绝缘电阻测试课件

*,*,*,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,绝缘电阻测试,目录,(,一,),简介,(,二,),绝缘电阻的机理,(,三,),现场绝缘测试的问题,(,四,),绝缘测试准确性的影响,(,五,),绝缘电阻表使用常见问题,(,六,),绝缘电阻测试方法及注意事项,(,七,),测量结果的分析判断,简介,电力设备的绝缘是由各种绝缘材料构成的。通常把作用于电力设备绝缘上的直流电压与流过其中稳定的体积泄漏电流之比定义为绝缘电阻。,绝缘电阻是一切电介质和绝缘结构的绝缘状态最基本的综合性特性参数,测量电气设备的绝缘电阻，是检查其绝缘状态最简便的辅助方法,由于测绝缘电阻有助于发现电气设备中影响绝缘的异物、绝缘受潮和脏污、绝缘油严重劣化、绝缘击穿和严重热老化等缺陷，因此测量绝缘电阻是电气检修、运行和试验人员都应掌握的基本方法。,绝缘电阻的机理,一次设备的内绝缘，大部分是夹层绝缘，就是多层不同的绝缘材料组合而成,(,如变压器、电缆、电机等,),。夹层绝缘在直流电压作用下，会产生多种极化，并从极化开始到完成，需要相当长时间。我们通常用夹层绝缘的绝缘电阻随时间变化的关系，来作为判断绝缘的依据。,当在夹层绝缘体上施加直流电压后，其中便有三种电流产生，即电导电流、电容电流和吸收电流。这三种电流的机理及随时间的变化规律如下：,绝缘电阻的机理,当在电介质上加直流电压时，初始瞬间电流很大，以后在一定时间内逐渐衰减，最后稳定下来,电流变化的这三个阶段表现了不同的物理现象。初始瞬间电流是由电介质的弹性极化所决定，弹性极化建立的时间很快，电荷移动迅速，所呈现的电流就很大，持续的时间也很短，这一电流称为电容电流,ic,。接着随时间缓慢衰减的电流，是由电介质的夹层极化和松弛极化所引起的，它们建立的时间愈长，则这一电流衰减也愈慢，直至松弛极化完成，这一过程称为吸收现象，这个电流称为吸收电流,ia,，吸收电流也是一个随加压时间的增长而减少的电流，不过它比几何电流衰减慢得多，可能延续数分钟，甚至数小时，这是因为吸收电流是由缓慢极化产生的。其值取决于电介质的性质、不均匀程度和结构。在不均匀介质中，这部分电流是比较明显的。最后不随时间变化的稳定电流，是由电介质的电导所决定的，称为电导电流,Ig,，直流试验时的泄漏电流和他是一样的意思，电导电流是由离子移动产生的，其大小决定于电介质在直流电场中的导电率，所以可以认为它是纯电阻性电流。它的数值大小反映了绝缘内部是否受潮，或者是否有局部缺陷，或者表面是否脏污。因为在这些情况下，或者是绝缘介质内部导电粒子增加，或者是表面漏电增加，都会引起漏导电流增加，因而其绝缘电阻就减小。,绝缘电阻的机理,为什么,规程,中对有些设备的绝缘电阻试验的“要求值”采用“自行规定”,?,由于各地区气候条件、设备绝缘结构及绝缘状态、试验方法和接线的差异，除少数结构比较简单和部分低电压设备规定有最低绝缘电阻值外，多数高压电力设备的绝缘电阻难以规定统一的“要求值”，故在,规程,中采用了“自行规定”的处理方法，同时强调综合分析判断的方法，正确判断电力设备绝缘状况 。,为什么,规程,规定电力设备预防性试验应在空气相对湿度,80%,以下进行,?,在空气相对湿度较大时进行电力设备预防性试验，所测出的数据与实际值相差甚多。造成侧差值差别甚大的主要原因,:,一是水膜的影响。二是电场畸变的影响。当空气相对湿度较大时，绝缘物表面将出现凝露或附着一层水膜，导致表面绝缘电阻大为降低，表面泄漏电流大为增加。另外，凝露和水膜还可能导致导体和绝缘物表面电场发生畴变，电场分布更不均匀，从而产生电晕现象，直接影响测量结果。为准确测量通常在空气相对湿度为,65%,以下进行。,为什么兆欧表的额定电压要与被测电力设备的工作电压相适应,?,绝缘材料的击穿电场强度与所加电压有关，若用,500V,以下的兆欧表测量额定电压大于,500V,的电力设备的绝缘电阻时，则测量结果可能有误差,;,同理，若用额定电压太高的兆欧表测量低压电力设备的绝缘电阻时，则可能损坏绝缘。