高電壓技術(shù)4--電氣設(shè)備的絕緣試驗(yàn)課件

1、 第四章 電氣設(shè)備的絕緣試驗(yàn) 電氣設(shè)備的絕緣在制造、運(yùn)輸和運(yùn)行等過程中都可能形成各種各樣的缺陷，這些缺陷會(huì)導(dǎo)致絕緣的電氣強(qiáng)度降低，從而使電氣設(shè)備在投運(yùn)或運(yùn)行過程中發(fā)生絕緣擊穿事故。為了檢驗(yàn)電氣設(shè)備絕緣的耐電強(qiáng)度，了解絕緣缺陷的性質(zhì)和發(fā)展程度，需要在各環(huán)節(jié)上對電氣設(shè)備的絕緣進(jìn)行試驗(yàn)，如出廠時(shí)要進(jìn)行出廠試驗(yàn)，安裝后投運(yùn)前要進(jìn)行交接試驗(yàn)，運(yùn)行過程中還要進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)。絕緣的缺陷一般可分成兩類：一類是集中性的或稱為局部性的缺陷；另一類是分布性的或稱為整體性的缺陷。概述絕緣試驗(yàn)的分類 絕緣特性試驗(yàn)（非破壞性試驗(yàn)）：在較低電壓下或用其它不會(huì)損傷絕緣的方法測量絕緣的各種特性，判斷絕緣內(nèi)部的缺陷情況。 主要試

2、驗(yàn)項(xiàng)目：絕緣電阻試驗(yàn)、泄漏電流試驗(yàn)、介質(zhì)損耗角正切試驗(yàn)、局部放電試驗(yàn)等。 耐壓試驗(yàn)（破壞性試驗(yàn)）：在絕緣上施加規(guī)定的比正常運(yùn)行電壓高的多試驗(yàn)電壓，來考核設(shè)備的電壓耐受能力和絕緣水平。耐壓試驗(yàn)對絕緣的考驗(yàn)嚴(yán)格，能保證絕緣具有一定的絕緣水平或裕度；缺點(diǎn)是可能在試驗(yàn)時(shí)給絕緣造成一定的損傷。 主要試驗(yàn)項(xiàng)目：交流耐壓試驗(yàn)、直流耐壓試驗(yàn)、雷電沖擊耐壓試驗(yàn)及操作沖擊耐壓試驗(yàn)。 第一節(jié) 絕緣電阻和吸收比的測量 一、兆歐表的工作原理和接線絕緣電阻為電介質(zhì)電導(dǎo)的倒數(shù)，按照電介質(zhì)的等值電路，測量絕緣電阻時(shí)應(yīng)在絕緣上施加直流電壓。現(xiàn)場普遍采用兆歐表來進(jìn)行絕緣電阻的測量。搖表：帶有手搖直流發(fā)電機(jī)的兆歐表，俗稱搖表。 兆

3、歐表的結(jié)構(gòu)和工作原理 接線圖如圖所示，其內(nèi)部主要由兩部分組成：一部分為直流電源，另一部分為測量機(jī)構(gòu)。 兆歐表的外部有三個(gè)接線端子：線路端子L，接地端子E和屏蔽端子G，被試絕緣接在L和E之間。 通過轉(zhuǎn)動(dòng)手搖發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸，產(chǎn)生直流電壓U 后，流過電壓、電流線圈LV和LA的電流分別為在兩線圈上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩分別為由于兩線圈的繞向相反，所以 MV和MA 的方向相反，平衡時(shí)MV=MA G端子的應(yīng)用： 為消除表面電阻，可在靠近L端的絕緣表面加一屏蔽環(huán)，如圖所示，并將其與兆歐表的G端子相連。此時(shí)表面電流將不通過電流線圈，而直接通過G端子流入兆歐表電源的負(fù)極，故測出的絕緣電阻為絕緣的體電阻，不包含絕緣的表面電阻

4、。 二、絕緣電阻和吸收比的測量方法在電氣設(shè)備的絕緣上加上直流電壓后，流過絕緣的電流要經(jīng)過一個(gè)過渡過程才達(dá)到穩(wěn)態(tài)值，故絕緣電阻也要經(jīng)過一定的時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定值。通常規(guī)定加壓60s時(shí)所測得的數(shù)值為被試絕緣的絕緣電阻。試驗(yàn)時(shí)可先將兆歐表的E端子與被試絕緣的一端(通常為接地端)相連，然后驅(qū)動(dòng)兆歐表達(dá)額定轉(zhuǎn)速，用絕緣工具將兆歐表的L端子的引出線與被試絕緣的另一端相連，同時(shí)記錄時(shí)間，讀取60s時(shí)的絕緣電阻。 對電容量較小的被試品來說，60s時(shí)的絕緣電阻就等于絕緣電阻的穩(wěn)態(tài)值。 吸收比是指被試品加壓60s時(shí)的絕緣電阻R60與加壓15s時(shí)的絕緣電阻R15之比。吸收比也可用來判斷絕緣的狀況： 如右圖所示的多層介

5、質(zhì)，絕緣良好時(shí)存在明顯的吸收現(xiàn)象，絕緣電阻達(dá)到穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間較長，穩(wěn)態(tài)電阻值也高，此時(shí)吸收比遠(yuǎn)大于1。 當(dāng)絕緣中存在貫穿性的導(dǎo)電通道或是嚴(yán)重受潮時(shí)，絕緣電阻達(dá)到穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間大大縮短，穩(wěn)態(tài)值也低，此時(shí)吸收比接近于1。 吸收比與絕緣電阻的不同之處： 吸收比是同一被試品的兩個(gè)絕緣電阻之比，和被試品絕緣的尺寸無關(guān)，同類設(shè)備的吸收比可制定同樣的判斷標(biāo)準(zhǔn)。 絕緣電阻與被試品絕緣的尺寸有關(guān)，即使是同類設(shè)備，其他條件都相同但型號(hào)不同時(shí)，絕緣電阻也不相同，所以只有同型號(hào)設(shè)備間的絕緣電阻相比較才有意義。 三、測量時(shí)注意的幾個(gè)問題應(yīng)選用合適電壓等級(jí)的兆歐表。常用的兆歐表的額定電壓有500、1000、2500V

