高壓電氣設(shè)備試驗

1、高高壓壓電電氣設(shè)備試驗氣設(shè)備試驗High-voltage electrical equipment絕緣電阻及吸收比試驗絕緣電阻及吸收比試驗絕緣電阻試驗是高壓電氣設(shè)備絕緣試驗中一種最簡單、最常用的試驗方法。當(dāng)電氣設(shè)備絕緣受潮、表面臟污，留有表面放電或擊穿痕跡時，其絕緣電阻會顯著下降。根據(jù)絕緣等級、測試要求的不同，通常采用的兆歐表輸出電壓有：100V、250V、500V、1000V、2500V、5000V、10000V等。由于絕緣電阻試驗所施加的電壓較低，對于一些集中性缺陷，即使可能是很嚴(yán)重的缺陷，但在測量時顯示絕緣電阻仍然很大的現(xiàn)象，因此，絕緣電阻試驗只適用于檢測貫穿性缺陷和普遍性缺陷。絕緣電阻

2、及吸收比試驗絕緣電阻試驗的主要參數(shù)及技術(shù)指標(biāo)電氣設(shè)備的絕緣，不能等值為單純的電阻，其等值電路往往是電阻電容的混合電路。很多電氣設(shè)備的絕緣都是多層的，例如電機(jī)絕緣中的云母帶，變壓器等絕緣中用的油和紙，因此，在絕緣試驗中測得的并不是一個純電阻。如圖4-1為雙層電介質(zhì)的一個簡化等值電路。圖4-1 雙層電介質(zhì)簡化等值電路圖4-2吸收曲線及絕緣電阻變化曲線絕緣電阻及吸收比試驗絕緣電阻試驗的主要參數(shù)及技術(shù)指標(biāo)當(dāng)合上開關(guān)K將直流電壓U加到絕緣上后，等值電路中電流i的變化如圖4-2曲線所示，開始電流很大，以后逐漸減小，最后趨近于一個常數(shù)Ig；這個過程的快慢，與絕緣試品的電容量有關(guān)，電容量越大，持續(xù)的時間越長，

3、甚至達(dá)數(shù)分鐘或更長時間。圖4-2中曲線i和穩(wěn)態(tài)電流Ig之間的面積為絕緣在充電過程中從電源“吸收”的電容Qa。這種逐漸“吸收”的現(xiàn)象就叫做吸收現(xiàn)象。由從圖4-2曲線可以看出，在絕緣電阻試驗中，所測絕緣電阻是隨測量時間變化而變化的，只有當(dāng)t=,其測量值為R=R,但在絕緣電阻試驗中，特別是電容量較大時，很難測量R的值，因此在實際試驗中，規(guī)程規(guī)定，只需要測量60S時的絕緣電阻值，即R60S的值。當(dāng)電容量特別大時，吸收現(xiàn)象特別明顯，如大型發(fā)電機(jī)機(jī)，可以采用10min時的絕緣電阻值。絕緣電阻及吸收比試驗絕緣電阻試驗的主要參數(shù)及技術(shù)指標(biāo)對于不均勻絕緣試品，如果絕緣狀況良好，則吸收現(xiàn)象明顯。如絕緣受潮嚴(yán)重或內(nèi)

4、部有集中性導(dǎo)電通道，吸收現(xiàn)象更為明顯。工程上用“吸收比”來反映這一特性，吸收比一般有K表示，其定義為： K=R60s/R15s K=R60s/R15s (4-1)式中：R60s為t=60s時測得的絕緣電阻值；R15s為t=15s時的絕緣電阻值。對于電容量較大的絕緣試品，K可采用下式表示： K=R10min/R1min K=R10min/R1min (4-2)式中：R10min為t=10min時測得的絕緣電阻值；R1mins為t=1min時的絕緣電阻值，K在工程上稱為極化指數(shù)在絕緣狀況良好時，K值較大，其值遠(yuǎn)大于1，當(dāng)絕緣受潮時，K值將變小，一般認(rèn)為如K1.3時，就可判斷絕緣可能受潮。從上面的分

5、析可知，對電容較小的絕緣試品，可以只測量其絕緣電阻，對于電容較大的絕緣試品，不僅要測量其絕緣電阻，還要測試其吸收比。絕緣電阻及吸收比試驗絕緣電阻試驗設(shè)備工程上進(jìn)行絕緣電阻試驗所采用的設(shè)備為兆歐表，兆歐表有三個接線端子：線路端子（L），接地端子（E），屏蔽（或保護(hù)）端子（G），被試品接在L和E之間，G用以消除絕緣試品表面泄漏電流的影響，期望試驗原理接線如圖4-3所示。在絕緣試驗中，如不接屏蔽端子，測得的絕緣電阻是表面電阻和體積電阻的并聯(lián)值，因為這時沿絕緣表面的泄漏電流同樣通過兆歐表的測量回路。如果在表面上纏上幾匝銅線，并接到端子G上，則絕緣表面泄漏電流不通過兆歐表的測量回路，這時測得的結(jié)果便是消

6、除了表面泄漏電流影響的真實的體積電阻。1-電纜金屬鎧裝；2-電纜絕緣 ；3-導(dǎo)電芯右圖4-3絕緣電阻試驗原理示意圖 絕緣電阻及吸收比試驗絕緣電阻試驗設(shè)備兆歐表種類較多，根據(jù)測量對象和測量電壓不同，如前所述。根據(jù)電壓產(chǎn)生的方式不同，分為手搖式兆歐表和電子式兆歐表，其原理如圖4-4和4-5所示：在絕緣試驗中，如不接屏蔽端子，測得的絕緣電阻是表面電阻和體積電阻的并聯(lián)值，因為這時沿絕緣表面的泄漏電流同樣通過兆歐表的測量回路。如果在表面上纏上幾匝銅線，并接到端子G上，則絕緣表面泄漏電流不通過兆歐表的測量回路，這時測得的結(jié)果便是消除了表面泄漏電流影響的真實的體積電阻。圖4-4 手搖式兆歐表原理接線圖圖4-

7、5 電子式兆歐表原理接線圖絕緣電阻及吸收比試驗絕緣電阻試驗設(shè)備手搖式兆歐表采用了流比計的測量機(jī)構(gòu)，儀表的讀數(shù)與手搖式發(fā)電機(jī)的端電壓或轉(zhuǎn)速絕對值的關(guān)系不大，一般只要使得手柄的轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速（通常為120r/min）的80%以上就行，重要的是必須保持轉(zhuǎn)速的恒定。需要注意的是，當(dāng)試品的電容較大時，測量后須先將兆歐表從測量回路中斷開，然后才能停止轉(zhuǎn)動發(fā)電機(jī)，以免試品電容電流反充損壞儀器。電子式兆歐表測量原理與手搖式兆歐表的測量原理一樣，只是電源的產(chǎn)生方式不一樣。由于電力電子技術(shù)的發(fā)展，開關(guān)電源技術(shù)已比較成熟，因此，工程上大量采用了電子式兆歐表。與手搖式兆歐表相比，不僅試驗工作量降低，測量吸收比更容易