因此，兆欧表的额定电压与被测电力设备的工作电压要相适应。,为什么测量电力设备的绝缘电阻时要记录测量时的温度,?,电力设备的绝缘材料都在不同程度上含有水分和溶解于水的杂质,(,如盐类、酸性物质等,),构成电导电流。温度升高，会加速介质内部分子和离子的运动，水分和杂质沿电场两极方向伸长而增加导电性能。因此温度升高，绝缘电阻就按指数函数显著下降，例如：温度升高,10 ,，发电机的,B,级绝缘电阻下降,1, 92.8,倍,;,变压器,A,级绝缘电阻下降,1.7,倍左右。受潮严重的设备，其绝缘电阻随温度的变化更大。因此摇测绝缘电阻时，要记录环境温度。若从运行中停下，绝缘未充分冷却的设备，还要记录绝缘内的真实温度，以便将绝缘电阻换算到同一温度进行比较和分析。,用兆欧表测绝缘电阻时，以,l0min,的测量结果为准，还是,1min,的结果为准,?,当直流电压作用于绝缘介质时，在其中流过几何电容电流、吸收电流和电导电流，随着加压时间的增长，这三种电流的总和值下降，最后稳定为电导电流,.,由电导电流（体积,),所决定的电阻即是绝缘电阻。当稳定到电导电流的过程就称为绝缘吸收过程。这一过程的完成决定于时间常数,RC(R,试品等值电阻,;C,试品等值电容,),。加压时间越长吸收过程完成得越彻底，也就是流过试品的电流越接近于电导电流，因此，加压时间越长测量的绝缘电阻越准。但对一般试品，加压,1min,后，吸收过程已基本完成，相应的绝缘电阻已基本代表了试品的绝缘状况。所以一般规定,1min,的绝缘电阻为试品的绝缘电阻值。但对某些大电容试品，如电力电缆、电容器、大型发电机、大型变压器等，由于试品电容量大且多为复合介质，极化过程往往,1min,的绝缘电阻不能完成，所以宜测量,10min,。,为什么用兆欧表测量主变、电力电缆等大电容性试品的绝缘电阻时，读数不稳定,?,应如何解决,?,但对于电容性试品，兆欧表输出电压不稳定时，被试品向兆欧表表头放电，将导致这样就导致读数不稳定。解决的办法是在兆欧表的“线路”端子,L,与被测试品间串入一只高压二极管，用以阻止试品对兆欧表放电。这样既可消除表针的摆动，又不影响测量准确度。,为什么兆欧表的,L,和,E,端子的接线不能对调,?,对旧油浸纸绝缘的变压器和电缆，采用正确接线测得的绝缘电阻小于错误接线侧得的绝缘电阻，是因为在这种情况下电渗效应起主导作用的缘故。在正确的接线下，由于电渗效应使变压器外壳或电缆外皮附近的水分移向变压器绕组或电缆芯，导致变压器或电缆的绝缘电阻下降,;,而在错误接线下，电渗效应则使绝缘中的水分移向变压器外壳或电缆外皮，从而导致绝缘电阻增大。对绝缘良好的新电缆，由于电渗效应不明显，所以表壳的泄漏电流的影响起主导作用。,为什么兆欧衰与被试品间的连线不能绞接或拖地,?,电线外皮的绝缘影响，该绝缘电阻并联在被试品绝缘上，解决方法为悬空和采用屏蔽线。,外界电磁场干扰引起误差的原因是什么,?,如何消除,?,利用兆欧表的屏蔽端子,G,屏蔽。对于两节及以上的被试品，例如避雷器、耦合电容器，将屏蔽线端子,G,接到被测避雷器上一节的法兰上，这样，干扰电流由端子,G,经兆欧表的电源入地，而不经过测量机构，从而避免了干扰电流的影响。对最上节避雷器，可将其上法兰接兆欧表,E,端子再接地，使干扰电流直接入地。,变压器绝缘电阻成吸收比时，为什么要规定对绕组的测量顺序,?,测量变压器绝缘电阻时，无论绕组对外壳还是绕组间的分布电容均被充电，当按不同顺序测量高压绕组和低压绕组绝缘电阻时，绕组间电容发生的重新充电过程不同，会对测量结果有影响，导致附加误差。因此，为了消除测量方法上造成的误差，在不同测量接线时，测量绝缘电阻必须有一定的顺序，且一经确定，每次试验时均应按此顺序进行。这样，也便干对测量结果进行比较。,为什么规程中一般不具体规定绝缘电阻的数值，而强调“比较”，或仅规定吸收比与极化指数等指标？