绝缘实验简介解析课件

高电压实验的目的和任务高电压实验的目的和任务 n1.熟悉和掌握高电压试验的基本技术。熟悉和掌握高电压试验的基本技术。n2.通通过过实实验验，培培养养同同学学分分析析问问题题和和解解决决问问题题的的能能力力，使使同同学学们们初初步步掌掌握握进进行行高高压压实实验验研研究究的的一些基本方法。一些基本方法。n3.树树立立安安全全第第一一的的观观点点，保保证证人人身身和和设设备备的的安安全全是是进进行行高高压压试试验验特特别别强强调调的的问问题题，思思想想上上必必须自始至终保持高度的重视。须自始至终保持高度的重视。n4.培培养养同同学学重重视视实实际际、遵遵守守制制度度、爱爱护护国国家家财财产和严谨踏实的工作作风。产和严谨踏实的工作作风。高电压实验前的检查高电压实验前的检查 n检检查查设设备备、仪仪表表有有无无损损坏坏。如如有有损损坏坏,应应立立即向教师报告。即向教师报告。n检查接线是否正确。检查接线是否正确。n安安全全距距离离是是否否符符合合规规定定，带带电电部部分分与与周周围围物体的距离必须符合下表规定。物体的距离必须符合下表规定。n接接地地和和接接地地杆杆：接接地地必必须须可可靠靠。固固定定设设备备的的地地线线可可用用扁扁钢钢、铜铜条条或或铝铝条条;接接地地杆杆的的接接地地线线须须用用多多股股裸裸线线牢牢固固地地接接在在地地线线带带上上。实实验验前前，应应将将接接地地杆杆从从高高压压端端取取下下。凡凡不不参参与与实实验验的的设设备备，外外壳壳均均需需接接地地，尤尤其其是是电电容容器器，应短路接地。应短路接地。n遮拦与连锁：做高压试验，必须要有遮栏，遮拦与连锁：做高压试验，必须要有遮栏，实验者必须在遮栏外，不得向试区探头，伸实验者必须在遮栏外，不得向试区探头，伸手。每个实验室应有必要的连锁装置，如门手。每个实验室应有必要的连锁装置，如门连锁、零位连锁等。调压设备应处于零位。连锁、零位连锁等。调压设备应处于零位。n所有接线经两人检查确实无误后，再请教所有接线经两人检查确实无误后，再请教师检查。未经教师允许，同学不得擅自合闸。师检查。未经教师允许，同学不得擅自合闸。高电压实验中的注意事项高电压实验中的注意事项n1.做做高高压压实实验验必必须须严严肃肃、认认真真、精精力力集集中中。高高压压操操作作者者，手手不不要要离离开开跳跳闸闸按按扭扭，注注意意监监视视电电表表及及现现场场，不不得得擅擅离离职职守守。实实验验时时，不不得得谈谈笑笑或或进进行行其其它它工工作作。若若要要讨讨论论问问题题时时，应应先跳闸，暂停实验后进行。先跳闸，暂停实验后进行。n2.呼呼叫叫口口令令：实实验验中中的的几几项项重重要要操操作作，操操作作者者要要分分别别呼呼叫叫“高高压压合合闸闸”、去去掉掉接接地地杆杆的的口口令令，当当监监护护人人同同意意并并重重复复上上述述操操作作口口令令后后方能进行具体操作。方能进行具体操作。n3.调调压压、升升压压时时，必必须须从从零零均均匀匀缓缓慢慢的的升升压压，做完试验，应使调压器退回零位。做完试验，应使调压器退回零位。n4.当当试试品品放放电电、击击穿穿或或加加压压过过程程中中出出现现异异常常现现象象时时，应应立立即即跳跳闸闸，随随即即将将调调压压器器退退回回零零位位。(当当对对电电气气设设备备进进行行耐耐压压试试验验时时，试试验验完完毕毕先先将调压器退至零位后再跳闸将调压器退至零位后再跳闸)。n5.