8、，而且電源容量可以做得較大，同時，一臺兆歐表還可以將幾種不同電壓集成在一臺設(shè)備中，適用面更廣。絕緣電阻及吸收比試驗絕緣電阻試驗的主要參數(shù)及技術(shù)指標(biāo)在絕緣電阻試驗中，絕緣電阻的大小與絕緣材料的結(jié)構(gòu)、體積有關(guān)，與所用的兆歐表的電壓高低有關(guān)，還與大氣條件有關(guān)，因此，不能簡單的用絕緣電阻的大小或吸收比來判斷絕緣的好壞。在排除了大氣的影響后，所測絕緣電阻和吸收比應(yīng)與其出廠時的值比較，與歷史數(shù)據(jù)相比較，與同批設(shè)備相比較，其變化不能超過規(guī)程允許的范圍。同時，應(yīng)結(jié)合絕緣電阻值與吸收比的變化結(jié)合起來綜合考慮。絕緣電阻及吸收比試驗絕緣電阻試驗的規(guī)定一、測試規(guī)定1、試驗前應(yīng)拆除被試設(shè)備電源及一切外連線，并將被試物短

9、接后接地放電1min，電容量較大的應(yīng)至少放電2min，以免觸電。2、檢驗兆歐表是否指零或無窮大。3、用干燥清潔的柔軟布擦去被試物的表面污垢，必要時可先用汽油洗凈套管的表面積垢，以消除表面的影響。4、接好線，如用手搖式兆歐表時，應(yīng)用恒定轉(zhuǎn)速（120r/min）轉(zhuǎn)動搖柄，兆歐表指針逐漸上升，待1min后讀取其絕緣電阻值。5、在測量吸收比時，為了在開始計算時就能在被試物上加上全部試驗電壓，應(yīng)在兆歐表達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時再將表筆接入被試物，同時計算時間，分別讀取15S和60S的讀數(shù)。6、試驗完畢或重復(fù)進(jìn)行試驗時，必須將被試物短接后對地充分放電。這樣除可保證安全外，還可提高測試的準(zhǔn)確性。7、記錄被試設(shè)備的銘牌

10、、規(guī)范、所在位置及氣象條件等。絕緣電阻及吸收比試驗絕緣電阻試驗的規(guī)定二、測試注意事項：1、對于同桿雙回路架空線或雙母線，當(dāng)一路帶電時，不得測量另一回路的絕緣電阻，以防感應(yīng)高壓損壞儀表和危及人身安全。對于平行線路，也同樣要注意感應(yīng)電壓，一般不應(yīng)測量其絕緣電阻。在必須測量時，要采取必要措施才能進(jìn)行，如用絕緣棒接線等。2、測量大容量電機(jī)和長電纜的絕緣電阻時，充電電流很大，因而兆歐表開始指示數(shù)很小，但這并不表示被試設(shè)備絕緣不良，必須經(jīng)過較長時間，才能得到正確的結(jié)果。使用手搖式兆歐表測量大容量設(shè)備的絕緣電阻時，試驗結(jié)束時手不能停，要先斷開L線與被測設(shè)備之間的聯(lián)接，再停止轉(zhuǎn)動搖表，并立即對被測設(shè)備放電和接

11、地，防止被試設(shè)備對兆歐表反充電損壞兆歐表和被被設(shè)備所帶高電壓電人。3、如絕緣電阻過低，應(yīng)進(jìn)行分解試驗，找出絕緣電阻最低的部分。絕緣電阻及吸收比試驗絕緣電阻試驗的規(guī)定二、測試注意事項：4、一般應(yīng)在干燥、晴天、環(huán)境溫度不低于50時進(jìn)行測量。在陰雨潮濕的天氣及環(huán)境溫度太大時，不應(yīng)進(jìn)行測量。5、測量絕緣的吸收比時，應(yīng)避免記錄時間帶來的誤差。由上述可知，變壓器、發(fā)電機(jī)等設(shè)備絕緣的吸收比，是用兆歐表在加壓15S和60S時記錄其絕緣電阻值后計算求得的。測量時，流過絕緣的電流分量中漏導(dǎo)電流不隨變化，其值很小，分析時可以略去；充電電流在很短時間（小于1S）內(nèi)衰減到零，也可以略去。隨時間變化的主要分量是吸收電流，

12、它與測量時間t的關(guān)系為： Ix(t)=At-n (4-3)式中A-常數(shù)，決定于被試品絕緣材料；n-指數(shù)。絕緣電阻及吸收比試驗絕緣電阻試驗的規(guī)定二、測試注意事項：R60”=U/A60-n, R15”=U/A15-n , K=R60”/R15”=4n故 n=lg(R60”/R15”) /lg4 (4-4)試驗時，記錄時間往往不是加壓時間，設(shè)記錄時間與加壓時間的絕對誤差為t，則此時測得的絕緣電阻為RR=U/A(t+t)-n=U/A(t+t)n (4-5)而實際絕緣電阻R為： R= t-n=U/Atn絕緣電阻及吸收比試驗絕緣電阻試驗的規(guī)定二、測試注意事項：由上兩式計算出的絕緣電阻測量值的相對誤差R為：

13、R=(R-R)/R=(U/A) (t+t)n /(U/A)tn-1=(1+t/t)n-1=(1+t) n-1(4-6)式中t-測量時間的相對誤差。試驗中，時間記錄往往不易準(zhǔn)確，兆歐表刻度展開時間一般為12S。若記錄時間有2s誤差，則對15s而言， t2/15=14%，對60s而言， t為3%左右，若取吸收比K=2，則n=0.5。當(dāng)記錄時間誤差為2s時，對15s絕緣電阻的相對誤差：R15”=(1+0.14)0.5-1=17%對60s絕緣電阻的相對誤差：R60”=(1+0.03)0.5-1=1.5%絕緣電阻及吸收比試驗絕緣電阻試驗的規(guī)定二、測試注意事項：對于R60”和R15”的相對誤差引起的吸收比

14、計算結(jié)果的誤差可達(dá)5%-9%，這樣在現(xiàn)場測量吸收比時，往往導(dǎo)致測量結(jié)果重復(fù)性較差，給測試結(jié)果分析帶來困惑。因此，應(yīng)準(zhǔn)確記錄15s和60s的時間。若用極化指數(shù)來監(jiān)測吸收過程，上述誤差可以忽略不計。6、屏蔽環(huán)裝位置。為了避免表面泄漏電流的影響，測量時應(yīng)在絕緣表面加等電位屏蔽環(huán)，且應(yīng)靠近E端子裝設(shè)。絕緣電阻及吸收比試驗絕緣電阻試驗的規(guī)定二、測試注意事項：7、采取兆歐表時，應(yīng)設(shè)法消除外界電磁場干擾引起的誤差。在現(xiàn)場有時在強(qiáng)磁場附近或在未停電的設(shè)備附近使用兆歐表測量絕緣電阻，由于電磁場干擾也會引起很大的測量誤差。1）磁耦合。由于兆歐表沒有防磁裝置，外磁場對發(fā)電機(jī)里的磁鋼和表頭部分的磁鋼都會產(chǎn)生影響。當(dāng)外

15、界磁場強(qiáng)度為400A/m時，誤差為0.2%，外界磁場愈強(qiáng)，影響愈嚴(yán)重，誤差愈大。2）電容耦合。由于帶電設(shè)備和被試設(shè)備之間存在耦合電容，將使被試品中流過干擾電流。帶電設(shè)備電壓愈高，距被試品愈近，干擾電流愈大，因而引起的誤差也愈大。 消除外界電磁場干擾的辦法是： 遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場進(jìn)行測量；采用高電壓級的兆歐表，例如使用5000V或10000V的兆歐表進(jìn)行測量；利用兆歐表的屏蔽端子G進(jìn)行屏蔽。絕緣電阻及吸收比試驗絕緣電阻試驗的規(guī)定二、測試注意事項：8、兆歐表的L和E端子接線不能對調(diào)。用兆歐表測量電氣設(shè)備絕緣電阻時，其正確接線方法是L端子接被試品與大地絕緣的導(dǎo)電部分，E端子接被試品的接地端。9、兆歐表與被

