高電壓第三章

高電壓第三章第一頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)綜述三、絕緣試驗(yàn)分類1、絕緣特性試驗(yàn)也稱非破壞性試驗(yàn)。在較低的電壓或是用其他不會(huì)損傷絕緣的辦法來測量絕緣的各種特性，從而判斷絕緣內(nèi)部有無缺陷。特點(diǎn)：（1）無破壞性；（2）綜合分析；（3）能全面檢查缺陷的性質(zhì)和程度。2、耐壓試驗(yàn)也稱破壞性試驗(yàn)。模仿設(shè)備絕緣在運(yùn)行中可能出現(xiàn)的各種電壓，對絕緣施加與之等價(jià)或更為嚴(yán)峻的電壓，從而考驗(yàn)絕緣耐受這類電壓的能力。特點(diǎn)：（1）最有效；（2）具有破壞性（在做耐壓試驗(yàn)前必須先做特性試驗(yàn)）。第二頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)一、絕緣電阻、吸收比的測量1、概述許多電氣設(shè)備的絕緣都是多層的。多層介質(zhì)的特性可以粗略地用雙層介質(zhì)模型來分析。S剛合上瞬間，電壓按電容分配：此時(shí)介質(zhì)1、2上的電壓將逐漸過渡到按電阻分配。達(dá)到穩(wěn)態(tài)，此電流此時(shí)：第三頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)如果U1∞比U10小，則過渡過程中C1放電，C2進(jìn)一步充電；反之則C2放電，C1充電。過渡過程中，電壓u按下式由起始電壓U0逐漸過渡到穩(wěn)態(tài)電壓U∞，即由此可得第四頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)過渡過程中流過C2的充電電流同時(shí)，流過R2的電流流過外電路的電流第五頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)令故

由上式可知，加上試驗(yàn)電壓后，流過試品的電流由兩部分組成：（1）傳導(dǎo)電流Ig，大小與試品總的絕緣電阻成反比；（2）吸收電流ia，其大小與試品絕緣的均勻程度密切相關(guān)。第六頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)

如果被試品絕緣嚴(yán)重受潮或是絕緣內(nèi)部有集中性導(dǎo)電通道，則絕緣電阻值顯著降低，Ig將大大增加，ia將迅速衰減。通常用吸收比K1來反映絕緣情況，有對被試品電容較大和不均勻的試品絕緣。若絕緣良好，則吸收現(xiàn)象甚明顯，K1遠(yuǎn)大于1；若絕緣受潮嚴(yán)重或是內(nèi)部有集中性導(dǎo)電通道，Ig大增，ia迅速衰減，且K1接近于1。對大型電機(jī)，還采用10min和1min時(shí)絕緣電阻之比，即極化指數(shù)第七頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)2、絕緣電阻和吸收比的測量

用兆歐表（搖表）測量。通過測量絕緣電阻和吸收比可以判斷試品是否受潮和貫穿性缺陷。判別方法：（1）同《試驗(yàn)規(guī)程》比較；（2）橫向比較；（3）縱向比較。測量注意事項(xiàng)：（1）測量時(shí)，記錄溫度，進(jìn)行換算；（2）試驗(yàn)前后對試品充分放電；（3）消除試品表面泄漏的影響。第八頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六第九頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)二、泄漏電流的測量本質(zhì)上也是測量絕緣電阻，只是所用的直流電壓較高（10kV），故發(fā)現(xiàn)一些尚未完全貫通的集中性缺陷，比兆歐表更有效。另外可以在升壓過程中監(jiān)視泄漏電流的增長動(dòng)向。第十頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六第十一頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)三、介質(zhì)損失角正切值（tanδ）的測量1、tanδ測量的意義及原理測量tanδ可以發(fā)現(xiàn)出缺陷：絕緣受潮，油或浸漬劑臟污或劣化變質(zhì)，絕緣油中氣隙放電。此時(shí)，流過絕緣的電流中有功分量增大，tanδ也加大。

tanδ是反映絕緣功率損耗大小的特性參數(shù)，與絕緣的體積大小無關(guān)。若絕緣內(nèi)的缺陷不是分布性而是集中性，則tanδ有時(shí)反映就不靈敏。當(dāng)被試品絕緣由不同的介質(zhì)組成。（1）不同的絕緣部分并聯(lián)（2）不同的絕緣部分串聯(lián)第十二頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)2、測量tanδ用的西林電橋（1）西林電橋的工作原理電橋平衡：

實(shí)部相等：

虛部相等：第十三頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)介質(zhì)并聯(lián)等值電路的介質(zhì)損耗角正切介質(zhì)串聯(lián)等值電路的介質(zhì)損耗角正切綜上同時(shí)第十四頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)3、tanδ測量的影響因素（1）外界電磁場的干擾（2）溫度的影響（3）試驗(yàn)電壓的影響（4）試驗(yàn)電容量的影響（5）試品表面泄漏的影響

第十五頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)四、局部放電的測量1、局部放電的定義在固體、液體介質(zhì)中，由于雜質(zhì)（水分、氣泡、金屬粒子）或毛刺的遭遇引起電場的嚴(yán)重畸變，在強(qiáng)場作用下，使得這些部位的場強(qiáng)超過該處物質(zhì)的電離場強(qiáng)，該處物質(zhì)就產(chǎn)生電離放電，稱局部放電。2、測量與局部放電有關(guān)參數(shù)局部放電起始電壓和熄滅電壓/每次放電脈沖的放電電荷量/所定時(shí)間內(nèi)的最大放電電荷量/每秒鐘放電脈沖的發(fā)生頻率/無線電干擾電壓3、測量方法（1）非電檢測法（噪聲/光/化學(xué)分析）；（2）電氣檢測法（介質(zhì)損耗法/脈沖電流法）。第十六頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)

第十七頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)五、電壓分布的測量

在工作電壓的作用下，沿著絕緣介質(zhì)結(jié)構(gòu)的表面會(huì)有一定的電壓分布。表面清潔，分布取決于絕緣本身的電容和雜散電容。表面染污受潮，分布取決于表面電導(dǎo)。測量絕緣表面上的電壓分布也能發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷。以清潔的輸電線路懸式絕緣子串電壓分布為例。（一）等值電路CE—各元件對地電容；CL—各元件與高壓導(dǎo)線之間的電容。線路絕緣子串等值電路第十八頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)（二）電壓分布分析1、只考慮對地電容CE2、只考慮各元件與高壓導(dǎo)線間電容CL3、綜合第十九頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期六電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)（三）解決方法為使絕緣子串上電壓分布盡可能均勻。在絕緣