高電壓技術(shù) 電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)課件

電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)絕緣診斷與絕緣試驗(yàn)主要內(nèi)容1

絕緣測(cè)試和診斷的基本概念2

絕緣電阻和泄漏電流的測(cè)量3

介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量4

局部放電的測(cè)量5耐壓試驗(yàn)與預(yù)防性試驗(yàn)方法的特點(diǎn)總結(jié)

6

絕緣的在線監(jiān)測(cè)1、

絕緣測(cè)試和診斷的基本概念絕緣的測(cè)試和診斷技術(shù)概念：電力設(shè)備絕

緣在運(yùn)行中受到電、熱、機(jī)械、不良環(huán)境等各種因素的作用，其性能將逐漸劣化，

以致出現(xiàn)

缺陷，造成故障，引起供電中斷。通過對(duì)絕緣

的試驗(yàn)和各種特性的測(cè)量，了解并評(píng)估絕緣在

運(yùn)行過程中的狀態(tài)，從而能早期發(fā)現(xiàn)故障的技

術(shù)稱為絕緣的監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)絕緣的測(cè)試和診斷技術(shù)分類：1)按照對(duì)設(shè)備造成的影響程度分類(兩類)非破壞性試驗(yàn)，亦稱絕緣特性試驗(yàn)：在較低電壓下或用其它不會(huì)損傷絕緣的方法測(cè)量絕緣的不同特性，采用

綜合分析的方法來判斷絕緣內(nèi)部的缺陷包含的種類：絕緣電阻和泄漏電流的試驗(yàn)、介質(zhì)損耗

角正切試驗(yàn)、局部放電試驗(yàn)、絕緣油的氣相色譜分析等破壞性試驗(yàn)，即耐壓試驗(yàn)：以高于設(shè)備的正常運(yùn)行電壓來考核設(shè)備的電壓耐受能力和絕緣水平。耐壓試驗(yàn)對(duì)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，同時(shí)不能反

映絕緣缺陷的性質(zhì)包含的種類：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)2

)

按

照

設(shè)

備

是

否

帶

電

的

方

式

分

類

(

兩

類

)離線：在離線的測(cè)試和診斷時(shí)，要求被試設(shè)備退出運(yùn)行

狀態(tài)，通常是周期性間斷地施行，試驗(yàn)周期由電力設(shè)備預(yù)

防性試驗(yàn)規(guī)

程

(DL/T

596)

規(guī)

定特點(diǎn)：可采用破壞性試驗(yàn)和非破壞性試驗(yàn)兩種方式，

兩種方式是相輔相成的。耐壓試驗(yàn)往往是在非破壞性試驗(yàn)

之后才進(jìn)行。缺點(diǎn)是對(duì)絕緣耐壓水平的判斷比較間接，尤

其對(duì)于周期性的離線試驗(yàn)更不易判斷準(zhǔn)確在線：在線監(jiān)測(cè)則是在被試設(shè)備處于帶電工作運(yùn)行的

條件下，對(duì)設(shè)備的絕緣狀況進(jìn)行連續(xù)或定時(shí)的監(jiān)測(cè)，通常

是自動(dòng)進(jìn)行的特點(diǎn)：只能采用非破壞性試驗(yàn)方式。由于可連續(xù)監(jiān)

測(cè)，除測(cè)定絕緣特性的數(shù)值外，還可分析特性隨時(shí)間的變

化趨勢(shì)，從而顯著提高了其判斷的準(zhǔn)確性絕緣預(yù)防性試驗(yàn)概念：為了對(duì)絕緣狀態(tài)

作出判斷，需對(duì)絕緣進(jìn)行各種試驗(yàn)和檢測(cè)，通稱為絕緣預(yù)防性試驗(yàn)。絕緣的監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)的三個(gè)基本環(huán)節(jié)：傳感器與測(cè)量方法：正確選用各種傳感器及測(cè)量

手段，檢測(cè)或監(jiān)測(cè)被試對(duì)象的種種特性，采集各

種特性參數(shù)；數(shù)據(jù)處理：對(duì)原始的雜亂信息加以分析處理(數(shù)據(jù)處理),去除干擾，提取反映被試對(duì)象運(yùn)行狀態(tài)最