16、試品間的連線不能鉸接或拖地，否則會產(chǎn)生測量誤差。10、為便于比較，對同一設(shè)備進(jìn)行測量時，應(yīng)采用同樣的兆歐表、同樣的接線。當(dāng)采用不同形式的兆歐表測絕緣電阻，特別是測量具有非線性電阻的閥型避雷時，往往會出現(xiàn)很大的差別。當(dāng)用同一只兆歐表測量同一設(shè)備的絕緣電阻時，應(yīng)采用相同的接線，否則將測量結(jié)果放在一起比較是沒有意義的。絕緣電阻及吸收比試驗影響測試絕緣電阻的主要因素1、濕度隨著周圍環(huán)境的變化，電氣設(shè)備絕緣的吸濕程度也隨著發(fā)生變化。當(dāng)空氣相對溫度增大時，由于毛細(xì)管作用，絕緣物（特別是極性纖維所構(gòu)成的材料）將吸收較多的水分，使電導(dǎo)率增加，降低了絕緣電阻的數(shù)值，尤其是對表面泄漏電流的影響更大。2、表面臟污和

17、受潮由于被試物的表面臟污或受潮會使其表面電阻率大大降低，絕緣電阻將明顯下降，必須設(shè)法消除表面泄漏電流的影響，以獲得正確的測量結(jié)果。絕緣電阻及吸收比試驗影響測試絕緣電阻的主要因素1、濕度隨著周圍環(huán)境的變化，電氣設(shè)備絕緣的吸濕程度也隨著發(fā)生變化。當(dāng)空氣相對溫度增大時，由于毛細(xì)管作用，絕緣物（特別是極性纖維所構(gòu)成的材料）將吸收較多的水分，使電導(dǎo)率增加，降低了絕緣電阻的數(shù)值，尤其是對表面泄漏電流的影響更大。2、表面臟污和受潮由于被試物的表面臟污或受潮會使其表面電阻率大大降低，絕緣電阻將明顯下降，必須設(shè)法消除表面泄漏電流的影響，以獲得正確的測量結(jié)果。絕緣電阻及吸收比試驗3、溫度電氣設(shè)備的絕緣電阻是隨溫度

18、變化而變化的，其變化的程度隨絕緣的種類而異。富于吸濕性的材料，受溫度影響最大。一般情況下，絕緣電阻隨溫度升高而減小。這是因為溫度升高時，加速了電介質(zhì)內(nèi)部離子的運(yùn)行，同時絕緣內(nèi)的水分，在低溫時與絕緣物結(jié)合得較緊密。當(dāng)溫度升高時，在電場作用下水分即向兩極伸長，這樣在纖維質(zhì)中，呈細(xì)長線狀的水分粒子伸長，使其導(dǎo)電性增加。此外，水分中含有溶解的雜質(zhì)或絕緣物內(nèi)含有鹽類，酸性物質(zhì)，也使電導(dǎo)增加，從而降低了絕緣電阻。由于溫度對絕緣電阻值有很大影響，而每次測量又不以在完全相同的溫度下進(jìn)行，所以為了比較試驗結(jié)果，我國有關(guān)單位曾提出過采用溫度換算系數(shù)的問題，但由于影響溫度換算的因素很多，如設(shè)備中所用的絕緣材料特性、

19、設(shè)備的新舊、干燥程度、測溫方法等，所以很難規(guī)定出一個準(zhǔn)確的換算系數(shù)。目前我國規(guī)定了一定溫度下的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，希望盡可能在相近溫度下進(jìn)行測試，以減少由于溫度換算引起的誤差。影響測試絕緣電阻的主要因素絕緣電阻及吸收比試驗影響測試絕緣電阻的主要因素4、被試設(shè)備剩余電荷對有剩余電荷的被試設(shè)備進(jìn)行試驗時，會出現(xiàn)虛假現(xiàn)象，由于剩余電荷的存在會使測量數(shù)據(jù)虛假地增大或減小。要求在試驗前先充分放電10min。圖4-6示出了有不同放電時間后，絕緣電阻與加壓時間的關(guān)系。剩余電荷的影響還與被試品容量有關(guān)，若試品容量較小時，這種影響就小得多了。圖4-6 不同的放電時間后絕緣電阻與加壓時間的關(guān)系曲線絕緣電阻及吸收比試驗影響測

20、試絕緣電阻的主要因素5、兆歐表容量實測表明，兆歐表的容量對絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)的測量結(jié)果都有一定影響。兆歐表容量愈大愈好?？紤]到我國現(xiàn)有一般兆歐表的容量水平，推薦選用最大輸出電流1mA以上的兆歐表，這樣可以得到較準(zhǔn)確的測量結(jié)果。絕緣電阻及吸收比試驗測量結(jié)果各種電力設(shè)備的絕緣電阻允許值，見規(guī)程規(guī)定。將所測得的結(jié)果與有關(guān)數(shù)據(jù)比較，這是對實驗結(jié)果進(jìn)行分析判斷的重要方法。通常用來作為比較的數(shù)據(jù)包括：同一設(shè)備和各相間的數(shù)據(jù) 、出廠數(shù)據(jù)、耐壓前后數(shù)據(jù)等。如發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)立即查明原因或輔以其他測試結(jié)果進(jìn)行綜合分析、判斷。電氣設(shè)備的絕緣電阻不僅與其絕緣材料的電阻系數(shù)成正比，而且還與其尺寸有關(guān)。它們的關(guān)系可

21、用R= L/S來表示。即使是同一工廠生產(chǎn)的兩臺電壓等級完全相同的變壓器，繞組間的距離L應(yīng)應(yīng)該大致相同，其中的絕緣材料也應(yīng)該相同，但若它們的容量不同，則會使繞組表面積S 不同，容量大者S大。這樣它們的絕緣電阻就不相同，容量大者絕緣電阻小。因此，即使是同一電壓等級的設(shè)備，簡單地規(guī)定絕緣電阻允許值是不合理的，而應(yīng)采用科學(xué)的“比較”方法，所以在規(guī)程中一般不具體規(guī)定絕緣電阻的數(shù)值，而強(qiáng)度“比較”，或僅規(guī)定吸收比與極化指數(shù)等指標(biāo)。絕緣電阻及吸收比試驗測量結(jié)果對于吸收過程較長的大容量設(shè)備，如大型變壓器、發(fā)電機(jī)、電纜等，有時用R60/R15吸收比值不足以反映絕緣介質(zhì)的電流吸收全過程，為更好地判斷絕緣是否受潮，

22、可采用較長時間的絕緣電阻比值進(jìn)行衡量，稱為絕緣的極化指數(shù)，表示為： K2=R10min/R1min (4-7)式中 K2-極化指數(shù) R10min-加壓10min時測得的絕緣電阻， R1min -加壓1min時測得的絕緣電阻，極化指數(shù)測量加壓時間較長，用手搖兆歐表很難控制轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，一般何用電動兆歐表測量，測定的電介質(zhì)吸收比率與溫度無關(guān)，變壓器的極化指數(shù)一般應(yīng)大于1.5，絕緣較好時可過34。泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流由于絕緣電阻測量的局限性，所以在絕緣試驗中就出現(xiàn)了測量泄漏電流的項目。測量泄漏電流所用的設(shè)備要比兆歐表復(fù)雜，一般用高壓整流設(shè)備進(jìn)行測試。由于試驗電壓高，所以就容易暴露絕緣本身的弱點

