《高电压技术第五章》PPT课件

1 第 五 章电 气 设 备 绝 缘 试 验 （ 一 ） 2 1) 交 接 试 验2) 预 防 性 实 验绝 缘 缺 陷 整 体 性 或 分 布 性 局 部 性 或 集 中 性试 验 方 法 1) 检 查 性 试 验2) 耐 压 试 验具 体 判 断 某 一 设 备 的绝 缘 状 况 时 ， 应 注 意 1. 各 项 试 验 结 果 综 合 判 断2. 同 一 设 备 三 相 试 验 结 果 比 较3. 历 次 试 验 结 果 互 相 比 较试 验 的 分 类1 概 述 3 电 气 设 备 绝 缘 试 验 分 两 大 类（ 一 ） 耐 压 试 验 破 坏 性 试 验 试 验 所 加 电 压 等 价 于 或 高 于 设 备 运 行 中 可 能 受到 的 各 种 电 压 。 最 有 效 和 最 可 信 ； 可 能 导 致 绝 缘 的破 坏 。 种 类 ： 工 频 耐 压 试 验 直 流 耐 压 试 验 冲 击 耐 压 试 验 （ 二 ） 检 查 性 试 验 预 防 性 试 验 测 定 绝 缘 某 些 方 面 的 特 性 ； 一 般 在 较 低 电 压 下 进行 ， 通 常 不 会 导 致 绝 缘 的 击 穿 破 坏 。 4 测 试 方 法方 法 有 许 多 种 ： 测 绝 缘 电 阻 ， 吸 收 比 ； 测 泄 漏 电 流 ； 测 tg， 等 效 电 容 ， 等 效 电 阻 ； 局 部 放 电 测 试 ， 电 压 分 布 测 试 ； 油 气 色 谱 分 析 。 各 方 法 反 映 绝 缘 缺 陷 的 性 质 不 同 ， 对 不 同 绝 缘 材 料 和绝 缘 结 构 的 有 效 性 也 不 同 。两 类 试 验 间 的 关 系 ： 相 互 补 充 ， 而 不 能 相 互 代 替 . 先 作 检 查 性 试 验 ， 再 确 定 耐 压 试 验 的 时 间 和 条 件 . 5 绝 缘 中 的 缺 陷 可 分 为 两 类 :一 类 是 局 部 性 或 集 中 性 的 缺 陷另 一 类 是 整 体 性 或 分 布 性 的 缺 陷 :整 体 绝 缘 老 化 、 变 质 、 受 潮 、 绝 缘 性 能 下 降 6 5.1测 定 绝 缘 电 阻1.兆 欧 表 的 工 作 原 理 7 兆 欧 表 （ 绝 缘 摇 表 ） 的 原 理 和 接 线 R1R2EL S NG 1 2线 路 端 子 L接 地 端 子 E保 护 端 子 G三 个 接 线 端 子摇 动 发 电 机 手 柄 ， 直 流 电 压 就 加 到 两 个 并 联 的 支 路 上 。 1) 电 阻 R1和 电 压 线 圈 12) 被 试 电 阻 ， 电 阻 R2和 电 流 线 圈 2直 流 发 电 机 8 两 个 线 圈 中 电 流 产 生 的 力 矩 方 向 相 反 固 定 在 同 一 转 子 上 ，并 可 带 动 指 针 旋 转 。 到 达 平 衡 时 ， 指 针 偏 转 的 角 度 正 比 于 I1/I2（ 因 为 并 联 支 路 内 的 电 流 分 配 是 与 电 阻 成 反 比 的 ， 所 以 偏 转 角的 大 小 可 以 反 映 出 被 试 电 阻 的 大 小 ) 。 由 于 没 有 弹 簧 游 丝 ， 当 线圈 中 没 有 电 流 时 ， 指 针 可 停 在 任 一 偏 转 角 位 置 。L G E兆 欧 表 屏 蔽 极 的 使 用 兆 欧 表 （ 绝 缘 摇 表 ） 的 原 理 和 接 线 9 发 电 机 发 电 后 ， IA使 A受 力 矩 A， IV使 V 受 力 矩 V, A A A () ， () 平 衡 时 A A V V()/ A() () 即 ： ( A/ V) 又 /( +RA0） , ( +RV0) 得 ： ( +RA0)/ ( +RV0 ( ) 手 摇 发 电 机 电 压 为 基 本 原 理 10 1) 由 于 存 在 吸 收 现 象 ， 通 常 规 定 以 加 压 后 1 min 时 测得 的 数 值 作 为 该 试 品 的 绝 缘 电 阻 。 且 该 绝 缘 电 阻常 比 真 正 的 绝 缘 电 阻 值 要 低 一 些 ；2) 只 在 有 贯 通 性 的 绝 缘 缺 陷 存 在 的 情 况 下 ， 绝 缘 电阻 才 会 有 显 著 的 变 化 。测 量 绝 缘 电 阻 应 注 意 的 两 点兆 欧 表 （ 绝 缘 摇 表 ） 的 原 理 和 接 线 11 4 电 气 设 备 的 绝 缘 ， 其 等 值 电 路 往 往 是 电 阻 电 容 的 混合 电 路 。 