敏感、有效的特征參數(shù)；絕緣診斷：根據(jù)提取的特征參數(shù)和對(duì)絕緣老化過

程的知識(shí)以及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，參照有關(guān)規(guī)程對(duì)絕緣運(yùn)

行狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別、判斷，即完成診斷過程。并對(duì)

絕緣的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而對(duì)故障提供預(yù)警，

并能為下一步的維修決策提供技術(shù)根據(jù)。絕緣診斷規(guī)則：規(guī)則分類：邏輯診斷，模糊診斷，統(tǒng)計(jì)診斷邏輯診斷：邏輯診斷中將特征只歸結(jié)為“有”和“無”兩種(或特征參數(shù)大于某給定的閾值則為

“有”該特征，否則為“無”),診斷對(duì)象的狀態(tài)

同樣只歸結(jié)為“有”和“無”,或“好”和“壞”

兩種，即特征和狀態(tài)均采用二值邏輯量來描述。邏輯診斷簡單明了，應(yīng)用較廣，但把問題過于簡

化，診斷準(zhǔn)確度較低模糊診斷：考慮到被試對(duì)象的特征及狀態(tài)評(píng)

價(jià)的主觀不確定性，即模糊性，許多情況不能簡單地用“有”、“無”和“好”、“壞”來評(píng)定。模糊診斷中被試對(duì)象的特征和狀態(tài)不用二值邏輯量描述

，

而用

多

值

邏

輯

的

特

征

函

數(shù)

來雨警：如英極重按特、征或

態(tài)般參數(shù)、的輕取值微量、確定

入

一，狀一如采用連續(xù)變化的特征函數(shù)，判斷可更加準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)診斷：考慮到被試對(duì)象特征參數(shù)分布的不

確定性，即統(tǒng)計(jì)性。對(duì)于處于同樣狀態(tài)的同類設(shè)

備，其特征參數(shù)并不相同，而按一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律

分布。利用這些規(guī)律進(jìn)行絕緣診斷(a)絕緣完好和損壞時(shí)

(b)兩者重疊圖概率密度曲線不重疊某特征參數(shù)的概率密度2

絕緣電阻和泄漏電流的測(cè)量1)測(cè)量絕緣電阻與吸收比的工作原理2)測(cè)量絕緣電阻與吸收比的方法3)泄漏電流的測(cè)量4)測(cè)量絕緣電阻和泄漏電流的功效5)測(cè)量絕緣電阻和泄漏電流的注意事項(xiàng)雙層介質(zhì)模型的電流

一

時(shí)間特性i(t)=[U/(R?+R?)]+{U(R?C?

-R?C?)2/[(C?+C?)2(R?+R?)R?

R?]}exp(-t/T)T=R?

R?

(C?+C?)/(R?+R?)1)

測(cè)量絕緣電阻與吸收比的工作原理雙層介質(zhì)等值電路圖想泄漏電，流，及絕緣電阻的變化"曲線七i(t)=Kexp(-t/r)T=R?

R?

(C?+C?)/(R?+R?)在工程應(yīng)用上的表達(dá)方便，把介質(zhì)處在吸收過

程

時(shí)

的U/i

也稱呼為絕緣電阻R七絕

電

泄的漏變電化流曲及線雙層介質(zhì)等值電路圖定

義

吸

收

比K:

為加壓60秒時(shí)的絕緣電阻R60”

與15秒

時(shí)電阻R

15°之比值K=R?o”/R?5”定

義

極

化

指

數(shù)P:

為加壓10分鐘時(shí)的絕緣電阻R?o,

與1分

鐘時(shí)電阻R?,

之比值P=R?o·/R?,我國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T596—1996

即電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)

規(guī)程等規(guī)定：電力變壓器及大型發(fā)電機(jī)凡采用瀝青浸膠及烘卷云母絕緣

者：

K值應(yīng)不小于1.3,

P值應(yīng)不小于1.5大發(fā)電機(jī)當(dāng)采用環(huán)氧粉云母者：

K值應(yīng)不小于1.6,

P應(yīng)不

小于2.0。發(fā)電機(jī)容量在200MW及以上者推薦測(cè)量絕緣狀態(tài)的判定若絕緣內(nèi)部有集中性導(dǎo)電通道，或絕緣嚴(yán)重受潮，則電阻R1、R2會(huì)顯著