23、，用微安表直測泄漏電流，這可以做到隨時進(jìn)行監(jiān)視，靈敏度高。并且可以用電壓和電流、電流和時間的關(guān)系曲線來判斷絕緣的缺陷。因此，它屬于破壞性試驗由于電壓是分階段地加到絕緣物上，便可以對電壓進(jìn)行控制。當(dāng)電壓增加時，薄弱的絕緣將會出現(xiàn)大的泄漏電流，也就是得到較低的絕緣電阻。泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流1、泄漏電流測量的特點：測量泄漏電流的原理和測量絕緣電阻的原理本質(zhì)上是完全相同的，而且能檢出缺陷的性質(zhì)也大致相同。但由于泄漏電流測量中所用的電源一般由高壓整流設(shè)備供給，并用微安表直接讀取泄漏電流。因此，它與絕緣電阻測量相比又有自己的以下特點：1）試驗電壓高，并且可隨意調(diào)節(jié)。測量泄漏是對一定電壓等級的被試

24、設(shè)備施以相應(yīng)的試驗電壓，這個試驗電壓比兆歐表額定電壓高得多，所以容易使絕緣本身的弱點暴露出來。因為絕緣中的某些缺陷或弱點，只有在較高的電場強(qiáng)度下才能暴露出來。2）泄漏電流可由微安表陳隨時監(jiān)視，靈敏度高，測量重復(fù)性也較好。泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流1、泄漏電流測量的特點：3）根據(jù)泄漏電流測量值可以換算出絕緣電阻值，而用兆歐表測出的絕緣電阻值則不可換算出泄漏電流值。因為要換算首先要知道被試設(shè)備上的電壓是多少，兆歐表雖然在銘牌上刻有規(guī)定的電壓值，但加到被試設(shè)備上的實際電壓并非一定是此值，而與被試設(shè)備絕緣電阻的大小有關(guān)。只有當(dāng)絕緣電阻趨于無窮大時，作用到被試設(shè)備上的電壓才接近于銘牌值。這是因為被試

25、設(shè)備絕緣電阻過低時，兆歐表內(nèi)阻壓降使“線路”端子上的電壓顯著下降。泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流1、泄漏電流測量的特點：4）可以有用i=f(u)或i=f(t)的關(guān)系曲線并測量吸收比來判斷絕緣缺陷。泄漏電流與加壓時間的關(guān)系曲線如圖4-7所示。在直流電壓作用下，當(dāng)絕緣受潮或有缺陷時，電流隨加壓時間下降得比較慢，最終達(dá)到的穩(wěn)態(tài)值較大，即絕緣電阻較小。圖4-7 泄漏電流與加壓時間的關(guān)系曲線1-良好；2-受潮或有缺陷泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流1、泄漏電流測量的特點：5）測量原理 當(dāng)直流電壓加于被試設(shè)備時，其充電電流（幾何電流和吸收電流）隨時間的增加而逐漸衰減至零，而泄漏電流保持不變。故微安表在加壓一

26、定時間后其指示數(shù)值趨于恒定，此時讀取的數(shù)值則等于或近似等于漏導(dǎo)電流即泄漏電流。泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流1、泄漏電流測量的特點：5）測量原理 對于良好的絕緣，其漏導(dǎo)電流與外加電壓的關(guān)系曲線應(yīng)為一直線。但是實際上的漏導(dǎo)電流與外加電壓的關(guān)系曲線僅在一定的電壓范圍內(nèi)才是近似直線，如圖4-8中的OA段。若超過此范圍后，離子活動加劇，此時電流的增加要比電壓增加快得多，如AB段，到B點以后，如果電壓繼續(xù)再增加，則電流將急劇增長，產(chǎn)生更多的損耗，以致絕緣被破壞，發(fā)生擊穿。圖4-8 絕緣的伏安特性泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流1、泄漏電流測量的特點：5）測量原理 在預(yù)防性試驗中，測量泄漏電流時所加的電壓大

27、都在A點以下，故對良好的絕緣，其伏安特性i=f(u)應(yīng)近似于直線。當(dāng)絕緣有缺陷（局部或全部）或有受潮的現(xiàn)象存在時，則漏導(dǎo)電流急劇增長，使其伏安特性曲線就不是直線了。因此，可以通過測量泄漏電流來判斷絕緣是否有缺陷或是否受潮。 將直流電壓加到絕緣上時，其泄漏電流是不衰減的，在加壓到一定時間后，微安表的計數(shù)就等于泄漏電流值。絕緣良好時，泄漏電流和電壓的關(guān)系幾乎呈一直線，且上升較小；絕緣受潮時，泄漏電流則上升較大；當(dāng)絕緣有貫通性缺陷時，泄漏電流將猛增，和電壓的關(guān)系就不是直線了。因此，通過泄漏電流和電壓之間變化的關(guān)系曲線就可以對絕緣狀態(tài)進(jìn)行分析判斷。在圖4-9和圖4-10中繪出了泄漏電流和電壓及時間的關(guān)

28、系曲線。泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流1、泄漏電流測量的特點：5）測量原理圖4-9 泄漏電流和電壓的關(guān)系曲線圖4-10 泄漏電流和時間的關(guān)系曲線泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流2、影響測量結(jié)果的主要因素：1）高壓連接導(dǎo)線由于接往被測設(shè)備的高壓導(dǎo)線是暴露在空氣中的，當(dāng)其表面場強(qiáng)高于約20kV/cm時（決定于導(dǎo)線直徑、形狀等），沿導(dǎo)線表面的空氣發(fā)生電離，對地有一定的泄漏電流，這一部分電流會流過微安表，因而影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確度。一般都把微安表固定在升壓變壓器的上端，這時就必須用屏蔽線作為引線，也要用金屬外殼把微安表屏蔽起來。屏蔽線宜用低壓的軟金屬線，因為屏蔽和芯之間的電壓極低，致使儀表的壓降減小，金屬

29、的外殼屏蔽一定要接到儀表和升壓變壓器引線的接點上，要盡可能地靠近升壓變壓器出線。這樣，電暈雖然還照樣發(fā)生，但只是在屏蔽線的外層上產(chǎn)生電暈電流，而這一電流就不會流過微安表，這樣可以完全防止高壓導(dǎo)線電暈放電對測量結(jié)果的影響。由上述可知，這樣接線會帶來一些不變，為些，根據(jù)電暈的原理，采用粗而短的導(dǎo)線，并且增加導(dǎo)線對地距離，避免導(dǎo)線有毛刺等措施，可減小電暈對測量結(jié)果的影響。泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流2、影響測量結(jié)果的主要因素：2）表面泄漏電流泄漏電流可分為體積泄漏電流和表面泄漏電流兩種，如圖4-11所示。表面泄漏電流的大小，只決定于被試設(shè)備的表面情況，如表面受潮、臟污等。若絕緣內(nèi)部沒有缺陷，而僅表

30、面受潮，實際上并不會降低其內(nèi)部絕緣強(qiáng)度。為真實反映絕緣內(nèi)部情況，在泄漏電流測量中，所要測量的只是體積電流。但是在實際測量中，表面泄漏電流往往大于體積泄漏電流，這給分析、判斷被試設(shè)備的絕緣狀態(tài)帶來了困難，因而必須消除表面泄漏電流對真實測量結(jié)果的影響消除的辦法是使被試設(shè)備表面干燥、清潔、且高壓端導(dǎo)線與接地端要保持足夠的距離；另一種是采用屏蔽環(huán)將表面泄漏電流直接短接，使之不流過微安表I，見圖4-11（b）泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流2、影響測量結(jié)果的主要因素：2）表面泄漏電流圖4-11 通過被試設(shè)備的體積泄漏電流和表面泄漏電流及消除示意圖（a）未屏蔽 （b）屏蔽泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流2、影

