顯著，絕緣性能越好，越大表示吸收現(xiàn)象越顯著，絕緣性能越好 極化指數(shù)極化指數(shù)10min21mi

16、nRKR 高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)18/41第二節(jié)第二節(jié) 絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量絕緣狀態(tài)的判定絕緣狀態(tài)的判定u 若絕緣內(nèi)部有集中性導(dǎo)電通道若絕緣內(nèi)部有集中性導(dǎo)電通道，或絕緣嚴(yán)重受潮，則電阻，或絕緣嚴(yán)重受潮，則電阻R1 、R2會顯著降低，泄漏電流大會顯著降低，泄漏電流大大增加，時間常數(shù)大為減小，大增加，時間常數(shù)大為減小，吸收電流迅速衰減。吸收電流迅速衰減。u 當(dāng)當(dāng)K1或或K2等于等于1 1或接近于或接近于1 1，則，則設(shè)備基本喪失絕緣能力。設(shè)備基本喪失絕緣能力。不同絕緣狀態(tài)下的絕緣電阻的變不同絕緣狀態(tài)下的絕緣電阻的變化曲線化曲線u 注意：

17、某些集中性缺陷已相當(dāng)嚴(yán)重，以致在耐壓試驗時被擊穿注意：某些集中性缺陷已相當(dāng)嚴(yán)重，以致在耐壓試驗時被擊穿，但在此前測得的絕緣電阻、吸收比、極化指數(shù)卻并不低，但在此前測得的絕緣電阻、吸收比、極化指數(shù)卻并不低，因因為缺陷未貫穿絕緣。為缺陷未貫穿絕緣。所以僅憑絕緣電阻判斷絕緣狀態(tài)是不夠的所以僅憑絕緣電阻判斷絕緣狀態(tài)是不夠的高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)19/41第二節(jié)第二節(jié) 絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量u 測量絕緣電阻最常用的儀表為測量絕緣電阻最常用的儀表為手搖式兆歐表手搖式兆歐表u 兆歐表的電壓：兆歐表的電壓：500、1000、2500、5000V等等u 兆歐表選擇：根據(jù)設(shè)備電壓等級的不同，選用不同兆歐表選擇：根據(jù)設(shè)備電壓等級的不同，選用不同電壓的兆歐表。例：額定電壓電壓的兆歐表。例：額定電壓1kV及以下者使用及以下者使用1000V兆歐表；兆歐表；1kV以上者使用以上者使用2500V兆歐表。兆歐表。絕緣電阻的測量儀器絕緣電阻的測量儀器高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)20/41第二節(jié)第二節(jié) 絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量泄漏電流的測量泄漏電流的測量 加在試品上的直流電壓比兆歐表的工作電壓高得多加在試品上的直流電壓比兆歐表的