电气设备绝缘检测与诊断3PPT资料.ppt

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v电容器极板电容器极板：

导电良好的金属材料。

v外壳外壳：

金属外壳和绝缘外壳两种，绝缘外壳最：

金属外壳和绝缘外壳两种，绝缘外壳最常见的是电瓷外壳。

常见的是电瓷外壳。

v介质材料介质材料：

储藏能量和绝缘的双重作用，要求：

储藏能量和绝缘的双重作用，要求损耗小、寿命长、工艺性能好。

损耗小、寿命长、工艺性能好。

第一节第一节电力电容器的结构特征电力电容器的结构特征

（1）固体介质固体介质

（2）液体介质液体介质（3）金属化纸和金属化薄膜。

金属化纸和金属化薄膜。

在电力电容器设计中常采用组合介质结构，例如浸渍纸、浸渍薄膜、浸渍纸与薄膜的复合介质。

组合介质的电气性能受介质材料的成分、工作温度、电场强度、频率、压力、制造工艺等的影响。

对于平板电容器，忽略边缘效应时，其电容量为：

式中，真空的介电常数；

A极板面积（）；

C为电容量（F）；

d为极间介质厚度（m）。

第二节第二节电力电容器预防性试验技术电力电容器预防性试验技术并联电容器、串并联电容器、串联电容器、交流联电容器、交流滤波电容器滤波电容器耦合电容器耦合电容器电容分压器电容分压器断路器断路器电容器电容器集合式集合式电容器电容器电容值测量电容值测量两极板间绝两极板间绝缘电阻缘电阻tan测量量两极对外壳两极对外壳的绝缘电阻的绝缘电阻低压端对地低压端对地绝缘电阻绝缘电阻并联电容器、串并联电容器、串联电容器、交流联电容器、交流滤波电容器滤波电容器耦合电容器耦合电容器电容分压器电容分压器断路器断路器电容器电容器集合式集合式电容器电容器套管对地套管对地绝缘电阻绝缘电阻局部放电局部放电试验试验交流耐压交流耐压试验试验并联电阻并联电阻值测量值测量渗漏油检查渗漏油检查绝缘油绝缘油击穿试验击穿试验一、电容值和介质损耗角正切一、电容值和介质损耗角正切tan测量测量v目的：

目的：

检查电容器绝缘介质的变化情况，据此可以判断内部接线是否正确、绝缘是否受潮或存在某些局部缺陷等。

v测量方法：

测量方法：

平衡电桥法（QS1、QS3型西林电桥）、不平衡电桥法（M型介质试验器）进行测量，也可以采用瓦特表法和电压电流表法等。

1电压电流表法电压电流表法电压电流表法的原理接线如图2-2所示。

当外加的交流交流电压为，流过被试电容器的电流为时式中：

式中：

I为电流表所测的电流为电流表所测的电流（A）；

U为外加电压为外加电压（v），由电压由电压表测量。

表测量。

故或图图2-2电压电流表法测量原理图电压电流表法测量原理图现场电源的电压一般为220v或380v，电压可以通过自耦变压器进行调节电压调至159.2v或318.4v，从而简化计算公式（电流的单位为mA）。

