高電壓絕緣試驗及診斷及相關(guān)知識

高電壓絕緣試驗及電氣診斷相關(guān)知識電氣故障的主要原因制造工藝存在缺陷惡劣的環(huán)境和苛刻的運行條件材料的劣化

缺乏良好的管理及維護

現(xiàn)代電氣設(shè)備的造價及運行可靠性在很大程度上取決于設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)。電力設(shè)備金屬材料絕緣材料

絕緣介質(zhì)緊固支撐冷卻媒介

絕緣結(jié)構(gòu)的作用

絕緣材料液體絕緣:絕緣油固體絕緣：絕緣紙、電瓷、云母交聯(lián)聚乙烯等氣體絕緣:空氣、SF6

真空絕緣絕緣劣化及其影響因素電氣因素機械因素溫度和熱穩(wěn)定性受潮化學穩(wěn)定性和抗生物特性

為了使設(shè)備的外形尺寸保持在可以接受的水平，現(xiàn)代變壓器相對于以往的設(shè)計采用了更為緊湊的絕緣方式，因此在運行中其內(nèi)部各組件間的絕緣所需承受的熱和電應力水平顯著提高。圖1有機絕緣的伏秒特性及運行中各種電壓下的場強

1

油紙電氣強度；

2

膠紙電氣強度；

3

運行中各種電壓下的場強；

E0

長期工作場強1.電氣影響

長期工作電壓

短時的過電壓

2.機械影響

機械負荷長時間振動短路應力

圖2不同耐熱等級的絕緣材料在各種運行溫度下長期運行的壽命3.溫度影響

季節(jié)變化長期過負荷熱老化表1電介質(zhì)的耐熱等級耐熱等級工作溫度(℃)電介質(zhì)O90木材、紙、紙板、棉纖維、天然絲；聚乙烯；聚氯乙烯；天然橡膠A105油性樹脂漆及其漆包線；礦物油及浸入其中的纖維材料E120酚醛樹脂塑料；膠紙板、膠布板；聚酯薄膜；聚乙烯醇縮甲醛漆B130瀝青油漆制成的云母帶、玻璃漆布、玻璃膠布板；聚酯漆；環(huán)氧樹脂F(xiàn)155聚酰亞胺漆及其漆包線；改性硅有機漆及其云母制品及玻璃漆布H180聚酰胺聚酰亞胺漆及其漆包線；硅有機漆及制品；硅橡膠及玻璃漆布C>180聚酰亞胺漆及薄膜；云母；陶瓷；玻璃及其纖維；聚四氟乙烯

水分被吸收到電介質(zhì)內(nèi)部或吸附到電介質(zhì)的表面以后，它能溶解離子類雜質(zhì)或使強極性的物質(zhì)解離，嚴重影響介質(zhì)內(nèi)部或沿面的電氣性能：在外施電壓下，或者在電極間構(gòu)成通路，或者在高溫下汽化形成“汽橋”而使擊穿電壓顯著降低。4.受潮局部電弧水帶絕緣介質(zhì)5.化學穩(wěn)定性及抗生物特性

在戶外工作的絕緣應能長期耐受日照、風沙、雨霧冰雪等大氣因素的侵蝕。在含有化學腐蝕氣體等環(huán)境中工作時，選用的材料應具有更強的化學穩(wěn)定性，如耐油性等。工作在濕熱帶和亞濕熱帶地區(qū)的絕緣還要注意材料的抗生物（霉菌、昆蟲）特性，如有的在電纜護層材料中加入合適的防霉劑和除蟲涂料等。絕緣介質(zhì)的電氣特性

可以將不同電場強度下，電介質(zhì)中所呈現(xiàn)的電氣現(xiàn)象分為兩類：1.在強電場下（當外施場強大于該介質(zhì)的擊穿強度時），將出現(xiàn)放電、閃絡(luò)、擊穿等現(xiàn)象，這在氣體中表現(xiàn)最為明顯。2.在弱電場下（當外施場強比該介質(zhì)的擊穿場強小得多時），主要是介質(zhì)中的極化、電導、介質(zhì)損耗等。以下將分析氣體放電及液、固體介質(zhì)的電氣性能。

氣體放電的基本過程放電（Discharge)擊穿(Breakdown)閃絡(luò)(Flashover)火花放電(Sparkover)

電弧(Arc)氣隙擊穿的三個必要條件

足夠高的電壓。在氣隙中存在能引起電子崩并導致?lián)舸┑挠行щ娮?。需要一定的時間讓放電得以逐步發(fā)展直至擊穿。圖9盤形絕緣子串在雨下的可能閃絡(luò)路徑

在有污穢的地區(qū)，污閃所造成的損失很大，因它可在工作電壓下發(fā)生，且引起大面積停電。常用的防污措施：增大泄漏距離。定期或不定期的清掃。使用憎水性涂料。改用防污性能好的絕緣子。防污措施液體及固體介質(zhì)的電氣特性

電介質(zhì)的電氣特性，主要表現(xiàn)為它們在電場下的導電性能、介電性能和電氣強度。常以以下四個特征參數(shù)來表示：

電導率γ（或絕緣電阻率ρ）介電常數(shù)ε（或電容C）介質(zhì)損耗角正切（介質(zhì)損耗因子）tgδ

擊穿電場強度Eb。絕緣試驗及檢測的特點

破壞性試驗及非破壞性試驗直流耐壓及交流耐壓離線試驗及在線監(jiān)測電氣方法與非電方法1.破壞性試驗及非破壞性試驗絕緣試驗絕緣特性試驗絕緣電阻試驗介質(zhì)損失角正切值(tgδ)試驗局部放電試驗絕緣耐壓試驗交流電壓試驗直流電壓試驗雷電沖擊電壓試驗操作沖擊電壓試驗絕緣試驗的分類

如需進行耐壓試驗，必須在非破壞試驗即絕緣特性試驗合格后才進行。2.交流耐壓、直流耐壓及沖擊試驗

沖擊試驗：考核設(shè)備在雷電及操作過電壓下的特性。比較真實、可靠的，特別對變壓器等繞組結(jié)構(gòu)的而言。難于在現(xiàn)場進行。

交流耐壓試驗：一般僅在交接試驗及大修后進行，因為它雖然考驗很嚴格，有利于發(fā)現(xiàn)某些缺陷，但可能產(chǎn)生嚴重的“副作用”。

直流耐壓試驗：

1.

對電容很大的試品

2.交流耐壓試驗所帶來的殘余破壞遠大于直流耐壓。

圖15油紙電纜的壽命曲線

1-粘性浸漬；2-充油電纜

但交流設(shè)備用直流試驗不夠真實，例如油紙串聯(lián)時，交流下電場分布取決于介電常數(shù)ε，而直流卻取決于電阻率ρ。因此兩者并不等效。

破壞性試驗及非破壞性試驗a、非破壞性試驗（絕緣特性試驗）：在較低電壓作用下，用不損傷絕緣的方法測量絕緣的不同特性，采用綜合分析的方法來判斷絕緣內(nèi)部的缺陷。包括：絕緣電阻和泄漏電流試驗、介質(zhì)損耗角正切試驗、局部放電試驗、絕緣油色譜分析等。b、破壞性試驗（耐壓試驗）：以高于設(shè)備正常運行電壓來考核設(shè)備設(shè)備的耐受能力和絕緣水平，對絕緣考核嚴格，能保證絕緣具有一定的絕緣水平和裕度。但會給絕緣造成一定的損傷，同時不能反映絕緣缺陷的性質(zhì)。包括：交流、直流、沖擊耐壓試驗。絕緣試驗絕緣特性試驗絕緣電阻試驗介質(zhì)損失角正切值(tgδ)試驗局部放電試驗絕緣耐壓試驗交流電壓試驗直流電壓試驗雷電沖擊電壓試驗操作沖擊電壓試驗

如需進行耐壓試驗，必須在非破壞試驗即絕緣特性試驗合格后才進行。絕緣試驗的分類絕緣材料的電氣特性

電介質(zhì)的電氣特性，主要表現(xiàn)為它們在電場下的導電性能、介電性能和電氣強度。常以以下四個特征參數(shù)來表示：

電導率γ（或絕緣電阻率ρ）電導特性介電常數(shù)ε（或電容C）極化特性介質(zhì)損耗角正切（介質(zhì)損耗因子）tgδ損耗特性擊穿電場強度Eb。擊穿特性電介質(zhì)的電導和損耗電介質(zhì)中的傳導電流

電氣傳導電流概念：是表征單位時間內(nèi)通過某一截面的電量

傳導電流的組成：電介質(zhì)中的傳導電流含漏導電流和位移電流兩個分量

漏導電流：由介質(zhì)中自由的或聯(lián)系弱的帶電質(zhì)點在電場作用下運動造成的

位移電流：由電介質(zhì)極化造成的吸收電流 電介質(zhì)電導—充電電流

—吸收電流（數(shù)分鐘以上）

—泄漏電流

電介質(zhì)中的電導是由于電介質(zhì)的基本物質(zhì)及其中所含雜質(zhì)分子的化學分解或熱離解形成帶電質(zhì)點(電子、正離子、負離子)，沿電場方向移動而造成的。它是離子式的電導，也就是電解式的電導。測量介質(zhì)中電流的電路圖固體介質(zhì)中的電流與時間的關(guān)系