降低，泄漏電流大大增加，時(shí)間常數(shù)T

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(gè)數(shù)值降低，

r

值也會(huì)大為減小

，

吸收電流仍會(huì)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(dāng)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(cè)量絕緣電阻與吸收比的方法測(cè)量儀表：

一般用兆歐表進(jìn)行兆歐表的原理結(jié)構(gòu)圖屏蔽端子G:

主要用于屏蔽表

面泄漏電流級(jí)的不同，選用不同電壓的兆歐表。例：額定電壓1kV及以下煮使用1000V兆歐表；1kV以上者使用2500V兆歐表E表G導(dǎo)

體積

電面

電L用兆歐表測(cè)電纜絕緣電阻的接線圖1

—

鉛鎧外皮2

—

絕緣3

—

導(dǎo)芯

4-屏蔽環(huán)例：用兆歐表測(cè)量電纜絕緣電阻測(cè)量電力變壓器主絕緣泄漏電流的接線T1

一

調(diào)

壓

器

；T2-

高壓試驗(yàn)變壓器；D一

高壓硅堆R

一

保護(hù)電阻；C

一

濾波電容；T

一

被試變壓器3)泄漏電流的測(cè)量微安表直讀法(高電位和低電位兩種接法)4)測(cè)量絕緣電阻和泄漏電流的功效測(cè)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(dǎo)電通道2、

絕緣受潮3、

表面污垢測(cè)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(shí)的絕緣電阻還相當(dāng)高)5)測(cè)量絕緣電阻和泄漏電流的注意事項(xiàng)A、

測(cè)量結(jié)果不應(yīng)作為最后定論，應(yīng)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)不

平

衡

系

數(shù)三

當(dāng)K>2時(shí)，有缺陷存在(4)、其它實(shí)驗(yàn)結(jié)果B、

要考慮測(cè)量時(shí)溫度的影響，只有同一溫度下的結(jié)果才能比較

C、

測(cè)量電壓要穩(wěn)定，直流脈動(dòng)不應(yīng)大于3%D

、測(cè)量儀表的保護(hù)與屏蔽E、

測(cè)量前應(yīng)充分放電，避免殘余電荷造成誤差F、

被試品的接地問題的

最的

最中中項(xiàng)相3

介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量1)西林電橋的基本原理2)反接法的西林電橋3)存在外界電磁場干擾時(shí)的測(cè)量4

)

測(cè)

量

介

損

的

功

效5)測(cè)量介損的注意事項(xiàng)測(cè)量介損的方法測(cè)試無線電材料：常采用高頻施壓法，所加的電壓不高在電工界：測(cè)量tgδ

的儀器和方法有多種，西林電橋測(cè)法和電流比較式電橋測(cè)法在線監(jiān)測(cè)：采用微計(jì)算機(jī)對(duì)tgδ

的測(cè)量1)西林電橋的基本原理高壓臂：

一個(gè)是代表試品的

Z1;

另一個(gè)是無損耗的標(biāo)準(zhǔn)電

容C0,

它以阻抗Z2作為代表

。低壓臂：

一個(gè)處在橋箱體內(nèi)，

一個(gè)是可調(diào)無感電阻R3;

另

一個(gè)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(hù)：放電管P電橋平衡：檢流計(jì)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：Z?/Z?=Z?/Z?串聯(lián)等值回路tgō=wR?C?Cx=R?Co/R?并聯(lián)等值回路tgǒ=wR?C?Cx

R?Cx:

因?yàn)閠g2ō極

小

，

故兩種等值電路的

Cx相

等)/tgC解之得：G.G-o2CC?

=0

(1)G?Ca+GCa=GsCo

(2)由(

o得

./oC=0C/G?

=oR?C取Ra=10/nΩ

o=100

刀則tgC=105C?

(F)=C(μF)將

Gx=oCgσ;C?

=Gtgo/代入(2)得：Cx=R?Co/[R?

