教學(xué)情境四 高壓電氣試驗

教學(xué)情境四

高壓電氣試驗1、高電壓下絕緣評估及試驗方法2、試驗1絕緣電阻和吸收比的測量3、試驗2泄漏電流試驗4、試驗3介質(zhì)損失角正切值tgδ的測量5、試驗4局部放電測量6、試驗5耐壓試驗第2章

高電壓下絕緣評估

及試驗方法一、掌握高壓設(shè)備的絕緣水平二、掌握絕緣缺陷的分類，熟悉絕緣試驗的分類及基本試驗項目三、掌握絕緣電阻和吸收比的測量方法、原理及試驗結(jié)果分析四、掌握泄漏電流試驗的原理及試驗結(jié)果分析五、掌握tgδ的測量及影響因素六、掌握交直流耐壓試驗的接線、作用、注意事項、試驗結(jié)果分析七、熟悉電力設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)的概念，了解在線監(jiān)測儀器的組成及各部分的作用2、1絕緣評估

電氣設(shè)備運行的可靠性和造價主要取決于電氣設(shè)備的絕緣，高壓電氣設(shè)備能否安全運行由兩個方面決定：一是作用在設(shè)備絕緣上的電壓；二是絕緣本身耐受電壓的能力。絕緣水平要求高造價高，要求低則設(shè)備運行不可靠一、高壓設(shè)備的絕緣水平

1、絕緣水平的概念：電氣設(shè)備耐受電壓能力的大小2、檢驗絕緣的試驗類型檢驗雷電過電壓——沖擊耐壓試驗校驗檢驗內(nèi)部過電壓——工頻耐壓試驗校驗檢驗操作過電壓——操作沖擊試驗校驗二、高壓設(shè)備的工作條件

1、電氣要求（絕緣水平）2、機械性能的要求機械力使絕緣局部損壞，絕緣電氣強度大大降低，最終導(dǎo)致絕緣擊穿。3、溫度和熱穩(wěn)定要求高溫引起熱擊穿導(dǎo)致絕緣能力喪失。有機絕緣材料高溫下易氧化分解，絕緣性能劣化。溫度變化過大，瓷件開裂引起絕緣子擊穿。4、化學(xué)穩(wěn)定性要求絕緣應(yīng)有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性。2、2絕緣劣化

一、絕緣缺陷的產(chǎn)生及分類產(chǎn)生：

一是制造時所潛伏；二是運行中在外界作用的影響下發(fā)展起來的。外界作用有工作電壓、過電壓、大氣影響、機械應(yīng)力、化學(xué)腐蝕、熱場等。當(dāng)然這些外界作用的影響程度還和制造質(zhì)量有關(guān)。

分類1、集中性缺陷——體現(xiàn)為局部，指缺陷集中于絕緣的某一個或幾個部分。如：懸式絕緣子的瓷質(zhì)開裂，發(fā)電機絕緣局部磨損、絕緣內(nèi)部氣泡、局部受潮等?？煞譃椋贺灤┬约腥毕莺头秦灤┬约腥毕?。2、分布性缺陷——對整體而言，指電氣設(shè)備整體絕緣性能下降。如：絕緣子整體受潮、充油設(shè)備的油變質(zhì)等。二、絕緣老化

1、定義：絕緣系統(tǒng)在各種因素的長期作用下發(fā)生一系列的化學(xué)、物理變化，導(dǎo)致絕緣性能不斷下降，最終導(dǎo)致設(shè)備絕緣擊穿，這個過程稱為老化。2、老化的分類電老化、熱老化、機械老化、環(huán)境老化。3、表征絕緣老化程度的特征量（1）直接量：耐電強度、機械強度等。（2）間接量：絕緣電阻、泄漏電流、介質(zhì)損耗、局部放電量等。思考題1、什么叫絕緣水平？2、高壓設(shè)備對絕緣的基本要求有哪些？3、絕緣的缺陷可以分為幾類？4、什么是絕緣老化？絕緣老化與哪些外在因素有關(guān)？2、3絕緣評估的試驗方法

一、電氣設(shè)備試驗的種類按時間階段分：

1、出廠試驗2、安裝后的交接試驗

3、生產(chǎn)運行中的絕緣預(yù)防性試驗

按技術(shù)性質(zhì)分：

1、絕緣試驗：本課程內(nèi)容

2、特性試驗：變比、接線組別、空載試驗、短路試驗等二、絕緣預(yù)防性試驗方法的分類

1、非破壞性試驗：特點：在低壓下或用其它不損傷絕緣的辦法來測量絕緣的各種特性，以判斷絕緣缺陷，考驗較弱，不能可靠判斷絕緣的耐壓水平。試驗項目有：絕緣電阻和吸收比的測量、直流泄漏電流的測量、介質(zhì)損耗tgδ的測量、局部放電測量、油的氣相色譜（化學(xué)）分析等。