31、響測量結(jié)果的主要因素：3）溫度與絕緣電阻測量相似，溫度對泄漏電流測量結(jié)果有顯著影響。所不同的是溫度升高，泄漏電流增大。由于溫度對泄漏電流測量有一定影響，所以測量最好在被試設(shè)備溫度為30-80時進(jìn)行。因為在這樣的溫度范圍內(nèi)，泄漏電流的變化較為顯著，而在低溫時變化小，故應(yīng)在停止運(yùn)行后的熱狀態(tài)下進(jìn)行測量，或在冷卻過程中對幾種不同溫度下的泄漏電流進(jìn)行測量，這樣也便于比較。泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流2、影響測量結(jié)果的主要因素：4）電源電壓的非正弦波形在進(jìn)行泄漏電流測量時，供給整流設(shè)備的交流高壓應(yīng)該是正弦波形。如果供給整流設(shè)備的交流低壓不是正弦波，則對測量結(jié)果是有影響的。影響電壓波形的主要是三次諧波。

32、必須指出，在泄漏電流測量中，調(diào)壓器對波形的影響也是很多的。實踐證明，自耦變壓器畸變小，損耗也小，故應(yīng)量選用自耦變壓器調(diào)壓。另外，在選擇電源時，最好用線電壓而不用相電壓，因相電壓的波形易畸變。如果電壓是直接在高壓直流側(cè)測量的，則上述影響可以消除。泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流2、影響測量結(jié)果的主要因素：5）加壓速度在對被試設(shè)備的泄漏電流本身而言，它與加壓速度無關(guān)，但是用微安表所讀取的并不一定是真實的泄漏電流，而可能是保護(hù)吸收電流在內(nèi)的合成電流。這樣，加壓速度就會對讀數(shù)產(chǎn)生一定的影響。對于電纜、電容器等設(shè)備來說，由于設(shè)備的吸收現(xiàn)象很強(qiáng)，這使得泄漏電流要經(jīng)過很長的時間才能讀到，而在測量時，又不可能等

33、很長的時間，大都是讀取加壓后1min或2min時的電流值，這一電流顯然還包含著被試設(shè)備的吸收電流，而這一部分吸收電流是和加壓速度有關(guān)的。如果電壓是逐漸加上的，則在加壓的過程中，就已有吸收過程，讀得的電流值就較小，如果電壓是很快加上的，或者是一下子加上的，則在加壓過程中就沒有完成吸收的過程，而在同一時間下讀得的電流就會大一些，對于電容大的設(shè)備就是如此，而對電容量很小的設(shè)備，因為他們沒有什么吸收過程，則加壓速度所產(chǎn)生的影響就不大了。但是按照一般步驟進(jìn)行泄漏電流測量時，很難控制加壓的速度，所以對大容量的設(shè)備進(jìn)行測試時，就出現(xiàn)了問題。泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流2、影響測量結(jié)果的主要因素：6）微安表

34、接在不同位置時在測量接線時，微安表接位置不同，測得的泄漏電流數(shù)值也不同，因而對測量結(jié)果有很大影響。圖4-12所示為微安表接在不同位置時的分析圖。由圖4-12可見，當(dāng)微安表處于A1位置時，此時升壓變壓器T和CB及C12(低壓繞組可看成地電位)和穩(wěn)壓電容C的泄漏電流與高壓導(dǎo)線的電暈電流都將有可能通過微安表。這些試具的泄漏電流有時甚至遠(yuǎn)大于被試設(shè)備的泄漏電流。在某種程度上，當(dāng)帶上被試設(shè)備后，由于高壓引線末端電暈的減少，總的泄漏電流又可能小于試具的泄漏電流，這使得企圖從總的電流減去試具電流的做法將產(chǎn)生異常結(jié)果。泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流2、影響測量結(jié)果的主要因素：6）微安表接在不同位置時特別是當(dāng)被

35、試設(shè)備的電容量很小，又沒有裝穩(wěn)壓電容時，在不接入被試設(shè)備來測量試具的泄漏電流時，升壓變壓器T的高壓繞組上各點的電壓與接入被試設(shè)備進(jìn)行測量時的情況有顯著的不同，這使上述減去所測試具泄漏電流的辦法將產(chǎn)生更大的誤差。所以當(dāng)微安表處于升壓變壓器的低壓端時，測量結(jié)果受雜散電流影響最大。為了既能將微安表裝于低壓端，又能比較真實地消除雜散電流及電流的影響，可選用絕緣較好的升壓變壓器，這樣，升壓變壓器一次側(cè)對地及一、二次側(cè)之間雜散電流的影響就可以大大減小。經(jīng)驗表明，一、二次側(cè)雜散電流的影響很大的。另外，還可將高壓進(jìn)線用多層塑料管套上，被試設(shè)備的裸露部分用塑料、橡皮之類絕緣物覆蓋上，能提高測量的準(zhǔn)確度。泄漏電流

36、和直流耐壓試驗泄漏電流2、影響測量結(jié)果的主要因素：6）微安表接在不同位置時除采用上述措施外，也可將接線稍加改動。如圖4-12所示，將1、2兩點，3、4兩點連接起來（在圖中用虛線表示），并將升壓變壓器和穩(wěn)壓電容器對地絕緣起來。這樣能夠得到較為滿意的測量結(jié)果，但并不能完全消除雜散電流的影響，因為高壓引線的電暈電流還會流過微安表。當(dāng)被試設(shè)備兩極對地均可絕緣時，可將微安表接于A2的位置，即微安處于被試設(shè)備低電壓端。此位置除受表面泄漏的影響外，不受雜散電流的影響。當(dāng)微安表接于圖4-12中的A位置時，如前所述，若屏蔽很好，其測量結(jié)果是很準(zhǔn)確的。泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流2、影響測量結(jié)果的主要因素：6）

37、微安表接在不同位置時圖4-12 微安表接在不同位置時的分析圖泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流2、影響測量結(jié)果的主要因素：7）試驗電壓極性（1）電滲透現(xiàn)象使不同極性試驗電壓下油紙絕緣電氣設(shè)備的泄漏電流測量值不同。電滲透現(xiàn)象是指在外加電場作用下，液體通過多孔固體的運(yùn)動現(xiàn)象，它是膠體中常見的電動現(xiàn)象之一。由于多孔固體在與液體接觸的交界面處，因吸附離子或本身的電力而帶電荷，液體則帶相反電荷，因此在電場作用下，液體會對固體發(fā)生相對移動。泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流2、影響測量結(jié)果的主要因素：7）試驗電壓極性運(yùn)行經(jīng)驗表明，電纜或變壓器的絕緣受潮通常是從外皮或外殼附近開始的。根據(jù)電滲現(xiàn)象，電纜或變壓器的絕緣

38、中的水分在電場作用下帶正電，當(dāng)電纜芯或變壓器繞組加正極性電壓時，絕緣中的水分被排斥而滲向外皮或外殼，使其水分含量相對減小，從而導(dǎo)致泄漏電流減少；當(dāng)電纜芯或變壓器練組加負(fù)極性電壓時，絕緣中的水分會被其吸引而滲加絕緣向電纜芯或變壓器繞組移動，使其絕緣中高場強(qiáng)區(qū)的水分相對增加，導(dǎo)致泄漏電流增大。試驗電壓的極性對新的電纜和變壓器的測量結(jié)果無影響。因為新電纜和變壓器絕緣基本沒有受潮，所含水分甚微，在電場作用下，電滲現(xiàn)象很弱，故正、負(fù)極性試驗電壓下的泄漏電流相同。試驗電壓的極性對舊的電纜和變壓器的測量結(jié)果有明顯的影響。泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流2、影響測量結(jié)果的主要因素：7）試驗電壓極性（2）試驗電壓