v当测试电压为159.2v时，v当测试电压为318.4v时，2双电压表法双电压表法从而可以得到式中,R1为电压表V1的内阻。

在测量时应注意下列因素的影响：

（1）温度的影响温度的影响。

温度对tan测量影响较大，tan随着温度的升高而增高，且与绝缘结构和绝缘状况有关，应尽量选择在相近的温度条件下测量tan。

（2）频率的影响频率的影响。

随着频率的增加tan将出现一个峰值，这是由于内部极化损耗引起的。

（3）电压的影响电压的影响。

在正常良好的绝缘情况下，tan一般不随电压变化（或略有变化），而当绝缘有明显缺陷时，tan随电压的变化则很明显，这时需认真分析原因。

用以上方法测量时，很容易根据测量结果计算出单相电容器的电容量，但对三相电容器，则需要考虑不同接线方式的影响。

教材P10表2-3和表2-4分别给出了三角形或星形接线的二相电容器电容的测量方法和计算公式。

二、绝缘电阻测量二、绝缘电阻测量测量两极间或两极对外壳的绝缘电阻的主要目的是初步判断电容器相应部位的绝缘状况，测量时采用2500V兆欧表测量接线如图2-4所示。

测量结果采用比较法进行分析、判断。

绝缘电阻的判断标准是：

耦合电容器极间绝缘电阻一般不小于5000M。

小套管对地绝缘电阻不小于1000M。

并联电容器极对壳绝缘电阻不小于2000M。

测量时应注意的问题是：

（1）在测量前后均应对电容器放电，放电时间约为2-5min。

（2）在测量过程中，在未断开于摇式兆欧表引出线前，不得停止摇动手柄，以免损坏兆欧表。

（3）对电容量较大的电容器，可借放电来粗略地判断电容器是否良好，如果放电的火花和响声都很小，则可能内部绝缘有显著老化或受潮。

三、交流耐压试验三、交流耐压试验为保证耦合电容器安全运行，在交接时增加了交流耐压试验项目，耦合电容器交流耐压标准见表2-5，试验电压为出厂试验的75。

交接标准规定，只对并联电容器进行交流耐压试验，试验的目的主要是判断其绝缘的电气强度，从而检查出外包油纸绝缘不良和由于油面下降引起的滑闪及内瓷套不清洁等缺陷。

试验电压施加在电极引线与外壳之间，试验标准见表2-6。

第三节第三节电力电容器在线检测与诊断技术电力电容器在线检测与诊断技术一、一、tan及及C在线检测技术在线检测技术1.标准电容器取样法：

标准电容器取样法：

在线检测在线检测tan遇到的难题：

遇到的难题：

（1）耐压等级比运行电压更高的标准电容器；

）耐压等级比运行电压更高的标准电容器；

（2）用反接法测量时，调节）用反接法测量时，调节R3、C4的绝缘杆的的绝缘杆的耐压水平远远不够。

耐压水平远远不够。

为解决现场没有很高电压的标准电容器的困难，常采用为解决现场没有很高电压的标准电容器的困难，常采用挂在同相线路上各电容型试品相互作对比的方法，测得各电挂在同相线路上各电容型试品相互作对比的方法，测得各电容型试品的容型试品的tan的差值如果此差值与过去有显著变化，往的差值如果此差值与过去有显著变化，往往反映某一试品有问题。

往反映某一试品有问题。

应用较多的是选定某几台应用较多的是选定某几台tan较小且随电压、温度较稳较小且随电压、温度较稳定的电容型试品相串联而当作定的电容型试品相串联而当作“标准标准”电容器使用，这时宜电容器使用，这时宜事先在试验室里对此事先在试验室里对此“标准标准”电容器进行全面试验，观察其电容器进行全面试验，观察其电容及电容及tan值是否随电压、温度的上升有显著变化；

如在所值是否随电压、温度的上升有显著变化；

如在所使用的环境下其使用的环境下其tanN无明显改变，则在用它代替标准电容无明显改变，则在用它代替标准电容器进行测量后，可将此器进行测量后，可将此tanN补充到测得的数据中去。

补充到测得的数据中去。

当以有损耗的、数值为当以有损耗的、数值为tanN的的“标准标准”电容器当作标准电容器当作标准电容器电容器CN，而试品而试品CX的损耗为的损耗为tanx，当电桥平衡后，测当电桥平衡后，测量值为量值为tanm，则则运行条件下如果没有相应电压的高压标准电容器时，运行条件下如果没有相应电压的高压标准电容器时，可采用低压标准电容器法按可采用低压标准电容器法按QS1电桥正接线测量。

标准电桥正接线测量。

标准支路电压可由同相电压互感器的二次电压供给，也可由支路电压可由同相电压互感器的二次电压供给，也可由跨接于同相高压上的试验变压器的低压电压供给，测量跨接于同相高压上的试验变压器的低压电压供给，测量接线如图接线如图2-6所示。

