31電氣設備絕緣預防性試驗_51

1、3 電氣設備絕緣預防性試驗電介質(zhì)的極化、電導與損耗及其等效電路預防性試驗的常規(guī)工程絕緣電阻直流泄漏電流介質(zhì)損耗因數(shù)局部放電絕緣油中溶解氣體分析高壓耐壓試驗1電氣設備絕緣預防性試驗 意義是保證電氣設備平安運行的重要措施和制度 目的掌握電氣設備的絕緣狀況，及早發(fā)現(xiàn)其缺陷，以進行相應的維護與檢修作用對防止設備在工作電壓或過電壓作用下?lián)舸┰斐傻耐ｋ娂皣乐負p壞設備的事故，起著預防作用如何掌握絕緣狀況？絕緣缺陷的產(chǎn)生檢測反映絕緣狀況的相關(guān)參數(shù)！ 2電氣設備絕緣缺陷的產(chǎn)生制造時潛伏下來的運行中逐步開展起來的絕緣缺陷的分類集中性缺陷瓷質(zhì)開裂；發(fā)電機絕緣局部磨損、擠壓破裂；電纜在局部放電作用下絕緣逐漸損壞分布性

2、缺陷整體絕緣性能下降，如絕緣中的有機材料的受潮、老化、變質(zhì)等預防性試驗方法分類破壞性試驗(耐壓試驗)：嚴格，但產(chǎn)生損傷 非破壞性試驗：電壓較低，不會損傷絕緣： 容易實現(xiàn)破壞性試驗和非破壞性試驗各有其持點33.1 電介質(zhì)的極化、電導與損耗 電氣特性極化電導損耗電介質(zhì)等效電路 43.1.1 電介質(zhì)的極化 極化現(xiàn)象 ：造成電容量增加 ！極化的原因在外加電場的作用下，介質(zhì)中原來彼此中和的正、負電荷產(chǎn)生了位移，形成電矩，使介質(zhì)外表出現(xiàn)了束縛電荷，極板上電荷增多，并造成電容量增大極化的影響因素形態(tài)（氣液固）、溫度、電場頻率等極化的根本形式電子式、離子式、偶極子轉(zhuǎn)向、夾層介質(zhì)界面、空間電荷極化等51）電子式

3、極化 電子軌道受到外電場的作用時，相對于原子核產(chǎn)生位移，原子中正、負電荷的作用中心不再重合極化強度與正、負電荷作用中心間的距離成正比，且隨外電場的增強而增大特點極化所需的時間極短，約10-15s具有彈性，當外電場去掉后，依靠正、負電荷間的吸引力，作用中心又馬上重合，整體呈現(xiàn)非極性，沒有損耗溫度的影響不大，溫度升高時，r略為下降 6絕緣-+絕緣72）離子式極化 發(fā)生在離子式結(jié)構(gòu)，如云母、陶瓷材料等，正、負離子的作用中心發(fā)生偏移 特點所需的時間也很短，約10-13s彈性極化，幾乎沒有損耗 溫度對極化存在一定影響，r一般具有正的溫度系數(shù) 8離子式極化示意圖93）偶極子轉(zhuǎn)向極化 存在于極性電介質(zhì)中（具

4、有永久性偶極矩 ）無外電場時，分子無序排列，不呈現(xiàn)極性；在電場作用下，順電場方向定向排列，示出極性特點極化所需的時間也較長，約10-1010-2s（頻率有影響-） 非彈性，消耗能量溫度對極性介質(zhì)的r有很大的影響低-適當范圍+高- 10偶極子轉(zhuǎn)向極化示意圖114）夾層介質(zhì)界面極化 夾層電介質(zhì)（不均勻電介質(zhì)）中各層中的電位分布最初和最終不同，造成交界面上的電荷的移動和積累特點過程特別緩慢，一般在10-1s以上，甚至數(shù)小時伴有介質(zhì)損耗 125）空間電荷極化 介質(zhì)內(nèi)的正、負自由離子改變分布狀況，在電極附近形成空間電荷特點緩慢進行 消耗能量 13名 稱產(chǎn)生極化的地方、特征到達平衡的時間發(fā)生極化的原因電子