39、極性小于對引線電暈電流的影響在不均勻、不對稱電場中，外加電壓極性不同，其放電過程及放電電壓不同的現(xiàn)象，稱為極性效應(yīng)。根據(jù)氣體放電理論，在直流電壓下，對棒-板間隙而言，其棒為負(fù)極性時的火花放電電壓比棒為正極性時高得多，這是因為棒為負(fù)極性時，游離形成的正空間電荷，使棒電極前方的電場被削弱；而在棒為正極性時，正空間電荷使棒電極前方電場加強(qiáng)，有流注的發(fā)展，所以在較低的電壓下就導(dǎo)致間隙發(fā)生火花放電。泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流2、影響測量結(jié)果的主要因素：7）試驗電壓極性對電暈起初是電壓而言，由于極性效應(yīng)，會使棒為負(fù)極性的電暈起始電壓較棒為正極性略低。因為棒為負(fù)極性時，雖然仍有利從電場最強(qiáng)的棒端附近開始

40、，但正空間電荷使棒極附近的電場增強(qiáng)，故其電暈起始電壓較低；棒為正極性時，由于正空間電荷的作用猶如棒電極的“等效”曲率半徑有所增大，故其電暈起始電壓較高。在進(jìn)行直流泄漏電流試驗時，其高壓引線對地構(gòu)成的電場可等效為棒-板電場，由上述可知，當(dāng)試驗電壓為負(fù)極性時，起暈起始電壓很低，所以此時電暈電流影響較大。從這個角度而言，測量泄漏電流較小的設(shè)備（如少油斷路器）時，宜采用正極性試驗電壓。泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流3、測量時的操作規(guī)定：1）試按接線圖接好線，并由專人認(rèn)真檢查接線和儀器設(shè)備，當(dāng)確認(rèn)無誤后，方可通電及升壓。2）在升壓過程中，應(yīng)密切監(jiān)視被試設(shè)備、試驗回路及有關(guān)表計。微安表的讀數(shù)應(yīng)在升壓過程中

41、，按規(guī)定分階段進(jìn)行，且需要一定的停留時間，以避開吸收電流。3)在測量過程中，若有擊穿、閃絡(luò)等異?，F(xiàn)象發(fā)生，應(yīng)馬上降壓，以斷開電源，并查明原因，詳細(xì)記錄，待妥善處理后，再繼續(xù)測量。泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流3、測量時的操作規(guī)定：4）試驗完畢，降壓、斷開電源后，均應(yīng)對被試設(shè)備進(jìn)行充分放電。放電前先將微安表短接，并通過有高阻值的放電棒放電，然后直接接地，否則會將微安表燒壞，例如在圖4-12中，無論在哪個位置放電，都會有電流流過微安表，即使微安表短接，也發(fā)生由于沖擊而燒表現(xiàn)象，因此必須嚴(yán)格執(zhí)行通過高電阻放電的辦法，而且還應(yīng)注意放電位置。對電纜、變壓器、發(fā)電機(jī)的放電時間，可按其容量大小由1min增至

42、3min，電力電容器可長至5min，除此之外，還應(yīng)注意附近有無感應(yīng)靜電電壓的可能，必要時應(yīng)放電或預(yù)先短接。5）若是三相設(shè)備，同理應(yīng)進(jìn)行其它兩項測量。6）按照的要求進(jìn)行詳細(xì)記錄。泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流4、測量中的問題：在電力系統(tǒng)交接和預(yù)防怕試驗中，測量泄漏電流通常會遇到如下幾種異常情況：1）從微安表中反映出來的情況：指針來回擺動。這可能是由于電源波動、整流后直流電壓的脈動系數(shù)比較大以及試驗回路和被試設(shè)備沒有充分放電過程所致。若擺動不大，以不影響計數(shù)，則可取其平均值；若擺很大，影響計數(shù)，則可增大主回路和保護(hù)回路中濾波電容的電容量。必要時可改變?yōu)V波方式。指針周期性擺動。這可能是由于回路存在的

43、反充電所致，或者是被試設(shè)備絕緣不良產(chǎn)生周期性放電所致。泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流4、測量中的問題：在電力系統(tǒng)交接和預(yù)防怕試驗中，測量泄漏電流通常會遇到如下幾種異常情況：1）從微安表中反映出來的情況：指針突然沖擊，若向小沖擊，可能是電源回路引起的；若向大沖擊，可能是試驗回路或被試設(shè)備出現(xiàn)閃絡(luò)或產(chǎn)生間歇性放電引起的。指針指示值隨測量時間而發(fā)生變化。若逐漸下降，則可能是由于充電電流減小或被試設(shè)備表面電阻上升所致；若逐漸上升，往往是被試設(shè)備絕緣老化引起的。測壓用微安表不規(guī)則擺動，這可能是由于測壓電阻斷線或接觸不良所致。泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流4、測量中的問題：在電力系統(tǒng)交接和預(yù)防怕試驗中，測

44、量泄漏電流通常會遇到如下幾種異常情況：1）從微安表中反映出來的情況：指針反指。這可能是由于被試設(shè)備經(jīng)油壓電阻放電所致。接好線后，未加壓時，微安表有指示。這可能是外界干擾太強(qiáng)或地電位抬高引起的。注：遇到、兩種情況，一般應(yīng)立即降低電壓，停止測量，否則可能導(dǎo)致被試設(shè)備擊穿。泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流4、測量中的問題：2）從泄漏電流數(shù)值上反映出來的情況：泄漏電流過大。這可能是由于測量回路中各設(shè)備的絕緣狀況不佳或屏蔽不好所致，遇到這種情況，應(yīng)首先對試驗設(shè)備和屏蔽進(jìn)行認(rèn)真檢查，例如電纜電流偏大，應(yīng)先檢查屏蔽。若確認(rèn)無上述問題，則說明被試設(shè)備絕緣不良。泄漏電流過小。這可能是由于線路接錯，微安表保護(hù)部分分

45、流或有斷脫現(xiàn)象所致。當(dāng)采用微安表在低壓側(cè)讀數(shù)，且用差值法消除誤差時，可能會出現(xiàn)負(fù)值。這可能是由于高壓線過長，空載時電暈電流大所致。因此高壓引線應(yīng)當(dāng)盡量粗、短、無毛刺。泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流5、測量結(jié)論：某一電氣設(shè)備進(jìn)行泄漏電流測量后，應(yīng)對測量結(jié)果進(jìn)行認(rèn)真、全面地分析，以判斷設(shè)備的絕緣狀況，做出結(jié)論是合格或不合格。對泄漏電流測量結(jié)果進(jìn)行分析、判斷可人下述幾方面著手。1）與規(guī)定值比較泄漏電流的規(guī)定值就是其允許的標(biāo)準(zhǔn)，它是在生產(chǎn)實踐中根據(jù)積累多年的經(jīng)驗制訂出來的。一般能說明絕緣狀況。對于一定的設(shè)備，具有一定的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。這是最簡單的判斷方法。2）比較對稱系數(shù)法在分析泄漏電流測量結(jié)果時，還常采用