一、氣體電介質(zhì)的電導：

氣體中無吸收電流； 氣體離子的濃度約為500~1000對/cm2；

分成三個區(qū)域

區(qū)域1：E≈5×10-3V/cm，電流密度j隨著E增加而增加；

區(qū)域2：當E進一步增大，j趨向飽和；

以上兩者的電阻率約1022Ω?cm量級。

區(qū)域3：當場強超過E2≈103V/cm時，氣體電介質(zhì)將發(fā)生碰撞電離，從而使氣體電介質(zhì)電導急劇增大氣體電介質(zhì)中的電流密度—場強特性二、液體電介質(zhì)電導一是由液體本身的分子和雜質(zhì)的分子解離成離子，構(gòu)成離子電導；

二是由液體中的膠體質(zhì)點(如變壓器油中懸浮的小水滴)吸附電荷后，變成帶電質(zhì)點，構(gòu)成電泳電導。

特點：1、與純凈度有關(guān):雜質(zhì)越多，電導越大2、與介質(zhì)分子的離解度有關(guān):介電常數(shù)越大，電導越大3、與溫度有關(guān)溫度升高液體電介質(zhì)粘度降低，離子遷移率增加，電導增大溫度升高液體電介質(zhì)或離子的熱離解度增加，電導增大

A、B—常數(shù)；T—絕對溫度—電導率4、與電場強度有關(guān):當場強到達一定程度后，電導將迅速增大

用三電極法測量介質(zhì)的體積電阻率ρV為

式中S為測量電極的面積，d為介質(zhì)厚度，RV由測量的漏導電流ig及電壓值決定，RV=U/ig。那么介質(zhì)的體積電導率γV則為三、固體電介質(zhì)的體積電導離子電導：帶電粒子是離子，低電場電導區(qū)（介質(zhì)的工作范圍），以離子電導為主電子電導：帶電粒子是電子，高電場電導區(qū)，以電子電導為主特點：1、與溫度有關(guān)，與液體類似2、與電場強度有關(guān)：當電場強度大于某一定值時3、與雜質(zhì)有關(guān)：合成高分子絕緣材料的催化劑、增塑劑、填料（以增大機械強度，改善耐弧性、耐熱性等）；多孔性纖維材料易吸入水分等—電導率與電場強度無關(guān)時的電導率—電導率與電場強度無關(guān)時的最大電場強度—與材料性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)

由體積電阻率劃分各種介質(zhì)的結(jié)果導電狀態(tài)超導體導體半導體絕緣體電阻率[Ω·cm]

10-6~10-210-2~109109~1022介質(zhì)

金屬無機、有機物無機、油、有機單位Ω

介質(zhì)的表面電阻率和電導率：l代表兩電極間距，b代表電極長。實際測量時用平行電極存在極間場強不均勻的問題需加保護電極，或者用三電極法上的同心圓環(huán)測量四、固體電介質(zhì)的表面電導由附著于介質(zhì)表面的水分和污穢引起

特點：

1、與環(huán)境因素有關(guān)

2、與絕緣材料的憎水性有關(guān)

3、與絕緣材料的性質(zhì)有關(guān)

如：·電瓷能被水濕潤，但表面無臟物時，即使在潮濕環(huán)境仍能保持相當大的電阻率

·大部分玻璃部分溶于水，但表面電阻較小，而且與溫度關(guān)系較大

·多孔性纖維材料不僅表面電阻小，體積電阻也小見表討論介質(zhì)電導的意義:1、在絕緣預防性試驗中，要測絕緣電阻和泄漏電流以判斷絕緣是否受潮或有其它劣化現(xiàn)象。在試驗中需注意將表面電導與體積電導區(qū)別開來。圖:某變壓器的絕緣電阻與時間關(guān)系曲線

1受潮時；2經(jīng)干燥后吸收比:通常用加壓60s測量的絕緣電阻與加壓15s測量的絕緣電阻的比值可以有效地判斷絕緣的好壞，即

如良好、干燥的絕緣，吸收電流較大，K值較大（應大于某一定值）；受潮或有缺陷的絕緣，吸收比較小。２、設(shè)計絕緣結(jié)構(gòu)時要考慮到環(huán)境條件，特別是濕度的影響。注意環(huán)境濕度對固體介質(zhì)表面電阻的影響，注意親水性材料的表面防水處理。３、并不是所有情況下都希望絕緣電阻高，有些情況下要設(shè)法減小絕緣電阻值。如在高壓套管法蘭附近涂上半導體釉，高壓電機定子繞組出稽口部分涂半導體漆等，都是為了改善電壓分布，以消除電暈。1.絕緣電阻和泄漏電流的測量

1）測量絕緣電阻與吸收比的工作原理

2）測量絕緣電阻與吸收比的方法

3）泄漏電流的測量

4）測量絕緣電阻和泄漏電流的功效

5）測量絕緣電阻和泄漏電流的注意事項1）測量絕緣電阻與吸收比的工作原理

雙層介質(zhì)模型的電流－時間特性

i（t）=[U/(R1+R2)]+{U(R1C1－R1C2)2/ [(C1+C2)2(R1+R2)R1R2]}exp(-t/τ)

τ＝R1R2(C1+C2)/(R1+R2)雙層介質(zhì)等值電路圖吸收和泄漏電流及絕緣電阻的變化曲線

i（t）=Kexp(-t/τ)

τ＝R1R2(C1+C2)/(R1+R2)

在工程應用上的表達方便，把介質(zhì)處在吸收過程時的U/i也稱呼為絕緣電阻R

雙層介質(zhì)等值電路圖

吸收和泄漏電流及絕緣電阻的變化曲線定義吸收比K：為加壓60秒時的絕緣電阻R60″與15秒時電阻R15″之比值

K=R60″/R15″

定義極化指數(shù)P：為加壓10分鐘時的絕緣電阻R10′與1分鐘時電阻R1′之比值

P=R10′/R1′

我國電力行業(yè)標準DL/T596－1996即電力設(shè)備預防性試驗規(guī)程等規(guī)定：

電力變壓器及大型發(fā)電機凡采用瀝青浸膠及烘卷云母絕緣者：K值應不小于1.3，P值應不小于1.5

大發(fā)電機當采用環(huán)氧粉云母者：K值應不小于1.6，P應不 小于2.0。 發(fā)電機容量在200MW及以上者推薦測量

絕緣狀態(tài)的判定

若絕緣內(nèi)部有集中性導電通道，或絕緣嚴重受潮，則電阻R1、R2會顯著降低，泄漏電流大大增加，時間常數(shù)τ大為減小，吸收電流迅速衰減。即使絕緣部分受潮，只要R1與R2中的一個數(shù)值降低，τ值也會大為減小，吸收電流仍會迅速衰減，仍可造成吸收比K（及極化指數(shù)P，下同）的下降。當K＝1或接近于1，則設(shè)備基本喪失絕緣能力。不同絕緣狀態(tài)下的絕緣電阻的變化曲線

2）測量絕緣電阻與吸收比的方法

測量儀表：一般用兆歐表進行絕緣電阻與吸收比的測量

搖表：為了測準吸收比，需用靈敏度足夠高的兆歐表?，F(xiàn)場仍較多采用帶有手搖直流發(fā)電機的兆歐表，俗稱搖表

晶體管兆歐表：采用電池供電，晶體管振蕩器產(chǎn)生交變電壓，經(jīng)變壓器升壓及倍壓整流后輸出直流電壓

兆歐表的電壓：500、1000、2500、5000V等

兆歐表選擇：根據(jù)設(shè)備電壓等級的不同，選用不同電壓的兆歐表。例：額定電壓1kV及以下者使用1000V兆歐表；1kV以上者使用2500V兆歐表兆歐表的原理結(jié)構(gòu)圖

屏蔽端子G：主要用于屏蔽表面泄漏電流EGLEGL表面電導體積電導絕緣屏蔽環(huán)

例：用兆歐表測量電纜絕緣電阻

用兆歐表測電纜絕緣電阻的接線圖1－鉛鎧外皮2－絕緣3－導芯4-屏蔽環(huán)3）泄漏電流的測量微安表直讀法（高電位和低電位兩種接法）測量電力變壓器主絕緣泄漏電流的接線

T1―調(diào)壓器；T2―高壓試驗變壓器；D―高壓硅堆R―保護電阻；C―濾波電容；T―被試變壓器4）測量絕緣電阻和泄漏電流的功效測量絕緣電阻和泄漏電流能有效地發(fā)現(xiàn)的缺陷：