5、式極化離子式極化偶極子極化夾層介質(zhì)界面極化空間電荷極化任何物質(zhì)的原子中離子組成的物質(zhì)極性分子組成的物質(zhì)多層介質(zhì)的交界面電極附近10-15（s）10-13（s）10-1010-1（s）10-1s數(shù)小時束縛電荷的位移自由電子的移動電介質(zhì)極化的本質(zhì)：在外加電場作用下，極化介質(zhì)內(nèi)部形成反電場，通過向電極補充電荷以抵消反電場的作用，從而增加了電容量，并可能消耗能量！ 14材料類別名 稱相對介電常數(shù)，r(工頻，20)氣體介質(zhì)（1.0132105 Pa）空氣1.00058液體介質(zhì)弱極性變壓器油硅有機液體2.22.52.22.8極性蓖麻油氯化聯(lián)苯4.54.65.2強極性丙酮酒精水223381固體介質(zhì)中性或弱極

6、性石蠟聚苯乙烯聚四氟乙烯松香2.02.52.52.62.02.22.52.6極性纖維素膠木聚氯乙烯6.54.53.03.5離子性云母電瓷575.56.5工程意義：1)選擇電容器絕緣材料2）減小電纜充電電流3）改善電場分布4）判斷絕緣狀態(tài)153.1.2 電介質(zhì)的電導 離子電導 工程上電介質(zhì)總含有一些雜質(zhì)離子在電場或外界因素影響下，離解成正負離子電子電導電介質(zhì)中的自由電子是電離產(chǎn)生的出現(xiàn)電子電導電流時，說明電介質(zhì)已被擊穿電介質(zhì)的電導一般是指離子性電導 163.1.2.1 電介質(zhì)的電導率、電阻率 電導性能常用電導率或電阻率表示固體電介質(zhì)的電阻率體積電阻率：單位長度的正方體的電介質(zhì)中，所測得的其兩相對

7、面上的電阻外表電阻率：單位長度的正方形外表積上，相對兩邊之間測得的電阻 17體積電阻測量圖AdIsISIV?表面電阻測量圖Ald183.1.2.2 液體電介質(zhì)的電導 離子電導電介質(zhì)分子或雜質(zhì)分子離解而成的離子 電泳電導 較大的膠體吸附電荷后，變成帶電質(zhì)點 中性和弱極性的液體電介質(zhì)電導率小極性和強極性液體電介質(zhì)電導率大，故不宜作為絕緣材料（水）電導率與溫度間具有指數(shù)關(guān)系測絕緣電阻時，必須注意溫度 193.1.2.3 固體介質(zhì)的電導 離子電導雜質(zhì)離子起主要作用電子電導電導與外施場強E關(guān)系密切 外表電導主要決定于外表吸附導電雜質(zhì)的能力及其分布狀態(tài)親水性電介質(zhì) ：云母，玻璃，纖維材料 憎水性電介質(zhì)：石

8、蠟，聚苯乙烯 預防性試驗時要注意絕緣外表的影響！20固體介質(zhì)電導電流密度與外加場強的關(guān)系213.1.3 電介質(zhì)的能量損耗 介質(zhì)損耗電導損耗有損極化W=P+jQ=U(Ir+jIC)=U Ir+j UIC介質(zhì)損失角的正切tg：衡量介質(zhì)的損耗特性 22氣體介質(zhì)的損耗 無碰撞電離時，損耗由電導引起，損耗極小發(fā)生放電時，損耗劇增（如電線上的電暈損耗 ）液體介質(zhì)的損耗 中性或弱極性介質(zhì)：損耗主要起因于電導，較小 極性 ：電導和極化損耗損耗與溫度的關(guān)系比較復雜固體介質(zhì)的損耗 四類：分子式、離子式、不均勻結(jié)構(gòu)和強極性損耗情況比較復雜 損耗與溫度密切相關(guān)（與電導相似） 23液體介質(zhì)損耗與溫度的關(guān)系1：f12:

9、f2干紙的損耗與溫度的關(guān)系其中：11kHz210kHz3100kHz243.1.4 電介質(zhì)的一般等值電路 C0反映電子式和離子式無損極化（含真空中對應的電容）C，、r支路反映有損極化R反映電導損耗等值電路是一般性的，重在描述電介質(zhì)的極化、電導、損耗三種電氣特性不同的絕緣結(jié)構(gòu)，參數(shù)之間的關(guān)系變化很大（瓷、油紙）絕緣C0C/rRCxRxIRxICx（a）（b）（c）25電介質(zhì)等值電路的說明等值電路是一般性的，重在描述電介質(zhì)的極化、電導、損耗三種電氣特性不同的絕緣結(jié)構(gòu)，參數(shù)之間的關(guān)系變化很大瓷絕緣子主要表現(xiàn)為電阻特性油紙絕緣往往表現(xiàn)出電容特性絕緣預防性試驗的諸多工程就是測量等值電路所對應的參數(shù)瓷絕緣

10、子的絕緣電阻電容式套管的電容量263.2 絕緣電阻的測量 測量絕緣電阻是檢查電氣設備絕緣狀態(tài)最簡便的輔助方法在現(xiàn)場，普遍采用兆歐表測量絕緣電阻何謂絕緣電阻？等效電路中的電阻？273.2.1 多層介質(zhì)的吸收現(xiàn)象 雙層介質(zhì)的等值電路吸收曲線當在絕緣上施加直流電壓時，流經(jīng)絕緣的電流會隨著時間逐漸下降，最終到達一個穩(wěn)定值，這就是不均勻介質(zhì)的吸收現(xiàn)象本質(zhì)：夾層介質(zhì)的界面極化這些電荷被介質(zhì)吸收了！283.2.2 絕緣電阻和吸收比測量 絕緣電阻在設備絕緣上施加確定的直流電壓，經(jīng)過一定時間（通常為60秒）后呈現(xiàn)的電阻值吸收比K=R60“R15當絕緣良好時， K常高于某一定值（1.3）絕緣普遍受潮時， K接近1

11、極化指數(shù)（10min/1min）兆歐表測量29手搖式兆歐表的工作原理30絕緣電阻的測量接線儀器：兆歐表兆歐表一般有三個接線端子被試品接在端子“E和“L之間保護端子“G（與L相連）有時稱為屏蔽端子輸出電壓為負極性直流（why?）有500V、1000V、2500V、5000V等多個等級Whats this?313.2.3 測量結(jié)果的影響因素 被試設備絕緣上可能存留剩余電荷造成吸收現(xiàn)象不明顯試驗前應對設備充分放電固體絕緣外表狀況絕緣電阻隨溫度呈指數(shù)規(guī)律下降測量時必須記錄設備溫度32實例：同步電機枯燥前后絕緣電阻的變化 干燥前（受潮），15C干燥完畢，73.5C運行3天，冷卻后 27C本圖說明：吸收現(xiàn)象（溫度不變）絕緣電阻與溫度的關(guān)系333.3 直流泄漏電流的測量 絕緣電阻和吸收比測量簡單易行，有時很有效：整體受潮等試驗電壓相對較低，靈敏度和準確性較低5000/（1101000）提高試驗電壓直流泄漏電流試驗直接測量泄漏電流因試驗電壓提高，試驗靈敏度和準確性較高試驗設備要求提高兩者試驗原理相同34直流泄漏電流試驗原理接線 直流泄漏電流試驗和直流耐壓試驗常利用同一套直流高壓發(fā)生裝置同時進行 Time?1min35直流高壓的產(chǎn)生方式與要求 產(chǎn)生