故故障障处处理理：当当实实验验中中发发生生故故障障时时，应应立立即即跳跳闸闸，调调压压器器退退回回零零位位，并并报报告告教教师师处处理理。若若为为人人身身事事故故，应应立立即即进进行行抢抢救救。重重大大事事故故还还要要报报告上级领导。告上级领导。n6.记记录录：必必须须有有一一人人记记录录，记记录录要要整整齐齐、清清楚楚，实实验验结结束束请请教教师师签签字字后后方方能能拆拆线线。必必要要放放电电：试试验验完完毕毕或或更更换换试试件件时时，应应切切断断电电源源将将调调压压器器退退回回零零位位，并并用用接接地地杆杆对对高高压压放放电电。当当对对电电容容器器放放电电时时，为为保保护护电电容容器器，应应使使电电容容器器先先经经电电阻阻(如水阻如水阻)放电，然后再短路放电。放电，然后再短路放电。实验后的整理实验后的整理 n1.实实验验后后，一一定定要要用用接接地地杆杆对对电电容容器器以以及及电电容容性性设设备备进进行行充充分分放放电电，并并将将接接地地杆杆放放在在该该设设备备的的高高压压端端上上，否否则则人人不不得得触及。触及。n2.将实验场所恢复整剂，仪器、仪表及将实验场所恢复整剂，仪器、仪表及拆除的导线应整齐地放回原处，切除电拆除的导线应整齐地放回原处，切除电源、关灯关窗后方离开实验室。源、关灯关窗后方离开实验室。绝缘试验的类型绝缘试验的类型非破坏性试验非破坏性试验（检查性试验）：指在较低的电压检查性试验）：指在较低的电压下或用其他不损伤绝缘的方法测量绝缘的各种特下或用其他不损伤绝缘的方法测量绝缘的各种特性，由此判断绝缘内部的缺陷。性，由此判断绝缘内部的缺陷。绝缘电阻和吸收比、泄漏电流、介质损耗角正切、绝缘电阻和吸收比、泄漏电流、介质损耗角正切、电压分布、局部放电、油中溶解气体的色谱分析电压分布、局部放电、油中溶解气体的色谱分析破坏性试验破坏性试验（耐压试验）：指在绝缘上施加高于工（耐压试验）：指在绝缘上施加高于工作电压的试验电压，直接检验绝缘的耐压水平。作电压的试验电压，直接检验绝缘的耐压水平。交流耐压、直流耐压、冲击耐压交流耐压、直流耐压、冲击耐压5 绝缘检查性试验绝缘检查性试验一一.绝缘电阻和吸收比测量绝缘电阻和吸收比测量1.多层介质的吸收现象多层介质的吸收现象随时间随时间，最终达，最终达I Ig g 电压按电容反比分配电压按电容反比分配电压按电阻正比分配电压按电阻正比分配电压过渡过程：电压过渡过程：时间常数时间常数 衰减很快衰减很快,几秒内就进入稳态几秒内就进入稳态则则2.绝缘电阻：绝缘电阻：施加直流电压时测得的电阻，通施加直流电压时测得的电阻，通常指吸收电流衰减完毕后测得的稳态电阻值。常指吸收电流衰减完毕后测得的稳态电阻值。吸收比：吸收比：K11，K1值越大，表示吸收现象越显著，绝缘的性能越好值越大，表示吸收现象越显著，绝缘的性能越好测试功效测试功效:可有效地发现：（可有效地发现：（1）两极间有穿透性的导电通道）两极间有穿透性的导电通道 （2）整体受潮或局部严重受潮）整体受潮或局部严重受潮 （3）表面污秽）表面污秽 不能发现的缺陷：不能发现的缺陷：(1)绝缘中的局部缺陷绝缘中的局部缺陷 (2)绝缘的老化绝缘的老化 判断方法：将所测电阻值与标准及以往历史数据比判断方法：将所测电阻值与标准及以往历史数据比 较较3.