2、破壞性試驗：

特點：為重要的試驗手段，在較高的試驗電壓下進行，能暴露危險性較大的集中性缺陷，考驗嚴格。試驗項目有：直流耐壓試驗、交流工頻耐壓試驗、沖擊耐壓試驗。試驗順序：先進行非破壞性試驗，并且試驗合格后，再進行破壞性試驗。例如：套管大修時，當(dāng)用非破壞性試驗判斷出絕緣受潮后，應(yīng)將套管先進行干燥，待受潮現(xiàn)象消失后重做非破壞性試驗，合格后再做耐壓試驗，以避免不應(yīng)有的擊穿。

電氣試驗工應(yīng)具備的條件：具有熟練的技術(shù)；具有嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)；嚴格遵守試驗中的安全措施。

3.絕緣診斷規(guī)則：

規(guī)則分類：邏輯診斷，模糊診斷，統(tǒng)計診斷

（1）邏輯診斷邏輯診斷中將特征只歸結(jié)為“有”和“無”兩種(或特征參數(shù)大于某給定的閾值則為“有”該特征，否則為“無”)，診斷對象的狀態(tài)同樣只歸結(jié)為“有”和“無”，或“好”和“壞”兩種，即特征和狀態(tài)均采用二值邏輯量來描述。

邏輯診斷簡單明了，應(yīng)用較廣，但把問題過于簡化，診斷準(zhǔn)確度較低。（2）模糊診斷

考慮到被試對象的特征及狀態(tài)評價的主觀不確定性，即模糊性，許多情況不能簡單地用“有”、“無”和“好”、“壞”來評定。模糊診斷中被試對象的特征和狀態(tài)不用二值邏輯量描述，而用多值邏輯的特征函數(shù)來描述，如某特征“很強”、“強”、“一般”、“弱”、“很弱”，某故障“嚴重”、“較嚴重”、“一般”、“輕微”、“無”等，然后按特征或狀態(tài)參數(shù)的取值量確定歸入某一類別。如采用連續(xù)變化的特征函數(shù)，判斷可更加準(zhǔn)確。（3）統(tǒng)計診斷

考慮到被試對象特征參數(shù)分布的不確定性，即統(tǒng)計性。對于處于同樣狀態(tài)的同類設(shè)備，其特征參數(shù)并不相同，而按一定的統(tǒng)計規(guī)律分布。利用這些規(guī)律進行絕緣診斷(a)絕緣完好和損壞時(b)兩者重疊圖概率密度曲線不重疊某特征參數(shù)的概率密度三、試驗項目介紹

試驗1絕緣電阻和吸收比的測量（一）試驗?zāi)康模簷z查絕緣是否存在貫穿性的集中缺陷或整體受潮。（二）試驗原理

1、絕緣電阻（直流電壓與穩(wěn)定電流的比值）當(dāng)試驗電壓U一定時，

絕緣電阻R=U/i——i為流過試品的電流i的大小隨加壓時間而變，由此，絕緣電阻R也隨t

變化由小變大直至穩(wěn)定。

2、測吸收比K用兆歐表測量15s和60s時的絕緣電阻值。

吸收比K=R60”/R15”

K為兩者的比值，與設(shè)備的幾何尺寸無關(guān)對于不均勻介質(zhì)：若絕緣良好，吸收現(xiàn)象明顯，K≥1.3；若絕緣有缺陷時，i迅速下降，K≈1。兆歐表的原理(P31)式(2-2)說明兆歐表的偏轉(zhuǎn)角為非線性。（三）試驗設(shè)備：兆歐表

類型：有手動和電動兩種構(gòu)造：手搖直流發(fā)電機+磁電系比率表兆歐表有三個接線端子：

L——線路端子

E——接地端子G——保護端子（屏蔽）

（四）兆歐表原理：畫圖2

電壓線圈1、電流線圈2，繞向相反電流I1、I2分別產(chǎn)生力矩M1、M2，兩者相等時，指針停止擺動，偏轉(zhuǎn)角度（2-2）R1、R2----防止線圈回路電流過大而損壞線圈RX----被測絕緣電阻I1流向:正極----E----R1----線圈1----負極I2流向;正極----E----被試品----L----線圈2---負極公式（2-2）分子有兩項目，非為一元一次方程，故指針偏轉(zhuǎn)角的刻度不均勻（五）測量接線圖（圖3的接線）

i1----從E經(jīng)被試品RX回到L的電流（對照圖2即電流線圈2的電流）i2----E至試品表面的泄漏電流經(jīng)屏蔽端G回到負極，不流過電流線圈2i3----E與L之間的泄漏電流經(jīng)屏蔽端G回到負極，不流過電流線圈2（六）兆歐表的選擇規(guī)程規(guī)定的電壓等級有：500V、1000V、2500V、5000V幾種。<100V的設(shè)備——250V、≥50MΩ

