现场绝缘试验实施导则.docx
《现场绝缘试验实施导则.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《现场绝缘试验实施导则.docx（85页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
现场绝缘试验实施导则
现场绝缘试验实施导则
绝缘电阻、吸收比和极化指数试验
DL474.1-92
中华人民共和国能源部1992-11-03批准1993-04-01实施
1主要内容和适用范围
1.1本导则提出了绝缘电阻、吸收比和极化指数试验所涉及的仪表选择、试验方法和注意事项等一系列技术细则，贯彻执行有关国家标准和能源部《电气设备预防性试验规程》的相应规定。
1.2本导则适用于在发电厂、变电所、电力线路等现场和在修理车间、试验室等条件下对高、低压电气设备绝缘进行绝缘电阻、吸收比和极化指数试验。
2试验内容
2.1绝缘电阻
测量电气设备的绝缘电阻，是检查设备绝缘状态最简便和最基本的方法。
在现场普遍用兆欧表测量绝缘电阻。
绝缘电阻值的大小常能灵敏地反应绝缘情况，能有效地发现设备局部或整体受潮和脏污，以及绝缘击穿和严重过热老化等缺陷。
用兆欧表测量设备的绝缘电阻，由于受介质吸收电流的影响，兆欧表指示值随时间逐步增大，通常读取施加电压后60s的数值或稳定值，作为工程上的绝缘电阻值。
2.2吸收比和极化指数
吸收比K1为60s绝缘电阻值（R60s）与15s绝缘电阻值（R15s）之比值，即
图1某台发电机绝缘电阻R与时间t的关系
1—干燥前15℃；2—干燥结束时73.5℃；
3—运行72h后，并冷却至27℃
对于大容量和吸收过程较长的变压器、发电机、电缆等，有时R60s/R15s吸收比值尚不足以反映吸收的全过程，可采用较长时间的绝缘电阻比值，即10min（R10min）和R1min（R1min）时绝缘电阻的比值K，称作绝缘的极化指数
在工程上，绝缘电阻和吸收比（或极化指数）能反映发电机或油浸变压器绝缘的受潮程度。
绝缘受潮后吸收比值（或极化指数）降低（如图1），因此它是判断绝缘是否受潮的一个重要指标。
应该指出，有时绝缘具有较明显的缺陷（例如绝缘在高压下击穿），吸收比值仍然很好。
吸收比不能用来发现受潮、脏污以外的其它局部绝缘缺陷。
3使用仪表
最常用的测量仪表是兆欧表。
3.1兆欧表的型式
兆欧表按电源型式通常可分为发电机型和整流电源型两大类。
发电机型一般为手摇（或电动）直流发电机或交流发电机经倍压整流后输出直流电压；整流电源型由低压50Hz交流电（或干电池）经整流稳压、晶体管振荡器升压和倍压整流后输出直流电压。
图2兆欧表的一般负载特性
3.2兆欧表的电压
兆欧表电压通常有100、250、500、1000、2500、5000、10000V等多种。
也有可连续改变输出电压的。
应按照《电气设备预防性试验规程》的有关规定选用适当的电压。
对水内冷发电机采用专用兆欧表测量绝缘电阻。
3.3兆欧表的容量
兆欧表的容量即最大输出电流值（输出端经毫安表短路测得）对吸收比和极化指数测量有一定的影响。
测量吸收比和极化指数时应尽量采用大容量的兆欧表，即选用最大输出电流1mA及以上的兆欧表，以期得到较准确的测量结果。
3.4兆欧表的负载特性
兆欧表的负载特性,即被测绝缘电阻R和端电压U的关系曲线,随兆欧表的型号而变化。
图2为兆欧表的一般特性。
当被测绝缘电阻值低时,端电压明显下降。
3.5选用兆欧表时的注意事项
（1）对有介质吸收现象的发电机、变压器等设备，绝缘电阻值、吸收比值和极化指数随兆欧表电压高低而变化，故历次试验应选用相同电压的兆欧表。