6、等幾種。 對額定電壓為1000V以上的電氣設(shè)備，用2500V兆歐表測量，其量程一般不低于10000M，對額定電壓為1000V以下的電氣設(shè)備，用500V或1000V兆歐表測量。測量前要斷開被試品的電源及被試品與其他設(shè)備的連線，并對被試品進(jìn)行充分的放電。讀取數(shù)值后，應(yīng)先斷開兆歐表與被試品的連線，然后再將兆歐表停止運(yùn)轉(zhuǎn)，以免被試品的電容上所充的電荷經(jīng)兆歐表放電而損壞兆歐表。測量時(shí)應(yīng)記錄當(dāng)時(shí)的溫度，以便進(jìn)行溫度換算。 四、測量結(jié)果的分析判斷測量絕緣電阻和吸收比能發(fā)現(xiàn)絕緣中的貫穿性導(dǎo)電通道、受潮、表面臟污等缺陷。但不能發(fā)現(xiàn)絕緣中的局部損傷、裂縫、分層脫開、內(nèi)部含有氣隙等局部缺陷 。在絕緣電阻試驗(yàn)中，絕緣

7、電阻的大小與絕緣材料的結(jié)構(gòu)、體積等有關(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來判斷絕緣的好壞。對測量結(jié)果可換算至同一溫度下再與規(guī)程給出的參考值相比較，其值應(yīng)不小于規(guī)程規(guī)定的數(shù)值。也可以與出廠、交接及歷年的試驗(yàn)值相比較，或與同型設(shè)備的試驗(yàn)值相比較，比較結(jié)果不應(yīng)出現(xiàn)明顯的降低，否則應(yīng)查明原因。 第二節(jié) 泄漏電流的測量測量泄漏電流與測量絕緣電阻在原理上是相同的，不同的只是測量泄漏電流時(shí)所用的直流電壓較高，能發(fā)現(xiàn)一些用兆歐表測量絕緣電阻所不能發(fā)現(xiàn)的缺陷，如尚未貫通兩電極的集中性缺陷。 左圖為發(fā)電機(jī)的絕緣在不同狀態(tài)下的泄漏電流與所加直流電壓的關(guān)系 曲線1：絕緣

8、良好；曲線2：絕緣受潮；曲線3：絕緣中有集中性缺陷；曲線4：絕緣有危險(xiǎn)的集中性缺陷。 一、試驗(yàn)接線微安表位于高壓側(cè):適合于被試絕緣一極接地的情況。需將微安表及其到被試品的高壓引線屏蔽起來。微安表位于低壓側(cè):要求被試絕緣的兩極都不能接地，僅適合于那些接地端可與地分開的電氣設(shè)備。 二、微安表的保護(hù)并聯(lián)于微安表兩端的開關(guān)，用來短接微安表，只在讀數(shù)時(shí)打開。電容C和放電管F用來分流被試品擊穿時(shí)的短路電流，電容的存在除具有分流高頻電流的作用外，還可使放電管兩端電壓上升陡度降低，有利于放電管達(dá)到擊穿電壓時(shí)能及時(shí)動(dòng)作。 電阻R用來產(chǎn)生電壓，使流 過微安表的電流達(dá)到一定值 時(shí)放電管擊穿。 R的阻值一 般選為流過

9、它的電流為微安 表的滿刻度值時(shí)，其上的電 壓等于放電管的擊穿電壓。 三、試驗(yàn)結(jié)果的分析判斷與絕緣電阻一樣，測量出泄漏電流后也要經(jīng)過比較才能判斷絕緣的狀況，比較時(shí)也必須換算到同一溫度下。對某些設(shè)備，其泄漏電流值試驗(yàn)規(guī)程中有明確的規(guī)定，這時(shí)應(yīng)根據(jù)測量值是否小于規(guī)定值來判斷絕緣的狀況。對試驗(yàn)規(guī)程中沒有明確規(guī)定泄漏電流值的設(shè)備，可與歷年試驗(yàn)結(jié)果比較；與同型設(shè)備比較；同一設(shè)備各相間相互比較，視泄漏電流的變化情況作出絕緣狀況判斷。 第三節(jié) 介質(zhì)損失角正切的測量介質(zhì)損失角正切tan是反映交流電壓下絕緣功率損耗大小的特性參數(shù)。通過測量tan可發(fā)現(xiàn)絕緣中存在的一系列分布性缺陷。正接法 一、用高壓西林電橋測 量t

10、an的原理 正接法橋體處于低壓側(cè)， 操作時(shí)比較安全，但這種 接線要求被試品的兩極均 對地絕緣。反接法適合于被試品一極接地的情況，是現(xiàn)場應(yīng)用較多的一種接線方式，但此時(shí)橋體處于高壓側(cè)，為保證調(diào)節(jié)R3、C4時(shí)的人身安全，橋體本身的絕緣必須是合格的。反接法 （一）測量原理： 以正接法為例。電 橋平衡時(shí) Z1/Z3 = Z2/Z4可求得：取R4=104/，=100則有所以電橋平衡時(shí) 的微法數(shù)即為被試品的tan 值。由上可知，利用西林電橋還可測出被試品的電容Cx。 圖示為外界電源與被試品高壓電極間存在電容耦合引起電場干擾的示意圖。干擾電流 流過R3 ，使流過R3 的電流由無干擾時(shí)的 變?yōu)?- ，引起 發(fā)生

11、變化，從而導(dǎo)致誤差。 （二）測量過程中的干擾及消除措施 1、電場干擾 無論有無干擾，電橋平衡時(shí)都滿足 ， 的相角與流過 R3的電流的相角相同， 的 相角與流過 R4的電流的相角相同 。無電場干擾時(shí)電橋平衡的向量圖如下： 調(diào)節(jié)R3 實(shí)際上是改變 的大小，調(diào)節(jié)C4時(shí) 的大小雖有一些變化，但主要改變的是 相角。有電場干擾時(shí)電橋平衡的向量圖如下： 使干擾 電流與 同相或反相，則R3流過的電流 與 的夾角為零，有無干擾測得的tan是相同的。 測量時(shí)在電源為正、反相下各進(jìn)行一次測量，電源反相時(shí)相當(dāng)于電源的相位不變而將干擾電流反相，向量圖如下圖： 消除或減小電場干擾的措施： 加設(shè)屏蔽 在被試品高壓部分加屏蔽

12、罩，并將屏蔽罩與 電橋的屏蔽相連，以消除耦合電容的影響。 采用移相電源 倒相法實(shí)際值為和 或 和 相差不大時(shí) 2、磁場干擾 當(dāng)電橋靠近電抗器等漏磁通較大的設(shè)備時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生顯著的磁場干擾。 為消除這種干擾，可移動(dòng)電橋位置使之遠(yuǎn)離干擾源，或?qū)蝮w就地轉(zhuǎn)動(dòng)改變角度，找到干擾最小的方位，再將檢流計(jì)極性轉(zhuǎn)換開關(guān)分別置于正、反兩種位置進(jìn)行兩次測量，兩次測量的tan的平均值可近似作為被試品真實(shí)的tan值。 二、測量時(shí)的主要注意事項(xiàng) （一）盡可能分部測試 如果缺陷在整個(gè)絕緣中所占的比重很小，即使缺陷部分的tan變得很大，整個(gè)絕緣的tan也增加很小。 （二）測量時(shí)應(yīng)選取合適的溫度 絕緣的tan與溫度有關(guān)，所以測