100V-500V的設(shè)備——500V、≥100MΩ

500V-3000V的設(shè)備——1000V、≥2000MΩ

3000V-10KV的設(shè)備——2500V、≥10000MΩ≥10KV的設(shè)備—2500V或5000V、≥10000MΩ（七）測量步驟（重點）1、斷開試品電源，將其充分對地放電。原因：介質(zhì)內(nèi)部的吸收電荷要釋放出來，以防危及人身安全。方法：將接地線的接地端接地，然后將另一端掛在試品上。2、拆除試品外接連線、用清潔干凈的軟布擦去被試品表面污垢。3、兆歐表未接試品前應(yīng)預(yù)試。方法：將表水平放置，搖動手柄到額定轉(zhuǎn)速，指針應(yīng)指“∞”；將L與E端短接，指針應(yīng)指向“O”。測量步驟（續(xù)）4、正確接線。L——試品的測量部分、E——試品的非測量部分、G——試品表面部分（使兆歐表的讀數(shù)不受絕緣表面泄漏電流的影響）5、測量。以120轉(zhuǎn)/分的均勻速度轉(zhuǎn)動搖表，待指針穩(wěn)定后讀取絕緣電阻值。6、最后將試品放電，時間不小于1min-2min。7、測量時應(yīng)記錄當(dāng)時溫度、濕度、氣象情況及日期。（八）測量結(jié)果分析

采用縱向、橫向比較的方法（1）與規(guī)程規(guī)定的值比較（2）同一設(shè)備內(nèi)三相的比較（3）與歷年的試驗數(shù)據(jù)比較試驗2泄漏電流試驗一、泄漏電流試驗與絕緣電阻試驗的異同：1、原理相同（圖1）；2、試驗電壓不同：泄漏電流試驗電壓較高——10KV~40KV絕緣電阻試驗電壓較低——2.5KV，最高5KV3、泄漏電流試驗?zāi)鼙┞兑恍┥形赐耆炌ǖ募行匀毕?，但絕緣電阻與吸收比試驗則不能。（只能揭示貫通的集中性缺陷）一、極化指數(shù)（PI）和絕緣吸收比（DAR）絕緣體對溫度和濕度的變化很敏感。測量開始可能會由于干擾電流的存在而不準(zhǔn)確。為了消除這些影響，有必要進行較長時間的測量并計算PI和DAR系數(shù)。這些計算用于鑒定絕緣體的質(zhì)量和老化問題。用1分鐘和10分鐘時的絕緣電阻值計算PI、用30秒和60秒的絕緣電阻值計算DAR的是儀器編程的默認值。這些值可以在中被修改，以便適用不同的標(biāo)準(zhǔn)或一些特殊應(yīng)用。PI=R10mn/R1mn*DAR=R60s/R30s絕緣體質(zhì)量

<1<1.25危險

1-2<1.25不足

41.25-1.6良好

>4>1.6很好二、泄漏電流與外施電壓的關(guān)系

泄漏電流的大小與外施電壓的不斷上升而發(fā)生變化，由此判斷絕緣情況。以發(fā)電機的典型泄漏電流曲線為例：1——絕緣良好，電流值較小2——絕緣受潮，電流值加大3——絕緣中有集中性缺陷4——有危險的集中性缺陷三、試驗接線1、接線圖（圖5、圖6）2、測量的準(zhǔn)確性圖5（a）的雜散電流（泄漏電流和電暈電流）流入微安表造成不準(zhǔn)確，將試品接入與不接入比較，得到兩者的差值，但這種方法的誤差仍較大圖5（b）中因被試設(shè)備不接地，將微安表串入其中，可消除誤差）圖6屏避線屏避泄漏電流和電暈電流，將微安表置于屏蔽罩內(nèi)，且用屏避線將微安表接在被試驗品的高壓端。

3、注意事項：⑴微安表的保護：為防止試驗中可能的擊穿而燒毀電流表，微安表的兩端并聯(lián)開關(guān)。只在測量時才將并聯(lián)開關(guān)斷開。⑵試驗完畢，將被試品放電⑶試驗小容量試品，接入濾波電容（0.1uf)以減少電壓脈動⑶四、結(jié)果分析及判斷