,这是因为电气设备的绝缘电阻不仅与其绝缘材料的电阻系数,成正比，而且还与其尺寸有关。它们的关系可用,R=,L,/S,对于即使是同一工厂生产的两台电压等级完全相同的变压器，绕组间的距离,L,应该大致相等，其中的绝缘材料也应该几乎一样，但若它们的容量不同，则又会使绕组表面积,S,不同，容量大者,S,大。这样它们的绝缘电阻就不相同，容量大者绝缘龟阻小。因此，即使是同一电压等级的设备，简单地规定绝缘电阻允许值也是不合理的，而采用“比较”的方法倒是科学的，所以在规程中一般不具体规定绝缘电阻的数值，而强调“比较”，或仅规定吸收比与极化指数等指标。,绝缘电阻表的输出短路电流对绝缘测试准确性的影响,绝缘电阻表输出短路电流的大小可反映出该表内部输出高压源内阻的大小，兆欧表端电压除以该电流就是表内阻，而被试品可以看成是一个电容体，则测试时绝缘电阻表内的高压源要通过其内阻向该电容充电，其充电时间的快慢由回路时间常数,RC,决定，即由兆欧表容量和被试品电容量大小决定，而绝缘电阻定义为,1min,的值，由此可以得到绝缘电阻大小受绝缘电阻表输出短路电流的影响，所以在现场中每次都应使用同特性的兆欧表，否则无法正确得到结论；其次是太小短路电流的兆欧表将导致时间常数大，在规定的时间内将产生和试验品真值较大的误差；其测试值主要是随负载电容量的变化而改变，即负载电容量小，测试阻值大；负载电容量大，测试阻值小。所以，为保障准确测得,R,15S,，,R,60S,的试值，应选用输出短路电流大、充电速度快的大容量绝缘电阻表。这正是,GB 50150-2006“,电气装置安装工程 电气设备交接试验标准” 规定“用于极化指数测量时,兆欧表短路电流不低于,2mA”,的原因,。,(,五,),绝缘电阻表使用常见问题,使用常见问题,问题,1,：,在高压开关，长距离传输线路的现场测绝缘电阻时，绝缘表无法正常指示或稳定地指示在某一错误数值上，甚至烧毁仪表。,原因：,现场电网感应电压过大， 使仪表不能正常工作。,解决方法：,（,1,）应选用品质较好的绝缘电阻表，如：抗干扰能力强，输出短路电流大，仪表保护功能完好的仪表；,（,2,）可以考虑将被测试品对地并接一只耐压较高的电容器，先单独测量并测量记录该电容器的绝缘值，然后与被测试品并联测试,试品的绝缘值就为并联测试值去除该电容器绝缘值后的值。,(,五,),绝缘电阻表使用常见问题,问题,2,：,绝缘电阻表在实验测试过程中，示值忽高忽低。,原因：,此现象是典型的高压间隙火花放电，可能出现的部位有：,（,1,）测试线和被测试品之间的连接不牢因；,（,2,）测试线插头或鳄鱼夹有脱焊；,（,3,）“,G”,端（屏蔽端）测试线与“,L”,端（测试端）测试线有爬电距离太小；,（,4,）被测试品有局部火花放电。,（,5,）被测试品表面潮湿或污秽“,G”,端屏蔽线未接，有爬电现象。,解决方法：,查找拉弧打火部位,;,处理或更换测试线,;,接好“,G”,端测试线,;,对被测试品进行处理,(,五,),绝缘电阻表使用常见问题,问题,3,：,高压绝缘电阻表在测试过程中，显示示值与实际阻值相,差很大。,原因：,（,1,）被测试品表面脏污、潮湿，且仪表未按要求接好屏蔽线，使测试端电流沿脏污、潮湿的表面泄漏到测试另一端，增加了一个并联的泄漏电流分量。,（,2,）测试线造成的泄漏，因高压测试线品质不好，或脏污、潮湿在测试过程中，高压测试线没有悬空搁置，而随意放置大地上，造成测试端对另一测试端发生测试泄漏电流分析如下：,（,3,）仪表供电电池严重不足，造成仪表不能正确测试显示造成虚假示值显示。,（,4,）在测容性试品时，每次测量结束，被测容性试品都会存在残余电荷和试品介质极化。,(,五,),绝缘电阻表使用常见问题,解决方法：,(1),处理被测试品表面脏污、潮湿按要求接 好“,G”,端屏蔽线。,(2),选定品质好绝缘高的测试线，处理测试 线表面脏污、潮湿，悬空高压测试线。