1、兩極間穿透性的導電通道

2、絕緣受潮

3、表面污垢測量絕緣電阻和泄漏電流不易發(fā)現(xiàn)的缺陷：

1、絕緣的局部缺陷（局部損傷或裂縫、含有氣泡、絕緣分層、脫開等）

2、絕緣的老化（此時的絕緣電阻還相當高）影響絕緣電阻的因素１、濕度的影響：當空氣相對濕度較大，絕緣物由于毛細管作用將吸收較多的水分，使電導率增加，降低了絕緣電阻的數(shù)值。２、溫度的影響：電力設(shè)備的絕緣電阻是隨溫度變化而變化的，其變化的程度隨絕緣的種類而異。（我國規(guī)定了一定溫度下的標準換算系數(shù)，只能減少誤差，應盡量在相近溫度下測量。３、表面臟污和受潮的影響：被試物表面臟污或受潮會使其表面電阻率大大降低，絕緣電阻顯著下降。４、被試設(shè)備剩余電荷的影響：剩余電荷的極性與兆歐表極性相同時會使測量結(jié)果虛假增大，否則虛假減少。（放電）５、兆歐表容量的影響：可以認為兆歐表容量越大越好，推薦選用最大輸出電流1ｍＡ及以上的兆歐表，可以得到較準確測量結(jié)果。影響泄漏電流測量結(jié)果的因素１、高壓連接導線對地泄露電流的影響由于接往被試設(shè)備的高壓導線暴露在空中，當其表面場強高于約20kV/cm(決定于導線直徑、形狀)等，沿導線表面發(fā)生電離，對地有一定的泄露電流，這部分電流會經(jīng)過回路而流過微安表，影響測量結(jié)果的準確性。處理方法：將微安表移至被試設(shè)備的上端。實際操作時，將微安表固定在被試設(shè)備的上端是比較困難的，一般都是將微安表固定在升壓變壓器的上端，此時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。屏蔽線可以用低壓的軟金屬線，因為屏蔽和芯之間的電壓極低，只是儀表的壓降而異。金屬的外層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產(chǎn)生，但只在屏蔽線的外層上產(chǎn)生電暈電流，而不會流過微安表。2、表面泄露電流的影響實際測量中，表面泄露電流往往大于體積泄露電流，這給分析、判斷被試設(shè)備的絕緣狀況帶來了困難。因而必須消除表面泄露電流的影響。消除的辦法一種是使被試設(shè)備表面干燥、清潔，且高壓端導線與接地端要保持足夠的距離；另一種是采用屏蔽環(huán)將表面泄露電流直接短接，使之不流過微安表。3、溫度的影響經(jīng)驗表明：溫度每增高10℃時，發(fā)電機的泄露電流約增加0.6倍。測量最好在被試設(shè)備溫度為30~80℃時進行。故應在停止運行后的熱狀態(tài)下進行測量?；蛟诶鋮s狀態(tài)中對幾種不同溫度下的泄露電流進行測量，以便于比較。4、電源電壓的非正弦波形對測量結(jié)果的影響?

如電源電壓為尖頂波，整流后的直流電壓要大于交流基波電壓有效值的1.414倍，導致產(chǎn)生誤差；?

調(diào)壓器對波形的影響也很大。如電壓是在高壓直流側(cè)直接測量的，則上述影響可以消除。5、加壓速度的影響對被試設(shè)備的泄露電流本身而言，它與加壓速度無關(guān)，但用微安表所讀取的可能是包含吸收電流在內(nèi)的合成電流。對于電纜、電容等設(shè)備來說，由于設(shè)備的吸收現(xiàn)象很強，真實的泄露電流需要經(jīng)過很長的時間才能讀到，而在測量時，有不可能等很長的時間，大多是讀取加壓后1min或2min時的電流值，這一電流顯然包含被試設(shè)備的吸收電流，而這一部分的吸收電流和加壓速度有關(guān)。如果電壓是逐漸加上去的，則在加壓的過程中，就已有吸收過程，讀得的電流數(shù)值就較??；而如果電流是很快加上的，或者是一下子加上的，則加壓過程中就沒有完成吸收過程，而在同一時間下讀得的電流就會大一些，對于電容量較大的設(shè)備都是如此。5、加壓速度的影響（續(xù)）例如：對一條三芯電纜進行測量，以３kV、6kV、9kV、12kV、16kV等不同電壓一次加壓，測得結(jié)果如左表，又以每隔1min升壓1kV的速度加壓，結(jié)果如下表。比較左右兩表，發(fā)現(xiàn)：后者泄漏電流絕對值減小了。三相不對稱系數(shù)也由1.56降為1.1。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因就是吸收現(xiàn)象。若由左表判斷，則設(shè)備要退出運行，但該設(shè)備實際絕緣良好。處理措施：每一級加壓的數(shù)值可定為全部試驗電壓的1/4~1/10左右，每級升壓后停30s，再進行第二次加壓。6、試驗電壓極性的影響1）電滲現(xiàn)象的影響：采用如下接線分別對新舊電纜進行試驗，為測量方便，將被試設(shè)備外皮或外殼對地絕緣，微安表接在低電位側(cè)。試驗結(jié)果見下頁表：由表可以看出：1)試驗電壓極性對新的電纜無影響。因為新電纜基本沒有受潮，所含水分甚微；2)試驗電壓極性對舊電纜的測量結(jié)果有明顯影響，因此用負極性試驗電壓考察泄漏電流較為嚴格，易于發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷。6、試驗電壓極性的影響2）對引線電暈電流的影響在進行直流泄露電流試驗時，其高壓引線對地構(gòu)成的電場可以等效為棒-板電場，此時正、負極性的起始電暈電壓各不相同，U-<U+，因此外施直流試驗電壓極性不同時，高壓引線的電暈電流是不同的。試驗表明：40kV下電暈電流負極性較正極性高50%~80%，對泄漏電流較小的設(shè)備(如少油斷路器)，高壓引線電暈電流對測量結(jié)果將其舉足輕重的作用，有時甚至出現(xiàn)負值現(xiàn)象。綜上所述，直流試驗電壓極性對電力設(shè)備泄露電流的測量結(jié)果是有影響的。對油紙絕緣電力設(shè)備，采用負極性試驗電壓有利于發(fā)現(xiàn)其絕緣缺陷。而從消除電暈電流影響的角度出發(fā)，宜采用正極性試驗電壓。5）測量絕緣電阻和泄漏電流的注意事項A、測量結(jié)果不應作為最后定論，應與下列數(shù)據(jù)比較：（1）、歷史資料（2）、同類設(shè)備數(shù)據(jù)（3）、同一設(shè)備不同部位（不同相）的數(shù)據(jù)當K>2時，有缺陷存在

(4)、其它實驗結(jié)果B、要考慮測量時溫度的影響，只有同一溫度下的結(jié)果才能比較C、測量電壓要穩(wěn)定，直流脈動不應大于3%D、測量儀表的保護與屏蔽E、測量前應充分放電，避免殘余電荷造成誤差F、被試品的接地問題G、如所測絕緣電阻較低，應進行分解試驗，找出絕緣電阻最低的部分H、對于同桿雙回架空線或雙母線，當一路帶電時，不得測量另一回路的絕緣電阻，以免感應高壓損壞儀表和危及人身安全。對于平行線路，也同樣要注意感應電壓，一般不應測其絕緣電阻，在必須測量時，要采取必要措施才能進行，如用絕緣棒接線等．I、高壓測試連接線應盡量保持架空，確需使用支撐時，要確認支撐物的絕緣對被試品絕緣測量結(jié)果的影響極小。J、測量大容量電機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，但這并不代表被試設(shè)備絕緣不良，必須經(jīng)過較長時間，才能得到正確結(jié)果。采用兆歐表測量時，應設(shè)法消除外界電磁場干擾（磁耦合或電容耦合）所引起的誤差。具體措施：A.遠離強電磁場進行測量；B.采用高電壓等級的兆歐表；C.采用兆歐表的屏蔽端子G進行屏蔽。對于兩節(jié)以上的被試品，如避雷器、耦合電容器等，可將端子Ｇ接到被測避雷器上一節(jié)的法蘭上，這樣，由上方高壓線路引起的干擾電流由端子G經(jīng)兆歐表的電源入地，而不經(jīng)過電流線圈，從而避免了干擾電流的影響。對于最上節(jié)的避雷器，可以將其上法蘭接兆歐表E端子后在接地，使干擾電流直接入地。D.選用抗干擾能力強的兆歐表，如ZC-30，GZ-5A2500/5000等。泄漏電流測量時的異?，F(xiàn)象及其分析1、從微安表中反映出來的情況指針來回擺動可能是由于電源波動、整流后直流電壓脈動系數(shù)較大以及試驗回路和被試設(shè)備有充放電過程所致。若擺動不大，可取其平均值讀數(shù)；若擺動過大，影響讀數(shù)，可增大主回路和保護回路中的濾波電容的容值，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)生周期性放電造成。指針突然沖擊若向小沖擊，可能是電源回路引起；若向大沖擊，可能是試驗回路或被試設(shè)備出現(xiàn)閃絡(luò)或者間歇性放電引起。指針指示數(shù)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)備表面絕緣電阻上升所致，若逐漸上升，往往是被試設(shè)備絕緣老化所引起的。測壓用微安表不規(guī)則擺動可能是由于測壓電阻斷線或接觸不良所致。指針反轉(zhuǎn)，可能是由于被試設(shè)備經(jīng)測壓電阻放電所致。接好線后，未加壓時，微安表有指示，可能是外界干擾太強或電位抬高引起。上述情況，若遇C、D，一般應立即降低電壓，停止測量，否則可能導致被試設(shè)備擊穿。2、從泄漏電流數(shù)值上反映出來的情況泄漏電流過大，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。遇到這種情況時，應首先對試驗設(shè)備和屏蔽進行認真檢查。例如，電纜電流偏大應首先檢查屏蔽，若確認無上述問題，則說明被試設(shè)備絕緣不良泄漏電流過小，可能是由于線路接錯，屏蔽線處理不好，微安表保護部分分流或者有短脫現(xiàn)象所致。當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)負值，這可能是由于高壓引線過長、空載時電暈電流大所致。所以高壓引線應盡量短、粗，無毛刺。3、硅堆的異常情況