試驗電壓一定時，若泄漏電流隨時間t增加而下降——說明絕緣良好；若泄漏電流隨時間t增加不變，甚至上升——說明絕緣異常。試驗結(jié)果分析（續(xù)）（一）異常情況分析1.從微安表反應(yīng)出來的現(xiàn)象指針來回擺動。可能有交流分量通過微安表，宜讀取平均值；若無法讀數(shù)，則應(yīng)檢查微安表保護回路，或加大濾波電容C，必要時可改變?yōu)V波方式。指針周期性的擺動。可能是被試品絕緣不良，從而產(chǎn)生周期性放電，這時應(yīng)查明原因，并加以消除。指針突然擺動。如向減小方向，可能是電源回路引起；如向增大方向，可能是試驗回路或試品出現(xiàn)閃絡(luò)，或內(nèi)部斷續(xù)性放電引起。（一）異常情況分析2.從泄漏電流數(shù)值上反應(yīng)出來的情況

泄漏電流過大。應(yīng)先檢查試驗回路各設(shè)備狀況和屏蔽是否良好，在排除外因之后，才能對被試品作出正確的結(jié)論。泄漏電流過小。應(yīng)檢查接線是否正確，微安表保護部分有無分流與斷線。（二）測量結(jié)果的判斷

三比較：將測量的泄漏電流值換算到同一溫度下與歷次試驗進行比較，以及同一設(shè)備的三相試驗結(jié)果互相比較、同類設(shè)備的互相比較。對于重要設(shè)備（如主變壓器、發(fā)電機等），可作出電流隨時間變化的關(guān)系曲線I=f(t)和電流隨電壓變化的關(guān)系曲線I=f(U)進行分析?，F(xiàn)行“標(biāo)準(zhǔn)”中對泄漏電流有規(guī)定的設(shè)備，應(yīng)按是否符合規(guī)定值來判斷。對“標(biāo)準(zhǔn)”中無明確規(guī)定的設(shè)備，可以進行同一設(shè)備各相互相比較、與歷年試驗結(jié)果比較、同型號的設(shè)備互相比較，視其變化來分析判斷。試驗3介質(zhì)損失角正切值tgδ的測量

一、試驗?zāi)康姆磻?yīng)絕緣的分布性缺陷，對檢查變壓器、互感器、套管、電容的絕緣狀況的試驗有效。二、基本原理

電介質(zhì)在電場作用下產(chǎn)生能量損耗。P=U2ωCtgσ當(dāng)外加電壓及頻率一定時，電介質(zhì)的損耗P與tgσ及C成正比；而對于一定結(jié)構(gòu)的試品來說，C為定值，故可直接由tgσ的大小來判斷試品絕緣的優(yōu)劣。測量tgδ值是判斷電氣設(shè)備絕緣狀態(tài)的一項靈敏有效的方法。

三、試驗特點

1、tgσ值能反映絕緣的缺陷。

當(dāng)試品絕緣受潮、油或浸漬物臟污或劣化變質(zhì)、絕緣中有氣隙發(fā)生放電時，tgσ會大大增加。如絕緣良好時的油紙絕緣，tgσ=0.1%，但嚴重受潮時可達10%以上。。2、tgσ是一種高靈敏度的測量項目對于絕緣老化、受潮等普遍性的缺陷，效果尤為明顯。如純凈的變壓器油，耐壓強度為250KV/cm，受潮后降為25KV/cm，相差10倍。而tgσ測量時，分別為0.0001和0.1,相差1000倍。也就是說，tgσ比耐壓靈敏度高100倍。試驗特點3、tgσ值不能有效地反映集中性缺陷。原因：被試絕緣的體積越大，或集中性缺陷所占的體積越小，那么集中性缺陷處的介質(zhì)損耗占被試絕緣全部介質(zhì)損耗中的比重就越小。對于電機、電纜這類電氣設(shè)備，由于運行中故障多為集中性缺陷發(fā)展所致，而且被試絕緣的體積較大，便不做這個項目。而對于套管絕緣，tgσ試驗就是一項必不可少而且比較有效的試驗。對于可以解體成各個絕緣部分的被試品，常用分解進行tgσ測量的方法來更有效地發(fā)現(xiàn)缺陷。4、tgσ試驗應(yīng)與絕緣電阻吸收比及泄漏電流試驗一起綜合判斷。四、試驗方法