（2）对二次回路或低压配电装置及电力布线测量绝缘电阻，并兼有进行直流耐压试验的目的时，可选用2500V兆欧表。
由于低压装置的绝缘电阻一般较低（1～20MΩ），兆欧表输出电压因受负载特性影响，实际端电压并不高。
用2500V兆欧表代替直流耐压试验时，应考虑到低绝缘电阻时端电压降低的因素。
4试验步骤
4.1断开被试品的电源，拆除或断开对外的一切连线，将被试品接地放电。
对电容量较大者（如发电机、电缆、大中型变压器和电容器等），应充分放电（5min）。
放电时应用绝缘棒等工具进行，不得用手碰触放电导线。
4.2用干燥清洁柔软的布擦去被试品外绝缘表面的脏污，必要时用适当的清洁剂洗净。
4.3兆欧表上的接线端子“E”是接被试品的接地端的，“L”是接高压端的，“G”是接屏蔽端的。
应采用屏蔽线和绝缘屏蔽棒作连接。
将兆欧表水平放稳，当兆欧表转速尚在低速旋转时，用导线瞬时短接“L”和“E”端子，其指针应指零。
开路时，兆欧表转速达额定转速其指针应指“∞”。
然后使兆欧表停止转动，将兆欧表的接地端与被试品的地线连接，兆欧表的高压端接上屏蔽连接线，连接线的另一端悬空（不接试品），再次驱动兆欧表或接通电源，兆欧表的指示应无明显差异。
然后将兆欧表停止转动，将屏蔽连接线接到被试品测量部位。
如遇表面泄漏电流较大的被试品（如发电机、变压器等），还要接上屏蔽护环。
4.4驱动兆欧表达额定转速，或接通兆欧表电源，待指针稳定后（或60s），读取绝缘电阻值。
4.5测量吸收比和极化指数时，先驱动兆欧表至额定转速，待指针指“∞”时，用绝缘工具将高压端立即接至被试品上，同时记录时间，分别读出15s和60s（或1min和10min）时的绝缘电阻值。
4.6读取绝缘电阻后，先断开接至被试品高压端的连接线，然后再将兆欧表停止运转。
测试大容量设备时更要注意，以免被试品的电容在测量时所充的电荷经兆欧表放电而使兆欧表损坏。
4.7断开兆欧表后对被试品短接放电并接地。
4.8测量时应记录被试设备的温度、湿度、气象情况、试验日期及使用仪表等。
5影响因素及注意事项
5.1外绝缘表面泄漏的影响
一般应在空气相对湿度不高于80%条件下进行试验，在相对湿度大于80%的潮湿天气，电气设备引出线瓷套表面会凝结一层极薄的水膜，造成表面泄漏通道，使绝缘电阻明显降低。
此时，应在引出线瓷套上装设屏蔽环（用细铜线或细熔丝紧扎1～2圈）接到兆欧表屏蔽端子。
常用的接线如图3所示。
屏蔽环应接在靠近兆欧表高压端所接的瓷套端子，远离接地部分，以免造成兆欧表过载，使端电压急剧降低，影响测量结果。
图3测量绝缘电阻时屏蔽环的位置
5.2残余电荷的影响
若试品在上一次试验后，接地放电时间t不充分，绝缘内积聚的电荷没有放净，仍积滞有一定的残余电荷，会直接影响绝缘电阻、吸收比和极化指数值。
图4为一台发电机先测量绝缘电阻后经历不同的放电时间再进行复测的结果，可以看出，接地放电至少5min以上才能得到较正确的结果。
图4某台发电机经不同接地放电时间后复测绝缘电阻结果
对三相发电机分相测量定子绝缘电阻时，试完第一相绕组后，也应充分放电5min以上，才能试验第二相绕组。
否则同样会发生相邻相间异极性电荷未放净造成测得绝缘电阻值偏低的现象。
5.3感应电压的影响
测量高压架空线路绝缘电阻，若该线路与另一带电线路有一段平行，则不能进行测量，防止静电感应电压危及人身安全，同时以免有明显的工频感应电流流过兆欧表使测量无法进行。
5.4温度的影响
试品温度一般应在10～40℃之间。
绝缘电阻随着温度升高而降低，但目前还没有一个通用的固定换算公式。
温度换算系数最好以实测决定。
例如正常状态下，当设备自运行中停下，在自行冷却过程中，可在不同温度下测量绝缘电阻值，从而求出其温度换算系数。
