高電壓技術(shù)-第3章-電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗39

高電壓技術(shù)第三章電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗概述電氣設(shè)備絕緣缺陷形成的原因制造時潛伏的；機械碰撞運行中在外界作用下發(fā)展起來的；工作電壓、電壓、大氣、機械力、熱、化學(xué)等電氣設(shè)備絕緣缺陷的分類集中性缺陷裂縫、局部破損、氣泡等分散性缺陷內(nèi)絕緣受潮、老化、變質(zhì)等電氣設(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）絕緣預(yù)防性試驗(非破壞性試驗)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)部的缺陷包含的種類絕緣電阻、泄漏電流測量介質(zhì)損耗角正切測量局部放電測量電壓分布測量等概述絕緣高電壓試驗（破壞性試驗）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。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；缺點：可能在試驗時給絕緣造成一定的損傷。包含的種類：交流高電壓試驗直流高電壓試驗沖擊高電壓試驗概述按照設(shè)備是否帶電的方式分類（兩類）離線在離線的監(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。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。概述在線在線監(jiān)測則是在被試設(shè)備處于帶電運行的條件下，對設(shè)備的絕緣狀況進(jìn)行連續(xù)或定時的監(jiān)測，通常是自動進(jìn)行的特點：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。概述第一節(jié)絕緣的老化第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量本章主要內(nèi)容第一節(jié)

絕緣的老化絕緣介質(zhì)老化的概念及原因絕緣的老化——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、機械及其他性能逐漸劣化的現(xiàn)象。絕緣介質(zhì)老化的概念熱、電、機械力、水分、氧化、各種射線、微生物等因素的作用。絕緣介質(zhì)老化的因素第一節(jié)絕緣的老化絕緣介質(zhì)老化的主要形式電介質(zhì)的熱老化電介質(zhì)的熱老化——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，但如作用時間很長，絕緣性可能也會發(fā)生不可逆的劣化現(xiàn)象。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——在外加高電壓或強電場作用下的老化。介質(zhì)電老化的主要原因——介質(zhì)中出現(xiàn)局部放電第一節(jié)絕緣的老化機械應(yīng)力有脆性、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；吸潮性能在潮濕地區(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)吸濕性較強化學(xué)性能及抗生物性化學(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)尤為重要影響絕緣介質(zhì)老化的其他因素返回雙層介質(zhì)等值電路圖U1U2第二節(jié)

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)分析因吸收現(xiàn)象而出現(xiàn)的過渡過程

t=0+

（S合閘瞬間），電壓按電容分布第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量分析因吸收現(xiàn)象而出現(xiàn)的過渡過程

t=∞

（穩(wěn)態(tài)），電壓按電組分布雙層介質(zhì)等值電路圖U1U2穩(wěn)態(tài)電流（電導(dǎo)電流）第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量分析因吸收現(xiàn)象而出現(xiàn)的過渡過程雙層介質(zhì)等值電路圖U1U2由于吸收現(xiàn)象→U10≠U1∞

，U20≠U2∞則電壓的變化規(guī)律為代入U10、U1∞、U20、

U2∞的值可得過渡時間常數(shù)第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量分析因吸收現(xiàn)象而出現(xiàn)的過渡過程雙層介質(zhì)等值電路圖U1U2流過雙層介質(zhì)的電流為選用第一個方程式，則電導(dǎo)電流Ig吸收電流Ia當(dāng)絕緣嚴(yán)重受潮或出現(xiàn)導(dǎo)電性缺陷時，阻值R1、R2

或兩者之和顯著減小，Ig大大增加，而Ia迅速衰減。第二節(jié)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測量絕緣電阻的意義及不足絕緣電阻——電導(dǎo)電流對應(yīng)的穩(wěn)態(tài)阻值。R∞=R1+R2受潮時，絕緣電阻顯著降低，Ig顯著增大，Ia迅速衰減。因此，能揭示絕緣整體受潮、局部嚴(yán)重受潮、存在貫穿性缺陷等情況。不足大型設(shè)備(如大型發(fā)電機、變壓器)的吸收電流很大，要測穩(wěn)態(tài)電阻要花很長時間有些設(shè)備(如電機)由Ig

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)第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量吸收比和極化指數(shù)對某些大型試驗品，用測“吸收比”的方法替代測絕緣電阻吸收比K1

——加壓60秒時的絕緣電阻與15秒時絕緣電阻之比K1恒大于1，越大表示吸收現(xiàn)象越顯著，絕緣性能越好吸收比是同一試品在兩個不同時刻的絕緣電阻的比值，排除了絕緣結(jié)構(gòu)和體積尺寸的影響⑴吸收比i1i3i2i=i1+i2+

i3I606015I15i

t(s)流過電介質(zhì)電流第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量大容量電氣設(shè)備中，吸收現(xiàn)象延續(xù)更長時間，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。極化指數(shù)K2

——為加壓10分鐘時的絕緣電阻與1分鐘時絕緣電阻之比值K2恒大于1，越大表示吸收現(xiàn)象越顯著，絕緣性能越好⑵極化指數(shù)第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量絕緣狀態(tài)的判定若絕緣內(nèi)部有集中性導(dǎo)電通道，或絕緣嚴(yán)重受潮，則電阻R1

、R2會顯著降低，泄漏電流大大增加，時間常數(shù)大為減小，吸收電流迅速衰減。當(dāng)K1或K2等于1或接近于1，則設(shè)備基本喪失絕緣能力。不同絕緣狀態(tài)下的絕緣電阻的變化曲線注意：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，因為缺陷未貫穿絕緣。所以僅憑絕緣電阻判斷絕緣狀態(tài)是不夠的第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、泄漏電流的測量測量絕緣電阻最常用的儀表為手搖式兆歐表兆歐表的電壓：500、1000、2500、5000V等兆歐表選擇：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1kV及以下者使用1000V兆歐表；1kV以上者使用2500V兆歐表。絕緣電阻的測量儀器第二節(jié)絕緣電阻、吸收比、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