(1+tg2σ)]tg1

)T

工0Utgō=IRx/LcxIeGxCX屏

蔽

：在替堅(jiān)資會(huì)喜重影的多婚，可

以

著

作

其

間

有

雜

散

電

容由于低壓臂的電位很低，CxO

O

5容0

1

0小pF，。

量電誤睿

s的引入，會(huì)若附近另有高壓源，

其間西林電橋的基本回路CU在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)：通常測(cè)試材料及小設(shè)備，被試品是對(duì)地絕緣的現(xiàn)場試驗(yàn)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(duì)地

絕緣是不可能的，只能改

變電橋回路的接地點(diǎn)。這

樣就產(chǎn)生了一種反接法的西林電橋2)反接法的西林電橋反接法西林電橋的接線現(xiàn)場的試品：難以實(shí)現(xiàn)屏蔽，故干擾較嚴(yán)重兩次測(cè)量法：消除或減小外

界電場影響的測(cè)試方法，是

采用兩次測(cè)量。第一次先調(diào)

電橋到平衡，測(cè)得tgδ?

和Cx′,

然后倒換試驗(yàn)變壓器原邊電源線的兩頭，即把試驗(yàn)電壓U的相位轉(zhuǎn)一個(gè)180°,C

、

,

十Cx”】Cx=(Cx,+Cx)/23)存在外界電磁場干擾時(shí)的測(cè)量然后再測(cè)得第二次的數(shù)值tgō?

和Cx”,可用下式計(jì)算得準(zhǔn)確的tgδ和Cx值。tgō=(Cx,tgō?

+C,tgō?

)西林電橋的基本回路CJ

磁場干擾時(shí)介損的測(cè)量檢流計(jì)正反接抗磁場干擾的原理：先設(shè)想當(dāng)無磁干擾時(shí)，調(diào)電橋到平衡，兩個(gè)測(cè)量臂的數(shù)值分別為R?

和G?

。如存在磁干擾時(shí)，調(diào)

節(jié)

電

橋

到

平

衡

，

兩

個(gè)

測(cè)

量

臂

的

數(shù)

值

分

別

為

(Ra+△Ra)和子現(xiàn)電勢(shì)，于使護(hù)指全原若范心產(chǎn)著有值高

，分由別于為其(R

R

)變和，(G

△如G

)調(diào)

電

橋

到

平

衡

，

兩

個(gè)

測(cè)量

臂

的當(dāng)檢流計(jì)正接時(shí)測(cè)得：

tgδ?=w(C?+△C?)R?當(dāng)檢流計(jì)反接時(shí)測(cè)得：

t

?)R?Cx?=C?

R?/(R?—

△R?)因無磁場干擾時(shí)：

tgδ=wC?

R?Cx=C?

R?/R?,故

可

得

：tgō=(tgδ,+tgǒ?)/2Cx=2CxiCx?/(Cx?+Gx?)G?)△△Rw(R?/δx?gC?—此

時(shí)?不值一則：

當(dāng)C?/C

越小，

C?中缺陷

(tg?

增大)在測(cè)整體的

時(shí)越難發(fā)現(xiàn)解決辦法是將整體絕緣分解后分部測(cè)量(如分別

對(duì)變壓器線國和套管的

tg?

進(jìn)行測(cè)量)4

)

測(cè)

量測(cè)量介損創(chuàng)

(1)絕緣受洱(2)

穿透性導(dǎo)

(3)絕緣內(nèi)含

(

4

)

老

化

劣

(5)

絕緣油肌測(cè)量介損不(1)非穿透性局部損壞(測(cè)介損時(shí)沒

(2)很小部分絕緣的老化劣化(3)個(gè)別的絕緣弱點(diǎn)例1:當(dāng)試品絕緣有兩種不同絕緣并聯(lián)組成局部放電)5)測(cè)量介損時(shí)的注意事項(xiàng)(1)盡可能地分部測(cè)試(2)與溫度的關(guān)系：不同溫度下的測(cè)量結(jié)果不能換算為進(jìn)行比較，要求在相同溫度條件下測(cè)試。(3)與電壓的關(guān)系：試驗(yàn)電壓過低，不易發(fā)現(xiàn)缺陷，

因接近工作電壓(4)表面泄漏要排除：加屏蔽環(huán)(5)抗干擾措施：屏蔽和接地要好(6)測(cè)量繞組絕緣時(shí)，應(yīng)將繞組首尾短接，避免電感和勵(lì)磁鐵損造成誤差4