5.5测量结果的判断
绝缘电阻值的测量是常规试验项目中的最基本的项目。
根据测得的绝缘电阻值，可以初步估计设备的绝缘状况，通常也可决定是否能继续进行其它施加电压的绝缘试验项目等。
在《电气设备预防性试验规程》中，有关绝缘电阻标准，除少数结构比较简单和部分低电压设备规定有最低值外，多数高压电气设备的绝缘电阻值，大多不作规定或自行规定。
除了测得的绝缘电阻值很低，试验人员认为该设备的绝缘不良外，在一般情况下，试验人员应将同样条件下的不同相绝缘电阻值，或以同一设备历次试验结果（在可能条件下换算至同一温度）进行比较，结合其它试验结果进行综合判断。
需要时，对被试品各部位分别进行分解测量（将不测量部位接屏蔽端，便于分析缺陷部位。
__________________
附加说明：
本导则由能源部科技司提出。
本导则由能源部高电压试验技术标准化技术委员会归口。
本导则由浙江省电力试验研究所，华东电力试验研究所负责起草。
本导则主要起草人：
杨善、朱匡宇。
直流高电压实验
DL.474.2-92
中华人民共和国能源部1992-11-03批准1993-04-01实施
1主要内容和适用范围
1.1本导则提出了现场直流高电压绝缘试验所涉及的试验电压的产生、试验接线、主要组件的选择和试验方法等一些技术细则和注意事项，贯彻执行有关国家标准和行业标准《电气设备预防性试验规程》的相应规定。
1.2本导则适用于在变电所、发电厂现场和在修理车间、试验室条件下对高压电气设备绝缘进行直流耐压试验和直流泄漏电流试验。
2直流高电压的产生
2.1对试验电压的要求
直流电压是指单极性（正或负）的持续电压，它的幅值用算术平均值表示。
由高电压整流装置产生的电压包含有脉动电压的成分，因此，高压绝缘试验中使用的直流电压，是由极性、平均值和脉动因数来表示。
根据不同试品的要求，试验电压应能满足试验的极性和电压值，还必须具有充分的电源容量。
GB311.3《高电压试验技术》规定，在输出工作电流下直流电压的脉动因数S应按式
（1）计算，且S＜3%（见图1），即
（1）
式中Umax——直流电压的最大值；
Umin——直流电压的最小值：
Ud——直流电压的平均值。
图1脉动电压波形
在现场直流电压绝缘试验中，为了防止外绝缘的闪络和易于发现绝缘受潮等缺陷，通常采用负极性直流电压。
2.2产生直流高电压的回路和主要组件的选择
2.2.1产生直流高电压的回路
产生直流高电压，主要是采用将交流高电压进行整流的方法。
普遍使用高压硅堆作为整流组件电源一般使用工频电源；对于电压较高的串级整流装置，为了减轻设备的重量，也采用中频电源。
获得直流高电压的回路很多，可根据变压器、电容器、硅堆等组件的参数组成不同的整流回路。
现场常用的基本回路有半波整流回路、倍压整流回路和串级整流回路。
表1给出这些回路的接线图、直流电压及其脉动因数。
2.2.2主要组件的选择
2.2.2.1保护电阻器
为了限制试品放电时的放电电流，保护硅堆、微安表及试验变压器，高压侧保护电阻器的电阻值可取
表1产生直流高电压的回路
整流型式
接线图
直流电压
脉动因数
符号说明
半波整流
T——试验变压器；
C——滤波电容器；
D——整流硅堆；
R——保护电阻器；
Ud——直流电压（平均值）；
Um——整流电压峰值；
Td——被试品直流电流（平均值）；
f——电源频率；
S——电压脉动因数；
n——发生器串接级数
倍压整流
串级整流
注：
脉动因数S的计算式只适用于正弦波电源。
（2）
式中Ud——直流试验电压值（V）；
Id——试品电流（A）。
Id较大时，为减少R发热，可取式中较小的系数。