13、量時(shí)也應(yīng)記錄溫 度，在和其他值比較時(shí)應(yīng)進(jìn)行溫度換算。 tan與溫度的關(guān)系隨絕緣種類的不同而不同，很 難通過通用的換算式獲得準(zhǔn)確的換算結(jié)果，應(yīng)盡量 爭取在差不多的溫度下測量tan值。 （三）測量時(shí)應(yīng)選用合適的試驗(yàn)電壓 絕緣中存在氣隙、分層等缺陷時(shí)，所加試驗(yàn)電壓達(dá) 到氣隙的局部放電電壓后，tan將隨試驗(yàn)電壓的 升高而迅速增大，故所加試驗(yàn)電壓最好接近被試品 的額定電壓，但不能超過電橋的額定電壓。 （四）測量繞組的tan時(shí)必須將每個(gè)繞組的首尾短接如不短接，繞組絕緣的容性電流流過繞組時(shí)將產(chǎn)生較大的磁通，繞組電感和勵(lì)磁鐵損會(huì)使測量結(jié)果產(chǎn)生很大的誤差。當(dāng)繞組的兩端短路后，絕緣的容性電流將從繞組的兩端進(jìn)入，因

14、電流方向相反，產(chǎn)生的磁通互相抵消，電感和勵(lì)磁鐵損帶來的誤差都將大大減小。 （五）測量時(shí)應(yīng)注意消除被試品表面泄漏電流的影響表面泄漏電流對tan測量結(jié)果的影響程度與被試品電容量大小有關(guān)，對小電容量的被試品，表面泄漏電流的影響較大。 三、測量結(jié)果的分析判斷測量 tan 能發(fā)現(xiàn)絕緣中存在的大面積分布性缺陷，如絕緣普遍受潮、絕緣油或固體有機(jī)絕緣材料老化、穿透性導(dǎo)電通道、絕緣分層等，但對絕緣中的個(gè)別局部的非貫穿性缺陷則不易發(fā)現(xiàn)。根據(jù)tan測量結(jié)果對絕緣狀況進(jìn)行分析判斷時(shí)，除與試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定值比較外，還應(yīng)與以往的測試結(jié)果及處于同樣運(yùn)行條件下的同類型設(shè)備相比較，觀察其發(fā)展趨勢。如果測試值低于規(guī)程規(guī)定值，但增長速

15、度迅速，也應(yīng)認(rèn)真對待，否則運(yùn)行中也可能發(fā)生絕緣事故。 第四節(jié) 局部放電的測量局部放電會(huì)引起缺陷不斷擴(kuò)大，從而導(dǎo)致絕緣的長期耐電強(qiáng)度降低。局部放電測試是絕緣試驗(yàn)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。局部放電時(shí)會(huì)引起一系列的外部現(xiàn)象，通過對這些外部現(xiàn)象的檢測可確定絕緣內(nèi)是否存在局部放電以及局部放電的發(fā)展程度。局部放電所引起的外部現(xiàn)象分為兩類：一類是電現(xiàn)象，如產(chǎn)生電脈沖、引起介質(zhì)損耗增大和產(chǎn)生電磁波輻射等；另一類是非電現(xiàn)象，如產(chǎn)生光、熱、噪聲以及引起氣體壓力發(fā)生變化等。目前得到廣泛應(yīng)用的主要是電的檢測方法，這種方法能夠測量局部放電的基本特性，且靈敏度很高。 一、測量的基本接線可測量的局部放電特性有局部放電的起始電壓和熄滅

16、電壓，單次局部放電的視在放電電荷量，每秒內(nèi)放電的脈沖個(gè)數(shù)等。其中以測量視在放電電荷量最為普遍。測量局部放電的視在放電電荷量的基本回路有三種，并聯(lián)法、串聯(lián)法和平衡法。 無論哪種電路，都是將被試品發(fā)生局部放電時(shí)其上 電壓的突然下降 轉(zhuǎn)化為測試回路的脈沖電流，然 后將脈沖電流在檢測阻抗上產(chǎn)生的脈沖電壓放大后 進(jìn)行測量，根據(jù)脈沖電壓與視在放電電荷量的關(guān)系 即可求出被試品的視在放電電荷量。 圖(a) 的并聯(lián)法電路，被試品與檢測阻抗并聯(lián)，適 合于被試品一極接地的情況,且在被試品的電容值 較大時(shí),可避免較大的工頻電流流過Zm。 圖 (b) 的串聯(lián)法電路，被試品與檢測阻抗串聯(lián)， 適合于被試品兩極都不接地的情況

17、。 圖(c) 的平衡法電路，由于電源以及外部干擾電流 在Zm和Zm 上產(chǎn)生的電壓的大小和相位相同，測出 的電壓中不包括干擾電流在Zm和Zm上產(chǎn)生的電 壓，故抗干擾能力強(qiáng)。通常將檢測阻抗上檢測得到的脈沖電壓輸入到示波器上進(jìn)行測量，與電壓脈沖一并進(jìn)入示波器的正弦波電壓被轉(zhuǎn)化為橢圓形的李薩如圖形，如圖4-16所示。從示波屏上可方便地讀取由局部放電產(chǎn)生的脈沖電壓的幅值。 為了確定示波屏上脈沖電壓的 幅度與視在放電電荷量的關(guān)系， 還必須對測量裝置進(jìn)行校準(zhǔn)。 即給被試品注入電荷量已知的重 復(fù)脈沖，在示波屏上測量由此產(chǎn) 生的脈沖電壓幅度，從而確定視 在放電電荷量與脈沖幅度的關(guān) 系。 二、測量時(shí)注意的問題電磁

18、干擾是測量局部放電時(shí)的一個(gè)主要問題，如不加以抑制，可能得到錯(cuò)誤的結(jié)論。一般可將干擾分為內(nèi)部干擾和外部干擾兩類。由高壓試驗(yàn)回路本身引起的干擾稱為內(nèi)部干擾，來源于高壓試驗(yàn)同路以外的干擾稱為外部干擾。 為避免干擾，可采取如下措施：選擇抗干擾能力強(qiáng)的測量電路，如平衡法測量電路。對測量線路進(jìn)行屏蔽,有條件時(shí)可將整個(gè)試驗(yàn)回路置于屏蔽室內(nèi)進(jìn)行測量。試驗(yàn)電源最好采用獨(dú)立電源,這樣可避免來自電網(wǎng)的干擾。提高高壓試驗(yàn)回路中各元件發(fā)生電暈的電壓,如加大高壓引線的直徑,將尖角整平等。將高壓試驗(yàn)變壓器、檢測回路和測量儀器三者的地線連成一體，并采用一根地線相連。合理選擇放大電路的頻帶或調(diào)諧放大電路的諧振頻率。測量回路與被