在泄漏電流測量中，有時會發(fā)生硅堆擊穿現(xiàn)象，這是由于硅堆選擇不當、均壓不良或質(zhì)量不佳所致。為防止硅堆擊穿，應正確選擇硅堆，使硅堆不致在反向電壓下?lián)舸?；其次，應采用并?lián)電阻的方法對硅堆進行均壓。若每個硅堆工作電壓為5kV時，每個并聯(lián)電阻常取為5MΩ。泄漏電流測量時的異?，F(xiàn)象及其分析3介質(zhì)損耗角正切的測量

1）介損的基本概念

2）西林電橋的基本原理

3）反接法的西林電橋

4）存在外界電磁場干擾時的測量

5）測量介損的功效

6）測量介損的注意事項介質(zhì)損失的一般概念電介質(zhì)損耗，按其物理性質(zhì)可分為下列三種基本形式。1.漏導引起的損耗電介質(zhì)所具有的電導引起的損耗，直流交流下均存在，與下面兩種損耗相比較小。2.電介質(zhì)極化引起的損耗極化損耗只有在交流電壓下才呈現(xiàn)出來，并且隨著電源頻率的增加而加劇。3.局部放電引起的損耗常用的固體絕緣中往往不可避免地存在氣隙，在交流電壓作用下，各層的電場分布于該材料的介電常數(shù)成反比，而氣體的介電常數(shù)比固體絕緣材料小得多，所以分擔的電場強度較大，但氣體的耐電強度又遠低于固體絕緣材料，當外施電壓足夠高時，氣隙中首先發(fā)生局部放電。交流電壓下絕緣體的局部放電和介質(zhì)損耗都遠比直流下強烈?！婵蘸蜔o損極化引起的電流密度—漏導引起的電流密度—有損極化引起的電流密度損耗角正切：單位體積介質(zhì)中的損耗功率：含有均勻介質(zhì)的平板電容器總損耗功率：因為：電導損耗極化損耗包括均勻介質(zhì)中總的有功損耗：1、氣體電介質(zhì)中的損耗1、當場強不足以產(chǎn)生碰撞電離時氣體中的損耗是由電導引起的，損耗極?。ǎ?0-8）2、當外施電壓U超過局放起始電壓U0時，將發(fā)生局部放電，損耗急劇增加，這在高壓輸電線上是常見的，稱為電暈損耗。2、液體電介質(zhì)中的損耗t＜t1時：電導和極化損耗都很小，隨著溫度的升高，極化損耗顯著增加t1＜t＜t2:由于分子熱運動加快，妨礙極性分子的轉(zhuǎn)向極化，極化損耗的減小比電導損耗的增加更快t＞t2時：電導損耗占主要部分非極性或弱極性電介質(zhì)損耗很小，損耗主要由電導決定損耗主要由電導決定1、損耗功率P：當頻率升高到一定值時，轉(zhuǎn)向極化跟不上頻率的變化，損耗功率趨于恒定2、介電常數(shù)：當頻率升高到一定值時，轉(zhuǎn)向極化跟不上頻率的變化，介電常數(shù)也達到較低的穩(wěn)定值3、損耗：當頻率升高到一定值時，轉(zhuǎn)向極化跟不上頻率的變化，與頻率成反比地減小tg∝p/fr3、固體電介質(zhì)中的損耗1、極性固體電介質(zhì)包括：纖維材料——紙、纖維板等結(jié)構(gòu)不緊的材料含有極性基的有機材料——聚氯乙烯、有機玻璃、酚醛樹脂、硬橡膠等2、極性固體電介質(zhì)的與溫度、頻率的關(guān)系和極性液體相似，其值較大，高頻下更為嚴重，1、不均勻結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)包括：電機絕緣中用的云母制品(是云母和紙或布以及環(huán)氧樹酯所組合的復合介質(zhì))被廣泛使用的油浸紙、膠紙絕緣等。2、不均勻結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)的：取決于其中各成分的性能和數(shù)量間的比例峰值可能由紙極化損耗引起峰值可能由復合膠極化損耗引起1、反映單位體積中的損耗，與絕緣體的體積大小無關(guān)例1：當試品絕緣有兩種不同絕緣并聯(lián)組成

則：

當C2/Cx越小，C2中缺陷（增大）在測整體的時越難發(fā)現(xiàn)解決辦法是分解測量（如分別對變壓器線圈和套管的進行測量）例2：當集中性缺陷所占的體積相對于被試絕緣的體積越小，則集中性缺陷處的介質(zhì)損耗占被試絕緣全部介質(zhì)損耗中的比重越小如：電機、電纜設(shè)備，被試絕緣體積較大，雖然集中性缺陷的發(fā)展是運行中故障的主要原因，但測很難發(fā)現(xiàn)，一般不測電介質(zhì)損耗的特點及影響因素2、與溫度和頻率有復雜的關(guān)系3、與試驗電壓的關(guān)系

當所加試驗電壓足以使絕緣中的氣泡游離或足以使絕緣產(chǎn)生電暈或局部放電等情況時，的值將隨試驗電壓的升高而迅速增大。因此，測定所用的電壓，最好接近于被試品的正常工電壓，所加電壓過低不易發(fā)現(xiàn)絕緣中的缺陷；而過高則容易對絕緣造成不必要的損傷．測量介質(zhì)損耗因數(shù)能發(fā)現(xiàn)的缺陷測量介質(zhì)損耗因數(shù)是一項靈敏度很高的試驗項目，它可以發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備絕緣整體受潮、劣化變質(zhì)以及小體積設(shè)備貫通和未貫通的局部缺陷。例如對絕緣油而言，一般在耐壓試驗時，好油的耐電強度可達250kV/cm，壞油為25kV/cm，其差別為1：10；而測量其介質(zhì)損耗因數(shù)時，好油很小，約為0.0001，而壞油則達到0.1，二者之間的差別是1：1000.后者的靈敏度提高了100倍。測量介質(zhì)損耗因數(shù)能發(fā)現(xiàn)的缺陷但是，當被試設(shè)備體積較大，缺陷所占的體積較小時，靈敏度就下降了，因為缺陷的損耗占整個設(shè)備的比重太小。因此，對大容量的變壓器、發(fā)電機繞組以及較長的電纜進行試驗，只能檢查出它們的普遍絕緣狀況，而不容易發(fā)現(xiàn)可能存在的局部缺陷，而對電容量較小的設(shè)備以及可以分解成部件進行分解試驗的設(shè)備進行介質(zhì)損耗因數(shù)測量時，易于發(fā)現(xiàn)局部缺陷。1）西林電橋的基本原理

高壓臂：一個是代表試品的Z1；另一個是無損耗的標準電容C0，它以阻抗Z2作為代表。

低壓臂：一個處在橋箱體內(nèi)，一個是可調(diào)無感電阻R3；另一個是無感電阻R4和可調(diào)電容C4的并聯(lián)回路。前者以Z3來代表，后者以Z4來代表 保護：放電管P

電橋平衡：檢流計G檢零

屏蔽：消除雜散電容的影響西林電橋的基本回路

電橋的平衡條件：Z1/Z3=Z2/Z4

串聯(lián)等值回路

tgδ=ωR4C4 Cx=R4C0/R3

并聯(lián)等值回路

tgδ=ωR4C4 Cx=R4C0/[R3 (1+tg2δ)]

Cx：因為tg2δ極小，故兩種等值電路的Cx相等西林電橋的基本回路

解之得：

GxG4–

ω2CxC4=0(1)