R的绝缘管长度应能耐受幅值为Ud的冲击电压，并留有适当裕度。
推荐参照表2所列的数值选用。
高压保护电阻器通常采用水电阻器，水电阻管内径一般不小于12mm。
采用其它电阻材料时应注意防止匝间放电短路。
2.2.2.2硅堆
高压硅堆上的反峰电压使用值不能超过硅堆的额定反峰电压，其额定整流电流应大于工作电流，并有一定的裕度。
表2高压保护电阻器参数
直流试验电压
kV
电阻值
MΩ
电阻器表面绝缘长度不小于
mm
60及以下
0.3～0.5
200
140～160
0.9～1.5
500～600
500
0.9～1.5
2000
在利用硅堆整流而其单个的电压不够，需要采取多只串联的办法时，必须注意，务使其电压分布均匀。
为此，通常宜采用并联电阻和电容的方法。
从现场易于实现的观点来看，也可以仅并联均压电阻，其数值一般为硅堆反向电阻的1/3～1/4。
如按此值所选的电阻值过高而不易达到时，可适当减小为1000MΩ。
2.2.2.3滤波电容器
试验小电容量的试品并要求准确读取电流值时，例如测量带并联电阻的阀型避雷器电导电流时，应加滤波电容器。
滤波电容器一般取0.01～0.1μF。
对于电容量较大的试品，如电缆、发电机、变压器等，通常不用滤波电容器。
对泄漏电流很小，并仅作粗略检查性的试验，如测量断路器支持瓷套及拉杆的泄漏电流，也可不用滤波电容器。
3直流高电压试验的接线
3.1微安表的接法
表3微安表的接线方式
微安表位置
序号
试验接线
符号说明
微安表接在高压侧
1
DC——高电压整流装置；
R——保护电阻器；
C——滤波电容器；
Rv——高值电阻器；
mA——串联毫安表；
μA——微安表；
Cx——被试品。
微安表接在低压侧
被试品对地绝缘
2
被试品直接接地
3
现场电气设备的绝缘有一端直接接地的，也有不直接接地的，微安表的接线位置视具体情况可有下列数种接线（见表3）。
表3中序号1和2接线图测量准确度较高，宜尽量采用。
序号3测量误差较大，宜尽量不采用，只有在测量条件受到限制时才采用。
3.2微安表的保护
为了防止在试验过程中损坏微安表，微安表应加装保护，图2为其保护接线图。
L、Cm和C用来延缓试品击穿放电的电流陡度，防止微安表活动线圈匝间短路或对磁极放电。
其中串联电阻r为
（3）
式中UF——放电管放电电压（V）；
IdH——微安表满刻度值（μA）。
如果采用外接短路开关，一般只在读表时方才断开开关。
短路开关和微安表的接线必须正确，泄漏电流的引线必须先接到短路开关上，然后再用导线从短路开关上引到微安表，以避免试品击穿时，烧坏微安表（见图3）。
图2微安表的保护接线图
R—串联电阻；F—放电管；K—短路开关；L—电感（约10mH）；
C—旁路电容（0.5μF）；G—屏蔽端子；Cm—保护电容（0.1μF）
图3短路开关和微安表的接线
（a）正确接线；（b）不正确接线
4直流高电压的测量
4.1测量准确度的要求
a.直流电压平均值的测量误差应不大于3%。
b.脉动幅值的测量误差不大于实际脉动幅值的10%及其直流电压算术平均值的1%，二者数值中较大者。
4.2测量系统的一般要求和现场测量
对测量系统的一般要求和现场测量，见ZBF24002《现场直流和交流耐压试验电压测量装置的使用导则》。
4.3脉动电压的测量
4.3.1用示波器测量脉动电压
图4中高电压电容器C隔离直流成分，如果
，则脉动成分全部出现在Rm上，示波器显示Rm上的脉动电压。
如果脉动成分比较大，可以在Rm上抽头，按一定的比例将一部分脉动电压送至示波器。
图4用示波器测量脉动电压
4.3.2用标准电容器和整流电路串联测量脉动电压
将标准电容器与全波整流器及微安表串联，接到被测电压的两端（见图5），脉动电压幅值Us与流过标准电容器的整流电流平均值Is的关系为
