變壓器檢修實(shí)訓(xùn)教案三

教案XADX-QR-61No.Wangsf-10-08-04授課日期編寫(xiě)教師王淑芬班別081軍變一083軍變一09軍變二編寫(xiě)時(shí)間2.27課題變壓器試驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)絕緣電阻，直流電阻試驗(yàn)重點(diǎn)試驗(yàn)方法難點(diǎn)試驗(yàn)原理及接線教具變壓器試驗(yàn)設(shè)備及測(cè)量裝置作業(yè)試驗(yàn)報(bào)告提問(wèn)問(wèn)題課后回憶審批年月日教案（續(xù)頁(yè)）XADX-QR-61續(xù)P__絕緣電阻和吸收比試驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康暮驮斫^緣介質(zhì)在直流電壓的作用下要產(chǎn)生極化、電導(dǎo)等物理過(guò)程。絕緣介質(zhì)的極化和電導(dǎo)都要形成電流。由電子式極化、離子式極化所形成的電流，通常叫充電電流，也叫電容電流。由于這兩種極化過(guò)程極為短暫，可以看成是瞬間完成的。因此電容電流在加直流電壓后很快就衰減為零，如圖ZY1800202001—1（b）中曲線i1所示。其電流回路在等值電路中用一個(gè)純電容C1表示，如圖ZY1800202001—1（a）所示。絕緣介質(zhì)中的偶極子，在直流電壓作用下要發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，即發(fā)生偶極式極化，形成電流；另外，如果絕緣是由不同材料復(fù)合而成，或者絕緣材料是不均勻的，那么在不同絕緣材料或不均勻材料的交界面上還會(huì)產(chǎn)生夾層式極化，形成電流。由偶極式極化和夾層式極化形成的電流叫吸收電流。吸收電流隨時(shí)間的增加而衰減。由于偶極式極化的過(guò)程較長(zhǎng)，夾層式極化的過(guò)程更長(zhǎng)，所以吸收電流比電容電流衰減的慢得多，如圖ZY1800202001—1（b）中曲線i2所示。其電流回路在等值電路中用一個(gè)電容C和電阻r串聯(lián)表示，如圖ZY1800202001—1（a）所示。此外，絕緣介質(zhì)中還有極少數(shù)帶電質(zhì)點(diǎn)（主要是離子），在電場(chǎng)的作用下發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流，這部分電流叫電導(dǎo)電流，又叫泄漏電流，它在加電壓以后很快就趨于恒定，如圖ZY1800202001—1（b）中曲線i3所示。其電流回路在等值電路中用一個(gè)純電阻R表示，如圖ZY1800202001—1（a）所示。圖ZY1800202001—1直流電壓下絕緣介質(zhì)中電流的構(gòu)成（a）絕緣介質(zhì)的等值電路；（b）直流電壓下通過(guò)絕緣介質(zhì)的電流絕緣介質(zhì)在直流電壓作用下的上述三種電流的總和如圖ZY1800202001—1（b）中曲線i所示，即i=i1+i2+i3。在直流電壓作用下流過(guò)絕緣介質(zhì)的總電流i隨時(shí)間變化的曲線，通常稱為吸收曲線。從吸收曲線可以看出，電容電流i1和吸收電流i2經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后趨近于零，因此i趨近于i3。所謂絕緣電阻就是指加于試品上的直流電壓與流過(guò)試品的泄漏電流之比，即R=U／i3（ZY1800202001—1)式中R——試品的絕緣電阻，MΩ；U——加于試品兩端的直流電壓，V；i3——對(duì)應(yīng)于電壓U流過(guò)試品中的泄漏電流，μA。由式（ZY1800202001—1)可知，在一定的直流電壓下，流過(guò)絕緣的電流與其絕緣電阻成反比。絕緣電阻越大，則流過(guò)絕緣的電流越小。良好潔凈的絕緣，無(wú)論絕緣體內(nèi)或是表面的離子數(shù)都很少，電導(dǎo)電流很小，絕緣電阻值很大。如果絕緣存在貫通的集中性缺陷，例如開(kāi)裂、臟污，特別是絕緣受潮以后，絕緣的導(dǎo)電離子數(shù)急劇增加，電導(dǎo)電流明顯上升，絕緣電阻明顯下降。所以根據(jù)絕緣電阻的大小，可以了解絕緣的狀況，能有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)備局部或整體受潮和臟污，以及絕緣擊穿和嚴(yán)重過(guò)熱老化等缺陷。絕緣電阻有體積絕緣電阻和表面絕緣電阻之分。我們真正關(guān)心的是體積絕緣電阻。