46、不對稱系數(shù)法（即三相中的最大值和最小值的比）進(jìn)行分析、判斷。一般來說不對稱系數(shù)不大于2。泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流5、測量結(jié)論：3）查看關(guān)系iL=f(u)曲線法利用泄漏電流和外加電壓的關(guān)系iL=f(u)曲線即可以絕緣在高壓下的狀況。如果在試驗電壓下，泄漏電流與電壓的關(guān)系曲線是一近似直線，那就說明絕緣沒有嚴(yán)重缺陷，如果是曲線，而且形狀陡峭，則說明絕緣有缺陷。泄漏電流和直流耐壓試驗泄漏電流5、測量結(jié)論：4）空載電流對試驗結(jié)果的影響如果試驗時天氣比較潮濕、絕緣支架受潮、試驗回路有尖端毛刺等尖端放電現(xiàn)象存在，則不帶被試品就有較大的空載泄漏電流存在，對試驗結(jié)果會造成較大的影響。有些人會先測一下空載電

47、流，然后再帶上被試品測出負(fù)載試驗泄漏電流，用負(fù)載試驗泄漏電流減去空載泄漏電流的辦法進(jìn)行校正，實際上這是不科學(xué)的，因為帶上被試品后會改變 電位分布，有時會出現(xiàn)負(fù)載試驗泄漏電流小于空載泄漏電流的現(xiàn)象，因而正確的做法是，先不帶負(fù)載，加壓到額定值，看空載泄漏電流在什么水平，如果較小可以忽略不計，如果較大，則應(yīng)排除造成空載泄漏電流較大的原因，如清擦或烘干絕緣支架，改變微安表近位置，清除試驗回路的尖端毛刺，直到空載泄漏電流合格為止。泄漏電流和直流耐壓試驗直流耐壓試驗直流耐壓試驗和直流泄漏電流試驗的原理、接線及方法完全相同，差別在于直流耐壓試驗的試驗電壓較高，所以它隊能發(fā)現(xiàn)設(shè)備受潮、劣化外，對發(fā)現(xiàn)絕緣的某些

48、局部缺陷具有特殊的作用，往往這些局部缺陷在交流耐壓試驗中是不能被發(fā)現(xiàn)的。直流耐壓試驗與交流耐壓試驗相比有以下幾個特點：1、設(shè)備較輕便。在對大容量的電力設(shè)備（如發(fā)電機(jī)）進(jìn)行試驗，特別是在試驗電壓較高時，交流耐壓試驗需要容量較大的試驗變壓器，而當(dāng)進(jìn)行直流耐壓試驗時，試驗變壓器的容量可不必考慮。通常負(fù)荷的泄漏電流都不超過幾毫安，核算到變壓器側(cè)的容量微不足道。因此，直流耐壓試驗的試驗設(shè)備較輕便。泄漏電流和直流耐壓試驗直流耐壓試驗直流耐壓試驗與交流耐壓試驗相比有以下幾個特點：2、絕緣無介質(zhì)極化損失。在進(jìn)行直流耐壓試驗時，絕緣沒有極化損失，因此不致使絕緣發(fā)熱。從而避免熱擊穿而損壞絕緣。進(jìn)行交流耐壓試驗時，

49、既有介質(zhì)損失，還有局部放電，致使絕緣發(fā)熱，對絕緣的損傷比較嚴(yán)重，而直流下絕緣的局部放電要比交流下的輕得多?；谶@些原因，直流耐壓試驗還有些非破壞性試驗的特性。3、可制作伏安特性。進(jìn)行直流耐壓試驗時，可制作伏安特性曲線，可根據(jù)伏安特性曲線的變化來發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷。并可由此來預(yù)測擊穿電壓，如圖4-13所示。預(yù)測擊穿電壓的方法是將泄漏電流與電壓關(guān)系曲線延長，泄漏電流急劇增長的地方，表示即將擊穿，此時即停止試驗，如圖4-13中的U0即為近似的擊穿電壓。泄漏電流和直流耐壓試驗直流耐壓試驗直流耐壓試驗與交流耐壓試驗相比有以下幾個特點： 根據(jù)預(yù)測的直流擊穿電壓，通常認(rèn)為可以估算出交流擊穿電流的幅值，換算公式為：

50、交流擊穿電壓幅值=1/K直流擊穿電壓 式中K-鞏固系數(shù)，與設(shè)備的絕緣材料和結(jié)構(gòu)有關(guān)，可用直流擊穿電壓與交流擊穿電壓的幅值來表示，其值一般在1.0-4.2范圍內(nèi)。圖4-13 延長伏安特性曲線預(yù)測擊穿電壓泄漏電流和直流耐壓試驗直流耐壓試驗直流耐壓試驗與交流耐壓試驗相比有以下幾個特點：4、在進(jìn)行直流耐壓試驗時，一般都兼做泄漏電流測量，由于直流耐壓試驗時所加電壓較高，故容易發(fā)現(xiàn)缺陷。5、易于發(fā)現(xiàn)某些設(shè)備的局部缺陷。對電纜來說，直流試驗也容易發(fā)現(xiàn)其局部缺陷。 綜上所述，直流耐壓試驗?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)某些交流耐壓所不能發(fā)現(xiàn)的缺陷。但交流耐壓對絕緣的作用更近于運(yùn)行情況，因而能檢出絕緣在正常運(yùn)行時的最弱點。因此，這兩試

51、驗不能互相代替，必須同時應(yīng)用于預(yù)防性試驗中，特別是電機(jī)、電纜等更應(yīng)當(dāng)作直流試驗。泄漏電流和直流耐壓試驗直流耐壓試驗一、試驗電壓的確定：進(jìn)行直流耐壓試驗時，外施電壓的數(shù)值通常應(yīng)參考該絕緣的交流耐壓試驗電壓和交、直流下?lián)舸╇妷褐?，但主要是根?jù)運(yùn)行經(jīng)驗來確定。二、試驗電壓的極性：電力設(shè)備的絕緣分為內(nèi)絕緣和外絕緣，外絕緣對地電場近似用棒-板電極構(gòu)成的不對稱、極不均勻電場中。氣體間隙相同時，由于極性效應(yīng)，負(fù)棒-正極的火花放電電壓是正棒-負(fù)極的火花放電電壓的2倍多，如圖4-14所示。泄漏電流和直流耐壓試驗直流耐壓試驗 如圖4-14可見，當(dāng)間隙距離為100cm時，正負(fù)極性的火花放電電壓分別為450KV和1

52、000KV，即1000/450=2.2倍。這種極性效應(yīng)是由于電暈空間電荷對電場畸變造成的。 通常電力設(shè)備的外絕緣水平比其內(nèi)絕緣水平高，顯然，施加負(fù)極性試驗電壓外絕緣更不容易發(fā)生閃絡(luò)，這有利于實現(xiàn)直流耐壓試驗檢查內(nèi)絕緣缺陷的目的，另外，對電纜等油浸紙絕緣的電力設(shè)備，由于電滲現(xiàn)象，其內(nèi)絕緣施加負(fù)極性試驗電壓時的擊穿電壓較正極性低10%左右，也就是說，電纜芯接負(fù)極試驗電壓檢出缺陷的靈敏度更高，即更容易發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷。圖4-14 棒-板空氣間隙直流火花放電電壓與間隙距離的關(guān)系 應(yīng)指出，直流耐壓試驗的時間可比交流耐壓試驗的時間（1min）長些。直流耐壓試驗結(jié)果的分析判斷，可參閱交流耐壓試驗分析判斷的有關(guān)原