（4）
式中c——标准电容器的电容量；
f——脉动电压的基波频率。
图5用电容器和整流电路测量脉动电压
5直流泄漏电流的测量
5.1直流泄漏电流的测量
当直流电压加至被试品的瞬间，流经试品的电流有电容电流、吸收电流和泄漏电流。
电容电流是瞬时电流，吸收电流也在较长时间内衰减完毕，最后逐渐稳定为泄漏电流。
一般是在试验时，先把微安表短路1min，然后打开进行读数。
对具有大电容的设备，在1min还不够时，可取3～10min，或一直到电流稳定才记录。
但不管取那个时间，在对前后所得结果进行比较时，必须是相同的时刻。
5.2消除杂散电流的方法
绝缘良好的试品，内部泄漏电流很小。
因此，绝缘表面的泄漏和高压引线的杂散电流等都会造成测量误差，必须采取屏蔽措施。
对处于高压的微安表及引线，应加屏蔽。
试品表面泄漏电流较大时，应加屏蔽环，予以消除。
如果采用的微安表接在表3序号3的位置的接线,试验装置本身泄漏电流又较大时,应在未接入试品之前记录试验电压各阶段的泄漏电流,然后在试验结果中分别减去这些泄漏电流值。
6直流高电压试验
6.1试验条件
试验宜在干燥的天气条件下进行。
试品表面应抹拭干净，试验场地应保持清洁。
试品和周围的物体必须有足够的安全距离。
因为试品的残余电荷会对试验结果产生很大的影响，因此，试验前要将试品对地直接放电5min以上。
6.2试验程序
直流耐压试验和泄漏电流试验一般都结合起来进行。
即在直流耐压的过程中，随着电压的升高，分段读取泄漏电流值，而在最后进行直流耐压试验。
对试品施加电压时，应从足够低的数值开始，然后缓慢地升高电压，但也不必太慢，以免造成在接近试验电压时试品上的耐压时间过长。
从试验电压值的75%开始，以每秒2%的速度上升，通常能满足上述要求。
6.3试验结果判断
将试验电压值保持规定的时间后，如试品无破坏性放电，微安表指针没有向增大方向突然摆动，则认为直流耐压试验通过。
温度对泄漏电流的影响是极为显着的，因此，最好在以往试验相近的温度条件下进行测量，以便于进行分析比较。
泄漏电流的数值，不仅和绝缘的性质、状态，而且和绝缘的结构、设备的容量等有关，因此，不能仅从泄漏电流的绝对值泛泛地判断绝缘是否良好，重要的是观察其温度特性、时间特性、电压特性及长期以来的变化趋势来进行综合判断。
6.4放电
试验完毕，切断高压电源，一般需待试品上的电压降至1/2试验电压以下，将被试品经电阻图6放电棒的尺寸接地放电，最后直接接地放电。
对大容量试品如长电缆、电容器、大电机等，需放电5min以上，以使试品上的充电电荷放尽。
另外，对附近电气设备，有感应静电电压的可能时，也应予放电或事先短路。
经过充分放电后，才能接触试品。
对于在现场组装的倍压整流装置，要对各级电容器逐级放电后，才能进行更改接线或结束试验，拆除接线。
图6放电棒的尺寸
对电力电缆、电容器、发电机、变压器等，必须先经适当的放电电阻对试品进行放电。
如果直接对地放电，可能产生频率极高的振荡过电压，对试品的绝缘有危害。
放电电阻视试验电压高低和试品的电容而定，必须有足够的电阻值和热容量。
通常采用水电阻器，电阻值大致上可用每千伏200～500Ω。
放电电阻器两极间的有效长度可参照高压保护电阻器的长度l选用（表2）。
放电棒的绝缘部份（自握手护环到放电电阻器下端接地线连接端）的长度l′应符合安全规程的规定，并不小于放电电阻器的有效长度。
_____________________
附加说明：
本导则由能源部科技司提出。
本导则由能源部高电压试验技术标准化技术委员会负责起草。
本导则主要起草人：
张仲大、朱匡宇。
介质损耗因数tgδ试验