19、試品的連線應(yīng)盡可能縮短，試驗(yàn)回路應(yīng)盡可能緊湊，被試品周圍的物體應(yīng)良好接地。 三、試驗(yàn)結(jié)果的分析判斷局部放電試驗(yàn)與其他絕緣試驗(yàn)的主要區(qū)別在于它能檢測出絕緣中存在的局部缺陷。局部放電的強(qiáng)度比較小時(shí)，說明絕緣中的缺陷不太嚴(yán)重；局部放電的強(qiáng)度比較大時(shí)，則說明缺陷已擴(kuò)大到一定程度，而且局部放電對絕緣的破壞作用加劇。相關(guān)試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定了某些設(shè)備在規(guī)定電壓下的允許視在放電電荷量，可將測量結(jié)果與規(guī)定值進(jìn)行比較。如規(guī)程中沒有給出規(guī)定值，則應(yīng)在實(shí)踐中積累數(shù)據(jù)，以獲取判斷標(biāo)準(zhǔn)。 第五節(jié) 工頻耐壓試驗(yàn)工頻耐壓試驗(yàn)是在電氣設(shè)備上施加規(guī)定的工頻試驗(yàn)電壓并保持一定的時(shí)間，以考核絕緣能否耐受該試驗(yàn)電壓的作用。工頻耐壓試驗(yàn)?zāi)苡行?/p>

20、地發(fā)現(xiàn)絕緣中危險(xiǎn)的集中性缺陷，是檢驗(yàn)電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度最有效和最直接的方法，但工頻耐壓試驗(yàn)也會(huì)使有機(jī)絕緣中存在的絕緣弱點(diǎn)進(jìn)一步發(fā)展。工頻耐壓試驗(yàn)中，加至規(guī)定的試驗(yàn)電壓后，一般要求持續(xù)1min的耐壓時(shí)間。一、工頻耐壓試驗(yàn)的接線及設(shè)備工頻耐壓試驗(yàn)所需的試驗(yàn)電壓可用兩種方法產(chǎn)生：用試驗(yàn)變壓器直接產(chǎn)生工頻高電壓；利用串聯(lián)諧振產(chǎn)生工頻高電壓。1、用試驗(yàn)變壓器直接進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)T試驗(yàn)變壓器；AV調(diào)壓器；F保護(hù)球隙；R1保護(hù)電阻， 一般取0.11/V；R2球隙保護(hù)電阻，一般取 0.10.5/V；Cx被試品 試驗(yàn)變壓器特點(diǎn)額定輸出電壓高，但絕緣裕度小，工作電壓一般不允許超過其額定電壓 。通常為間歇工作方式，一

21、般不允許在額定電壓下長時(shí)間連續(xù)使用，只有在電壓和電流遠(yuǎn)低于額定值時(shí)才允許長期連續(xù)使用。容量一般不大，高壓側(cè)額定電流通常在0.1 1A范圍內(nèi)。要求高壓繞組的額定電壓應(yīng)不小于被試品的試驗(yàn)電壓值。其額定容量應(yīng)不小于由被試品試驗(yàn)電壓及試驗(yàn)電壓下流過被試品的電流決定的被試品容量，且在被試品擊穿或閃絡(luò)后能短時(shí)地維持電弧。 試驗(yàn)變壓器的最小容量可按下式來確定 ：被試品的試驗(yàn)電壓，kV；被試品的電容，F(xiàn)；電源的頻率，Hz；試驗(yàn)變壓器的容量，kVA； 串級(jí)試驗(yàn)變壓器單臺(tái)試驗(yàn)變壓器的額定電壓提高時(shí)，其體積和質(zhì)量將迅速增加，受運(yùn)輸上的限制，單臺(tái)試驗(yàn)變壓器的額定電壓一般不超過750KV。當(dāng)需要更高的輸出電壓時(shí)，可將2

22、3臺(tái)試驗(yàn)變壓器串接起來使用。設(shè)各臺(tái)試驗(yàn)變壓器高壓繞組的電壓為U，由于第臺(tái)試驗(yàn)變壓器高壓繞組的一端與其外殼相連并接地，另一端與第臺(tái)試驗(yàn)變壓器的外殼相連，故第臺(tái)試驗(yàn)變壓器外殼對地的電壓為U，高壓繞組輸出端對地的電壓為2U。同理，第臺(tái)試驗(yàn)變壓器外殼對地的電壓為2U，高壓繞組輸出端對地的電壓為3U。在串接裝置中，各臺(tái)試驗(yàn)變壓器高壓繞組的容量是相同的，設(shè)為S，但各低壓繞組和累接繞組的容量并不相同，則三臺(tái)試驗(yàn)變壓器的容量之比為3:2:1，容量利用系數(shù)只有50%，并且隨著串接的臺(tái)數(shù)增加，容量利用系數(shù)將會(huì)更低，因此串接試驗(yàn)變壓器的臺(tái)數(shù)一般不超過三臺(tái)。 調(diào)壓設(shè)備自耦調(diào)壓器 體積小、重量輕、價(jià)格低、對波形的畸變小

23、，容量不大。 移圈調(diào)壓器 通過改變短路線圈的位置而改變鐵芯中的磁通分布，從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)整。 特點(diǎn)是容量可以做得很大(國內(nèi)生產(chǎn)的容量可達(dá)2250kVA)，漏抗較大，且對輸入波形稍有畸變。感應(yīng)調(diào)壓器 通過改變轉(zhuǎn)子與定子的相對位置實(shí)現(xiàn)調(diào)壓的。特點(diǎn)是容量可以做得很大，但漏抗較大，且價(jià)格較貴，故一般很少采用。 電動(dòng)發(fā)電機(jī)組 這種調(diào)壓方式不受電網(wǎng)電壓質(zhì)量的影響，可以得到很好的正弦電壓波形和均勻的電壓調(diào)節(jié)。 調(diào)壓裝置的投資和運(yùn)行費(fèi)用較大，只適合于對試驗(yàn)電源要求很嚴(yán)格的場合。 2、利用串聯(lián)諧振進(jìn)行耐壓試驗(yàn)在現(xiàn)場耐壓試驗(yàn)中，當(dāng)被試品的試驗(yàn)電壓較高或電容值較大，試驗(yàn)變壓器的額定電壓或容量不能滿足要求時(shí)，可采