53、則。介質(zhì)損失角正切值試驗當(dāng)絕緣物施加交流電壓時，可以介質(zhì)看成為一個電阻和電容并聯(lián)組成的等值電路，如圖4-15（a）所示。根據(jù)等值電路可以作出電流和電壓的相量圖，如圖4-15（b）所示。圖4-15 在絕緣物上加交流電壓時的值電路及相量圖（a）介質(zhì)等值電路 （b）等值電路電流、電壓相量介質(zhì)損失角正切值試驗由相量圖可知，介質(zhì)損耗由IR產(chǎn)生，夾角大時，IR就越大，故稱為介質(zhì)損失角，其正切值為：tg=IR/IC=U/R / U/C =1/CR (4-8)介質(zhì)損耗：P=U2/R=U2Ctg (4-9)由上式可見，當(dāng)U、f、C、一定時，P正比于tg，所以用tg來表征介質(zhì)損耗。測量的tg靈敏度較高，可以發(fā)現(xiàn)絕

54、緣的整體受潮、劣化、變質(zhì)及小體積設(shè)備的局部缺陷。介質(zhì)損失角正切值試驗介質(zhì)損耗角正切的測量方法很多，從原理上可分為平衡測量法和角差測量法兩類。傳統(tǒng)的測量方法為平衡測量法，即西林電橋法。由于技術(shù)的發(fā)展和檢測手段的不斷完善，角差測量法使用越來越普遍。當(dāng)絕緣受潮、老化時，有功電流增大，tg也增大。通過tg可反映出絕緣的分布性缺陷。如果缺陷是集中的，有時測量tg并不靈敏，這是因為集中性缺陷是局部的，可以把介質(zhì)分為缺陷和無缺陷的兩部分，無缺陷的部分為R1和C1的并聯(lián)；有缺陷部分為R2和C2的并聯(lián)，則：P=P1+P2 (4-10) CU2tg= C1U2tg1+ C2U2tg2 (4-11)tg=C1/C

55、tg1+C2/C tg2 (4-12)一、介質(zhì)損失角正切值的測量原理介質(zhì)損失角正切值試驗當(dāng)有缺陷部分占的比例很小時，C=C2, C2/C tg2就很小，所以測量整體tg的時候就不易發(fā)現(xiàn)局部缺陷。在電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程中對電機(jī)、電纜等絕緣，因為缺陷的集中性及體積較大，通常不做此項試驗；而對套管、電力變壓器、互感器、電容器等則做此項試驗。我國目前使用的測tg試驗裝置有西林電橋（圖4-16給出了QS1西林電橋的三種試驗接線），M型介質(zhì)試驗器，還有P5026M型交流電橋、GWS型光導(dǎo)微機(jī)介質(zhì)損耗測試儀等，具體的使用方法可參見制造廠說明。本節(jié)主要介紹西林電橋法測tg。一、介質(zhì)損失角正切值的測量原理介質(zhì)

56、損失角正切值試驗西林電橋的兩個高壓橋臂，分別由試品ZN及無損耗的標(biāo)準(zhǔn)電容器CN組成；兩個低壓橋臂，分別由無感電阻R3及無感電阻R4與電容C4并聯(lián)組成，如圖4-16所示。各橋臂的導(dǎo)納為：一、介質(zhì)損失角正切值的測量原理YX=1/RX+jWCXYN=jCNY3=1/R3Y4=1/R4 +jC4圖4-16 QS1型西林電橋原理接線（a）正接線 （b）反接線 （c）對角線接線ZX-被測絕緣阻抗； CN-標(biāo)準(zhǔn)電容； R3-可變電阻； R4-可變電容； G 檢流計介質(zhì)損失角正切值試驗調(diào)節(jié)R3、C4使電橋達(dá)到平衡時，應(yīng)滿足： YXY4=Y3YN(1/RX+jWCX)(1/R4 +jC4)=1/R3jCN (4

57、-13)解此方程，實部、虛部分別相等，可得：tg=1/CXRX=C4R4 (4-14) CX=R4/R3*CN*1/(1+tg2) (4-15)一、介質(zhì)損失角正切值的測量原理介質(zhì)損失角正切值試驗當(dāng)tg0.1，誤差不大于1%時，式（4-15）可改寫為：CX=CNR4/R3 (4-16)高壓西林電橋是用于工頻高壓，于是=2f=100是固定的；同時電橋中的R4取104/，也是固定的，這時：tg=R4C4=C4106 (4-17)其中C4的單位是F，若C4以F計則上式可寫為tg=R4C4=C4106 (4-18)一、介質(zhì)損失角正切值的測量原理介質(zhì)損失角正切值試驗于是C4就可以直接分度為tg。在西林電橋

58、上tg是直讀的。CX是按R3的讀數(shù)，通過式（4-15）計算得出。 CN一般用100pF，個別也有用50pF或1000pF，但都是固定已知值。高壓西林電橋的高壓橋臂的阻抗比對應(yīng)的低壓臂阻抗大得多，所以電橋上施加的電壓絕大部分都降落在高壓橋臂上，只要把試品和標(biāo)準(zhǔn)電容器放在高壓保護(hù)區(qū)，用屏蔽線從其低壓端連接到低壓橋臂上，則在低壓橋臂上調(diào)節(jié)R3和C4就很安全，而且測量準(zhǔn)確度較高，但這種方法要求被試品高低壓均對地絕緣。一、介質(zhì)損失角正切值的測量原理介質(zhì)損失角正切值試驗圖4-16（a）正接線用于兩極對地絕緣的設(shè)備，用于試驗室或繞組間測tg。圖4-16（b）反接線用于現(xiàn)場被試設(shè)備為一極接地的設(shè)備，要求電橋有

59、足夠的絕緣。由于R3和C4處于高電位，為保證操作的安全應(yīng)采取一定的措施。一個辦法是將將電橋本體和操作者一起放在絕緣臺上或放在一個叫法拉弟籠的金屬籠里對地絕緣起來，使操作者與R3、C4處于等電位。另一種方法是人通過絕緣連桿去調(diào)節(jié)R3和C4?，F(xiàn)場試驗通常采用反接線試驗方法。圖4-16（c）對角線接線用于被試設(shè)備為一極接地的設(shè)備且電橋沒有足夠的絕緣。一、介質(zhì)損失角正切值的測量原理介質(zhì)損失角正切值試驗電橋測試中的注意事項：在電橋測試中，有些問題往往容易被忽視，使測量數(shù)據(jù)不能反映被試設(shè)備的真實情況，常被忽視問題有：（1）外界電場干擾的影響。在電壓等級較低（例如35KV電壓等級）的電氣設(shè)備tg測試中，容易

60、忽視電場干擾的影響。（2）高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器的影響?，F(xiàn)場經(jīng)常使用的BR-16型標(biāo)準(zhǔn)電容器，電容量為50pF，要求tg%0.1%。由于標(biāo)準(zhǔn)電容經(jīng)過一段時間存放、應(yīng)用和運(yùn)輸后，本身的質(zhì)量在不斷變化，會受潮、生銹，如忽視了這些質(zhì)量問題，同樣會影響測試的數(shù)據(jù)。（3）試品電容變化的影響。在用QS1型西林電橋測量電氣設(shè)備絕緣狀況時，往往重視tg值，而容易忽視試品電容量的變化，由此而產(chǎn)生一些事故。一、介質(zhì)損失角正切值的測量原理介質(zhì)損失角正切值試驗電橋測試中的注意事項：（4）消除表面泄漏的方法。當(dāng)測量電氣設(shè)備絕緣的tg時，空氣相對溫度對測量結(jié)果影響很大，當(dāng)絕緣表面臟污，且又處于濕度較大的環(huán)境中時，表面泄漏電流增加