一般采用專門的儀器，如西林電橋QS1或介質(zhì)損耗測量儀等。

西林電橋的結(jié)構(gòu)和工作原理電橋的四個臂：CN—標(biāo)準(zhǔn)電容器ZX—被試品

C4—可調(diào)電容R3—可調(diào)電阻

P—檢流計

電橋平衡時：各橋臂復(fù)數(shù)阻抗值應(yīng)滿足

Zx?Z4=ZN?Z3可推導(dǎo)出：tgσ=ωR4C4，Cx≈CNR4/R3為了便于計算,在儀表制造時,將R4=104/п、f=50HZ，則：tgδ=100п*104/п*C4=106C4(法)=C4(微法)即當(dāng)電橋調(diào)到平衡時，tgδ=C4。測量電容量Cx有時對于判斷其絕緣狀況也是有價值的。對于電容型套管，如果Cx明顯增加，常表示內(nèi)部電容層間有短路現(xiàn)象或有水分浸入。五、試驗接線

正接法：被試品兩端對地絕緣，實驗室采用，安全。

反接法：被試品一端固定接地，一般現(xiàn)場試驗采用，為了保證安全，使用絕緣桿操作；或電橋和操作人員一起置于絕緣板上；或置于法拉第籠內(nèi)，使操作人員與R3C4處于等電位。屏避線（專用線）的作用：電橋和CXCN的雜散電流從AB兩點入地，避免測量誤差。AB兩點接放電管F，防止電橋本體出現(xiàn)較高的電位差六、影響tgδ測量精度的因素

1、溫度的影響一般絕緣的tgδ值均隨溫度的上升而增加。一般來說，對各種被試品，不同溫度下tgδ的值是不可能通過通常的換算式獲得準(zhǔn)確的換算的，應(yīng)盡量爭取在差不多的溫度條件下測出tgδ值，并以此來作相互比較。通常都以20℃時的作為參考標(biāo)準(zhǔn)，為此，一般要在10~30℃范圍內(nèi)測量。

影響tgδ的因素2、頻率的影響在一定的頻率范圍內(nèi)，tgδ隨f的增加而增加。增加到一定程度（f0），頻率轉(zhuǎn)換太快，極化不完全，介質(zhì)損耗將隨f的增加而減小。一般試驗采用的電源都是50HZ，所以f的影響在現(xiàn)場中不予考慮。

影響tgδ的因素3、電壓的影響一般說來，良好的絕緣在其額定電壓范圍內(nèi)，絕緣的tgδ是幾乎不變的，但如絕緣中存在氣泡，分層、脫殼等，情況就不同了。當(dāng)所加試驗電壓尚不足以使絕緣中的氣泡或氣隙游離時，其tgδ與良好的絕緣無顯著差別：當(dāng)所加試驗電壓足以使絕緣中的氣泡或氣隙游離或足以使絕緣產(chǎn)生電暈或局部放電等情況時，tgδ值將隨U迅速增大。 一、局部放電

1.局部放電的概念：

PartialDischarge,簡稱為PD:由于電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣存在弱點，在一定外施電壓下發(fā)生的局部的重復(fù)擊穿和熄滅現(xiàn)象。

2.局部放電的危害：

局部放電發(fā)生在一個或幾個絕緣內(nèi)部的氣隙或氣泡之中。由于放電能量很小，不影響電氣設(shè)備的短時絕緣強度。局部放電產(chǎn)生的一些不良效應(yīng)，如不良化合物的產(chǎn)生，就可以慢慢地損壞絕緣，最后可導(dǎo)致整個絕緣被擊穿，發(fā)生突發(fā)性故障。試驗四

局部放電測量

3.局部放電的特點：

當(dāng)介質(zhì)內(nèi)部發(fā)生局部放電時，伴隨著發(fā)生許多現(xiàn)象。有些屬于電的：如電脈沖的產(chǎn)生，介質(zhì)損耗的增大和電磁波放射；有些屬于非電的：如光、熱、噪音、氣體壓力的變化和化學(xué)變化

4.局部放電的檢測：

這些現(xiàn)象都可以用來判斷局部放電是否存在，因此檢測的方法也可以分為電的和非電的兩類。測量局部放電的幾種方法

絕緣油的氣相色譜分析法：這項試驗是通過檢查電氣設(shè)備油樣內(nèi)所含的氣體組成的含量來判斷設(shè)備內(nèi)部的隱藏缺陷。

超聲波探測法：在電氣設(shè)備外壁放上由壓電元件和前置放大器組成的超聲波探測器，用以探測局部放電所造成的超聲波，從而了解有無局部放電的發(fā)生，粗測其強度和發(fā)生的部位。