吸 收 电 流 ： 由 空 间 电 荷 极 化 造 成 的 位 移 电 流吸 收 比 和 极 化 指 数 P 1221 120 21 210 CC CUU CC CUU 21 22 21 11 RR RUU RR RUU tteRR RCC CRR RUu eRR RCC CRR RUu 21 221 121 22 21 121 221 11 21 2121 )( RR RRCC 13 电 流 变 化 规 律 teRRRRCC CRCRURR U dtduCRui 2121221 2112221 1111 )()( )(泄 漏 电 流 Ig 吸 收 电 流 ia当 绝 缘 严 重 受 潮 或 出 现 导 电性 缺 陷 时 ， R 1、 R2或 两 者 之和 显 著 减 小 ， Ig大 大 增 加 ， 而Ia迅 速 衰 减 21 2121 )( RR RRCC 14 绝 缘 电 阻 t teCRCRRRCC RRRRCC eRRRRCC CRCRURR U UiUtR 2112221221 2121221 2121221 2112221 )()( )()( )()( )()(所 测 绝 缘 电 阻 是 随 测 量 时 间 变 化 而 变 化 的 ， 只 有 当 t 时 ， 其 测 量 值 为 R=R， 但 在 绝 缘 电 阻 试 验 中 ， 特 别 是电 容 量 较 大 时 ， 很 难 短 时 测 量 到 R 的 值 ， 因 此 ， 在 实 际试 验 中 ， 规 程 规 定 ， 只 需 测 量 60s时 的 绝 缘 电 阻 值 ， 即R60S的 值 ， 当 电 容 量 特 别 大 时 ， 吸 收 现 象 特 别 明 显 ， 如大 型 发 电 机 ， 可 以 采 用 10min时 的 绝 缘 电 阻 值 。 15 吸 收 比 K：定 义 ： 加 压 60秒 时 的 绝 缘 电 阻 与 15秒 时 绝 缘 电 阻 的 比 值 对 大 电 容 量 试 品 （ 也 称 极 化 指 数 P） ： 为 加 压 10分 钟 时 的 绝 缘 电 阻 与 1分 钟 时 绝 缘 电 阻 的 比 值 。 电 力 设 备 预 防 性 试 验 规 程 等 规 定 ： 电 力 变 压 器 及 大 型 发 电 机 凡 采 用 沥 青 浸 胶 及 烘 卷 云 母 绝 缘 者 ： K值 应 不 小 于 1.3， P值 应 不 小 于 1.5； 大 型 发 电 机 采 用 环 氧 粉 云 母 者 ： K值 应 不 小 于 1.6， P应 不 小 于 2.0； 发 电 机 容 量 在 200MW及 以 上 ， 推 荐 测 量 K 2值 （ 加 压 10分 钟 时 的绝 缘 电 阻 与 1分 钟 时 电 阻 之 比 值 ） 。 ss RRK 1560 / min1min102 /RRKP 16 可 有 效 地 发 现 ： （ 1） 两 极 间 有 穿 透 性 的 导 电 通 道 （ 2） 受 潮 （ 3） 表 面 情 况 不 良 (4) 总 体 绝 缘 质 量 欠 佳 不 能 发 现 的 缺 陷 ： (1) 绝 缘 中 的 局 部 缺 陷 (2) 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 2.测 试 功 效 17 3.接 线 18 (1)先 拆 除 被 试 品 的 电 源 和 对 外 一 切 连 线 ,将 其 接 地、 以 充 分 放 电(2)待 手 摇 发 电 机 稳 定 以 后 ,再 将 两 端 子 接 在 试 品 上60秒 后 再 读 数(3)对 大 容 量 试 品 ,测 好 以 后 先 断 两 端 子 接 线 , 后 停 手摇 发 电 机 ， 以 免 反 充 电 建 成 损 坏 (4)注 意 温 度 和 湿 度 的 较 正4.注 意 事 项 19 1 温 度 ： 一 般 随 温 度 上 升 ， 减 小 ， ， ；受 潮 有 损 极 化 加 强 ， ， 充 电 加 快 ， 曲 线 平坦 2. 湿 度 绝 缘 表 面 的 泄 漏 电 流 增 大 ， 进 入 电 流 线 圈 ， 使 绝缘 电 阻 读 数 显 著 下 降3 试 验 前 将 被 试 品 接 地 放 电 一 定 时 间 （ 5 10min ） 影 响 测 量 结 果 的 因 素 20 电 子 兆 欧 表4 传 统 绝 缘 摇 表 与 电 子 兆 欧 表 的 区 别 4 传 统 摇 表 采 用 手 摇 的 方 式 产 生 电 能 以 及 高 压 ， 而 使 用 过 程 中 要 将 刻 度校 零 ， 电 子 式 兆 欧 表 采 用 干 电 池 供 电 ， 有 电 量 检 测 ， 体 积 小 、 重 量 轻 ，有 模 拟 指 针 式 和 数 字 显 示 两 种 。电 子 式 绝 缘 兆 欧 表 工 作 原 理 ：将 干 电 池 供 电 电 源 ， 采 用 DC/DC 变 换 技 术 提 升 至 所 需 的 直 流 高 压 电 源100V， 250V， 500V， 1000V， 5000V， 10kV， 且 通 过 自 稳 压 技 术 使其 稳 定 ， 由 测 试 端 钮 输 出 。 电 子 式 电 阻 表 自 动 产 生 一 个 所 需 的 直 流 电压 值 ， 在 被 测 试 品 上 产 生 一 个 泄 漏 电 流 ， 通 过 泄 漏 电 流 大 小 ， 经 过 电路 换 算 ， 得 出 一 个 绝 缘 电 阻 。电 子 式 绝 缘 兆 欧 表 与 手 摇 绝 缘 摇 表 的 区 别 ：4 1.电 子 式 绝 缘 兆 欧 表 ： 每 块 表 有 2个 或 2个 以 上 的 额 定 电 压 ；手 摇 表 ： 只 有 一 个 。 4 2. 