局部放電的測(cè)量1)局部放電概念和特點(diǎn)2)測(cè)量局部放電的幾種方法3)局部放電的脈沖電流測(cè)量法4)脈沖電流法測(cè)PD的基本回路和檢測(cè)阻抗5

)

實(shí)

施PD測(cè)量的其它技術(shù)問題1)局部放電的概念和特點(diǎn)：局部放電的概念：Partial

Discharge簡稱為PD,指在一定外施電壓作用下，

電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣里面存在的弱點(diǎn)處發(fā)生的局部重復(fù)擊穿

和熄滅現(xiàn)象局部放電的危害：這種局部放電發(fā)生在一個(gè)或幾個(gè)絕緣內(nèi)部的缺陷中(如氣

隙或氣泡),因?yàn)樵谶@個(gè)很小的空間內(nèi)電場強(qiáng)度很大。雖

然其放電能量很小，在短時(shí)間內(nèi)對(duì)電氣設(shè)備的絕緣強(qiáng)度并不造成影響，但電氣設(shè)備在工作電壓下長期運(yùn)行時(shí)，局部

放電會(huì)逐步擴(kuò)大，并產(chǎn)生不良化合物，使絕緣慢慢地?fù)p壞，

日積月累，最后可導(dǎo)致整個(gè)絕緣被擊穿，發(fā)生電氣設(shè)備的突發(fā)性故障局部放電的特點(diǎn)：當(dāng)介質(zhì)內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)，伴隨著發(fā)生許

多現(xiàn)象。有些屬于電的：如電脈沖的產(chǎn)生，

介質(zhì)損耗的增大和電磁波放射；有些屬于非電的：如光、熱、噪音、氣體壓力的變化和

化學(xué)變化。局部放電的檢測(cè)：這些現(xiàn)象都可以用來判斷局部放電是否存

在，因此檢測(cè)的方法也可以分為電的和非電

的兩類A-

局部

放

電

源B-電磁波的傳播C-

高壓端的電壓下落D-

高壓端對(duì)地雜散電容的電場傳播

E-

流經(jīng)接地線電流信號(hào)

和磁場傳播2)測(cè)量局部放電的幾種方法電磁測(cè)量方法：PD

非電量法的檢測(cè)絕緣油的氣相色譜分析法：這項(xiàng)試驗(yàn)是通過檢

查電氣設(shè)備油樣內(nèi)所含的氣體組成的含量來判斷設(shè)備內(nèi)部的隱藏缺陷超聲波探測(cè)法：在電氣設(shè)備外壁放上由壓電元

件和前置放大器組成的超聲波探測(cè)器，用以探

測(cè)局部放電所造成的超聲波，從而了解有無局

部放電的發(fā)生，粗測(cè)其強(qiáng)度和發(fā)生的部位3)局部放電的脈沖電流測(cè)量法局部放電的三電容模型以三個(gè)電容來表征介質(zhì)內(nèi)部存在缺陷時(shí)的局部放電的機(jī)理Cg:

氣泡的電容；Cb:

和Cg相串聯(lián)部分的介質(zhì)電容；Cm:

其余大部分絕緣的電容CbCmCg

Cml

Cb(a)

(b)介質(zhì)內(nèi)部氣隙放電的三電容模型(a)具有氣泡的介質(zhì)剖面

(b)等值電路氣泡很小，

Cg

比Cb

大

，Cm

比Cg

大

很多電極間加上交流電壓u,

則Cg

上的電壓為ug

,例

如：Ug

=UCb/(Cg+Cb)

?mb

101p

pF則：Ug=ikV;U=100kVCCC(a)

(b)介質(zhì)內(nèi)部氣隙放電的三電容模型(a)具有氣泡的介質(zhì)剖面

(b)等值電路CmCbCmCgCbugCπubCbu局部放電機(jī)理Ug=UCb/(Cg+Cb)ug隨外加電壓u升高，當(dāng)u上升到Us瞬時(shí)值時(shí)