當(dāng)絕緣受潮或有其他貫通性缺陷時(shí)，體積絕緣電阻降低。因此體積絕緣電阻的大小標(biāo)志著絕緣介質(zhì)內(nèi)部絕緣的優(yōu)劣。在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中，當(dāng)測(cè)量得到的試品絕緣電阻低時(shí)，應(yīng)采取屏蔽措施，排除表面絕緣電阻的影響，以便測(cè)得真實(shí)準(zhǔn)確的體積絕緣電阻值。對(duì)大容量試品（如變壓器、發(fā)電機(jī)、電纜等），吸收曲線i隨時(shí)間衰減較慢，其中尤其是吸收電流i2隨時(shí)間衰減較慢。所以通常要求在加壓1min（或10min）后，讀取兆歐表指示的值，作為被試品的絕緣電阻值。另外對(duì)大容量試品，還要求測(cè)量吸收比和極化指數(shù)。吸收比是指60s和15s時(shí)絕緣電阻的比值，用K表示。即K=R60s/R15s（ZY1800202001—2）式中R60s、R15s——分別為加壓60s和15s時(shí)的絕緣電阻，MΩ。測(cè)量吸收比的試驗(yàn)叫做吸收比試驗(yàn)。它僅適用于電容量較大的設(shè)備（如變壓器、發(fā)電機(jī)、電纜等），對(duì)其它電容量小的設(shè)備，因吸收現(xiàn)象不明顯，故無(wú)實(shí)用價(jià)值。絕緣良好時(shí)吸收比應(yīng)大于1.3。絕緣受潮后吸收比值降低，因此它是判斷絕緣是否受潮的一個(gè)重要指標(biāo)。有時(shí)絕緣具有較明顯的缺陷（例如絕緣在高壓下?lián)舸?，吸收比值仍然很好。故吸收比不能用?lái)發(fā)現(xiàn)受潮、臟污以外的其他局部絕緣缺陷。對(duì)于吸收過(guò)程較長(zhǎng)的大容量設(shè)備（如變壓器、發(fā)電機(jī)、電纜等），有時(shí)用R60s/R15s的吸收比值尚不足以反映絕緣介質(zhì)的電流吸收全過(guò)程。為了更好地判斷絕緣是否受潮，可采用10min和1min（即60s）時(shí)絕緣電阻的比值進(jìn)行衡量，稱為絕緣的極化指數(shù)，用P表示。即P=R10min/R1min(ZY1800202001—3)式中R10min、R1min——分別為加壓10min和1min時(shí)的絕緣電阻，MΩ。極化指數(shù)測(cè)量加壓時(shí)間較長(zhǎng)，其值與溫度無(wú)關(guān)。根據(jù)規(guī)程規(guī)定，極化指數(shù)一般不小于1.5。二、絕緣電阻表的工作原理（一）絕緣電阻表的工作原理1．手搖式絕緣電阻表圖ZY1800202001–2手搖式絕緣電阻表原理接線手搖式絕緣電阻表的原理接線如圖ZY1800202001—2所示。圖中RA、Rv分別為與流比計(jì)電流線圈LA和電壓線圈圖ZY1800202001–2手搖式絕緣電阻表原理接線生不同方向的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。由于力矩差的作用，使可動(dòng)部分旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)線圈所受的力也隨著改變，一直旋轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)動(dòng)力矩與反力矩平衡時(shí)為止。指針的偏轉(zhuǎn)角α與并聯(lián)電路中電流的比值有關(guān)，而并聯(lián)電路電流的分配與其電阻值成反比，所以偏轉(zhuǎn)角的大小就反應(yīng)了被測(cè)絕緣電阻值的大小。手搖式絕緣電阻表有三個(gè)接線端子：即線路端子“L”、接地端子“E”和屏蔽端子“G”。屏蔽端子“G”直接與電源的負(fù)極相連，使漏電流直接從屏蔽端子“G”流回電源，而不經(jīng)過(guò)測(cè)量機(jī)構(gòu)，防止給測(cè)量結(jié)果造成誤差，起著屏蔽表面泄漏電流的作用。2．?dāng)?shù)字式絕緣電阻表數(shù)字式絕緣電阻表是將直流電源變頻直流高壓，通過(guò)程序控制使各種絕緣測(cè)試可由菜單選擇自動(dòng)進(jìn)行。測(cè)量范圍比手搖式絕緣電阻表廣，顯示直觀準(zhǔn)確，操作簡(jiǎn)單，因此目前得到廣泛應(yīng)用。（二）絕緣電阻表的負(fù)載特性絕緣電阻表的負(fù)載特性是指絕緣電阻表所測(cè)的絕緣電阻值和端電壓的關(guān)系曲線，如圖ZY1800202001—3所示。當(dāng)被試品絕緣電阻過(guò)低時(shí)，絕緣電阻表的端電壓將顯著下降。