电 子 式 绝 缘 兆 欧 表 ： 稳 定 自 身 产 生 个 额 定 电 压 ， 输 出 电 压 稳 定 ；手 摇 式 绝 缘 摇 表 ： 120转 /分 转 速 人 工 产 生 一 个 额 定 电 压 ， 输 出 电 压 在转 速 相 对 稳 定 时 稳 定 。 ） 21 电 子 兆 欧 表 4 3.电 子 式 绝 缘 兆 欧 表 ： 测 试 方 便 ， 精 度 高 ， 自 动 化 程 度高 ；手 摇 式 绝 缘 摇 表 ： 人 为 造 成 精 度 误 差 大 ， 操 作 极 不 方 便4 4. 电 子 式 绝 缘 兆 欧 表 ： 测 各 种 绝 缘 参 数 R15s、 R60s、R10min、 吸 收 比 、 极 化 指 数 时 很 方 便 ；手 摇 式 绝 缘 摇 表 ： 测 吸 收 比 要 手 摇 1分 钟 ， 测 极 化 指 数 要手 摇 10分 钟 ； 4 5. 电 子 式 绝 缘 兆 欧 表 ： 不 怕 短 路 测 试 ， 不 怕 被 测 试 品 电流 反 击 ， 自 动 对 被 测 试 品 放 电 ；手 摇 式 绝 缘 摇 表 ： 不 具 备 此 功 能 。 4 6. 电 子 式 绝 缘 兆 欧 表 ： 体 积 小 ， 重 量 轻 ， 便 于 携 带 ， 经久 耐 用 ， 三 年 免 费 维 修 ；手 摇 式 绝 缘 摇 表 ： 笨 重 ， 一 年 保 修 。 22 5.2测 定 泄 漏 电 流（ 1） 试 验 电 压 高 ， 能 发 现 兆 欧 表 所 不 能 发 现 的 某 些 缺 陷（ 2） 施 加 的 直 流 电 压 逐 渐 升 高 ， 可 观 察 泄 漏 电 流 的 变 化 ，以 判 断 绝 缘 状 况 。 23 泄 漏 电 流 大 小 与 设 备 绝 缘 状 态1 绝 缘 良 好 2 绝 缘 受 潮3 绝 缘 中 有 集 中 性 缺 陷4 绝 缘 中 有 危 险 的 集 中 性 缺 陷 24 5.3介质损耗角正切的测量1.作 用 能 有 效 地 测 出 绝 缘 受 潮 、 老 化 等 分 布 性 缺 陷 。对 集 中 性 缺 陷 不 灵 敏 ,体 积 越 大 也 越 不 灵 敏 25 集 中 缺 陷 不 灵 敏 原 因当 介 质 由 两 部 分 并 联 组 成 时 ， 其 整 体 的 介 质 损 耗 为 这 两 部 分 之 和 ；若 第 二 部 分 的 体 积 远 小 于 第 一 部 分 ， 即 V 2 V1， 则 C2 C1, C = C1；当 C2/C1 很 小 时 ， 如 第 二 部 分 绝 缘 出 现 缺 陷 ， tg2 增 大 时 ， 并 不 能 使总 的 tg 明 显 增 大 。 21 2121 2211 22 21122 21 += += += +=+= CCC tgCCtg C tgCtgCtg tgCUtgCUCtgU PPP 26 绝 缘 由 两 部 分 并 联 组 成 变 化 不 大 。若 ， 则若 tg tgCCtgtg tgtgCC tgCCtgtgCCCC CC tgCtgCtg tgCUtgCUtgCU 0054.001.0*04.0005.0 ,04.0,005.0,%1 2121 2112 2121121 21 2211 2221122 27 绝 缘 由 两 部 分 串 联 组 成 变 化 也 不 大 。若 ， 则若 tg tgCCtgtg tgtgCC tgCCtgtgCCCC CC tgCtgCtg tgCUCCCtgCUCCCtgCU 0054.001.0*04.0005.0 ,04.0,005.0,%1 )()( 2211 2121 2211212 21 2112 22221 111221 22 28 介 质 损 耗 角 正 切 的 测 量1 2 43 G一 西 林 电 桥 的 基 本 原 理 臂 1为 被 试 品 ， 图 中 用 C及 R并联 等 值 电 路 表 示 ， 臂 2为 无 损标 准 电 容 器 ， 常 用 空 气 或 其 他压 缩 气 体 作 为 介 质 ， 其 tg 很 小可 当 为 零 。 臂 3、 4为 装 在 电 桥本 体 内 的 操 作 调 节 部 分 ， 包 括可 调 电 阻 R3及 可 调 电 容 C4及 与其 并 联 的 电 阻 R4。 外 加 交 流 高压 电 源 (电 压 一 般 可 到 10kV)接列 到 电 桥 的 对 角 线 CD上 。 在 另一 对 角 线 AB上 则 接 上 平 衡 指 示 仪 表 G。 进 行 测 量 时 ， 调 节 R3，C4使 电 桥 平 衡 。C BDA 29 为 检 流 计 ， 2、 3、 4已 知 ， Z1为 试 品 参 数 当 G 时 ， 电 桥 平 衡 G 、 间 开 路 A B 即 IA（ Z1 Z3） IB（ Z2 Z4 ） 又 IAZ1 IBZ2 原 理 Z1 Z4 Z2 Z3 30444 332 1 3241 +1 1= 1= +1 1= = CjRZ RZ CjZ CjRZ ZZZZ N xx 342 234 44= 1 +1 1= =1= RRCC tg tgRRCC RCRCtg Nx Nx xx )(=)(10= 10502= 3184=10= 446 444444 FCFC CCRtg R取 介 质 损 耗 角 正 切 的 测 量请 证 明 之 31 3.