泄漏电流测量泄漏电流测量试验电压比兆欧表工作电压高得多试验电压比兆欧表工作电压高得多:35kV以下设备：以下设备：1030kV110kV及以上设备：及以上设备：40kV电压可随意调节，可监测泄漏电流的变化电压可随意调节，可监测泄漏电流的变化能发现兆欧表不能发现的某些绝缘缺陷能发现兆欧表不能发现的某些绝缘缺陷1234发电机泄漏电流变化曲线发电机泄漏电流变化曲线 1良好绝缘；良好绝缘；2受潮绝缘；受潮绝缘；3有集中性缺陷；有集中性缺陷；4有危险的集中性缺陷有危险的集中性缺陷泄漏电流实验接线图泄漏电流实验接线图VkVTaba接线：测量准确，接线：测量准确，A 表在低压侧，表在低压侧，读数操作安全，但试品不接地读数操作安全，但试品不接地 b接线：试品一端接地，测量系统在高压侧。为防止测量系接线：试品一端接地，测量系统在高压侧。为防止测量系统和试品高压侧电极统和试品高压侧电极及引线的电晕，需加屏蔽。仪表在高及引线的电晕，需加屏蔽。仪表在高压侧，操作观察时特别注意安全压侧，操作观察时特别注意安全二二.介质损耗角正切介质损耗角正切 的测量的测量1 1测试功效测试功效有效：整体受潮、全面老化有效：整体受潮、全面老化 b小电容试品的严重局部缺陷小电容试品的严重局部缺陷c绕组上附积油泥绕组上附积油泥 d绝缘油脏污劣化等绝缘油脏污劣化等 很少有效：大容量设备的局部缺陷很少有效：大容量设备的局部缺陷2.西林电桥西林电桥通常施加通常施加 510kV交流电压交流电压电桥平衡时：电桥平衡时：即：即：或或取取则：则：3.西林电桥接线西林电桥接线正接线：正接线：点接地，点接高压，试品两端不能接地。电桥点接地，点接高压，试品两端不能接地。电桥可调部分处于低电位，调试方便安全，主要用于实验室试验可调部分处于低电位，调试方便安全，主要用于实验室试验 反接线：反接线：点接高压，点接地，试品一端直接接地。电桥点接高压，点接地，试品一端直接接地。电桥本体应有高绝缘强度，本体应有高绝缘强度，有可靠的接地线有可靠的接地线，适用于现场试验，适用于现场试验西林电桥反接线西林电桥反接线4.测量的影响因素测量的影响因素（1）外界电磁场干扰）外界电磁场干扰屏蔽屏蔽（2）温度的影响）温度的影响尽可能在尽可能在1030的条件下测量的条件下测量（3）试验电压的影响）试验电压的影响测量测量 与与 的关系，有助的关系，有助（一般（一般510kV)于判断绝缘的状态和缺陷的类型，图于判断绝缘的状态和缺陷的类型，图3-11（5）试品电容量的影响）试品电容量的影响对电容量大的试品，测对电容量大的试品，测 不灵敏，应分别测量各部分的不灵敏，应分别测量各部分的（4）试品表面泄漏的影响）试品表面泄漏的影响将试品擦拭干净，必要时将试品擦拭干净，必要时 加屏蔽加屏蔽三三.局部放电及其测量局部放电及其测量（Partial Discharge,PD)1.局部放电一般概念局部放电一般概念对于测量套管、对于测量套管、电机、变压器、电机、变压器、电缆等绝缘的电缆等绝缘的裂缝、气泡等内裂缝、气泡等内在的局部缺陷在的局部缺陷比较有效。比较有效。气隙气隙Z局部放电等值电路局部放电等值电路形成时间形成时间气隙每次放电所释放出的电荷量为：气隙每次放电所释放出的电荷量为：真实放电量真实放电量 无法测量无法测量放电时放电时Ca 上的电压变动为：上的电压变动为：即气隙放电时，试品两端电压会下降即气隙放电时，试品两端电压会下降 ，这相，这相当于试品放掉电荷当于试品放掉电荷q：视在放电量视在放电量 但但q qq qr r，q q能相对反映能相对反映q qr r的大小的大小直流电压下的局部放电比交流电压下弱得多直流电压下的局部放电比交流电压下弱得多 2.