G4Cx+GxC4=G3C0(2)由（1）得：

tgδ=IRx/ICx=Gx/ωCx

=ωC4/G4=ωR4C4取R4=104/л?ω=100л則

tgδ=106C4（F）=C4（μF）將Gx=ωCxtgδ;C4=G4tgδ/ω代入（2）得：Cx=R4C0/[R3(1+tg2δ)]

CxGxδICxIRxIUtgδ=IRx/ICx

屏蔽：

雜散電容：高壓引線與低壓臂之間會有電場的影響，可以看作其間有雜散電容 由于低壓臂的電位很低，Cx和C0的電容量很小，如C0一般只有50～100pF。所以雜散電容Cs的引入，會產(chǎn)生測量誤差 若附近另有高壓源，其間的雜散電容Cs1會引入干擾電流iS，也會造成測量誤差 所以需要屏蔽，消除雜散電容的影響西林電橋的基本回路

在實驗室內(nèi)：通常測試材料及小設(shè)備，被試品是對地絕緣的

現(xiàn)場試驗中：有許多一端接地的試品，如敷設(shè)在地下的電纜及擺在地面的重大電氣設(shè)備，要改成對地絕緣是不可能的，只能改變電橋回路的接地點。這樣就產(chǎn)生了一種反接法的西林電橋

反接法西林電橋的接線

2）反接法的西林電橋3）存在外界電磁場干擾時的測量在現(xiàn)場進行測量時，試品和橋體往往處在周圍帶電部分的電場作用范圍之內(nèi)，雖然電橋本體及連接線都如前所述采取了屏蔽，但對試品通常無法做到全部屏蔽。這時等值干擾電源電壓就會通過對試品高壓電極的雜散電容產(chǎn)生干擾電流，影響測量。

倒相兩次測量法：第一次先調(diào)電橋到平衡，測得tgδ1和Cx′，然后倒換試驗變壓器原邊電源線的兩頭，即把試驗電壓U的相位轉(zhuǎn)一個180°，然后再測得第二次的數(shù)值tgδ2和Cx″，可用下式計算得準確的tgδ和Cx值。

tgδ=（Cx′tgδ1+Cx″tgδ2） /(Cx′+Cx″) Cx=(Cx′+Cx″)/2西林電橋的基本回路消除或減小外界電場影響的測試方法

磁場干擾時介損的測量

檢流計正反接抗磁場干擾的原理：先設(shè)想當無磁干擾時，調(diào)電橋到平衡，兩個測量臂的數(shù)值分別為R3和C4。如存在磁干擾時，調(diào)節(jié)電橋到平衡，兩個測量臂的數(shù)值分別為（R3+△R3）和（C4+△C4），此時電橋兩臂實際上是有電位差的，由于它克服了磁干擾電勢，才使檢流計指零。假若把檢流計和電橋兩臂相接的兩端倒換一下，由于其他條件不變，此時如又調(diào)電橋到平衡，兩個測量臂的數(shù)值將分別為(R3－△R3)和(C4－△C4)

當檢流計正接時測得：tgδ1=ω(C4+△C4)R4 CX1=C0R4/（R3+△R3）

當檢流計反接時測得：tgδ2=ω(C4－△C4)R4

CX2=C0R4/（R3－△R3)

因無磁場干擾時：

tgδ=ωC4R4 CX=C0R4/R3，

故可得：tgδ=(tgδ1+tgδ2)/2 CX=2ＣX1CX2/（CX1+CX2

）如何判斷現(xiàn)場干擾?

電場干擾用QS1電橋測量絕緣的tanδ時，其試驗電壓一般為10kV，當在10kV電壓下電橋平衡時，先不減小檢流計的靈敏度，而緩慢降低試驗電壓，觀察電橋檢流計光帶是否展寬，如果展寬，則認為有明顯的電場干擾。當然，如果電力設(shè)備內(nèi)部絕緣有缺陷，當試驗電壓變化時，光帶也會發(fā)生明顯變化。但此時在不同電壓下用倒相法或者移相法測量和計算出的試品電容量和介質(zhì)損耗因數(shù)將是不同的，由此可以方便地鑒別出是電場干擾還是絕緣內(nèi)部存在缺陷。?

磁場干擾磁場干擾一般較小，電橋本體一般都有磁屏蔽。磁場干擾主要影響檢流計回路。先將檢流計調(diào)諧，然后自橋體斷開，并將靈敏度調(diào)至最大，即可觀察檢流計中是否有磁感應干擾電流存在。消除或減小由于電場干擾引起的誤差，可以采取下列措施：（1）加設(shè)屏蔽，用金屬屏蔽罩或網(wǎng)把試品與干擾源隔開。（2）采用移相電源（3）倒相法?

移相法利用移相器改變試驗電源的電壓，使被試設(shè)備中的電流Ix與干擾電流Ig同相或者反相分別測兩次，取其平均值作為測量值。優(yōu)點：移相法的準確度較高，例如，對于一臺110kV的電流互感器，在無干擾時測得介質(zhì)損耗因數(shù)為4.4%，有干擾時，測得>6%,采用移相法后，測出值仍為4.4%。缺點：接線較為復雜，測量時間較長，需要采用移相器。?

倒相法測量時正、反相各測量一次，得到兩組結(jié)果，再根據(jù)其計算實際的Cx與tanδ。4）測量介損的功效測量介損能有效地發(fā)現(xiàn)的缺陷：（1）絕緣受潮（2）穿透性導電通道（3）絕緣內(nèi)含氣泡的游離、絕緣分層、脫殼等（4）老化劣化，繞組上附積油泥（5）絕緣油臟污、劣化等測量介損不易發(fā)現(xiàn)的局部性缺陷：（1）非穿透性局部損壞（測介損時沒有發(fā)生局部放電）（2）很小部分絕緣的老化劣化（3）個別的絕緣弱點例1：當試品絕緣有兩種不同絕緣并聯(lián)組成則：當C2/Cx越小，C2中缺陷（tgδ

增大）在測整體的時越難發(fā)現(xiàn)解決辦法是將整體絕緣分解后分部測量（如分別對變壓器線圈和套管的tgδ

進行測量）5）西林電橋測量法的幾個問題1.負值現(xiàn)象及其原因在電橋測量中，將C4調(diào)至零，檢流計振幅雖最小，但仍不平衡，稱為負值現(xiàn)象。造成這種現(xiàn)象的主要原因如下：A.標準電容器CN有損耗，且tanδN>tanδx。此時可采用R3與C4并聯(lián)的方法測量出電容和介質(zhì)損耗都極小的試品。B.電場干擾C.空間干擾試品周圍的構(gòu)架、雜物或試品內(nèi)部絕緣構(gòu)成的干擾網(wǎng)絡(luò)，此外還與接地、接線方式有很大關(guān)系。例如，華東某110kV變電所對1號主變110kV側(cè)套管進行測試。當時套管未安裝在變壓器上，將套管由螺絲緊固在套管鐵支架上，再將鐵支架接地。進行套管介損測試，測得A、B、C相均為負值。查找各方面原因，最后將接地線直接將法蘭接地，負值消除。2.強電場干擾下介質(zhì)損耗因數(shù)的測量現(xiàn)場試驗表明，測量小電容量（70~100pF)試品的介質(zhì)損耗因時，若存在電場干擾，無論采用倒相法還是移相法都難以獲得準確的結(jié)果。建議：A、小容量試品宜采用電橋正接法；B.采用分級加壓法：只需在10kV下調(diào)整電橋平衡，然后將試驗電壓調(diào)至5kV，如果電橋仍平衡，說明無干擾，否則調(diào)至平衡，記錄數(shù)據(jù)，利用兩組數(shù)據(jù)計算Cx和tanδx.C.橋體加反干擾源法D.采用抗干擾交流電橋（如QS1-GK型，常州電力設(shè)備廠生產(chǎn)).E.改變頻率法3.與溫度的關(guān)系：溫度對tanδ值的影響很大，具體的影響程度隨絕緣材料和結(jié)構(gòu)的不同而異。一般來說，tanδ隨溫度的增高而增大?，F(xiàn)場試驗時的絕緣溫度是不一定的，不同溫度下的測量結(jié)果不能換算，為進行比較，要求在相同溫度條件下測試。4.與電壓的關(guān)系：試驗電壓過低，不易發(fā)現(xiàn)缺陷，因接近工作電壓。5.試品電容量的影響對于電容量較小的試品(例如套管、互感器等)，測量tanδ能有效地發(fā)現(xiàn)局部集中性缺陷和整體分布性缺陷。但對電容量較大的試品(例如大中型發(fā)電機、變壓器、電力電纜、電力電容器等)測量tanδ只能發(fā)現(xiàn)整體分布性缺陷。所以對大型設(shè)備盡可能地分部測試。6.試品表面泄漏的影響試品表面泄漏電阻總是與試品等值電阻Rx并聯(lián)，顯然會影響所測得的tanδ值，這在試品的Cx較小時尤需注意。排除表面泄漏的方法：加屏蔽環(huán)7.測試電源的影響如果試驗電源與干擾電源不同步，用移相法等方法也難使電橋平衡。8.電橋引線的影響A.引線長度的影響，一般情況下，Cx引線長度約為5-10m，電容約為1500~3000pF；CN引線約為1~1.5m，電容約為300~500pF。若進行小容量試品測試時，會產(chǎn)生較大的測量誤差。B.高壓引線與被試品夾角的影響，夾角等于90°時，雜散電容最小，測量結(jié)果最接近真實值。C.宜將高壓引線垂直下落至被試品，盡量減小高壓引線對被試品的雜散電容，引線電暈的影響。D.引線接觸不良的影響9.避免電感和勵磁鐵損造成誤差