使 用 方 法 调 节 R3、 C4， 使 电 桥 平 衡 ， 即 检 流 计 中 的电 流 为 零tg=C4(F) 32 QSI电 桥 使 用CN=50PF,升 压 变 PT 10KV/0.1KV表 盘 如 下 图 所 示 CX E CN 检 流 计 调 零 旋 钮频 率 调 零 旋 钮R3的 分 流 旋 钮 1010.1C4 R3x1000 x100 x10 x1 X0.1 灵 敏 度 旋 钮 ， 保 护检 流 计 1 100tg 频 带 ， 调 到 中 间 一 根 线 33 接 好 线 将 试 验 电 压 升 到 10KV 将 tg 置 于 调 节 光 带 频 率 使 光 带 扩 展 为 2/3范 围 （ 灵 敏 度 4 5） 调 节 R3进 行 幅 值 平 衡 ， 调 节 C4进 行 相 角 平 衡 （ 从 大 到 小 ， 从 右 到左 ） ， 使 光 带 变 窄 ， 将 灵 敏 度 升 高 到 10， 使 光 带 宽 带 ： 1 2mm，电 桥 平 衡 先 将 灵 敏 度 降 到 0， 保 护 检 流 计 ， 再 降 电 压 ， 然 后 记 录 R3、 C4西 林 电 桥 操 作 步 骤 34 正 接 线 ： C点 接 到 电 源 的 高 压 端 ， D点 接 地 。 反 接 线 ： D点 接 到 电 源 的 高 压 端 ， C点 接 地 。4、 西 林 电 桥 测 量 时 的 两 种 接 线 35 正 接 线 ： C点 接 到 电 源 的 高 压 端 ， D点 接 地 。4 西 林 电 桥 测 量 时 的 两 种 接 线 由 于 臂 I、 2的 阻 抗 比 3、 4大 得 多 ， 电 压 大 部 分 将 降落 在 上 桥 臂 。 在 凋 节 部 分R3和 C4上 的 电 压 降 通 常 只有 几 伏 ， 对 操 作 人 员 没 有危 险 。 为 了 防 止 试 品 或 标准 电 容 一 旦 发 生 击 穿 时 在低 压 臂 上 出 现 高 电 压 ， 在电 桥 的 A， B点 和 接 地 的 屏蔽 间 接 有 放 电 管 ； 以 保 证人 身 和 设 备 的 安 全 。 这 种接 线 法 测 量 准 确 度 较 高 ，但 要 求 被 试 品 两 端 部 对 地绝 缘 。适 用 ： 体 积 小 ， 重 量 轻 36 反 接 线 ： D点 接 到 电 源 的 高 压 端 ， C点 接 地 。4 西 林 电 桥 测 量 时 的 两 种 接 线 这 种 接 线 适 于 在 现 场 试 验一 端 固 定 接 地 的 设 备 。 但此 时 操 作 部 分 R3及 C4处 在高 电 位 ， 为 保 证 操 作 的 安全 应 采 取 一 定 的 措 施 。 一个 办 法 是 把 电 桥 本 体 和 操作 者 一 起 放 在 绝 缘 台 上 或放 在 一 个 叫 法 拉 第 笼 的 金属 笼 里 对 地 绝 缘 起 来 ， 使操 作 者 与 R3、 C4处 于 等 电位 。 另 一 个 办 法 是 人 手 通过 绝 缘 杆 去 调 节 R3、 C4。适 用 ： 体 积 大 ， 重 量 大 ， 外 壳 接 地 37 5防 止 外 界 电 磁 场 对 电 桥 的 干 扰 方 法 ： 加 设 屏 蔽 (消 除 电 容 的 影 响 ) 电 桥 本 体 被 试 品 和 标 准 电 容 器 连 到 电 桥 的 引 线 试 品 本 身杂 散 电 容 、 外 界 电 场 和 磁 场干 扰 产 生 的 原 因 38 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。 由 于 低 压 臂 的 电 位 很低 ， Cx和 C0的 电 容 量 很 小 ， 如 C0一 般 只 有50100pF， 杂 散 电 容 C 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会 引 入 干 扰 电 流 iS， 也 会 造 成 测 量 误 差 需 要 屏 蔽 ， 消 除 杂 散 电 容 的 影 响杂 散 电 容 ： 39 误 差 分 析 电 场 干 扰 40电 场 干 扰 时 向 量 图 41 6影 响 准 确 度 的 因 素1、 温 度 一 般 随 温 度 的 升 高 而 增 大 。 故 应 换 算 到 同 一 温 度 值 （ 20 ）2、 电 压 试 验 电 压 所 加 电 压 能 引 起 气 泡 电 离 或 局 放 时 ， tg增 大 。3、 试 品 电 容 量 对 小 容 量 试 品 ， 能 有 效 发 现 局 部 集 中 性 缺 陷 和 整 体 分 布 性 缺 陷 。 对 大 容 量 试 品 ， 则 只 能 发 现 整 体 分 布 式 缺 陷 。4、 试 品 表 面 泄 漏 应 进 行 相 应 处 理 。 