，ug

到

達(dá)Cg

的

放電電壓Ug,Cg

氣隙放電。于是Cg上的電壓一下子從Ug下

降到Ur,然后放電熄滅。Ur

叫做殘余電壓，它可以接近為

零值，也可以為小于Ug

(均絕對(duì)值)的其它值局部放電時(shí)氣隙中的電壓和電流的變化Ug

=UCb/(Cg+Cb)放電火花一熄滅，Gg

上的電壓將再次上升，由于此時(shí)Cg及Cb已經(jīng)有了一個(gè)初始的直流電壓，所以此后的ug

值不能直接用上式來表達(dá)，ug

值與上式表達(dá)的值在絕對(duì)值上要小

一

個(gè)(Ug—Ur)值。外加電壓仍在上升，Gg

上的電壓也順勢(shì)而上升，當(dāng)它再次升到Ug時(shí)

，Cg再次放電，電壓再次降到Ur,放電再次熄滅局部放電時(shí)氣隙中的電壓和電流的變化Gg上的電壓從Ug突變?yōu)閁r

(均絕對(duì)值)的

一

瞬間，

就是局部放電脈沖的形成的時(shí)刻，此時(shí)通過Cg有

一脈沖電流，局部放電時(shí)氣泡中的電壓和電流的

變化如圖所示局部放電時(shí)氣隙中的電壓和電流的變化真實(shí)放電量：

△qr=(Ug—Ur)[Cg+CmCb/(Cm+Cb)]≈U?C?(1kV*1pF=1000pC)

實(shí)際無法測(cè)量整體電壓降落：

△U=Cb(Ug-Ur)/(Cm+Cb)(0.01pF*1kV/100pF=0.1V)

可測(cè)視在放電量：

△q=△U{Cm+[CbCg/(Cb+Cg)]}=△UCm≈

U?C?(1kV*0.01pF=10pC)

可測(cè)視在放電量是局部放電試驗(yàn)中的重要參量，國際和國家標(biāo)準(zhǔn)中，

對(duì)于各類高壓設(shè)備的△q

的允許值均有所規(guī)定Ll(a)

(b)介質(zhì)內(nèi)部氣隙放電的三電容模型(a)

具有氣泡的介質(zhì)剖面

(b)等值電路CmCbCmCgCbW=△qr(Ug-Ur)/2=

△q(Cg+Cb)(Ug

-Ur)/(2

Cb)當(dāng)外施電壓由零上升到Us時(shí)

，Cg上的電壓為Ug,

即

Ug=UsCb/(Gg+Cb)可得W=△q-Us(Ug

-Ur)/(2Ug

)如Ur≈0,

則W≈△q·Us/2放電能量表征局部放電的基本參數(shù)，除了視在放電量△q

外，還有

一

次脈沖放電能量W放電重復(fù)率放電重復(fù)率N:

是表征PD

的另一個(gè)基本參數(shù)。因?yàn)樵诩訅?/p>

半周期內(nèi)能發(fā)生好幾個(gè)脈沖。所以定義一秒鐘內(nèi)產(chǎn)生的脈

沖數(shù)叫做放電重復(fù)率N,N

也是一個(gè)重要參量?？梢酝ㄟ^實(shí)驗(yàn)求得如果每半周內(nèi)的放電次數(shù)為n,

則N=2fn=100n局部放電時(shí)氣隙中的電壓和電

流的變

化局部放電的其它表示方法為了表征局部放電在一定期間內(nèi)的平均綜合效應(yīng)，

還

提

出了各種累積參數(shù)，如平均放電電流，放電功率等。有時(shí)還測(cè)量局部放電的起始放電電壓和熄滅電壓。以及放電電

流的時(shí)域表示法。局部放電的統(tǒng)計(jì)表示法(在線檢測(cè)常用):n-q-

中三維統(tǒng)計(jì)譜圖；

以及n-

中和q-

中兩維譜圖

等影

響

局

部

放

電

特

性

的

多

種

因

素

：

主要有

電壓的幅值電壓的波形和頻率、電壓的作用時(shí)間、環(huán)境的溫度及濕度

和氣壓等(A>t's)e6eiloA

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—positive

pulseφ9Q(V)1.00.8

0.60.40.20.02015b

105

010000.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.06080

100120

14016018020022024026028030032034036010010q(V)20n2040C404)脈沖電流法測(cè)PD

的基本回路和檢測(cè)阻抗三種基本測(cè)量回路試品通過Ck后與檢測(cè)阻抗并聯(lián)的回路試品與檢測(cè)阻抗相串聯(lián)的回路電橋平衡回路1、