24、用串聯(lián)諧振進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。試驗(yàn)的原理接線圖和等值電路如圖所示。等值電路中R為代表整個(gè)試驗(yàn)回路損耗的等值電阻，L為可調(diào)電感和電源設(shè)備漏感之和，C為被試品電容，U為試驗(yàn)變壓器空載時(shí)高壓端對地電壓。 當(dāng)調(diào)節(jié)電感使回路發(fā)生諧振時(shí)， ，被試品上的電壓 Uc為 試驗(yàn)變壓器輸出的功率為 ，被試品的無功功率為 Q一般較大，故用較低的電壓U 可在被試品兩端獲得較高的試驗(yàn)電壓Uc，試驗(yàn)設(shè)備的容量僅需被試品容量的1 Q 。Q諧振回路的品質(zhì)因數(shù)， 還可表達(dá)為 Q =L/R。 利用串聯(lián)諧振電路進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)，在被試品 擊穿時(shí)由于L的限流作用使回路中的電流很小，可 避免被試品被燒壞。 由于回路處于工頻諧振狀態(tài)，電源中的諧

25、波成分 在被試品兩端大為減小，故被試品兩端的電壓波 形較好。 二、工頻高電壓的測量 工頻高電壓的測量方法可以分為兩類：低壓側(cè) 測量；高壓側(cè)測量。 不管用何種方法進(jìn)行測量，也不論是測量幅值還 是有效值，測量誤差應(yīng)不大于3。 1、低壓側(cè)測量 工頻耐壓試驗(yàn)時(shí)，被試品一般為容性，試驗(yàn)時(shí)的等值電路如圖（a）。由于XCXL ，故回路呈容性。各元件電壓和電源電壓相量關(guān)系如圖（b）。 因回路容性電流在漏抗上產(chǎn)生的電壓與被試品上的電壓方向相反，使被試品上的電壓大于電源電壓，這種現(xiàn)象稱為電容效應(yīng)。 正是因?yàn)殡娙菪?yīng)的影響，這種測量方法往往存在較大的誤差。 2、高壓側(cè)測量 （1）用靜電電壓表測量 高壓靜電電壓表可直

26、接用于測量交流和直流高電壓，其指示值為被測電壓的有效值。它最大的特點(diǎn)是輸入阻抗高，接入測量時(shí)一般不會(huì)引起被測電壓發(fā)生變化。 外界電場及振動(dòng)、風(fēng)吹等外力的作用對測量結(jié)果影響較大，使用時(shí)應(yīng)防止他們的影響。 靜電電壓表的誤差一般為11.5。 （2）用電容分壓器配低壓儀表測量 測量電路如圖所示，將被測高壓經(jīng)電容分壓器轉(zhuǎn)換為低壓后測量。不考慮高壓引線及地與高壓臂電容間的雜散電容時(shí)，分壓比為C1-高壓臂電容，由多個(gè)電容器串聯(lián)而成的；C2-低壓臂電容；C3-同軸電纜的電容。C1各部分與高壓引線和地之間的雜散電容將使高壓臂的等值電容發(fā)生變化，從而引起分壓比也發(fā)生改變，故對一定環(huán)境下的分壓比必須仔細(xì)進(jìn)行測定和校

27、正。 測量儀器與分壓器相隔一定的距離，為的是保證人身安全及避免測量儀器和人體對分壓器的電場產(chǎn)生影響，用同軸電纜則是為了避免在這段引線上產(chǎn)生靜電和電磁干擾。 （3）用球間隙測量 球間隙在電場比較均勻時(shí)，其伏秒特性在擊穿時(shí)間范圍內(nèi)幾乎是一條直線，且分散性較小，不同的球隙距離下具有確定的擊穿電壓。所以它可以用來測量各種類型的高電壓。國際電工委員會(huì)（IEC）制定了標(biāo)準(zhǔn)球隙的間隙距離和各種性質(zhì)電壓作用下的擊穿電壓間的關(guān)系表，可查閱。球間隙擊穿才能得到被測電壓，而球間隙的擊穿又會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)中斷，所以球間隙不能直接指示出試品上的電壓變化。通常的做法是：在接入被試品后，利用球間隙求得被試品上的電壓與試驗(yàn)變壓器低

28、壓側(cè)的電壓間的關(guān)系，并繪成校正曲線，將校正曲線外推，求出對應(yīng)于試驗(yàn)電壓時(shí)試驗(yàn)變壓器低壓側(cè)的電壓值。用球間隙測量工頻電壓時(shí)，測出的為工頻電壓的幅值。 （4）用高壓電容器和整流裝置串聯(lián)測量 測量電路如圖所示，圖中的電流表采用磁電式直流電流表，測出的為流過它的電流的平均值。 當(dāng)被測電壓為正弦波時(shí)，可導(dǎo)出被測電壓的峰值與電流表的讀數(shù)間的關(guān)系為C高壓電容器電容；f被測電壓的頻率。 （5）用電壓互感器測量 將電壓互感器的一次側(cè)并接于被試品兩端，在其二次側(cè)測量電壓，將測量結(jié)果按變比換算至高壓側(cè)即得到被測電壓。為保證測量的精度，互感器的準(zhǔn)確度一般不應(yīng)低于1級(jí)，電壓表不應(yīng)低于0.5級(jí)。 三、試驗(yàn)中應(yīng)注意的幾個(gè)問

29、題 升壓必須從零開始，在電壓達(dá)到40%試驗(yàn)電壓前可均勻而較快地升壓，之后應(yīng)以每秒3%試驗(yàn)電壓的速度升到100%試驗(yàn)電壓。對帶繞組的被試品，應(yīng)將各繞組的首尾短接，非被試?yán)@組的首尾短接后還應(yīng)接地。耐壓試驗(yàn)前后，均應(yīng)測量被試品的絕緣電阻。試驗(yàn)前，應(yīng)根據(jù)當(dāng)時(shí)的大氣條件將規(guī)定的試驗(yàn)電壓換算到實(shí)際試驗(yàn)條件下。根據(jù)被試品電壓表的指示來判斷被試品是否發(fā)生了擊穿。 第六節(jié) 感應(yīng)耐壓試驗(yàn)對某些帶繞組的電氣設(shè)備(如變壓器、電抗器等），其繞組絕緣是分級(jí)的，即繞組首端的絕緣水平要比中性點(diǎn)或接地端的高，這樣就不能對整個(gè)繞組施加同樣的試驗(yàn)電壓。外施工頻高壓試驗(yàn)只能對繞組的主絕緣（繞組之間、繞組對地之間的絕緣）進(jìn)行試驗(yàn)，而無