将 试 品 表 面 擦 干 净 ， 必 要 时 加 以 屏 蔽)(12 12 TTetgtg 42 7可 以 检 测 的 故 障 种 类 可 检 测 （ 1） 受 潮 （ 2） 穿 透 性 导 电 通 道 （ 3） 绝 缘 内 含 气 泡 的 游 离 ， 绝 缘 分 层 、 脱 壳（ 4） 老 化 劣 化 ， 绕 组 上 附 积 油 泥（ 5） 绝 缘 油 脏 污 ， 劣 化 等 不 可 检 测（ 1） 非 穿 透 性 的 局 部 损 坏（ 2） 很 小 部 分 绝 缘 的 老 化 劣 化（ 3） 个 别 的 绝 缘 弱 点 43(3)电 桥 本 体 接 地 良 好(4)反 接 法 时 ,三 根 引 线 处 于 高 压 ,必 须 悬 空(5)能 分 开 测 的 试 品 尽 量 分 开 测(6)应 保 持 试 品 表 面 干 燥(7)试 品 设 备 有 绕 阻 时 ,应 首 尾 短 接 起 来 8.注 意 事 项(2)被 试 品 和 标 准 无 损 电 容 器 连 到 电 桥 本 体 的引 线 也 要 使 用 屏 蔽 导 线(1)电 桥 本 体 必 须 加 以 屏 蔽 44 局 部 放 电 时 出 现 的 现 象 电 的 现 象 非 电 的 现 象检 测 方 法 电 的 方 法 ： 定 性 、 定 量 非 电 的 方 法 ： 定 性 的 ， 不 够 灵 活局 部 放 电 测 试 设 备 的 工 作 原 理 把 微 伏 级 的 电 压 脉 冲 检 测 出 来 。5.4局部放电的测试 45 1. 局 部 放 电 的 概 念 ： Partial Discharge,简 称 为 PD: 由 于 电 气 设 备 内部 绝 缘 存 在 弱 点 ， 在 一 定 外 施 电 压 下 发 生 的 局 部的 重 复 击 穿 和 熄 灭 现 象 。2. 局 部 放 电 的 危 害 ： 局 部 放 电 发 生 在 一 个 或 几 个 绝 缘 内 部 的 气 隙 或气 泡 之 中 。 由 于 放 电 能 量 很 小 ， 不 影 响 电 气 设 备的 短 时 绝 缘 强 度 。 局 部 放 电 产 生 的 一 些 不 良 效 应 ，如 不 良 化 合 物 的 产 生 ， 就 可 以 慢 慢 地 损 坏 绝 缘 ，最 后 可 导 致 整 个 绝 缘 被 击 穿 ， 发 生 突 发 性 故 障 。 46 3.局 部 放 电 的 特 点 ： 当 介 质 内 部 发 生 局 部 放 电 时 ， 伴 随 着 发 生 许 多现 象 。 有 些 属 于 电 的 ： 如 电 脉 冲 的 产 生 ， 介 质 损 耗的 增 大 和 电 磁 波 放 射 ； 有 些 属 于 非 电 的 ： 如 光 、 热 、噪 音 、 气 体 压 力 的 变 化 和 化 学 变 化4.局 部 放 电 的 检 测 ： 这 些 现 象 都 可 以 用 来 判 断 局 部 放 电 是 否 存 在 ，因 此 检 测 的 方 法 也 可 以 分 为 电 的 和 非 电 的 两 类 。 47 5 局 部 放 电 测 量 的 基 本 回 路 电 检 测 法 发 生 局 放 时 ， 试 品 两 端 会 出 现 一 个 瞬 时 的 电 压 变 化 ， 在 检测 回 路 中 引 起 一 高 频 脉 冲 电 流 ， 将 它 转 化 成 电 脉 冲 后 就 可以 进 行 测 量 。 （ a） 串 联 测 量 回 路 Ck耦 合 电 容 ， 为 Cx与 检 测 阻 抗Zm之 间 提 供 一 个 低 阻 抗 的 通 道 （电 源 本 身 由 于 高 频 感 抗 而 无 法 提供 ） ， C k内 部 必 须 无 局 放 ， 值 较大 以 增 大 Zm上 的 信 号 ；Z低 通 滤 波 器 ， 以 防 局 放 时 放 电脉 冲 被 电 源 的 杂 散 电 容 旁 路 ， 同时 也 可 阻 止 电 源 本 身 的 干 扰 脉 冲进 入 试 品 和 测 量 支 路 48 局 放 并 联 、 桥 式 测 量 回 路（ b） 并 联 测 量 回 路 （ c） 桥 式 测 量 回 路适 合 于 试 品 一 端 接 地 的 情 况 外 部 干 扰 在 Z m和 Zm上 的 干 扰信 号 基 本 抵 消测 量 仪 器 ： 示 波 器 ， 峰 值 表 ， 脉 冲 计 数 器 49 6.注 意 事 项(1)试 品 的 绝 缘 表 面 应 清 洁 干 燥(2)尽 量 避 免 外 界 的 干 扰 源(3)测 试 设 备 的 地 线 应 连 成 一 体 ,高 压 引 线 应 远 离 地 线(4)试 品 相 连 的 线 要 短 ,周 围 物 体 应 良 好 接 地 50 四.工频交流耐压试验1.作 用 ： 能 确 定 电 气 设 备 绝 缘 的 耐 受 水 平 51 2.接 线 及 设 备 52 单相接触式调压器 53 各 种 接 触 式 调 压 器 54 55 试 验 变 压 器 56 球隙测量器 57保 护 电 阻 58 3.工 频 试 验 变 压 器(1).