周期性干擾：(1)連續(xù)的周期性干擾信號(hào)：如廣播，電力系統(tǒng)中的載波

通訊，手機(jī)通訊，高頻保護(hù)信號(hào)，諧波，工頻干擾等等，其波形一般是正弦形。(2)脈沖型周期性干擾信號(hào)：例如可控硅整流設(shè)備在可控

硅開閉時(shí)產(chǎn)生的脈沖干擾信號(hào)。其特點(diǎn)是該脈沖干擾周期性地出現(xiàn)在工頻的某相位上。2、脈沖型隨機(jī)干擾：高壓輸電線的電暈放電，相鄰電氣設(shè)備的內(nèi)部放電，以及雷電，開關(guān)繼電器的斷、合，電焊操作等無規(guī)律的隨機(jī)性干擾。旋轉(zhuǎn)電機(jī)電刷和滑環(huán)間

的電弧等。5

)

實(shí)

施PD測(cè)量的抗干擾問題抗干擾措施背景噪音決定最小可見視在放電量，亦即決定

測(cè)量系統(tǒng)的靈敏度，嚴(yán)重噪音將使局部放電測(cè)量無法進(jìn)行。目前常采用的抗干擾措施包括：軟硬件濾波；

平衡電路；差動(dòng)電路；相位鎖定或可移開窗；

統(tǒng)計(jì)法等。圖

中U1為最高額定線電壓UmU2為1.3Um3

或1

.

5Um

人3要求在1.3Um3

的U2值下，△q≤300pC或要求在1.5Um/√3

的U2值下，△q≤

500pC預(yù)加電壓測(cè)量PD試驗(yàn)：

國標(biāo)規(guī)定對(duì)220kV及以上的電力變

壓器必須做5

耐壓試驗(yàn)與預(yù)防性試驗(yàn)方法的特點(diǎn)總結(jié)1)交流耐壓2)直流耐壓3)雷電沖擊耐壓4)操作沖擊耐壓5)各種預(yù)防性試驗(yàn)方法的特點(diǎn)總結(jié)1)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(yàn)實(shí)施辦法：

電力設(shè)備預(yù)防性

試驗(yàn)規(guī)程

(DL/T

596)

已對(duì)各類設(shè)備的耐壓

值作出了規(guī)定。以電力變壓器為例，

當(dāng)大修而

全部更換繞組后，按出廠試驗(yàn)電壓值進(jìn)行試驗(yàn)。

在其它情況下，它們的耐壓值取出廠試驗(yàn)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(yàn)電壓值括號(hào)內(nèi)數(shù)值適用于不固定接地或經(jīng)小電抗接地系統(tǒng)2)直流耐壓直流耐壓：是直流電力設(shè)備的基本耐壓方式。對(duì)于交流電網(wǎng)中的長電力電纜等，在現(xiàn)場進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)常出現(xiàn)困難，因?yàn)殚L電纜的電容量較大。為了減小試驗(yàn)電源的試驗(yàn)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。直流耐壓基本上不會(huì)對(duì)絕緣造成殘留性損傷直流耐壓特點(diǎn)：與交流耐壓不同，直流耐壓無局部放電損傷：對(duì)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

交流時(shí)電壓按介電常數(shù)

E分布：電壓較多作用在油層上

直流時(shí)電壓按電阻系數(shù)

p

分布：

電壓較多作用在紙上紙的耐壓強(qiáng)度較高，所以電纜能耐受較高的直流電壓為了加強(qiáng)絕緣的考驗(yàn)，電纜的直流耐壓值規(guī)定得較高。盡管如此，對(duì)于使用在交流電網(wǎng)中的電纜，進(jìn)行直流耐壓對(duì)絕緣的考驗(yàn)不如交流耐壓接近實(shí)際。對(duì)電力電纜的直流耐壓持續(xù)時(shí)間為5分鐘，可同時(shí)進(jìn)行泄

漏電流的測(cè)量，加壓極性為負(fù)對(duì)電力變壓器絕緣的泄漏電流測(cè)試時(shí)所施加的直流電壓不

很高，可以認(rèn)為是非破壞性試驗(yàn)對(duì)電機(jī)絕緣進(jìn)行直流耐壓，也是發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷的重要方法3)雷電沖擊耐壓雷電沖擊耐壓用作為考驗(yàn)電力設(shè)備承受雷電過電壓的能力。對(duì)電力變壓器類試品不僅考驗(yàn)了