DL474.3-92
中华人民共和国能源部1992-11-03批准1993-04-01实施
1主要内容和适用范围
1.1本导则提出了测量高压电气设备绝缘介质损耗因数tgδ和电容的方法，试验接线和判断标准，着重阐述现场测量的各种影响因素，可能产生的误差和减少误差的技术措施，贯彻执行有关国家标准和能源部《电气设备预防性试验规程》（以下简称《规程》）等的相应规定。
1.2本导则适用于发电厂、变电所现场和修理车间、试验室等条件下，测量高压电气设备绝缘的介质损耗因数tgδ和电容。
1.3本导则中的试验结果判断标准主要引自《规程》，对规程中未规定的，本导则中提出的推荐值供参考。
2测量仪器
2.1西林电桥
西林电桥的四个桥臂由四组阻抗组件所组成，其原理接线如图1所示。
电桥平衡时
（1）
（2）
图1西林电桥原理接线图
（a）正接线；（b）反接线
在工频试验电压下，式
（2）中
取R4为10000/π＝3184Ω
则tgδx=C4，即C4的μF值就是tgδx值。
2.2电流比较型电桥
图2是电流比较型电桥原理接线图。
图中Cn为标准电容，Cx表示被试品的电容，Rx表示被试品介质损耗等值电阻，U为试验电压，R为十进可调电阻箱，C为可选电容。
Wn和Wx分别表示电流比较型电桥标准臂和被测臂匝数。
当电桥平衡时，由安匝平衡原理可得
（3）
（4）
式（4）中，ω＝100π，C分别等于1/π×10-6F和0.1/π×10-6F。
2.3M型介质试验器
图3表示M型介质试验器原理接线，它包括Cn、Ra标准支路，Cx、Rx及无感电阻Rb被试支路，Rc极性判别支路，电源和测量回路等五部分。
图2电流比较型电桥原理接线图
图3M型介质试验器原理接线图
介质损耗因数
（5）
式中P——有功功率（mW）；
S——视在功率（mVA）。
Rb远小于被试品阻抗，由图3可知，串联后不影响Ix的大小和相位。
在B位置上测出Rb上的压降IxRb（乘以有关常数）可代表试品的视在功率S。
将电压表接到C位置，调Ra的可动触点，当读数为最小时，两个回路的电容电流分量的电压降可完全抵消，故电压表读数可代表试品的有功功率P。
Rc极性判别支路是用来判别外界干扰的极性。
3电力设备介质损耗因数tgδ的现场测试
3.1试验条件及准备
3.1.1试验条件
本试验应在良好的天气，试品及环境温度不低于＋5℃的条件下进行。
3.1.2准备
测试前，应先测量试品各电极间的绝缘电阻。
必要时可对试品表面（如外瓷套或电容套管分压小瓷套，二次端子板等）进行清洁或干燥处理。
了解充油电力设备绝缘油的电气、化学性能（包括油的tgδ）的最近试验结果。
3.2电力变压器
3.2.1试验接线
因变压器的外壳直接接地，所以现场测量时采用交流电桥反接法（或用M型介质试验器）进行。
为避免绕组电感和激磁损耗给测量带来的误差，试验时需将测量绕组各相短路，非测量绕组各相短路接地（用M型介质试验器时接屏蔽）。
电力变压器试验接线如表1所示。
表1电力变压器试验接线
顺序
双绕组变压器
三绕组变压器
加压绕组
接地部位
加压绕组
接地部位
1
低压
高压和外壳
低压
高压、中压和外壳
2
高压
低压和外壳
中压
高压低压和外壳
3
高压
中压、低压和外壳
4
高压和低压
外壳
高压和中压
低压和外壳
5
高压、中压和低压
外壳
注：
表中4和5两项只对16000kVA及以上的变压器进行测定。
试验时，高、中、低三绕组两端都应短接。
3.2.2试验结果的判断
变压器的tgδ在大修及交接时，相同温度下比较不大于出厂试验值的1.3倍，历年预防性试验比较，数值不应有显着变化，大修及预防性试验结果按照《规程》规定进行综合判断。
3.3
升级会员 