工 频 试 验 变 压 器 与 电 力 变 压 器 的 比 较工 频 试 验 变 压 器 电 力 变 压 器 59 试 验 变 压 器 与 电 力 变 压 器 的 比 较试 验 变 压 器 电 力 变 压 器1 电 压 等 级 更 高 、 容 量 不 大 ， 仅 单 相 电 压 等 级 高 、 容 量 大 ， 分 单 相 、三 相2 工 作 在 电 容 性 负 荷 下 工 作 在 电 感 性 负 荷 下3 允 许 发 生 短 时 短 路 不 允 许 发 生 短 路4 工 作 时 间 短 工 作 时 间 长5 漏 磁 通 较 大 漏 磁 通 较 小6 温 度 比 较 低 、 无 散 热 要 求 温 度 比 较 高 、 有 散 热 要 求7 绝 缘 裕 度 小 绝 缘 裕 度 大 60 (2)串 接 式 工 频 试 验 变 压 器原 理 请 参 考 教 科 书 第 63页 的 内 容 61 n级 串 接 装 置 容 量 的 利 用 系 数12 n 62 移圈调压器4. 移 圈 式 调 压 器 63 调 压 原 理 64 4.工 频 高 压 的 测 量 方 法(1)低 压 侧 测 量(2)高 电 侧 测 量 65 电 容 效 应 (见 书 本 的 第 64-65页 ) 66 b.用 球 隙 进 行 测 量 工 频 电 压 的 幅 值a.用 静 电 电 压 表 测 量 工 频 电 压 的 有 效 值 67 c.用 电 容 分 压 器 配 用 低 压 仪 表 68 69 d.用 电 压 互 感 器 测 量 7010kv电 压 互 感 器 71 五.直流泄漏电流的测量1.泄 漏 电 流 测 量 的 特 点（ 1） 能 更 有 效 地 发 现 一 些 尚 未 完 全 贯 通 的 集中 性 缺 陷（ 2） 在 试 验 升 压 过 程 中 ， 可 以 随 时 监 视 微安 表 指 示 ， 了 解 绝 缘 情 况 72 直 流 耐 压 试 验 和 泄 漏 电 流 测 量 兆 欧 表 测 量 绝 缘 电 阻 方 法 的 不 足 ： 电 压 较 低 ， 发观 绝 缘 缺 陷 的 能 力 受 到 限 制 。较 高 的 直 流 电 压 来 测 绝 缘 电 阻 或 泄 漏 电 流 ， 有 效地 发 现 一 些 尙 未 完 全 贯 通 的 集 中 性 缺 陷 。 73 直流泄漏电流的测量实 验 总 结 ：1. 在 同 一 直 流 电 压 作 用 下 ， 良 好 绝 缘 的 泄 漏 电 流较 小 ； 且 随 电 压 的 增 加 泄 漏 电 流 正 比 增 加 ；2. 绝 缘 受 潮 时 ， 泄 漏 电 流 增 大 ；3. 当 绝 缘 有 集 中 性 缺 陷 时 ， 电 压 升 高 到 一 定 值 后 ，泄 漏 电 流 激 增 ；4. 绝 缘 的 集 中 性 缺 陷 越 严 重 ， 出 现 泄 漏 电 流 激 增的 电 压 将 越 低 。5. 当 泄 漏 电 流 超 过 一 定 标 准 时 ， 应 尽 可 能 找 出 原因 ， 并 加 以 消 除 。 74 发 电 机 绝 缘 的 泄 漏 电 流 随 直 流 电 压 变 化 的 曲 线 75 2.直 流 泄 漏 试 验 接 线(1)被 试 品 不 接 地 (不 适 于 现 场 实 验 ) 76 (2)被 试 品 一 极 接 地 (适 于 现 场 实 验 ) 77 2.直 流 高 压 的 获 得 半 波 整 流 回 路 倍 压 整 流 回 路 串 接 直 流 发 生 器 78 1. 半 波 整 流 回 路 tU 整 流 元 件 D导 通 时 间 整 流 元 件 D截 止 时 间 当 试 品 发 生 击 穿 或 闪 络的 情 况 下 ， 流 过 硅 堆 的电 流 将 大 大 超 过 正 常 的负 载 电 流 。 为 使 硅 堆 在短 时 的 过 载 电 流 下 不 致损 坏 ， 在 回 路 串 联 个保 护 电 阻 。 79 输 出 电 压 平 均 值输 出 电 压 脉 动 幅 值脉 动 系 数 2 minmax UUUd dUUUU -2-U maxminmax dUUS fCIUTI dti UCQ ddT d 220 ddd fCUIUUS 2 80两 个 半 波 整 流 电 路 的 叠 加 。 它 的 空 载 输 出 电 压 是 电 源 电 压 峰 值 的 2倍 。当 输 出 直 流 电 压 的 一 端 接 地 时 ， 电 源 变 压 器 的 两 端 都 不 能 接 地 ， A点对 地 绝 缘 要 求 为 2UT， 而 B点 为 UT。 C1C2D2D1AB2 倍 压 整 流 回 路 81 C1 C2D2D1AB负 半 波 期 间 电 源 经 D1 向 C1充 电 至 UT， 正 半 波 期 间 电 源 与 C1串 联 起来 经 D 2向 C2充 电 至 2UT。 这 种 电 路 中 变 压 器 一 端 接 地 ， 对 其 绝 缘 没有 特 别 要 求 。 2 倍 压 整 流 回 路 82 3 串 接 直 流 发 生 器 Ud 83 2.直 流 高 压 的 获 得见 书 本 第 70页 内 容 84 85 3.试 验 方 法被 试 品 额 定 电 压 35kV及 以 下 施 加 1030kV直 流 电 压被 试 品 额 定 电 压 110kV及 以 上 施 加 40kV直 流 电 压试 验 时 按 每 级 0.5倍 试 验 电 压 分 阶 段 升 高每 阶 段 停 留 1min， 读 微 安 表 读 数 即 为 泄 漏 电 流绘 制 泄 漏 电 流 与 加 压 时 间 、 泄 漏 电 流 与 试 验 电 压 关系 曲 线 后 进 行 分 析 86 4.