本科课件-高电压技术6

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第五章电气设备绝缘试验（一）,绝缘监测和诊断的基本概念,绝缘电阻和泄漏电流的测量,介质损耗角正切的测量,绝缘的监测和诊断技术分类：,1.,按照对设备造成的影响程度分类,非破坏性试验，即检查性试验：,在较低电压下或用其它不会损伤绝缘的方法测量绝缘的各种情况，判断绝缘内部的缺陷,包含的种类：,绝缘电阻试验、介质损耗角正切试验、局部放电试验、绝缘油的气相色谱分析等,破坏性试验，即耐压试验：,以等价或高于设备的正常运行电压来考核设备的电压耐受能力和绝缘水平。耐压试验对绝缘的考验严格，能保证绝缘具有一定的绝缘水平或裕度；缺点是可能在试验时给绝缘造成一定的损伤,包含的种类：,交流耐压试验、直流耐压试验、雷电冲击耐压试验及操作冲击耐压试验,2.,按照设备是否带电的方式分类（两类）,离线：,要求被试设备退出运行状态，通常是周期性间断地施行,特点：,可采用破坏性试验和非破坏性试验两种方式。耐压试验往往是在非破坏性试验之后才进行。缺点是对绝缘耐压水平的判断比较间接，尤其周期性的离线试验更不易判断准确,在线：,在被试设备处于带电运行的条件下，对设备的绝缘状况进行连续或定时的监测,特点：,只能采用非破坏性试验方式。除测定绝缘特性的数值外，还可分析特性随时间的变化趋势，显著提高了其判断的准确性,5-,1,测定绝缘电阻,双层介质模型的电流时间特性,双层介质等值电路图,吸收和泄漏电流及绝缘电阻的变化曲线,在工程应用上，把介质处在吸收过程时的,U/i,也称为绝缘电阻,R,吸收和泄漏电流及绝缘电阻的变化曲线,定义吸收比,K,：,加压,60,秒时的绝缘电阻与,15,秒时绝缘绝缘电阻之比值,定义极化指数,P,：,为加压,10,分钟时的绝缘电阻与,1,分钟时电阻之比值,绝缘状态的判定,若绝缘内部有集中性导电通道，或绝缘严重受潮，则电阻,R1,、,R2,会显著降低，泄漏电流大大增加，时间常数,大为减小，吸收电流迅速衰减。即使绝缘部分受潮，只要,R1,与,R2,中的一个数值降低，,值也会大为减小，吸收电流仍会迅速衰减，仍可造成吸收比,K,（及极化指数,P,，下同）的下降。当,K,1,或接近于,1,，则设备基本丧失绝缘能力。,不同绝缘状态下的绝缘电阻的变化曲线,测量绝缘电阻与吸收比的方法,测量仪表：,兆欧表,摇表：,带有手摇直流发电机的兆欧表，俗称摇表,晶体管兆欧表：,采用电池供电，晶体管振荡器产生交变电压，经变压器升压及倍压整流后输出直流电压,兆欧表的电压：,500,、,1000,、,2500,、,5000V,等,兆欧表选择：,根据设备电压等级的不同，选用不同电压的兆欧表。,例：,额定电压,1kV,及以下者使用,1000V,兆欧表；,1kV,以上者使用,2500V,兆欧表,兆欧表的原理结构图,例：用兆欧表测量套管绝缘电阻,测量绝缘电阻能发现的缺陷,总体绝缘质量欠佳,绝缘受潮,两极间有贯穿性的导电通道,绝缘表面情况不良,测量绝缘电阻不能发现的缺陷,绝缘中的局部缺陷,绝缘的老化,测量绝缘电阻注意事项,试验前后将试品接地放电,高压测试连线架空,测吸收比和极化指数时，应待电源电压稳定后再接入试品,防止试品向兆欧表反向放电,绕组的影响,绝缘电阻与温度的关系,5-,2,测定泄漏电流,测量电力变压器主绝缘泄漏电流的接线,T1,调压器；,T2,高压试验变压器；,D,高压硅堆,R,保护电阻；,C,滤波电容；,T,被试变压器,直流电源的要求,输出电压（幅值、脉动系数小于3%）,输出电流 （1,mA,以下，电压不减低）,电源保护（保护电阻，放电管、并联电容、旁路开关）,注意事项,与测绝缘电阻相同,电压保持时间,1,分钟（待电容电流和吸收电流充分衰减），泄漏电流稳定,试验特点,所加直流电压较高，可以发现一些兆欧表不能发现的缺陷,直流电压逐渐升高，可观察电流与电压关系的线性度,线性刻度，能精确读取,5-,3,介质损耗角正切的测量,西林电桥的基本原理,存在外界电磁场干扰时的测量,测试功效,注意事项,1.,西林电桥的基本原理,西林电桥：,高压臂：,代表试品的,Z,1,；无损耗的标准电容,C,N,，它以阻抗,Z,2,作为代表。,低压臂：,处在桥箱体内的可调无感电阻,R,3,，以,Z3,来代表；无感电阻,R,4,和可调电容,C,4,的并联，以,Z,4,来代表,保护：,放电管,P,电桥平衡：,检流计,G,检零,屏蔽：,消除杂散电容的影响,电桥的平衡条件：,Z,1,/Z,3,= Z,2,/Z,4,并联等值回路,tg,=,1/,R,x,C,x,=R,4,C,4,C,x,= R,4,C,N,/R,3,(1+tg,2,),串联等值回路,tg,= R,x,C,x,=R,4,C,4,C,x,= C,N,R,4,/R,3,C,x,：,因为,tg,2,极小，故两种等值电路的,C,x,近似,相等,西林电桥的基本回路,接线方式,屏蔽：,杂散电容：,高压引线与低压臂之间有电场的影响，可看作其间有杂散电容,C,s,。由于低压臂的电位很低，,C,x,和,C,0,的电容量很小，如,C,0,一般只有,50,100pF,，杂散电容,C,s,的引入，会产生测量误差。若附近另有高压源，其间的杂散电容,C,s1,会引入干扰电流,i,S,，也会造成测量误差,需要屏蔽，消除杂散电容的影响,西林电桥的基本回路,2.,存在外界电磁场干扰时的测量,现场试品：,难以实现屏蔽，干扰较严重,两次测量法：,第一次测得,tg,1,和,C,x,，然后倒换试验变压器原边电源线的两头,(,试验电压,U,的相位转,180,),，测得第二次的数值,tg,2,和,C,x,，,可用下式计算得准确的,tg,和,C,x,值：,磁场干扰时介损的测量,检流计正反接抗磁场干扰的原理：,设无磁干扰时，两个测量臂的数值分别为,R,3,和,C,4,；设存在磁干扰时，两个测量臂的数值分别为,(R,3,+,R,3,),和,(C,4,+,C,4,),；把检流计和电桥两臂相接的两端倒换一下，两个测量臂的数值将分别为,(R,3,R,3,),和,(C,4,C,4,),当检流计正接时测得：,当检流计反接时测得：,因无磁场干扰时：,故可得：,测试功效,有效,受潮,穿透性导电通道,气泡电离、绝缘分层、脱壳,绝缘老化劣化,绝缘油脏污、劣化,无效,局部损坏,小部分绝缘的老化劣化,个别绝缘弱点,注意事项,分部测试-,部分缺陷,与温度的关系-,指数规律,与试验电压的关系-,绝缘好：基本不变,护环-,表面泄露,和屏蔽-,干扰电场源,测试绕组时,tg,-,首尾短接,