30、法對繞組的縱絕緣（層間、匝間及餅間絕緣）和相間絕緣進(jìn)行試驗(yàn)。感應(yīng)耐壓試驗(yàn)是在被試品的低壓繞組上施加2倍的額定電壓，在高壓繞組和中壓繞組（如果有的話）上也感應(yīng)出同樣倍數(shù)的高壓進(jìn)行的試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)各繞組上的電壓分布與運(yùn)行中的接近，不僅考驗(yàn)了繞組的主絕緣，也考驗(yàn)了繞組的縱絕緣。由于試驗(yàn)時(shí)所加的電壓為額定電壓的2倍，如果電壓的頻率仍為被試品的額定頻率的話，鐵芯將嚴(yán)重飽和，勵(lì)磁電流將增大到不允許的程度。為此可提高外施電壓的頻率，使其不低于100Hz。為避免頻率的提高對絕緣的考驗(yàn)加重，在頻率超過100Hz時(shí)，應(yīng)將試驗(yàn)時(shí)間縮短，耐壓試驗(yàn)時(shí)間t的計(jì)算式為式中 f電壓的頻率，Hz現(xiàn)場常利用三臺(tái)單相變壓器產(chǎn)生三倍頻

31、電壓。其原理是： 將三臺(tái)單相變壓器一次側(cè)接成星形，二次側(cè)接成開口三角形。在一次側(cè)加上對稱的三相正弦波電壓，并升高電壓使鐵芯飽和。由于鐵芯的非線性性質(zhì)，鐵芯中將產(chǎn)生三次諧波磁通，在低壓側(cè)各相中產(chǎn)生三次諧波電動(dòng)勢。因三相基波電動(dòng)勢的相位差相差120，而三次諧波相位相同，所以開口三角形中，三相基波電動(dòng)勢疊加后為零，而三相三次諧波疊加后為各相的算術(shù)和。這樣，開口三角形的輸出就只有三次諧波電動(dòng)勢。感應(yīng)耐壓試驗(yàn)中，各繞組兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢為其額定電壓的2倍，保證了各繞組的縱絕緣受到2倍電壓的試驗(yàn)。感應(yīng)耐壓試驗(yàn)并不能保證繞組出線端對地、出線端相間、中性點(diǎn)對地等各種主絕緣都受到規(guī)定的試驗(yàn)電壓的作用。必須根據(jù)試驗(yàn)

32、標(biāo)準(zhǔn)對被試品不同部位絕緣試驗(yàn)電壓的要求和被試品的結(jié)構(gòu)（如繞組排列、引出線部位、磁路結(jié)構(gòu)等）制定出合理的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)方案，以做到在較少的試驗(yàn)次數(shù)中使各種絕緣都能受到規(guī)定的試驗(yàn)電壓的作用。對那些在感應(yīng)耐壓試驗(yàn)中無法試驗(yàn)的絕緣部位，應(yīng)進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)。 第七節(jié) 直流耐壓試驗(yàn)對電纜、發(fā)電機(jī)等電容量很大的電氣設(shè)備進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)需要大容量的試驗(yàn)設(shè)備，現(xiàn)場往往難以滿足。若改為進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)，則試驗(yàn)設(shè)備的容量可大大減小。 直流耐壓試驗(yàn)時(shí)局部放電不易發(fā)展，對有機(jī)絕緣的損傷遠(yuǎn)比工頻耐壓試驗(yàn)時(shí)的小。對某些絕緣結(jié)構(gòu)來說，直流耐壓試驗(yàn)?zāi)馨l(fā)現(xiàn)工頻耐壓試驗(yàn)不易發(fā)現(xiàn)的缺陷。直流電壓下絕緣內(nèi)部的電壓分布、極化過程、局部放電

33、過程等都與工頻電壓下的不同，直流耐壓試驗(yàn)與交流耐壓試驗(yàn)并不等價(jià)，只對幾種電容量很大的電氣設(shè)備才改做直流耐壓試驗(yàn)。直流高電壓一般由試驗(yàn)變壓器將交流電壓升壓后再進(jìn)行整流而獲得。前述的泄漏電流試驗(yàn)電路是基本的半波整流電路。如欲獲得更高的直流電壓，可采用右圖所示的倍壓整流電路。 考慮到直流電壓下絕緣中的電壓分布經(jīng)較長的時(shí) 間才能趨于穩(wěn)定，故直流耐壓試驗(yàn)的時(shí)間要比工 頻耐壓試驗(yàn)的長一些，一般在具體由設(shè)備的類型 和容量大小而定。 一、直流高壓的產(chǎn)生 電源為負(fù)半波時(shí)V1導(dǎo)通，電源對C1充電，電源為正半波時(shí)V2導(dǎo)通，電源和C1串聯(lián)起來對C2充電?？蛰d時(shí)可獲得2Um的輸出電壓。如需要更高的電壓，可采用右圖所示的

34、串接整流電路。 空載時(shí)，n級(jí)串接的整流電路可輸出2nUm的直流電壓。但隨著串接級(jí)數(shù)的增多，接入負(fù)載時(shí)的脈動(dòng)系數(shù)和壓降（ 2nUm與輸出平均電壓之差）迅速增大。 二、直流高電壓的測量 （1）用靜電電壓表測量 當(dāng)直流電壓中含有脈動(dòng)分量時(shí)，靜電電壓表的指示值為直流電壓的平均值脈動(dòng)分量幅值 當(dāng)脈動(dòng)系數(shù)不超過3時(shí)，可認(rèn)為 2用電阻分壓器配合低壓儀表測量 電阻分壓器的分壓比為R1分壓器高壓臂電阻；R2分壓器低壓臂電阻與測量儀表內(nèi)阻值并聯(lián)后的等效電阻。分壓器來測量。因?yàn)橹绷飨码娙莘謮浩鞯姆謮罕炔粵Q定于高、低壓臂電容的絕緣電阻值，而是決定于高、低臂電容器的絕緣電阻值。 直流電壓不能用電容 （3）用高壓電阻與微

35、安表串聯(lián)測量 高壓電阻阻值很大，被測電壓幾乎全部降于其上，通過微安表的電流平均值與高壓電阻阻值的乘積近似等于被測電壓的平均值。 高壓電阻R的阻值由被測電壓和 電流決定。一般 取1020M ， 微安表選0 50A或0100A。 為防止高壓電阻發(fā)生沿面閃絡(luò) 而損壞微安表，可在微安表兩 端并聯(lián)適當(dāng)放電電壓的放電 管。 （ 4）用球間隙測量當(dāng)直流電壓含有脈動(dòng)分量時(shí)，球間隙測出的是直流電壓的最大值，它和直流電壓的平均值之間存在一定的誤差。只有脈動(dòng)分量的幅值較小時(shí)，測量值才近似等于被測電壓。在直流電壓下，即使存在一定的脈動(dòng)，流過球隙電容的電流也比交流下小得多，不會(huì)在球隙保護(hù)電阻上產(chǎn)生顯著的壓降，故測量直流