微 安 表 的 保 护R： 为 增 压 电 阻 ； C： 滤 波 电 容 ， 有 两 个 作 用 ；F： 放 电 管 L： 防 止 冲 击 电 流 对 微 安 表 的 破 坏 。S： 切 换 开 关 ， 只 有 在 稳 定 时 ， 投 放 微 安 表 用 。微 安 表 是 精 密 仪 表 ， 使 用 中 应 十 分 爱 护 ， 一 般 微安 表 都 有 专 门 的 保 护 装 置 ， 如 下 图 所 示 。 87 六.直流耐压试验内 容 直 流 泄 漏电 流 实 验 直 流耐 压 实 验实 验 方 法 相 同 相 同作 用 检 查 绝 缘 情 况 ，实 验 电 压 低 试 验 绝 缘 强 度 ，实 验 电 压 高 88 六.直流耐压试验1) 直 流 下 没 有 电 容 电 流 ， 要 求 电 源 容 量 很 小 ， 加 上 可 以 用 串 级 的方 法 产 生 高 压 直 流 ， 所 以 试 验 设 备 可 以 做 得 比 较 轻 巧 ， 适 合 于现 场 预 防 性 试 验 的 要 求 ；2) 在 直 流 耐 压 试 验 时 ， 可 以 同 时 测 量 泄 漏 电 流 ， 并 根 据 其 随 电 压变 化 的 特 性 ， 判 断 绝 缘 状 况 ， 发 现 缺 陷 。3) 直 流 耐 压 实 验 比 交 流 耐 压 实 验 更 能 发 现 电 机 端 部 的 绝 缘 缺 陷 ；4) 直 流 耐 压 试 验 对 绝 缘 的 损 伤 程 度 比 交 流 耐 压 小 。5) 由 于 直 流 电 压 作 用 下 在 绝 缘 内 部 的 电 压 分 布 和 交 流 电 压 作 用 下的 电 压 分 布 不 同 ， 直 流 耐 压 试 验 对 交 流 设 备 绝 缘 的 考 验 不 如 交 流 耐 压 试 验 接 近 实 际 运 行 情 况 。6) 直 流 耐 压 试 验 时 ， 试 验 电 压 值 的 选 择 是 一 个 重 要 的 问 题 。 89 3.直 流 高 压 的 测 量 11 IRU 2 2121 R RRUU (1)用 电 压 电 阻 串 联 微 安 表 或 高 值 电 压 分 压 器 。 90 3.直 流 高 压 的 测 量(2)用 高 压 静 电 电 压 表 测 量 直 流 高 压 的 平 均 值(3)用 球 -球 间 隙 测 量 直 流 高 压 的 峰 值 91 六、冲击高压试验1.作 用 用 来 检 验 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 和 保 护 性 能 92 冲 击 电 压 试 验一 冲 击 电 压 发 生 器 的 基 本 回 路 21 1+ CC C电 容 器 C 1由 直 流 电 源 充 电 至 Um, 若 球 隙 G在 外 部 作 用 下 击 穿 ， 此 后 电路 中 发 生 的 充 、 放 电 过 程 如 下 ： 在 球 隙 击 穿 瞬 间 C1经 R1向 C2充 电 ， 同 时 向 R2放 电 ；当 C2上 的 电 压 达 到 峰 值 后 ， 由 C1和 C2继 续 对 R2 放 电 ， 又 使 C2上 的 电压 进 一 步 下 降 。 一 般 选 择 R1 R2， 就 可 以 在 C2上 得 到 所 要 求 的 波 前较 短 而 波 长 较 长 的 冲 击 电 压 波 型 。 R1C1 R2 C2 利 用 系 数0UUm 93 2.冲 击 电 压 发 生 器 的 基 本 回 路七、冲击高压试验 94 3.回 路 元 件 与 输 出 冲 击 电 压 波 形 的 关 系 95 波 前 及 波 长 时 间 21 2111121 21 2111 24.37ln67.167.1 7 1.019.0 7.013.0 1 1 12 1212 1 1111 CC CCRttTe eeUU eeUU CC CCR eUtu tt ttmm ttmm tm C1 R1 C2 96 212222 2122 7.07.02ln5.0 22 CCRT eUU CCR eUtu tmm tm 2122 21 2111 8.07.0 7.23.2 CCRT CC CCRT C1 R2 C2半 峰 值 时 间 常 数 的 计 算最 后 的 修 正 公 式 。 97 冲 击 电 压 发 生 器 的 基 本 原 理冲 击 电 压 发 生 器 概 念 ： 冲 击 电 压 发 生 器 由 一 组 并联 的 储 能 高 压 电 容 器 ， 自 直 流 高 压 源 充 电 几 十 秒钟 后 ， 通 过 铜 球 突 然 经 电 阻 串 联 放 电 ， 在 试 品 上形 成 陡 峭 上 升 前 沿 的 冲 击 电 压 波 形 。 冲 击 波 持 续时 间 以 微 秒 计 ， 电 压 峰 值 一 般 为 几 十 kV至 几 MV发 明 人 ： 产 生 较 高 电 压 的 冲 击 发 生 器 多 级 回 路 ，首 先 由 德 国 人 E.