主絕緣，而且是考驗(yàn)縱絕緣的主要方法。只在

制造廠進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)，因?yàn)楸卷?xiàng)試驗(yàn)會(huì)造成絕

緣的

積累效應(yīng)，所以在規(guī)定的試驗(yàn)電壓下只施

加3次沖擊。對(duì)小變壓器是作為型式試驗(yàn)進(jìn)行的。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定額定電壓≥220kV

,容

量≥120MVA

的變壓器出廠時(shí)應(yīng)進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)。電力系統(tǒng)中的絕緣預(yù)防性試驗(yàn)，不進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)對(duì)主絕緣的耐受雷電過電壓的能力，

由交流耐

壓試驗(yàn)等值地承擔(dān)4)操作沖擊耐壓≥330kV

電力設(shè)備的出廠試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)。對(duì)變壓器進(jìn)行出廠試驗(yàn)時(shí)，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(jìn)行各個(gè)電

壓等級(jí)變壓器的耐壓試驗(yàn)時(shí)，可采用操作沖擊感應(yīng)耐壓方式來取代工頻耐壓試驗(yàn)。由于利用被試變壓器自身的電磁感應(yīng)作用來升高電壓，所以沖擊電源裝置電壓較低，整個(gè)裝備比較簡

單。因?yàn)楣ゎl耐壓試驗(yàn)本來是等值地代表雷電和操作過電壓的，所以從這個(gè)意義上來說，進(jìn)行操作沖擊耐壓試驗(yàn)是合理的。而且試驗(yàn)本身

不會(huì)在絕緣中產(chǎn)生殘留性損傷IEC76-3

和國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的操作沖擊波形IEC

1980

年76—3刊物對(duì)電力變壓器內(nèi)絕緣操作

波試驗(yàn)的波形，作出了下述規(guī)定，第一個(gè)半波極

性為負(fù)，視在波前時(shí)間Tf

不小于20μs,通常小于

250μs;

視在波長時(shí)間Tz不小于500μs,90%

峰

值持續(xù)時(shí)間Td

不小于200μs國家標(biāo)準(zhǔn)GB7449—87

文件對(duì)波形的規(guī)定，基本上根據(jù)上述

IEC文件，但明確了Tf應(yīng)為20μs～250μs,

反極性的峰值U?m≤0.5Um。

電力工業(yè)部的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T

596—19

96

規(guī)定的波形，基本上符合IEC標(biāo)準(zhǔn)，唯Tf

規(guī)定為不小于20μs,未作上限值的規(guī)定。因?yàn)楦袘?yīng)法產(chǎn)生的操作波，其Tf

常

會(huì)超過250μs。

若強(qiáng)行規(guī)定Tf不大于250μs,

波形上所迭加的高頻振蕩的幅值有可能會(huì)較高IEC76-3和國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的操作沖擊波形表中序號(hào)6和7兩項(xiàng)為破壞性試驗(yàn)，其它各項(xiàng)均屬于非破壞性試驗(yàn)5)各種預(yù)防性試驗(yàn)方法的特點(diǎn)總結(jié)各種預(yù)防性試驗(yàn)方法的特點(diǎn)1)tgδ

的在線監(jiān)測(cè)2)局部放電

(PD)

的在線監(jiān)測(cè)6

絕緣的在線監(jiān)測(cè)絕緣預(yù)防性試驗(yàn)是在電力設(shè)備處于離線情況下進(jìn)行的。離線監(jiān)測(cè)的缺點(diǎn)是：①

需停電進(jìn)行，而不少重要的電力設(shè)備不能輕易地停止運(yùn)

行；②只能周期性進(jìn)行而不能連續(xù)地隨時(shí)監(jiān)視，絕緣有可能

在診斷期間發(fā)生故障；③停電后的設(shè)備狀態(tài)，如作用電場及溫升等和運(yùn)行中不壓是很低的相符合，影響診斷的正確性。譬如前述的絕緣tgδ

檢測(cè)，采用電橋法時(shí)，

由于標(biāo)準(zhǔn)電容器的額定電壓的限制，