脈沖電流法：測PD所形成的脈沖電流大小以判斷絕緣PD的強弱程度，這種方法可以給出定量的結(jié)果，目前規(guī)程中已規(guī)定了定量的指標(biāo)。二、局部放電的基本物理過程局部放電的三電容模型Cg：氣泡的電容Cb：和Cg相串聯(lián)部分的介質(zhì)電容Ca：其余大部分絕緣的電容局部放電機理

首次放電

氣泡兩端ug隨外加電壓u的升高而升高；當(dāng)u上升到Us時，ug到達氣泡的放電電壓Ug時，Cg氣隙放電。于是Cg上的電壓一下子從Ug

下降到Ur，然后放電熄滅。Ur叫做殘余電壓，數(shù)值上它小于Ug（絕對值），可以接近為零值。局部放電時氣隙中的電壓和電流的變化單次放電過程持續(xù)時間約10-8s數(shù)量級，含有較多高頻成分局部放電時氣隙中的電壓和電流的變化局部放電時氣隙中的電壓和電流的變化

放電火花一熄滅，Cg兩端的電壓將再次上升，由于此時Cg已經(jīng)有了一個初始的直流電壓Ur。外加電壓仍在上升，Cg上的電壓也順勢而上升，當(dāng)它再次升到Ug時，Cg再次放電，電壓再次降到Ur，放電再次熄滅。放電機理當(dāng)氣泡兩端Cg放電時，放電總電容Cg：

Cg上的電壓變化為(UgUr)，故一次脈沖放出的電荷qr真實放電量當(dāng)Ca>>Cb，Cg>＞Cb，Ur=0時，qr

≈UgCg在實際試驗時，上式中所表達的各個量，都是無法實測的。所以要尋求其它能反映局部放電的量來測量。外施電壓是作用在Ca上的，當(dāng)Cg上的電壓變動(Ug-Ur)時，會造成外施電壓的變化量U（可以測量）應(yīng)為這個圖可以解釋這個公式的由來．

由此兩式得總電容上的電壓變化量U：

相應(yīng)的電荷變化量q（視在放電量）：

把U式代入上式q，可得

這個式子建立了真實放電量和視在放電量之間的關(guān)系 真實放電量：

qr，是無法測量的 （1）視在放電量：

q， 其表達式中的量都是可以測得的。它是局部放電試驗中的重要參量，國際和國家標(biāo)準(zhǔn)中，對于各類高壓設(shè)備的視在放電量△q的允許值均有所規(guī)定

q比真實放電量qr小得多，它以pC作為計量單位。2.表征局部放電的重要參數(shù)放電重復(fù)率N （2）放電重復(fù)率N：所以定義一秒鐘內(nèi)產(chǎn)生的脈沖數(shù)叫做放電重復(fù)率N，可以通過實驗求得

如果每半周內(nèi)的放電次數(shù)為n，則N=2fn=100n

（3）放電能量

一次脈沖放電能量W

當(dāng)外施電壓由零上升到Us時，Cg上的電壓為Ug，即

可得

如Ur≈0，則

放電能量的大小對電介質(zhì)的老化速度有很大影響

局部放電的其它表示方法

為了表征局部放電在一定期間內(nèi)的平均綜合效應(yīng)，還提出了各種累積參數(shù)，如平均放電電流，放電功率等。

有時還測量局部放電的起始放電電壓和熄滅電壓

影響局部放電特性的多種因素：主要有電壓的幅值、電壓的波形和頻率、電壓的作用時間、環(huán)境的溫度及濕度和氣壓等3局部放電測量的基本回路—電檢測法

發(fā)生局放時，試品兩端會出現(xiàn)一個瞬時的電壓變化，在檢測回路中引起一高頻脈沖電流，將它轉(zhuǎn)化成電脈沖后就可以進行測量。（a）串聯(lián)測量回路Ck—耦合電容，為Cx與檢測阻抗Zm之間提供一個低阻抗的通道（電源本身由于高頻感抗而無法提供），Ck內(nèi)部必須無局放，值較大以增大Zm上的信號；Z—低通濾波器，以防局放時放電脈沖被電源的雜散電容旁路，同時也可阻止電源本身的干擾脈沖進入試品和測量支路局放并聯(lián)、橋式測量回路（b）并聯(lián)測量回路（c）橋式測量回路適合于試品一端接地的情況外部干擾在Zm和Z`m上的干擾信號基本抵消測量儀器：示波器，峰值表，脈沖計數(shù)器對放電量大小的規(guī)定我國試驗規(guī)程規(guī)定（1）固體絕緣互感器：電壓為時，放電量不大于100pC，Um為系統(tǒng)最高額定線電壓充油互感器：放電量不大于20pC（2）110kV及以上新套管 油紙電容式：不大于20pC