測量繞組絕緣時，應將繞組首尾短接，絕緣預防性試驗中的非破壞性試驗結(jié)果的綜合分析判斷一.綜合分析的必要性每一項預防性試驗項目對反映不同絕緣介質(zhì)的各種缺陷的特點及靈敏度各不相同。因此對各項預防性試驗結(jié)果不能孤立地、單獨地對絕緣介質(zhì)做出試驗結(jié)論。而必須將各項試驗結(jié)果全面地聯(lián)系起來，進行系統(tǒng)地、全面地分析、比較，并結(jié)合各種試驗方法的有效性及設(shè)備的歷史情況，才能對被試設(shè)備的絕緣狀態(tài)和缺陷性質(zhì)做出科學的結(jié)論。設(shè)備名稱絕緣電阻（MΩ）泄漏電流（μA）tgδ（%）規(guī)程要求綜合分析解體分析或后果98年99年66kV電流互感器A10000-0.2130.96tgδ值不大于3%A相tgδ增長過快，且遠大于同設(shè)備的B、C相解體后發(fā)現(xiàn)A相受潮B10000-0.1280.125C10000-0.1520.173220kV電流互感器10000-0.411.4tgδ值不大于1.5%tgδ增長過快投運10小時即發(fā)生爆炸60kV少油斷路器A8007--泄漏電流不大于10μAA相絕緣電阻及泄漏電流遠差于B、C相檢查發(fā)現(xiàn)絕緣受潮。B50001--C50001--二.試驗結(jié)果的分析判斷原則根據(jù)現(xiàn)場試驗經(jīng)驗，常采用比較法：三、各項非破壞預防性試驗結(jié)果進行綜合分析判斷交流耐壓、直流耐壓及沖擊試驗

交流耐壓

交流耐壓：是交流設(shè)備的基本耐壓方式。適用于≤220kV以下的電力設(shè)備。以變壓器為例如圖所示

交流耐壓試驗實施辦法：電力設(shè)備預防性試驗規(guī)程（DL/T596）已對各類設(shè)備的耐壓值作出了規(guī)定。以電力變壓器為例，當大修而全部更換繞組后，按出廠試驗電壓值進行試驗。在其它情況下，它們的耐壓值取出廠試驗電壓的85％。規(guī)程給出了電力變壓器的交流工頻耐壓值如表所示電力變壓器交流試驗電壓值

括號內(nèi)數(shù)值適用于不固定接地或經(jīng)小電抗接地系統(tǒng)

額定電壓kV最高工作電壓kV線端交流試驗電壓值kV中性點交流試驗電壓值kV全部更換部分更換繞組全部更換部分更換繞組3540.5857285726672.5140120140120110126.0200170（195）9580220252.036039530633685（200）72（170）330363.046051039143485（230）72（195）500550.06306805365788514072120工頻串聯(lián)諧振試驗設(shè)備當試品電容很大時，采用諧振方式諧振條件：穩(wěn)定后，L的磁能與C的場能相互交換，不消耗電源能量串聯(lián)諧振的優(yōu)點：1、對試驗變壓器要求較低2、試品電流主要由L、C決定，激磁電流比重小，電壓波形比較好。3、試品擊穿后，由于諧振條件被破壞，高壓立即消失，不會產(chǎn)生電弧。4、由于L大，時間常數(shù)大，恢復電壓慢，不會出現(xiàn)“過沖”，對絕緣沒有危險。直流耐壓

直流耐壓：是直流電力設(shè)備的基本耐壓方式。對于交流電網(wǎng)中的長電力電纜等，在現(xiàn)場進行交流耐壓試驗常出現(xiàn)困難，因為長電纜的電容量較大。為了減小試驗電源的試驗容量，規(guī)程規(guī)定采用直流耐壓來檢查電纜絕緣的質(zhì)量。但目前的研究表明直流耐壓會產(chǎn)生空間電荷，引起絕緣的老化，主要原因是空間電荷引起絕緣內(nèi)部場強畸變，從而引發(fā)電樹的產(chǎn)生。

直流耐壓特點：

與交流耐壓不同，直流耐壓無局部放電： 對于電纜等油紙絕緣，在交、直流電壓作用下，在油和紙上的電壓分布不一樣。因此兩者并不等效。

交流時電壓按介電常數(shù)ε分布：電壓較多作用在油層上

直流時電壓按電阻系數(shù)ρ分布：電壓較多作用在紙上 紙的耐壓強度較高，所以電纜能耐受較高的直流電壓 為了加強絕緣的考驗，電纜的直流耐壓值規(guī)定得較高。盡管如此，對于使用在交流電網(wǎng)中的電纜，進行直流耐壓對絕緣的考驗不如交流耐壓接近實際。 對電力電纜的直流耐壓持續(xù)時間為5分鐘，可同時進行泄漏電流的測量，加壓極性為負 對電力變壓器絕緣的泄漏電流測試時所施加的直流電壓不很高，可以認為是非破壞性試驗 對電機絕緣進行直流耐壓，也是發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷的重要方法雷電沖擊耐壓

雷電沖擊耐壓用作為考驗電力設(shè)備承受雷電過電壓的能力。對電力變壓器類試品不僅考驗了主絕緣，而且是考驗縱絕緣的主要方法。只在制造廠進行本項試驗，因為本項試驗會造成絕緣的積累效應，所以在規(guī)定的試驗電壓下只施加3次沖擊。對小變壓器是作為型式試驗進行的。國家標準規(guī)定額定電壓≥220kV，容量≥120MVA的變壓器出廠時應進行本項試驗。電力系統(tǒng)中的絕緣預防性試驗，不進行本項試驗。對主絕緣的耐受雷電過電壓的能力，由交流耐壓試驗等值地承擔

操作沖擊耐壓

≥330kV電力設(shè)備的出廠試驗應進行本項試驗。對變壓器進行出廠試驗時，大多采用在高壓繞組上直接加壓法。在電力系統(tǒng)現(xiàn)場進行各個電壓等級變壓器的耐壓試驗時，可采用操作沖擊感應耐壓方式來取代工頻耐壓試驗。由于利用被試變壓器自身的電磁感應作用來升高電壓，所以沖擊電源裝置電壓較低，整個裝備比較簡單。因為工頻耐壓試驗本來是等值地代表雷電和操作過電壓的，所以從這個意義上來說，進行操作沖擊耐壓試驗是合理的。而且試驗本身不會在絕緣中產(chǎn)生殘留性損傷各種預防性試驗方法的特點總結(jié)各種預防性試驗方法的特點

序號試驗方法能發(fā)現(xiàn)的缺陷1測量絕緣電阻及泄漏電流貫穿性的受潮、臟污和導電通道2測量吸收比大面積受潮、貫穿性的集中缺陷3測量tgδ絕緣普遍受潮和劣化4測量局部放電有氣體放電的局部缺陷5油的氣相色譜分析持續(xù)性的局部過熱和局部放電6交流或直流耐壓試驗使抗電強度下降到一定程度的主絕緣局部缺陷7操作波或倍頻感應耐壓試驗(限于變壓器)使抗電強度下降到一定程度的主絕緣或縱絕緣的局部缺陷表中序號6和7兩項為破壞性試驗，其它各項均屬于非破壞性試驗3.離線試驗及在線監(jiān)測在線監(jiān)測的優(yōu)點高壓設(shè)備上所加的是運行電壓，比停電試驗電壓高得多，因此測得的參數(shù)更真實、靈敏；可以隨時進行檢測，能夠及時發(fā)現(xiàn)缺陷。在線監(jiān)測的缺點可測試項目較少；易受環(huán)境因素影響，對測量、抗干擾等多方面技術(shù)技術(shù)要求很，高造價高；4.電氣方法與非電方法