,(3),更换品质好的供电电池,(,充电电池进行充电,),。,(4),仪表虽能对被测试品进行放电，但不能彻底放完残余电荷和恢复介质极化，应对地充分放电，放电时间应是充电时间,3,5,倍时间，介质极化恢复间稍长，为了下一次测试时获取准确的测量数据，试品应充分放电，放电时，试品几何电容上的电荷会很快放电完毕，而介质极化现象不能立即消退，恢复原始状态，此时，停止放电 ，而再次测量时，试品的电容充电电流和吸收电流都将小于前次测量值，导致绝缘电阻值增大，起始电阻值变化相对剧烈，随后趋缓，吸收比增大而极化指数减小等虚假现象。,所以一般情况下，短路放电时间应长于通电测量时间。,绝缘电阻测试方法及注意事项,一、测试方法,1,、试验前应拆除被试设备电源及一切对外接线，并将被试物短接后接地放电,1min,，电容量较大的应至少放电,5-10min,，以免触电,2,、校验兆欧表是否指零或无穷大,3,、用干燥清洁的柔软布擦去被试物的表面污垢，必要时叮先用汽油洗净套管的表面积垢，以消除表面的影响,4,、接好线，待,1 min,后读取其绝缘电阻值,5,、在测量吸收比时，为了在开始计算时间时就能在被试物加上个部试验电压，应在启动兆欧后再将表笔接于被试物，同时计算时间，分别读,15s,和,60s,的读数,6,、试验完毕或重复进行试验时，必须将被试物短接后对地充分放电，这样除叮保证安个外，还叮提高测试的准确性,7,记录被试设备的铭牌、规范、所在位置及气象条件等,绝缘电阻测试方法及注意事项,二测量绝缘电阻时应注意下列几点,:,(1),对于同杆双回架空线或双母线，当一路带电时，不得测量另一回路的绝缘电阻，以免感应高压损坏仪表和危及人身安全对于平行线路，也同样要注意感应电压，一般不应测其绝缘电阻，在必须测量时，要采取必要措施才能进行，如用绝缘棒接线等,.,(2),高压测试连接线应尽量保持架空，确需使用支撑时，要确认支撑物的绝缘对被试品绝缘测量结果的影响极小,(3),测量大容量电机和长电缆的绝缘电阻时，充电电流很大，因而兆欧表开始指示数很小，但这并不代表被试设备绝缘不良，必须经过较长时间，才能得到正确结果,绝缘电阻测试方法及注意事项,(4),如所测绝缘电阻较低，应进行分解试验，找出绝缘电阻最低的部分。,(5),在阴雨潮湿的天气及环境湿度太大时，不应进行测量。一般应在干燥、晴天、环境温度不低于,50,时进行测量。,(6),屏蔽环装设位置，为了避免表面泄漏电流的影响，测量时应在绝缘表面加等电位屏蔽环，且应靠近,E,端装设,(,即靠近被试品的中下部,),。,(7),兆欧表的,L,和,E,端子接线不能对调。,(8),兆欧表与被试品间的连线不能铰接或拖地。兆欧表与被试品间的接线应采用厂家为兆欧表配备的专用线，而且两根线不能铰接或接地，否则会产生测量误差。,绝缘电阻测试方法及注意事项,(9),采用兆欧表测量时，应设法消除外界电磁场干扰,(,磁耦合或电容耦合,),所引起的误差。,具体措施,:,A.,远离强电磁场进行测量,:,B.,采用高电压等级的兆欧表,;,C.,采用兆欧表的屏蔽端子,G,进行屏蔽。对于两节以上的被试品，如避雷器、耦合电容器等，可将端子,G,接到被测避雷器上一节的法兰上，这样，由上方高压线路引起的干扰电流由端子,G,经兆欧表的电源入地，而不经过测量机构，从而避免了干扰电流的影响。对于最上节的避雷器，可以将其上法兰接兆欧表,E,端子后在接地，使干扰电流直接入地。,D.,选用抗干扰能力强的兆欧表。,(10),为便于比较，对同一设备进行测量时，应采用同样的兆欧表，同样的接线。,测量结果的分析判断,不论是绝缘电阻的绝对值或是吸收比都只是参考性的。如不满足最低合格值，则绝缘中肯定存在某种缺陷,;,但是，如已满足最低合格值，也还不能肯定绝缘是良好的。有些绝缘，特别是油浸的或电压等级较高的绝缘，即使有严重缺陷，用兆欧表测得的绝缘电阻值、吸收比，仍可能满足规定要求，这主要是因为兆欧表的电压较低的缘故。,