膠紙電容式：不大于400pC

國標(biāo)規(guī)定：220kV及以上的電力變壓器必須做PD試驗電力變壓器PD測試的加壓過程圖中U1為最高額定線電壓UmU2：

或要求在

的U2值下，q≤300pC或要求在

的U2值下，q≤500pC4局放測量中的抗干擾措施

電磁干擾來源

（1）與局放信號一起通過電流傳感器進入監(jiān)測系統(tǒng)的干擾 （2）監(jiān)測系統(tǒng)本身的干擾

干擾類別

（1）周期型干擾：系統(tǒng)高次諧波、載波通訊以及無線電通訊等 （2）脈沖型干擾：電力電子器件產(chǎn)生的高頻涌流、脈沖型干擾和高壓線路上的電暈放電、電弧放電等 （3）白噪聲：線圈熱噪聲、地網(wǎng)的噪聲和動力電源線以及變壓器繼電保護信號線路中耦合進入的各種噪聲等。干擾的抑制從干擾源、干擾途徑、信號后處理入手可從以下幾方面區(qū)分局放信號和干擾信號；工頻相位、頻譜、脈沖幅度和幅度分布、信號極性、重復(fù)率和物理位置等。試驗中所使用的設(shè)備應(yīng)盡量采用無暈設(shè)備，特別是試驗變壓器和耦合電容Ck。濾波器的性能要好，要做到電源與測量回路的高頻隔離。試驗時間應(yīng)盡量選擇在干擾較小的時段，如夜間等。測量回路的參數(shù)配合要適當(dāng)，耦合電容要盡量不小于試品電容Cx，使得在局部放電時Cx與Ck間能很快地轉(zhuǎn)換電荷。必須對測量設(shè)備進行校準(zhǔn)。4.4電壓分布的測量

高壓輸電線路絕緣子串電壓分布模型一、絕緣子串的等值電路及電壓分布曲線二、電壓分布的測量

檢測零值絕緣子火花間隙法——短路叉小球放電法紅外熱像儀法測量電壓分布阻容分壓法因為懸式絕緣子的機械強度較高，并且按需要可以組合成適合各種電壓等級、各種機械荷載的絕緣子串，因而被廣泛使用。試驗5

耐壓試驗

耐壓試驗（又稱：破壞性試驗）因試驗電壓較高，有可能使被試絕緣擊穿或放電。擊穿——當(dāng)作用在電介質(zhì)的電場強度超過某一臨界值時，電介質(zhì)的固有絕緣性能即完全喪失，而轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)體，這種現(xiàn)象稱為電介質(zhì)的擊穿。明顯特征：發(fā)光、發(fā)聲、電流突增、電壓突降。為什么要進行耐壓試驗？

前面我們討論的絕緣電阻試驗、泄漏電流試驗、tgδ試驗等試驗的電壓較低，得到的結(jié)果只能判斷被試絕緣的特性變化，以及在一定程度上判斷被試絕緣是否受潮或老化，但不能確切地判斷其耐壓性能的好壞。在肯定被試絕緣的特征沒有異常變化，或者是由于受潮引起的可逆性變化，經(jīng)過干燥過濾以后，再進行耐壓試驗。工頻交流耐壓試驗

一、對交流電壓試驗的基本要求1、試驗電壓值的選?。≒37）2、試驗電壓的頻率一般應(yīng)在45HZ—55HZ范圍內(nèi)。3、試驗電壓的波形應(yīng)接近于正弦波形?！咴囼炿妷翰ㄐ纹x正弦形越大，則含高次諧波分量越多。諧波分量越多，在被試品上由于諧振現(xiàn)象產(chǎn)生過電壓會使合格的試品擊穿；試品中介質(zhì)損耗增大，引起熱擊穿，還會影響測量結(jié)果。4、試驗電壓應(yīng)有足夠的穩(wěn)定性，試驗電源容量不能太小。5、施加電壓時，應(yīng)從相當(dāng)?shù)碗妷洪_始，緩慢升高電壓到試驗電壓值。在被試絕緣上保持一定的時間（1min）,然后迅速降壓，但不能突然切斷，以免出現(xiàn)過電壓。∵規(guī)定一分鐘時間是為了便于觀察被試品的情況，同時也為了使已經(jīng)開始擊穿的缺陷暴露出來。但耐壓時間不應(yīng)太長，以免引起不應(yīng)有的絕緣損傷，甚至本來合格的絕緣發(fā)生熱擊穿。∵因試品均為電容性負荷，電容性的負荷電流流經(jīng)變壓器和調(diào)壓器的漏抗，將造成被試品上的電壓升高（見圖10、圖11）。對一次繞組突然加壓，而不是由零電壓逐漸升變；或尚有較高電壓時突然將電源切斷，而不是均勻退到零，都會產(chǎn)生過電壓。試驗設(shè)備及試驗接線