絕緣介質(zhì)的劣化過程，常伴有熱、聲、化學等參數(shù)的變化。而有些參數(shù)較易于測到、或外界干擾少，更應充分予以利用。油中氣體分析DGA(DissolvedGasAnalysis)對發(fā)現(xiàn)油浸電力設(shè)備中的電弧放電、局部過熱等潛伏性故障相當有效；紅外熱成象（Thermovision）可用于發(fā)現(xiàn)較小尺寸設(shè)備，如避雷器、互感器、套管等的熱點故障；超聲法對測量振動以及放電定位相當有效。運行現(xiàn)場的兩種檢測方法帶電測量(On-sitedetection):對在運行電壓下的設(shè)備，采用專用儀器，由人員參與進行的測量。在線監(jiān)測(On-linemonitoring):在不影響設(shè)備運行的條件下，對設(shè)備狀況連續(xù)或定時進行的監(jiān)測，通常是自動進行的。在線監(jiān)測的優(yōu)點高壓設(shè)備上所加的是運行電壓，比停電試驗電壓高得多，因此測得的參數(shù)更真實、靈敏；可以隨時進行檢測，能夠及時發(fā)現(xiàn)缺陷。在線監(jiān)測的缺點造價高；可測試項目較少；易受環(huán)境因素影響。在線監(jiān)測的非電方法

絕緣介質(zhì)的劣化過程，常伴有熱、聲、化學等參數(shù)的變化。而有些參數(shù)較易于測到、或外界干擾少，更應充分予以利用。油中氣體分析DGA(DissolvedGasAnalysis)對發(fā)現(xiàn)油浸電力設(shè)備中的電弧放電、局部過熱等潛伏性故障相當有效；紅外熱成象（Thermovision）可用于發(fā)現(xiàn)較小尺寸設(shè)備，如避雷器、互感器、套管等的熱點故障；超聲法對測量振動以及放電定位相當有效。在線監(jiān)測的發(fā)展趨勢由于狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的難度，不論是國內(nèi)，還是國外，目前多數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)的功能還比較單一。今后發(fā)展趨勢為：（1）多功能多參數(shù)的綜合監(jiān)測和診斷，即同時監(jiān)測能反映某電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)的多個特征參數(shù)（2）對電站或變電站的整個電氣設(shè)備實行集中監(jiān)測和診斷，形成一套完整的分布式在線監(jiān)測系統(tǒng)（3）不斷提高監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性和靈敏度（4）在不斷積累監(jiān)測數(shù)據(jù)和診斷經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，發(fā)展人工智能技術(shù)，建立人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)，實現(xiàn)絕緣診斷的自動化。電氣設(shè)備狀態(tài)維修保證設(shè)備安全的基本途徑

制造100%可靠的設(shè)備建立完善的維修計劃雖然設(shè)備的質(zhì)量和可靠性主要取決于設(shè)計和制造階段，但為了保證設(shè)備的正常運行，在很大程度上也需要借助于投運后的維護工作，即在運行過程中通過對設(shè)備進行必要的巡視檢查、監(jiān)測和試驗，建立完善的維修計劃，以減少事故的發(fā)生，提高運行可靠性。但隨著設(shè)備運行年限的增長，設(shè)備的性能會逐年下降。需要不斷的保養(yǎng)和維修。電力系統(tǒng)維修方式的演變過程1.事后修理BM（BreakdownMaintenance）或故障維修；2.定期檢修TBM（TimeBasedMaintenance）或預防性維修PM（PreventiveMaintenance）；3.狀態(tài)維修CBM（ConditionBasedMaintenance）或預知性維修（PredictiveMaintenance）。事后維修體制

早期技術(shù)及管理水平都很低，即使再重要的設(shè)備也只能壞了再修。以致工作毫無計劃性，供電可靠性很低。簡單方便，對消耗性產(chǎn)品是有效的。隨著電力系統(tǒng)的不斷擴大，設(shè)備故障所造成的停電損失也越來越大，事后維修無法滿足系統(tǒng)對運行穩(wěn)定性的需求?，F(xiàn)行維修體制—計劃維修

預防性試驗是電力設(shè)備運行和維護工作中的一個重要環(huán)節(jié)，是保證電力系統(tǒng)安全運行的有效手段之一。在我國已有40年的使用經(jīng)驗。預防性試驗、大修和小修構(gòu)成了計劃維修制的基本內(nèi)容。

1.維修周期頻繁設(shè)備發(fā)電機變壓器電力電纜GIS小修周期（年）1111大修周期（年）35~10552.預防性試驗項目過多電力變壓器32項發(fā)電機25項互感器11項

GIS達20項計劃維修制的種種弊端大修一臺30萬kVA的發(fā)電機需要大約3個月的時間，耗費資金近百萬元。大修一臺12萬kVA的變壓器需投入300多個工作人日，資金10萬元。大修一臺220kV開關(guān)需投入100多個工作人日，資金2萬元。長時間停電檢修，將造成大量的電量損失。300MW機組停運一天，少發(fā)電720萬度，直接損失150萬元。3.經(jīng)濟性差4.增大不安全因素易發(fā)生人身和設(shè)備安全事故。發(fā)生在檢修、試驗人員身上的傷亡事故占全部供電傷亡事故的77.8%。停送電過程易造成誤操作。5.過度維修對110臺高壓變壓器進行的162臺次定期吊檢大修結(jié)果進行統(tǒng)計。共發(fā)現(xiàn)缺陷24項，其中一般性缺陷23項，危及安全運行的僅1項。對110kV及以上油開關(guān)大修統(tǒng)計表明，95%以上未發(fā)現(xiàn)部件損壞。定期檢修雖有成效，但過于保守。實踐證明，頻繁檢修非但不能改善設(shè)備性能，反而常常會因拆卸、組裝等頻繁而出現(xiàn)過早損壞及意外故障。

6.維修不足

由于采用周期性定期檢查，很難預防由于隨機因素引起的偶發(fā)事故和發(fā)展迅速的故障。設(shè)備仍可能在試驗間隔期間內(nèi)由于微小缺陷的迅速發(fā)展導致發(fā)生故障。

預防性試驗是在停電情況下，進行的非破壞性試驗，試驗電壓一般不超過10kV。而大部分變電設(shè)備工作電壓為110~500kV。很難正確反映高壓電氣設(shè)備在運行中存在的潛伏性缺陷。同時不能顧及絕緣劣化、潛伏性缺陷的發(fā)生和發(fā)展時間，不能及時準確地發(fā)現(xiàn)故障。7.預防性試驗條件與實際運行工況不同

設(shè)備的現(xiàn)代化對設(shè)備的維修體制提出了變革的要求，設(shè)備運行的高可靠性和維修方式的經(jīng)濟性已成為電力系統(tǒng)降低運行成本的關(guān)鍵。發(fā)展中的維修體制—狀態(tài)維修狀態(tài)維修方式的基本思想“治于未病”

采用狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)后，可使預防性維修過渡到預知性維修—

狀態(tài)維修，從到期維修過渡到該修則修，為變電站無人化提供了技術(shù)支持。

狀態(tài)維修即根據(jù)具體設(shè)備的實際情況來確定檢修周期和檢修內(nèi)容的維修體制。通過對設(shè)備運行情況的實時監(jiān)測，隨時查明設(shè)備可能“存在著什么樣的隱患，什么時候會發(fā)生故障”，預先得知將要發(fā)生事故的部位和時間，設(shè)備管理人員因此可以從容地安排停電計劃和組織維修人力，采購必須的備件，以便在短時間內(nèi)完成高質(zhì)量的維修工作。實現(xiàn)“無病不修、有病才修、修必修好”的目的。

狀態(tài)維修的必要性

雖然設(shè)備內(nèi)部缺陷的出現(xiàn)和發(fā)展具有很強隨機性，但大多都具有一個的較為緩慢的發(fā)展過程，在這期間，會產(chǎn)生各種前期征兆，表現(xiàn)為其電氣、物理、化學等特性發(fā)生漸進的量變。根據(jù)這些特征量值的大小及變化趨勢，即可對設(shè)備的可靠性隨時做出判斷，從而發(fā)現(xiàn)早期潛伏性故障。

狀態(tài)維修的技術(shù)可行性設(shè)備狀態(tài)狀態(tài)監(jiān)測故障診斷維修決策狀態(tài)維修的基礎(chǔ)狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的作用是1、準確判斷運行設(shè)備當前處于正常狀態(tài)還是處于異常狀態(tài)；2、若有故障，則判斷故障的性質(zhì)、類型和原因；3、根據(jù)故障信息和信息處理結(jié)果，預測故障的可能發(fā)展，對故障的嚴重程度、發(fā)展趨勢作出診斷；4、提出控制故障的措施，防止和消除故障；5、提出設(shè)備維修的合理方法和相應的反事故措施；6、對設(shè)備的設(shè)計、制造、裝配等提出改進意見，為設(shè)備全壽命現(xiàn)代化管理提供科學依據(jù)和建議。運行現(xiàn)場的兩種檢測方法帶電檢測(On-sitedetection):對在運行電壓下的設(shè)備，采用專用儀器，由人員參與進行的檢測。在線監(jiān)測(On-linemonitoring):在不影響設(shè)備運行的條件下，對設(shè)備狀況連續(xù)或定時進行的監(jiān)測，通常是自動進行的。