端電壓劇烈下降時(shí)，測(cè)得的絕緣電阻值就不能反映絕緣的真實(shí)情況。因此當(dāng)絕緣電阻圖ZY1800202001–3絕緣電阻表的負(fù)載特性表的圖ZY1800202001–3絕緣電阻表的負(fù)載特性就較低。不同類型的絕緣電阻表，其負(fù)載特性不同。因此對(duì)同一被試品用不同型號(hào)的絕緣電阻表，測(cè)量結(jié)果就有一定差異。所以在測(cè)量絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)時(shí)，應(yīng)選擇最大輸出電流2mA以上、在測(cè)量絕緣電阻范圍內(nèi)負(fù)載特性平穩(wěn)的絕緣電阻表，并且同類設(shè)備盡量采用同一型號(hào)的絕緣電阻表，這樣才能得到正確的結(jié)果。三、試驗(yàn)接線和步驟（一）試驗(yàn)接線測(cè)量時(shí)，絕緣電阻表的線路端子“L”接于被試設(shè)備的高壓導(dǎo)體上，接地端子“E”接于被試設(shè)備的外殼或地上，屏蔽端子“G”接于被試設(shè)備的屏蔽環(huán)上，以消除表面泄漏電流的影響。被試品上的屏蔽環(huán)應(yīng)接近加壓的高壓端而遠(yuǎn)離接地部分，減少屏蔽對(duì)地的表面泄漏，以免造成兆歐表過(guò)載。屏蔽環(huán)可用保險(xiǎn)絲或軟銅線緊纏幾圈而成。（二）試驗(yàn)步驟1．選擇絕緣電阻表絕緣電阻表按其額定電壓分為500V、1000V、2500V、5000V等幾種。應(yīng)根據(jù)被試品的額定電壓來(lái)選擇兆歐表，兆歐表的額定電壓過(guò)高，可能在測(cè)試中損壞被試品絕緣。2．檢查絕緣電阻表使用前應(yīng)檢查絕緣電阻表是否完好。手搖式絕緣電阻表的檢查方法是：將絕緣電阻表水平放置，當(dāng)絕緣電阻表轉(zhuǎn)速尚在低速旋轉(zhuǎn)時(shí)，用導(dǎo)線瞬時(shí)短接“L”和“E”端子，指針應(yīng)指“0”。再將“L”和“E”端子開(kāi)路，驅(qū)動(dòng)絕緣電阻表達(dá)額定轉(zhuǎn)速（約120r/min），指針應(yīng)指“∞”。指針式電動(dòng)絕緣電阻表的檢查方法是：將絕緣電阻表水平放置，當(dāng)絕緣電阻表“L”和“E”端子開(kāi)路時(shí)，合上電源開(kāi)關(guān)，調(diào)整“∞”旋鈕，其指針應(yīng)指“∞”。再將絕緣電阻表“L”和“E”端子短路，合上電源開(kāi)關(guān)，調(diào)整“0”旋鈕，其指針應(yīng)指“0”，斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)。數(shù)字式電動(dòng)絕緣電阻表的檢查方法是：將絕緣電阻表水平放置，當(dāng)絕緣電阻表“L”和“E”端子開(kāi)路時(shí)，合上電源開(kāi)關(guān)，其數(shù)字應(yīng)顯示最大值。再將絕緣電阻表“L”和“E”端子短路，合上電源開(kāi)關(guān)，其數(shù)字應(yīng)顯示“0”，斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)。如果絕緣電阻表的指示不對(duì)，則需調(diào)換或修理后再使用。3．對(duì)被試品斷電和放電對(duì)運(yùn)行中的設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)前，應(yīng)確認(rèn)該設(shè)備已斷電，再對(duì)地進(jìn)行充分放電。對(duì)電容量較大的被試品（如發(fā)電機(jī)、電纜、大中型變壓器、電容器等），放電時(shí)間不少于5min。放電時(shí)應(yīng)用絕緣棒等工具進(jìn)行，不得用手碰觸放電導(dǎo)線。4．清潔被試品用干燥清潔柔軟的布擦去被試品外絕緣表面的臟污，必要時(shí)用適當(dāng)?shù)那鍧崉┫磧簟?．接線按上述的接線方法進(jìn)行接線。接線中，由絕緣電阻表到被試品的連線應(yīng)盡量短。6．測(cè)量絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)接好線后，驅(qū)動(dòng)絕緣電阻表達(dá)額定轉(zhuǎn)速或接通絕緣電阻表電源，待指針?lè)€(wěn)定后（或60s），讀取絕緣電阻值。測(cè)量吸收比和極化指數(shù)時(shí)，先驅(qū)動(dòng)絕緣電阻表至額定轉(zhuǎn)速，待指針指“∞”時(shí)，用絕緣工具將端子“L”立即接至被試品上，同時(shí)記錄時(shí)間，分別讀出15s和60s（或1min和10min）時(shí)的絕緣電阻值。