局部放电参数局部放电参数(1)视在放电量视在放电量q(2)放电重复率放电重复率N(3)放电能量放电能量W 通常指一次放电所消耗的能量通常指一次放电所消耗的能量令令则脉冲电流：则脉冲电流：放电能量：放电能量：设气隙开始出现局部放电（设气隙开始出现局部放电（）时的外加电压）时的外加电压瞬时值为瞬时值为 ，则有：，则有：W的大小对电介质的老化速度有显著影响的大小对电介质的老化速度有显著影响 3.局部放电检测方法局部放电检测方法 伴随局部放电会出现许多现象：电气方面的如电伴随局部放电会出现许多现象：电气方面的如电流脉冲、介质损耗增大、电磁波辐射等；非电方面的流脉冲、介质损耗增大、电磁波辐射等；非电方面的如光、热、噪声、气压变化、化学变化等，利用这些如光、热、噪声、气压变化、化学变化等，利用这些派生现象可以对局部放电进行测量。派生现象可以对局部放电进行测量。(1).非电检测法非电检测法 超声波检测法超声波检测法Ultra-high Frequency,UHF（声测法声测法)工作原理：工作原理：通过检测局放产生的声波信号实现局放测量通过检测局放产生的声波信号实现局放测量特点：抗干扰能力强，使用方便，可以在运行中或耐压实验特点：抗干扰能力强，使用方便，可以在运行中或耐压实验时检测局部放电，常用作放电定位。时检测局部放电，常用作放电定位。目前体外特高频传感的目前体外特高频传感的GISGIS局部放电在线检测、定位和诊断，局部放电在线检测、定位和诊断，研究佷活跃研究佷活跃n用于局部放电测量的超声检测系统，一般都包用于局部放电测量的超声检测系统，一般都包括三个基本部分，即声电转换、电信号放大以括三个基本部分，即声电转换、电信号放大以及信号显示及信号显示。声声电电转转换换前前置置放放大大电电光光转转换换光光电电转转换换主主放放大大显显示示光纤传输声测量系统的方框图声测量系统的方框图原理：通过测量局放产生的光辐射实现局放测量。原理：通过测量局放产生的光辐射实现局放测量。光电转换后，通过检测光电流的特性光电转换后，通过检测光电流的特性可以实现局放类型识别可以实现局放类型识别。沿面放电和电晕放电用光测法效果较好沿面放电和电晕放电用光测法效果较好光检测法光检测法用气相色谱仪，通过检测变压器油分解出的各种用气相色谱仪，通过检测变压器油分解出的各种气体的组成和浓度来确定故障（局放、过热等）气体的组成和浓度来确定故障（局放、过热等）状态。局部放电引起的气相色谱特征是状态。局部放电引起的气相色谱特征是C C2 2H H2 2 和和H H2 2 的含量较大。的含量较大。特点：灵敏度高，操作简单，且设备不需要停电，特点：灵敏度高，操作简单，且设备不需要停电，适合在线绝缘监测。适合在线绝缘监测。色谱分析法（色谱分析法（DGA,Dissolved Gas Analysis)(2).电气检测法电气检测法 脉冲电流法脉冲电流法原理：发生局部放电时，试品两端出现瞬时的电原理：发生局部放电时，试品两端出现瞬时的电压降落，在检测回路中引起一高频脉冲电流，压降落，在检测回路中引起一高频脉冲电流，将它变换成电压脉冲后用示波器等测量其波形将它变换成电压脉冲后用示波器等测量其波形或幅值，由于其大小与视在放电量成正比，经或幅值，由于其大小与视在放电量成正比，经过校准就能得到视在放电量，一般单位用过校准就能得到视在放电量，一般单位用pC此方法灵敏度高，应用广泛。此方法灵敏度高，应用广泛。