設(shè)備狀態(tài)維修管理系統(tǒng)

電氣診斷特點

任何診斷問題都是以征兆為線索的，變壓器故障診斷的困難在于：一般說來，故障和征兆之間并不存在簡單的一一對應關(guān)系，一種故障可能對應多種征兆，而一種征兆也可能對應著多種故障。因此僅僅依靠單一的檢測項目，對故障的分析是不全面的，需要對各種試驗結(jié)果進行綜合推理。

運行電氣設(shè)備

電、熱、機械、環(huán)境等因素作用

性能逐漸劣化故障事故

巨大損失

故障各種前期征兆

電氣、物理、化學特性的少量、漸變

特性變化的大小和趨勢

早期發(fā)現(xiàn)故障電氣診斷定義

通過對電氣設(shè)備的試驗和各種特性的測量，

了解其特征，

評估設(shè)備在運行中的狀態(tài)(老化程度)，

從而能早期發(fā)現(xiàn)故障的技術(shù)

作用

提高電氣設(shè)備及電力系統(tǒng)的運行可靠性

明顯的經(jīng)濟效益和社會效益檢測表征工作狀態(tài)的信號

進行信號處理

提取信號特征

根據(jù)信號特征

分析故障類型、性質(zhì)及嚴重程度

對故障點進行定位電氣診斷的功能根據(jù)設(shè)備特征推斷設(shè)備的狀態(tài)

特征變量Kj，j=1,2,…,n

特征函數(shù)G(K1,K2,…,Kj,…,Kn)

狀態(tài)變量Di，i=1,2,…,m

狀態(tài)函數(shù)F(D1,D2,…,Di,…,Dm)

診斷規(guī)則E

特征與狀態(tài)不一一對應需要診斷規(guī)則

E(K1,K2,…,Kn；D1,D2,…,Dm)

特征和狀態(tài)間的相互關(guān)系

工程診斷

找到三者間關(guān)系

由特征函數(shù)、診斷規(guī)則推斷設(shè)備狀態(tài)

特征變量分布的隨機性

完好絕緣D1和故障絕緣D2

特性參數(shù)x的概率密度曲線

fD1(x)及fD2(x)

fD1(x)和fD2(x)分離

在a，b區(qū)間中

選擇閾值x0fD1(x)和fD2(x)相交

確定x0可能錯判(虛報或漏報)

增大x0

減小虛報增大漏報

減小x0

減小漏報增大虛報

考慮上述各種因素

合適的診斷規(guī)則

損失最小

因果監(jiān)測量的隨機性電力設(shè)備完好設(shè)備故障設(shè)備判斷標準

故障報警

閾值報警關(guān)聯(lián)報警趨勢報警一、閾值報警被檢測設(shè)備監(jiān)測量“注意值”變壓器套管介質(zhì)損耗tg0.8%變壓器油中總烴含量150ppm變壓器局部放電量500pC變壓器繞組對地絕緣電阻500M

電力設(shè)備檢測中常用的“注意值”標準監(jiān)測量時間閾值閾值的確定

試驗的方法：最直觀的方法是通過試驗確定閾值，即通過對設(shè)備的型式試驗和大量的破壞性試驗，來獲得設(shè)備的監(jiān)測參量與設(shè)備故障間的量化關(guān)系。但這種方法由于成本和測試周期的原因，對大型電力設(shè)備是不可取的。

簡化試驗法：通過對設(shè)備可靠性模型的簡化，對其薄弱環(huán)節(jié)的材料和結(jié)構(gòu)進行試驗測試，以確定監(jiān)測參量的閾值水平。

實際統(tǒng)計法：有關(guān)的導則和規(guī)程中給出的各種“注意”值，實際上大多是基于以往停電試驗經(jīng)驗的總結(jié)。每次在制訂規(guī)程、導則時，都需要收集和整理現(xiàn)場大量的運行數(shù)據(jù)及經(jīng)驗，并以此作為故障閾值設(shè)定的基礎(chǔ)。

監(jiān)測參量的閾值，決定了設(shè)備能夠正常運行的基本條件。所以如何保證所設(shè)定的閾值能夠真實、可靠地反映設(shè)備是否存在故障，是閾值報警的關(guān)鍵。確定閾值的90%原則

首先需要通過機理分析和基礎(chǔ)試驗，確定被監(jiān)測參量與設(shè)備故障是相關(guān)聯(lián)的。并進一步對運行設(shè)備的監(jiān)測參量進行統(tǒng)計。閾值的90%原則是基于90%的設(shè)備是運行正常的，而將其余10%高于此標準的設(shè)備看作內(nèi)部存在著可能引發(fā)事故的早期故障。監(jiān)測量臺次累計臺次占總臺次的90%閾值水平監(jiān)測參量的統(tǒng)計分布

例如80年代時，我國在“導則”中所提出的變壓器油中溶解氣體注意值，如總烴（C1+C2）：150ppm，乙炔：5ppm，氫：150ppm。是在對19省市6000多臺次變壓器的實地調(diào)查統(tǒng)計后獲得的，如表2所示。

設(shè)備名稱氣體組分提出的“注意值”(ppm)6000臺·次中超過該注意值的比例變壓器及電抗器總烴1505.6%乙炔55.7%氫1503.6%

因此，對變壓器的當前DGA測值分析中，如某氣體含量超過此“注意值”，只說明它已屬小概率事件，應該引起注意，但并不能確切地給出該設(shè)備有問題的判斷。表2當時“注意值”的統(tǒng)計依據(jù)

對于運行設(shè)備來說，檢測參量的不安全或不可接受的水平一直是一個有爭議的問題，實踐表明很難把判斷有無故障這樣一個復雜的具體問題，簡單化為僅由一個數(shù)值界限去機械地判斷。

實際運行經(jīng)驗表明：在某些情況下，監(jiān)測量雖未達到注意值，但因有的監(jiān)測參量增長很快，則往往很值得重視；反之，即使略有超過注意值而歷年來很少增長的設(shè)備，則其危險程度就小得多。

即在實際故障診斷中，不僅要看當前的測值，而且要認真進行多方面的綜合比較，例如縱比及橫比：此縱比指的是應考慮進行該設(shè)備的歷史參數(shù)（出廠數(shù)據(jù)、剛投入時的交接試驗數(shù)據(jù)、以前的運行中狀況及試驗數(shù)據(jù)等）的比較；而橫比是指同一設(shè)備不同相間的比較、同類產(chǎn)品的相互比較等。

二、關(guān)聯(lián)報警

關(guān)聯(lián)報警，也稱橫向比較報警。主要目的是為了提高報警的準確程度，減小誤判率。

同一設(shè)備、不同監(jiān)測量間的關(guān)聯(lián)報警；

———多種傳感器組合檢測及報警多臺設(shè)備、相同監(jiān)測參量的比較報警。同一設(shè)備、不同監(jiān)測量間的關(guān)聯(lián)報警

任何電力設(shè)備的故障源，都會存在多種物理-化學表現(xiàn)，所以可以同時在多種監(jiān)測量中得到反映。例如充油電力設(shè)備中的過熱性故障和放電性故障。過熱性故障放電性故障繞組溫度油中溶解氣體頂層油溫紅外探測超聲測量油中溶解氣體局部放電量UHF探測例某230kV故障變壓器特征氣體COCO2H2CH4C2H6C2H4C2H2結(jié)論含量(ppm)458355380224463110538內(nèi)部存在放電性故障其油中溶解特征氣體的監(jiān)測情況放電監(jiān)測情況放電監(jiān)測結(jié)論：在B相高壓引出線處，存在較強烈的放電點。吊芯檢查結(jié)果：B相高壓引出線的均壓球與高壓引線接觸不良，發(fā)生懸浮放電。多臺設(shè)備、相同監(jiān)測參量的比較報警

在電力現(xiàn)場通常會安裝多臺同一類型的設(shè)備，如不同母線上的電流互感器、電壓互感器以及三相分體的電力變壓器等等。這些設(shè)備通常都是同一廠家、同一型號以及相近生產(chǎn)年份的產(chǎn)品，因此其結(jié)構(gòu)和特性是基本接近的。

而且通常多臺設(shè)備同時發(fā)生故障的幾率是非常小的（小于百萬分之一）。比較報警就是通過對同一類型、不同設(shè)備的相同監(jiān)測量進行比較，來發(fā)現(xiàn)設(shè)備參量的異常變化。

ABC母線

通常以三相設(shè)備的相對變化率作為判斷指標：優(yōu)點：能夠很好地消除由于負荷及環(huán)境變化等共性因素導致的誤判。缺點：很難建立統(tǒng)一的標準。上式中，i為被監(jiān)測參量，I=1，2，···，n

為各監(jiān)測參量的平均值

可見因負載變化所導致的突變點已成功地被剔除，而正常的數(shù)據(jù)變化得到很好