1、試驗變壓器Ue

按試品的需要并與調(diào)壓器匹配進行選擇。當(dāng)單個試驗變壓器的額定電壓超過500~750KV后，由于制造上及運輸均不方便，常采用幾個變壓器串接的方式。Se

應(yīng)大于在試品上所加必須的試驗電壓與流過試品的電容電流的乘積，并且在試品擊穿或閃絡(luò)時能短時維持電弧。2、調(diào)壓器

因絕緣介質(zhì)在不同加壓方式及不同波形電壓的作用下，擊穿特性是不同的。為了便于比較，對加壓方式及電壓波形作了統(tǒng)一規(guī)定，即“輸出的交流高壓應(yīng)能連續(xù)而平滑調(diào)節(jié)，且力求使波形為正弦波，頻率在45~50HZ的范圍內(nèi)”，欲達到以上目的，就必須使用調(diào)壓器來實現(xiàn)。3、保護電阻

R1——保護變壓器，以防試品突然擊穿時，沖擊電壓危害變壓器繞組縱絕緣。短時內(nèi)，大部分電壓作用在R1上，一般取0.1Ω/V。通常用線繞電阻或水阻。R2——保護球隙，以防球隙放電時高壓燒壞球面和試品無辜擊穿，R2取1Ω/V。保護電阻應(yīng)有足夠的功率，保證在試驗過程中是熱穩(wěn)定的，保護電阻應(yīng)有足夠的長度保證被試品擊穿時，不會發(fā)生沿面閃絡(luò)。4、保護球隙

其擊穿電壓調(diào)到115%~120%Us在誤操作或產(chǎn)生諧振過電壓時，球隙先行擊穿，使過流保護動作而切斷電源，保護試品免遭不應(yīng)有的擊穿。5、試驗電壓的測量⑴用電容分壓首先校準(zhǔn)分壓比⑵直接用球隙測量根據(jù)球隙距離，查出標(biāo)準(zhǔn)條件下的放電電壓值U0，并由試驗時的大氣條件算出δ值，則球隙放電電壓U=δU0

該測量法的缺點是球隙需要放電才能測量注意：當(dāng)試品的電容量較大時，Ic在試驗變壓器的漏抗上就會產(chǎn)生較大的壓降，由于被試品上電壓與變壓器漏抗上的電壓相位相反，有可能使被試品上的電壓比試驗變壓器的輸出電壓還高，因此要求在被試品上直接測量電壓。操作步驟

1、按照原理接線圖，合理布置現(xiàn)場，準(zhǔn)確接線。2、調(diào)壓器置零位，調(diào)整球隙的放電電壓至115%~120%Us。3、接上試品，合上電源，加壓至試驗電壓值后，保持1min，迅速均勻地降壓至零。4、試品接地放電。

試驗結(jié)果的分析判斷

1、一般試品根據(jù)以下情況可判斷試品擊穿。1）如果電流表的指示突然上升。但當(dāng)試品的電容量較大或試驗變壓器容量不夠時，電流表指針會下降。2）進行高壓側(cè)直測時，電壓表指示突然下降。3）過電流繼電器動作使接觸器跳閘。4）試品絕緣出現(xiàn)冒煙、閃絡(luò)等現(xiàn)象。試驗結(jié)果的分析判斷2、當(dāng)試品為有機絕緣材料時，耐壓后，若發(fā)生普遍或局部發(fā)熱現(xiàn)象，則表明絕緣不良。3、當(dāng)試品為純瓷絕緣材料時，在排除由于外界因素引起局部放電之后仍出現(xiàn)，則表明絕緣不良。六、直流耐壓試驗

與交流耐壓試驗的區(qū)別

同屬破壞性試驗，都是對試品施加超過工作電壓一定倍數(shù)的高電壓，且經(jīng)歷一定的時間，用來反映設(shè)備運行中的過電壓作用，對設(shè)備的絕緣性能進行嚴格的考驗。與交流耐壓試驗的區(qū)別交流耐壓試驗比直流耐壓試驗更接近于實際而且試驗簡單，但對于電壓過高而且容量過大的設(shè)備，由于條件限制而不能進行。與交流耐壓試驗的區(qū)別直流耐壓試驗：由于直