所示。

图图2-6采用低压标准电容器测量采用低压标准电容器测量tan假如仍用假如仍用QSl电桥配套的电桥配套的50pF标准电容器标准电容器CN，而电压互而电压互感器二次侧电压又常取感器二次侧电压又常取100v，因此流经因此流经CN桥臂的电流将很桥臂的电流将很小，以致小，以致U4U3，电桥难以平衡。

为此宜增大电桥难以平衡。

为此宜增大CN值，值，这时只需耐压这时只需耐压100v以上的标准电容器。

在现场实测时，一般以上的标准电容器。

在现场实测时，一般选选CN为为10003000pF。

而真实的而真实的tanx与电桥上读数与电桥上读数tanm的关系为的关系为其中，其中，tanN为所采用的标准电容器的介质损耗角为所采用的标准电容器的介质损耗角正切值；

正切值；

tanC为电压互感器角差的正切值。

一般为电压互感器角差的正切值。

一般|c|10，即，即|tanC|03，它对油纸绝缘设备它对油纸绝缘设备现场的预防性试验一般并不会带来很大的误差。

现场的预防性试验一般并不会带来很大的误差。

2电压互感器取样法电压互感器取样法原理图如图原理图如图2-7所示所示测量时，接于测量用电阻、电容箱支路的电压Uo应与互感器此侧电压接成加极性，使流过测量电阻、电容臂的电流I0调节到与流过被试耦合电容器的工作电流Ix大小相等而方向相反。

图2-7（b）中接入了1：

1的隔离变压器，主要考虑到一般电力系统中电压互感器辅助二次绕组（二次绕组是XD）接地，即减极性接法，或者不直接接地，为能改变极性并将其一端直接接地以满足电流平衡法测量，通常组装的测试仪器的隔离变压器已装入箱内，无论系统中电压互感器辅助二次绕组是哪种接线，都可以直接接入进行测量。

选用辅助二次绕组给测量电阻和电容臂加压，主要是它的相应电压高于二次绕组从而可以提高测量灵敏度。

调节可变电容器、电阻箱使流过平衡指示器的电流为0或约为0，即从而可导出该方法测量介质损失角正切tan的计算公式，即而测量时注意事项如下：

（1）测试时应停用相应耦合电容器的载波通信或中断继电保护装置。

（2）一般情况下，由于电压互感器的负载很小，所以电压U0与Ux方向相反，即AX与aDxD绕组电压角差约为0，现场测试表明，一般情况下角差均小于5，即引起测量介质损失角正切的误差|tanx|05。

（3）应防止电压互感器TV二次侧短路。

（4）若电压互感器距离Cx较远，可以将试验仪器靠近电压互感器，而加长测量仪器至被试耦合电容器的引线（使用屏蔽线），由于加长屏蔽引线引起的试品的tan测量误差可以忽略不计。

3瓦特表法瓦特表法在绝缘体上加上试验电压后，流过电流的有功损耗P为或式中，U为试验电压；

Cx为此品电容；

x为流过试品的电流；

tan为试品介质损耗角正切。

测得有功损耗就可以简便计算出tan，其测试原理如图2-8所示.由于瓦特表的读数可以表示为:

由于很小，所以而，故通常，即上式可以简化为4自动平衡检测法自动平衡检测法图2-9给出了一种自动平衡检测tan方法的原理图。

它主要由传感器、移相器及自动平衡装置组成。

由于介质损耗角的数值很小，稍有干扰就会影响到在线测量的准确度。

目前常用预处理电路来消除影响，如图2-10所示。

在信号进入比较器以前先设法消除信号中的直流成分和高频信号，仅留下50HZ的交流信号。

开关K的作用是在每次测量前，自动将K打到2上，以同一信号Ui经过两个互相平行的回路。

如二者输出信号间有相角差，可自行调整，然后K自动回到1上，Uu，U