第三章电气设备绝缘实验Word文件下载.docx

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绝缘电阻：

指吸收电流ia按指数规律衰减完毕后所测得的稳态电阻值。

t→∞时，可得R∞=R1+R2即等于两层介质电阻的串联值。

能发现的缺陷：

绝缘或整体受潮；

局部严重受潮；

贯穿性缺陷。

例如下定子绝缘局部发生裂纹形成贯穿性导电通道时。

局限性：

①大型设备（大型发电机、变压器等）的吸收电流很大，吸收过程可达数分钟，测稳态电阻，耗费时间长。

②有些设备如电机，由Ig那部分所反映的绝缘电阻有很大的范围，这与该设备的几何尺寸（或其容量）有密切关系。

因而难以给出绝缘值作为判断标准，只能与历史值比较。

吸收比，k1=RR60°

15°

t2t1=IIt1t2，同一试品在不同时刻的绝缘电阻的比值=RR，（3-2）∴排出了绝缘结构体积尺寸的影响一般以k1≥1.3作为设备绝缘状态良好的标准亦不尽合适。

例如油浸变压器有时有些变压器的k1&

lt;

1.3会出现下述情况。

有些变压器的k1虽大于1.3但k值较低；

但k值高。

极化指数k2=定义为k2。

Notice：

仅凭R∞,RR10min1min，按国际惯例，将t2=10min和t1=1min时的绝缘电阻比值k,k12测量结果来判断绝缘状态仍是不够可靠的。

兆欧表的原理接线图g：

手摇（或电动）直流发电机，或交流发电机经晶体二极管整流；

M：

流比计的测量机构，处在永磁磁场中的可动部分电压线圈1和电流线圈2直流电压加到两个并联支路上→两线圈中的电流产生的力矩方向相反→在力矩差的作用下使可动部分旋转→平衡时指针偏转的角度α正比于I1I2∵并联支路内的电流分配是与电阻成反比的，∴偏转角的大小可以反映出被试电阻的大小。

G端子：

消除被试物表面泄露电流的影响。

若不接G，测得的绝缘电阻=R表面//R体积。

常用量程：

500kV,1000kV,2500kV对ue≥1kV，应使用2500V摇表①注意保持转速的恒定②当试品电容较大时，测量后须先把兆欧表从测量回路断开，再停转发电机，试品电容电流反充损害仪表。

原因都是：

被试品一般具有一定的电容量，电压的变动将引起电容电流的变化；

使指针摇摆不定。

数字式兆欧表：

用整流电源，用户可根据需要选择电压量程。

当在试品绝缘上施加电压时，取试品电压电流信号经A/D转换，简单数值计算，用液晶数显方式给出结果。

3.3介质损耗角正切的测量能发现：

受潮、老化等分布性缺陷，反映整体的损耗情况。

不能发现集中性缺陷。

当绝缘由两部分并联组成时，其整体的介质损耗为这二部分之和。

p=p+p122U2wctgδ=Uwc1tgδ1+Uwc2tgδ22tgδ=c1tgδ1+c2tgδ2cc=c1+c2∵v《v1，则得c《c1，c2≠c122∴tgδ=tgδ1+c2tgδ2c1因c2c1很小，当tgδ2↑时并不能使总的tgδ明显增加。

例：

一台110kV大型变压器上测得总的tgδ为0.4%是合格的，但把套管分开单独测得tgδ达3.4%不合格。

一、用高压西林电桥测tgδ1、被试品2、无损标准电容器CN：

常用空气或其他压缩气体作为介质，其tgδ→03、R3可调4、C4可调//R4外加交流高压电源（一般可达10kV）接到电桥的对角线上另一对角线接平衡指数仪表，一般使用振动式检流计（3-3）Z1Z4=Z2Z3tanδ=1wcxRx=wc4R41（3-4）c=cxmRR431+tanδ22通常tgδ《1则cx=cNRR443（3-5）取R4=10Π46=3184?

（3-6）tgδ=wR4C4=10C（F）=C4（uF）屏蔽：

电桥本体，连线用屏蔽导线正接线：

被试品在高压端，大部分电压在上桥壁ⅠⅡ，在R3,C4上电压只有几伏，无危险。

特点：

准确度较高，要求试品对地绝缘。

反接线：

被试品低压端，操作部分在高压端。

安全措施：

①电桥本体与操作者一起放在绝缘台上或放在法拉第笼对地绝缘，与操作者R3,C4等电位；

②人手通过绝缘连杆去调R3,C4。

例国产QS-1里电桥在10kV一下时二、外界电磁场对电厂的干扰等值干扰电源电压U通过对试品高压电极的杂散电容C产生干扰电流I→,,,经①cx→地，阻抗大；

②R3→试验变压器的漏抗→地

δδ图3-5有电场干扰时的向量图可能出现负的δ，这时在电桥的正常接线下已无法达到平衡，只有把C4从臂IV,换接到臂Ⅲ与R3并联才能平衡，并按新的平衡条件计算出tgδ值措施1、加设屏蔽2、采用移相电源：