36、電壓時(shí)，球隙的保護(hù)電阻可取得大些。 第八節(jié) 沖擊耐壓試驗(yàn)電氣設(shè)備承受的電壓：長期工作電壓、運(yùn)行中出現(xiàn)的雷電過電壓和操作過電壓。沖擊耐壓試驗(yàn)就是用來檢驗(yàn)高壓電氣設(shè)備對雷電沖擊電壓和操作沖擊電壓的耐受能力。沖擊耐壓試驗(yàn)所需的試驗(yàn)設(shè)備龐大且試驗(yàn)技術(shù)復(fù)雜，運(yùn)行部門的預(yù)防性試驗(yàn)中一般不做，而是以近似等價(jià)的1min工頻耐壓試驗(yàn)來代替。即將雷電沖擊耐受電壓和操作沖擊耐受電壓分別換算為等值的工頻耐受電壓，然后取最高者作為1min工頻試驗(yàn)電壓。對于超高壓設(shè)備，不能以工頻耐壓試驗(yàn)替代操作沖擊耐壓試驗(yàn)，故應(yīng)進(jìn)行操作沖擊耐壓試驗(yàn)。 一、沖擊高電壓的產(chǎn)生 雷電沖擊電壓是利用沖擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生的，操作沖擊電壓既可以利用沖

37、擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生，也可以利用沖擊電壓發(fā)生器與變壓器聯(lián)合產(chǎn)生。 1、雷電沖擊高電壓的產(chǎn)生 沖擊電壓發(fā)生器是利用高壓電容器通過球隙對電阻電容回路放電而產(chǎn)生雷電沖擊電壓的。單級(jí)沖擊電壓發(fā)生器的兩種基本回路如下圖：電容C1在被球隙F 隔離的狀態(tài)下由直流電源充電到穩(wěn)態(tài)電壓U0。當(dāng)球隙F被擊穿以后，電容C1上的電荷一方面經(jīng)R2放電，同時(shí)C1通過R1 對電容C2充電，在被試品（與C2并聯(lián)）上形成上升的電壓波前。當(dāng)C2上的電壓被充電達(dá)到最大值后，反過來又與C1一起對R2放電，在被試品上形成下降的波尾。一般選擇R2比R1大得多， C1比C2大得多，這樣就可以在C2上得到所要求的波前較短（時(shí)間常數(shù)R1 C2較?。?/p>

38、而半峰值時(shí)間較長（ R2 C1較大）的沖擊電壓波形。在C1向C2充電過程中，忽略C1經(jīng)R2放掉的電荷，則在圖4-23（b）的電路中， C2上的最大電壓為輸出電壓峰值Um與U0之比稱為沖擊電壓發(fā)生器的利用系數(shù)，圖4-23（a）稱為高效率回路，圖4-23（b）稱為低效率回路。 在圖4-23（a）的電路中，除了電容上的電荷分布外，還有R1和R2的分壓作用，C2上的最大電壓為波前時(shí)間：半峰值時(shí)間： 沖擊波的波前時(shí)間和 半峰值時(shí)間可根據(jù)圖 4-32的等值電路來 確定。在決定波前時(shí) 間時(shí)忽略 R2的作 用，而在決定半峰值 時(shí)間時(shí)間時(shí)忽略R1 的作用。根據(jù)較詳細(xì)的分析計(jì)算和在實(shí)際裝置上測 量校驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，推薦

39、使用下面的修正公式多級(jí)沖擊電壓發(fā)生器 圖示為一種常用的高效率多級(jí)沖擊電壓發(fā)生器。其工作原理概括說來就是利用多級(jí)電容器并聯(lián)充電，然后通過球隙串聯(lián)放電，從而產(chǎn)生高幅值的沖擊電壓。 2.操作沖擊電壓的產(chǎn)生利用沖擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生操作沖擊電壓的原理與產(chǎn)生雷電沖擊電壓的原理相同。操作沖擊電壓的波前和半峰值時(shí)間比雷電沖擊電壓的長得多，要求發(fā)生器的放電時(shí)間常數(shù)比產(chǎn)生雷電沖擊電壓時(shí)的長得多。增大發(fā)生器放電回路中的各種電容（主電容、波前電容）和各種電阻（波前電阻、波尾電阻和隔離電阻），即可獲得滿足要求的操作沖擊電壓波形。操作沖擊電壓還可以利用沖擊電壓發(fā)生器和變壓器聯(lián)合產(chǎn)生，即用一個(gè)小型的沖擊電壓發(fā)生器向變壓器低壓

40、繞組放電，在變壓器高壓繞組感應(yīng)出幅值很高的操作沖擊電壓波。原理接線圖如圖4-35所示。圖中被試品就是變壓器，小沖擊電壓發(fā)生器可在現(xiàn)場組裝，因此這種方法便于現(xiàn)場使用。 二、沖擊高電壓的測量 常用的測量裝置有球隙和分壓器測量系統(tǒng)，球隙只能測量沖擊電壓的峰值。分壓器測量系統(tǒng)中的低壓儀表可以是示波器或峰值電壓表。如果是峰值電壓表，則只能測量峰值；如果是示波器，則不僅能指示峰值，還能顯示沖擊電壓的波形。 1、用球間隙測量 應(yīng)注意以下特點(diǎn)： （1）由于在沖擊電壓作用下球隙的放電具有分散性，球隙測量時(shí)所確定的電壓應(yīng)為球隙的50%放電電壓。 （2）球隙放電電壓表中的沖擊放電電壓值是標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊全波或長波尾沖擊

41、電壓下球隙的50%放電電壓。 （3）在小間隙中為加速有效電子的出現(xiàn)，使放電電壓穩(wěn)定，凡所用球徑小于12.5cm，不論測量何種電壓，或使用任何球徑來測量峰值小于50kV的任何電壓時(shí)，都必須用短波光源照射球。 （4）測量沖擊電壓時(shí)，與球隙串聯(lián)的保護(hù)電阻的作用是減小球隙擊穿時(shí)加在被試品上的截波電壓陡度，同時(shí)減小阻尼回路內(nèi)可能發(fā)生的振蕩。由于球隙擊穿前通過它的電容電流較大，所以其阻值不能太大，否則會(huì)引起不允許的測量誤差。 2.用分壓器測量系統(tǒng)測量 分壓器測量系統(tǒng)包括：從被試品接到分壓器高壓端的高壓引線；分壓器；連接分壓器輸出端與示波器的同軸電纜；示波器 （1）測量系統(tǒng)的方波響應(yīng) 沖擊測量系統(tǒng)性能的優(yōu)劣