马 克 思 （ E.Marx） 提 出 ， 为 此 他于 1923年 获 得 专 利 ， 被 称 为 马 克 思 回 路 98 单 级 冲 击 电 压 发 生 器 回 路回 路 1回 路 2由 于 受 到 硅 堆 和 电 容 器 额 定 电 压 的 限 制 ， 单 级 冲 击电 压 发 生 器 的 最 高 电 压 不 超 过 200300kV。 正 极 性 冲 击 电 压 负 极 性 冲 击 电 压 99 4.多 级 冲 击 电 压 发 生 器 的 基 本 电 路 100 5.测 量 方 法（ 1） 测 量 球 隙（ 2） 分 压 器 峰 值 电 压 表（ 3） 分 压 器 示 波 器 101 102 103 户 外 冲 击 电 压 发 生 器及 分 压 器 104 户 内 冲 击 电 压 发 生 器及 截 波 装 置 105 各 种 试 验 方 法 的 特 点 总 结序 号 试 验 方 法 能 发 现 的 缺 陷测 量 绝 缘 电 阻 及 泄漏 电 流 贯 穿 性 的 受 潮 、 脏 污 和 导 电 通 道测 量 吸 收 比 大 面 积 受 潮 、 贯 穿 性 的 集 中 缺 陷测 量 tg 绝 缘 普 遍 受 潮 和 劣 化测 量 局 部 放 电 有 气 体 放 电 的 局 部 缺 陷交 流 或 直 流 耐 压 试验 使 抗 电 强 度 下 降 到 一 定 程 度 的 主 绝缘 局 部 缺 陷冲 击 波 耐 压 试 验(限 于 变 压 器 ) 使 抗 电 强 度 下 降 到 一 定 程 度 的 主 绝缘 或 纵 绝 缘 的 局 部 缺 陷 表 中 序 号 5和 6两 项 为 破 坏 性 试 验 ， 其 它 各 项 均 属 于 非 破 坏 性 试 验 106 电 气 设 备 绝 缘 的 在 线 监 测电 气 设 备 检 修 方 式 的 发 展 ：20世 纪 40年 代 ， 事 故 后 维 修 ；20世 纪 60年 代 ， 预 防 性 检 修 ；目 前 ， 状 态 检 修 是 发 展 趋 势 。事 故 后 维 修 ： 电 网 电 压 等 级 低 ， 容 量 小 ， 故 障 的 危 害 小 ；预 防 性 检 修 ： 110kV-220kV电 压 等 级 ， 故 障 影 响 扩 大 ； 问 题 ： 预 试 是 在 停 电 状 态 下 进 行 ， 没 有 考 虑 设 备 的 运 行 条件 、 气 象 条 件 等 ； 试 验 电 压 较 低 （ 一 般 在 工 频 10kV以下 ） ； 107 绝 缘 预 防 性 试 验 是 在 电 力 设 备 处 于 离 线 情 况 下 进 行 的 。离 线 监 测 的 缺 点 是 ： 需 停 电 进 行 ， 而 不 少 重 要 的 电 力 设 备 不 能 轻 易 地 停 止运 行 ； 只 能 周 期 性 进 行 而 不 能 连 续 地 随 时 监 视 ， 绝 缘 有 可 能在 诊 断 期 间 发 生 故 障 ； 停 电 后 的 设 备 状 态 ， 如 作 用 电 场 及 温 升 等 和 运 行 中 不相 符 合 ， 影 响 诊 断 的 正 确 性 。 譬 如 前 述 的 绝 缘 tg 检 测 ，采 用 电 桥 法 时 ， 由 于 标 准 电 容 器 的 额 定 电 压 的 限 制 ， 一 般只 加 到 10kV， 这 对 于 220kV 500kV的 电 力 设 备 而 言 ， 电 压是 很 低 的 。离 线 监 测 的 缺 点 108 在 线 检 测4 在 线 检 测 是 在 电 力 设 备 运 行 的 状 态 下 连 续 或 周 期 性 检测 绝 缘 的 状 况 ， 因 而 可 以 避 免 以 上 缺 点 ， 另 外 建 立 一套 电 气 绝 缘 在 线 检 测 系 统 也 是 实 施 电 力 设 备 状 态 维 修和 建 设 无 人 值 守 变 电 站 的 基 础 。 在 线 检 测 和 状 态 维 修带 来 的 经 济 效 益 是 十 分 显 著 的 。4 电 气 绝 缘 在 线 检 测 是 一 门 多 学 科 交 叉 融 合 的 综 合技 术 ， 自 20世 纪 70年 代 以 来 ， 电 气 绝 缘 在 线 检 测 与 故障 诊 断 的 技 术 水 平 不 断 提 高 ， 在 线 检 测 产 品 大 量 投 入市 场 。 109 绝 缘 在 线 监 测 系 统 的 基 本 框 架 关 键 问 题 ：1 选 择 传 感 器 和 传 感 性 能2 如 何 处 理 信 号 数 据3 如 何 判 断 绝 缘 缺 陷 110 1. 监 测 系 统 应 具 有 较 强 的 抗 干 扰 能 力 。2. 监 测 系 统 应 具 有 较 强 的 对 环 境 变 化 的 耐 受 性 。3. 监 测 系 统 不 应 影 响 一 次 设 备 的 正 常 运 行 。4. 监 测 系 统 的 寿 命 应 长 于 被 监 测 设 备 的 预 期 寿 命 。对 在 线 监 测 系 统 的 基 本 要 求 1111） tg 的 在 线 监 测2） 局 部 放 电 （ PD） 的 在 线 监 测 绝 缘 的 在 线 监 测 112