改变电源电压，从而改变Ix的相位，使I与Ix同相或反相，则tgδ不变。

若在电源电压正反向测得的tgδ值相等，说明移相效果良好。

3、倒相法：

将电源正接和反接各测一次，得到二组结果，tgδ1,c1,tgδ2,c2,δδδ1tgδ1=IR1IC1,tgδ2=IR2IC2tgδ=（IC1+IC2）/2Q（IR1+IR2）/2=IC1tgδ1+IC2tgδ2IC1+IC2IC1=Uwc1，IC2=Uwc2

tgδ=c1tgδ1+c2tgδ2c+c1（3-7）Uwc1+Uwc222又∵IC=Uwcx=IC1+IC22=∴cx=c1+c22（3-8）若tgδ1和tgδ2相差不大，c1和c2相差不大时tgδ=tgδ1+tgδ22磁场干扰，当靠近电抗器等漏磁通较大的设备时∵磁场作用于电桥检流计那内的电流线圈回路引起的把检流计的极性转换开关放在断开位置→若光带变宽则有此干扰消除方法：

①电桥移到磁场干扰以外②改变检流计极性开关，两次测量取平均值3.4局部放电绝缘中的局部放电是引起介质老化的重要原因之一。

测量电气设备在不同电压下的局部放电强度和变化趋势，就能判断绝缘内是否存在局部缺陷以及介质老化的进度和目前的状态。

一、局部基本知识∵场强与介质常数成反比，∴气隙中的场强比固体介质中的场强提高的多。

而气隙中的电场强度&

固体的电场强度，∴当外加电压远低于固体介质的击穿电压时，就可能在气隙内开始。

图3-12介质中气隙局部放电的示意图和等值电路当ug&

gt;

us（气隙放电电压）时气隙放电，cg上电压下降至电压ur时，火花熄灭，完成一次局部放电气隙应放电一次，其电压瞬时时下降一个?

ug=us?

ur→

外加电压↑→cg充电→直到ug又达到us值时，第二次放电。

cg放电时，每次的放点电荷量为真实放电量。

qr=（cg+cc）（?

）uuc+cabsrab≈（cg+cb）（us?

ur）（3-21）因ca、cb、US、Ur等无法测，∴q也无法确定。

r∵气隙放电引起的电压波动，us?

ur按电容反比分配在cb、ca上（从气隙两端看cb、ca串联）ca上的电压波动?

Ua=ca+cbcb（us?

ur）相当于试品放掉电荷q=（ca+cb）?

Ua≈cb（US?

Ur），视在放电量?

Ua和q可测q=cq（》）ccc+cbrgbgbr可见q《q在其他条件相同下，直流电压下单位时间内的放电次数一般需要交流下低得多。

∵直流下局放的作用远比交流下小，这也是绝缘在直流下的工作电场强度。

可以大于交流工作电场强度的原因之一。

1、放电重复率（N）在选定的时间隔闪测得的每秒发生脉冲的平均次数，它表示局部放电的出现频度。

2、放点能量。

一次局放所消耗的能量。

二、局部放电检测方法局部现象：

①电气方面：

电流脉冲、介损、电磁辐射②非电方面：

光热、噪声、气压变化、化学变化几种常用电气检测法1、脉冲电流法：

在一定电压作用下，cx中产生的局放电流脉冲流过检测阻抗zm→zm上电压放大送至仪器P测量。

2、无线干扰测量法;

用干扰仪来测量由于局部放电而产生的无线电信号，已列入IEC标准中，其灵敏度也很高。

3、介质损耗法：

测量试品的tgδ随外施电压的变化，其灵敏度比脉冲电流法低得多。

非电检测法1、超声波法评价：

灵敏度不高，但抗干扰性能好，使用方便。

在设备表面设多个超声波传感器：

建立超声定位的数学模型，利用超声源传递各超声传感器传播的时间差，再运用模式识别原理去逼进放电点的位置。

2、光学分析法评价：

直观，但灵敏度不高夜视仪（微光发大器）一种利用光纤将局放所发生的光量经光电传感器从设备内部引出来的重要仪器正在研发之中。

实践证明：

光检测法用于有沿面放电和电晕放电的测量效果尤佳。

3、化学分析法绝缘材料在油中的局放及弱电流放电主要生成物是H2，CH4；

强电流放电主要生成物：

2H2，2，CH使油局部热的“热斑”将引起H2，CH4，C2H4C3H4，以纤维素为主的绝缘材料发生热裂解时会释放出CO、CO2。

方法：

气象色谱仪简易色谱仪（用气敏半导体传感器）3.5工频交流耐压试验有效：

导致绝缘电气强度降低的各种缺陷，尤其对局部性缺陷的发现更为有效。

考虑到运行中绝缘的老化及积累效应，耐压试验电压值总要定的比出厂试验电压低。

1、变压器全部更换纯组后，按出厂试验电压其他情况85%出厂试验电压2、高压电气90%出厂试验电压3、纯瓷及充油的套管和支柱绝缘子：

出厂试验电压（几乎无累计反应）4、发电机大修前及局部更换绕组后，定子绕组工频试验电压=ue×

1.5（出厂试验电压为2ue+3kV）。