讀數(shù)完畢以后，先斷開(kāi)接至被試品高壓端的連接線，然后再停止搖轉(zhuǎn)，否則有可能由于被試品電容電流反充電而損壞絕緣電阻表。在試驗(yàn)大容量設(shè)備時(shí)更要注意這一點(diǎn)。若測(cè)得的絕緣電阻值過(guò)低或三相不平衡時(shí)，應(yīng)進(jìn)行分解試驗(yàn)，查明絕緣不良部分。7．對(duì)被試品放電測(cè)量結(jié)束后，被試品對(duì)地還應(yīng)進(jìn)行充分放電，對(duì)電容量較大的被試品，其放電時(shí)間同樣不應(yīng)少于5min。8．記錄記錄的內(nèi)容包括被試品的名稱、編號(hào)、銘牌規(guī)范、運(yùn)行位置，被試絕緣的溫度，試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的濕度，天氣情況，試驗(yàn)日期，試驗(yàn)人員，使用儀表以及測(cè)量被試品所得的絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)值等。四、影響因素影響絕緣電阻的因素主要有：1．溫度的影響溫度對(duì)絕緣電阻的影響很大，一般絕緣電阻是隨溫度上升而減小的。因?yàn)楫?dāng)溫度升高時(shí)，絕緣介質(zhì)中的極化加劇，電導(dǎo)增加，使絕緣電阻值降低。2．濕度和臟污的影響濕度對(duì)表面泄漏電流的影響較大。絕緣表面吸附潮氣，瓷套表面形成水膜，常使絕緣電阻顯著降低。此外，由于某些絕緣材料有毛細(xì)管作用，當(dāng)空氣中的相對(duì)濕度較大時(shí)，會(huì)吸收較多的水分，電導(dǎo)增加，使絕緣電阻值降低。絕緣表面的臟污也使其表面電阻大大降低，絕緣電阻顯著下降。3．放電時(shí)間的影響每測(cè)完一次絕緣電阻后，應(yīng)將被試品充分放電，放電時(shí)間應(yīng)大于充電時(shí)間，以便將剩余電荷放盡。否則，在重復(fù)測(cè)量時(shí)，由于剩余電荷的影響，其充電電流和吸收電流將比第一次測(cè)量時(shí)小，因而造成吸收比減小，絕緣電阻值增大的虛假現(xiàn)象。4．感應(yīng)電壓的影響由于帶電設(shè)備與停電設(shè)備之間的電容耦合，使停電設(shè)備帶有一定電壓等級(jí)的感應(yīng)電壓，感應(yīng)電壓對(duì)絕緣電阻測(cè)量的影響很大。當(dāng)感應(yīng)電壓強(qiáng)烈時(shí)，可能損壞兆歐表或造成指針亂擺，得不到真實(shí)的測(cè)量值。必要時(shí)應(yīng)采取電場(chǎng)屏蔽等措施克服感應(yīng)電壓的影響。五、對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析判斷1．絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)的數(shù)值所測(cè)得的絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)的數(shù)值不應(yīng)小于一般允許值（參照相關(guān)規(guī)程)。若低于一般允許值，應(yīng)進(jìn)一步分析，查明原因。對(duì)電容量較大的高壓電氣設(shè)備的絕緣狀況，主要以吸收比和極化指數(shù)的大小作為判斷的依據(jù)。如果吸收比和極化指數(shù)有明顯下降者，說(shuō)明絕緣受潮或油質(zhì)嚴(yán)重劣化。2．試驗(yàn)數(shù)值的相互比較將所測(cè)的絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)，與該設(shè)備出廠、交接、歷年、大修前后和耐壓前后的數(shù)值進(jìn)行比較，與其他同類設(shè)備比較，同一設(shè)備各相間比較，比較結(jié)果均不應(yīng)有明顯的降低或較大的差異。否則應(yīng)引起注意，對(duì)重要的設(shè)備必須查明原因。3．應(yīng)排除溫度、濕度、臟污的影響由于溫度、濕度、臟污等條件對(duì)絕緣電阻的影響很明顯，所以在對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析判斷時(shí)，應(yīng)排除這些因素的影響，特別應(yīng)考慮溫度的影響。應(yīng)設(shè)法將不同溫度下所測(cè)得的絕緣