42、通常用方波響應(yīng)來衡量。 在測量系統(tǒng)的輸入端施加一個(gè)單位方波電壓時(shí)，在理想的情況下，輸出電壓也應(yīng)該是方波，只是幅值按分壓器的分壓比縮小而已。但由于系統(tǒng)存在測量誤差，實(shí)際的輸出并非方波，而是一個(gè)按指數(shù)規(guī)律平緩上升或衰減振蕩的波形。 為便于比較，將輸出的電壓按分壓器穩(wěn)態(tài)時(shí)的分壓比歸算到輸入端，歸算后的輸出電壓稱為單位方波響應(yīng)，指數(shù)型和衰減振蕩型單位方波響應(yīng)分別如圖 (a)和(b)所示。 測量系統(tǒng)誤差的大小可用方波響應(yīng)時(shí)間來反映。單位方波和單位方波響應(yīng) 之間包圍的面積稱為方波響應(yīng)時(shí)間。 （2）測沖擊電壓用的分壓器 沖擊分壓器按其結(jié)構(gòu)可分為電阻分壓器、電容分壓器、串聯(lián)阻容分壓器和并聯(lián)阻容分壓器。各種分壓

43、器的原理電路如圖所示。 (3)測量沖擊電壓用的示波器和峰值電壓表沖擊電壓是變化速度很快的單次過程，要把這樣的信號(hào)在示波管的熒光屏上清楚地顯示出來，用普通的示波器是做不到的，必須用高壓示波器。由于高壓示波器電子射線的能量很高，長時(shí)間射到熒光屏上會(huì)損壞屏上的熒光層，故電子射線平時(shí)是閉鎖的，只有在被測信號(hào)到達(dá)前的瞬間，通過啟動(dòng)示波器的釋放裝置才能射到熒光屏上。被測信號(hào)消失后，電子射線將被自動(dòng)閉鎖。要顯示被測信號(hào)的波形，電子射線除了要按被測信號(hào)作垂直偏轉(zhuǎn)外，還應(yīng)按時(shí)間基軸作水平偏轉(zhuǎn)，所以示波器的水平偏轉(zhuǎn)板上必須有掃描電壓。高壓示波器則采用與被測信號(hào)同步觸發(fā)的可調(diào)單次掃描。 第九節(jié) 絕緣在線監(jiān)測 一、在

44、線監(jiān)測系統(tǒng)的組成信號(hào)的變送。信號(hào)的變送由相應(yīng)的傳感器來完成，傳感器從電氣設(shè)備上監(jiān)測出反映絕緣狀態(tài)的物理量，統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為合適的電信號(hào)后送至后續(xù)單元。信號(hào)的預(yù)處理。對傳感器變送來的信號(hào)進(jìn)行濾波等預(yù)處理，稱為信號(hào)的預(yù)處理。它可對混疊在信號(hào)中的噪聲進(jìn)行抑制，以提高信噪比。數(shù)據(jù)采集。對經(jīng)過預(yù)處理后的信號(hào)進(jìn)行采集，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后送往數(shù)據(jù)處 理單元。數(shù)據(jù)采集單元主要由采樣保持電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器組成。信號(hào)的傳輸。對便攜式監(jiān)測與診斷系統(tǒng)，由于是就地監(jiān)測和診斷，不需要將信號(hào)傳輸?shù)竭h(yuǎn)離被監(jiān)測設(shè)備的地方，故只需對信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖儞Q和隔離即可。對于固定式的監(jiān)測和診斷系統(tǒng)，因其數(shù)據(jù)處理單元一般遠(yuǎn)離被監(jiān)測的設(shè)備，故需配

45、置專門的信號(hào)傳輸單元。 為避免長距離傳送電信號(hào)時(shí)受到外界電磁干擾，一般采用光纖信號(hào)傳輸系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理。對所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，例如進(jìn)行平均處理、數(shù)字濾波、時(shí)域或頻域分析等，其目的是進(jìn)一步抑制噪聲，提高信噪比，以獲得真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)。診斷。對處理后的數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)、判據(jù)及其他信息進(jìn)行比較、分析后，對設(shè)備絕緣的狀態(tài)或故障部位作出判斷。 二、電流的在線監(jiān)測 電容型設(shè)備（電流互感器、電容式套管等）的絕緣由多層介質(zhì)串聯(lián)而成，正常時(shí)的等值電路如圖（a）、（b）所示。當(dāng)其中某一層存在缺陷時(shí)，該層的等值電阻和電容將由原來的R1、C1分別改變?yōu)镽1、C1此時(shí)的等值電路如圖（c）所示。 該層的介質(zhì)損失角由ta

46、n增大為tan后，隨著tan 的增大，整個(gè)絕緣的電容變化（C/C0）、電流變化 （I/I0）、介質(zhì)損失角正切變化 （ tan ）如圖4-41所示。由圖可見，在缺陷發(fā)展的過程中，測量 I/I0 將比測量另兩個(gè)參數(shù)更靈敏些。 對于對稱三相系統(tǒng)中接于不同相的三個(gè)同類設(shè)備，原始狀態(tài)下流過它們的電流之和近似為零。當(dāng)其中某一設(shè)備有了絕緣缺陷后，流過三臺(tái)設(shè)備的電流之和將增大，通過監(jiān)測該電流和的變化I，可以獲得比監(jiān)測單臺(tái)設(shè)備更高的靈敏度。 三、 tan的在線監(jiān)測 tan的在線監(jiān)測是通過抽取流過被試品的電流和被試品兩端的電壓信號(hào)，比較這兩種波形的相位差，然后求出介質(zhì)損失角，從而求出tan。其原理接線圖如圖4-43所示。 在求取tan時(shí)有多種方法，如方波比較法、諧波分析法等。 方波比較法：將抽取的電壓、電流信號(hào)分別用過零轉(zhuǎn)換的方法先轉(zhuǎn)變?yōu)榉讲╝、b，然后將這兩個(gè) 相“與”得到方波c，即反映了這兩種波形的相位差（），如圖444所示。利用計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘脈沖可測得方波c所含的時(shí)鐘脈沖數(shù)，如果再測出電壓信號(hào)半個(gè)周期(弧度)內(nèi)的時(shí)鐘脈沖數(shù)，則由 求出對應(yīng)于的時(shí)鐘脈沖數(shù)，進(jìn)而求出的大小。 諧波分析法：將抽取的電壓和電流波形同步地轉(zhuǎn)換為數(shù)字波形并存儲(chǔ)，然后用傅氏變換求出兩個(gè)信號(hào)的基波，再根據(jù)基波的初相角差求出。由于一般很小，所以tan 。 諧波分析法不受高次諧波的影響，也