基本测试回路基本测试回路a)并联测试回路并联测试回路b)串联测试回路串联测试回路c)桥式测试回路桥式测试回路n数字化测试数字化测试 脉冲信号脉冲信号 传统方法用示波器方法用示波器观测观测计算机辅助测试系统与传统的测试方法相结计算机辅助测试系统与传统的测试方法相结合合,作出各种谱图和统计量，来分析局部放电作出各种谱图和统计量，来分析局部放电情况。情况。测量测量局放图形局放图形特征提取特征提取识别分类识别分类识别结果识别结果数据库数据库6 绝缘的高电压试验绝缘的高电压试验一一.工频交流耐压试验工频交流耐压试验 工频交流耐压试验是用来检验绝缘在工频交流工频交流耐压试验是用来检验绝缘在工频交流电压下的性能，在有些场合也用来等效地检验绝电压下的性能，在有些场合也用来等效地检验绝缘对操作过电压和雷电过电压的耐受能力。缘对操作过电压和雷电过电压的耐受能力。800kV工频试变工频试变工频高压试验的基本接线工频高压试验的基本接线 AVkVTMT二二.直流高压试验直流高压试验 1.直流高压试验的场合直流高压试验的场合 被试品的电容量很大的设备被试品的电容量很大的设备(如长电缆、电力电容器如长电缆、电力电容器)常用直流高电压试验来代替工频电压试验。常用直流高电压试验来代替工频电压试验。对直流输电设备进行直流高压试验。对直流输电设备进行直流高压试验。泄漏电流测量泄漏电流测量2.直流高压试验的特点直流高压试验的特点 试验设备容量小，重量轻，便于现场试验；试验设备容量小，重量轻，便于现场试验；可同时进行泄漏电流测量可同时进行泄漏电流测量直流耐压试验更能有效发现电机直流耐压试验更能有效发现电机定子端部的绝缘缺陷定子端部的绝缘缺陷对绝缘损伤小对绝缘损伤小对交流电气设备绝缘的考验对交流电气设备绝缘的考验不如交流耐压试验接近实际不如交流耐压试验接近实际3.直流高电压的产生直流高电压的产生 半波整流半波整流 TVTV1123V2倍压整流倍压整流 2Um+-+-+-+-+-Um串级直流高压发生器串级直流高压发生器 UoRor空载输出电压：空载输出电压：Uo2nUmUm电源交流电压幅值电源交流电压幅值n级数级数三三.冲击高电压试验冲击高电压试验 冲击高电压试验是用来检验各种高压电气设备冲击高电压试验是用来检验各种高压电气设备在雷电过电压和操作过电压作用下的绝缘性能或保在雷电过电压和操作过电压作用下的绝缘性能或保护性能。护性能。整流充电整流充电 冲击电压冲击电压发生器本体发生器本体被试品被试品控制系统控制系统冲击电压冲击电压测量系统测量系统多级多级 冲击电压发生器冲击电压发生器(Marx回路）回路）原理接线图原理接线图工作原理：并联充电、串联放电工作原理：并联充电、串联放电T123456789接被试品接被试品600kV冲击电压发生器冲击电压发生器采用足够大的屏蔽电极，可大大采用足够大的屏蔽电极，可大大缩小发生器对周围物体的安全距缩小发生器对周围物体的安全距离。图中为小块金属片拼成的单离。图中为小块金属片拼成的单环屏蔽电极，也可以用双环或球形环屏蔽电极，也可以用双环或球形 本章总结：本章总结：1.绝缘试验的意义绝缘试验的意义2.绝缘预防性试验的主要项目：绝缘预防性试验的主要项目：绝缘电阻和吸收比、介质损耗角正切、泄漏电流、局部放电绝缘电阻和吸收比、介质损耗角正切、泄漏电流、局部放电各试验项目能反映的绝缘缺陷、试验方法各试验项目能反映的绝缘缺陷、试验方法3.绝缘高压试验绝缘高压试验工频耐压试验、直流高压试验、冲击耐压试验工频耐压试验、直流高压试验、冲击耐压试验实验意义、试验装置和组成、高电压测试方法实验意义、试验装置和组成、高电压测试方法