《高電壓技術(shù)》課件-第2章 高電壓下的絕緣評(píng)估及試驗(yàn)方法

第2章高電壓下的絕緣評(píng)估及試驗(yàn)方法2.1絕緣評(píng)估2.1絕緣評(píng)估【學(xué)習(xí)任務(wù)】了解高壓電氣設(shè)備的工作條件和對(duì)絕緣的基本要求，以便對(duì)電氣設(shè)備絕緣質(zhì)量和水平進(jìn)行正確的評(píng)估。電氣設(shè)備的造價(jià)和運(yùn)行的可靠性在很大程度上取決于電氣設(shè)備的絕緣。高壓設(shè)備能否安全運(yùn)行是由矛盾的兩個(gè)方面決定的，即作用在設(shè)備絕緣上的電壓和絕緣本身耐受電壓的能力。除了要考慮電壓的作用外，還應(yīng)分析機(jī)械力、溫度和大氣環(huán)境長(zhǎng)期侵蝕等因素對(duì)絕緣耐受電壓能力的影響。在考慮設(shè)備的絕緣時(shí)，必須了解設(shè)備運(yùn)行的全面情況，才能對(duì)絕緣提出合理要求，要求過高會(huì)使設(shè)備造價(jià)增加，要求過低會(huì)使設(shè)備運(yùn)行不可靠。2.1絕緣評(píng)估絕緣水平：設(shè)備耐受電壓能力的大小——絕緣水平，應(yīng)保證絕緣在最大工作電壓的持續(xù)作用下和過電壓短時(shí)作用下都能安全工作。在實(shí)際運(yùn)行中應(yīng)注意的事項(xiàng)：長(zhǎng)期作用在高壓設(shè)備上的電壓不得超過其最大工作電壓。

一、高壓設(shè)備的絕緣水平2.1絕緣評(píng)估檢驗(yàn)手段用雷電沖擊電壓模擬雷電過電壓進(jìn)行試驗(yàn)，以判斷絕緣的雷電沖擊絕緣水平。用短時(shí)工頻過電壓等效地進(jìn)行試驗(yàn)，判斷其絕緣水平的高低。在工頻運(yùn)行電壓、暫時(shí)過電壓下的絕緣性能以及在操作過電壓下的性能需用不同類型的試驗(yàn)予以檢驗(yàn)。在操作過電壓下的絕緣性能用沖擊試驗(yàn)檢驗(yàn)。一、高壓設(shè)備的絕緣水平2.1絕緣評(píng)估高壓設(shè)備的絕緣在承受電場(chǎng)作用的同時(shí)還可能受到外界的機(jī)械負(fù)荷、電動(dòng)力或機(jī)械振動(dòng)等作用。機(jī)械力的作用可能造成絕緣局部損壞，使絕緣的電氣強(qiáng)度大大降低，最終導(dǎo)致絕緣擊穿。例如：輸電線路的懸式絕緣子，隔離開關(guān)的支柱絕緣子，變壓器繞組等在運(yùn)行過程中會(huì)承受機(jī)械負(fù)荷。二、機(jī)械性能的要求2.1絕緣評(píng)估絕緣材料都有一定的耐熱能力，溫度過高會(huì)引起熱擊穿，導(dǎo)致絕緣能力喪失。有機(jī)絕緣材料在高溫下很容易氧化和分解，使絕緣性能劣化。因此，給絕緣規(guī)定一定的工作溫度。絕緣結(jié)構(gòu)中的絕緣材料常常是和金屬材料緊密結(jié)合在一起的，由于兩者的熱膨脹系數(shù)相差很大，當(dāng)溫度變化時(shí)，絕緣材料內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力。要求絕緣材料應(yīng)能承受溫度的變化。三、溫度和熱穩(wěn)定的要求2.1絕緣評(píng)估在戶外工作的絕緣應(yīng)能長(zhǎng)期耐受日照、風(fēng)沙、雨霧、冰雪等大氣因素的侵蝕。在高原地區(qū)運(yùn)行的電氣設(shè)備，必須考慮氣壓、溫度、濕度的改變對(duì)絕緣產(chǎn)生的影響。在特殊條件下工作的設(shè)備，應(yīng)根據(jù)具體情況，保證絕緣對(duì)各種有害因素有足夠的耐受能力。

四、化學(xué)穩(wěn)定性2.1絕緣評(píng)估2.1絕緣評(píng)估本節(jié)小結(jié)（1）絕緣評(píng)估設(shè)備耐受電壓能力的大小（持續(xù)最大工作電壓和短時(shí)過電壓）。檢驗(yàn)手段：模擬雷電沖擊過電壓、工頻耐壓等。（2）性能要求機(jī)械穩(wěn)定性的要求：機(jī)械負(fù)荷、電動(dòng)力和機(jī)械振動(dòng)等。溫度和熱穩(wěn)定性的要求：有機(jī)絕緣材料和絕緣子受溫度影響大?；瘜W(xué)穩(wěn)定性的要求：戶外、高原地區(qū)和特殊條件等。2.2絕緣劣化CompanyLogo2.2絕緣劣化【學(xué)習(xí)任務(wù)】了解高壓電氣設(shè)備的組成，熟悉絕緣缺陷和絕緣老化的概念，重點(diǎn)掌握表征絕緣劣化的特征量。電力設(shè)備的組成：導(dǎo)電材料、導(dǎo)磁材料、結(jié)構(gòu)材料、絕緣材料。電力設(shè)備在制造、運(yùn)輸、安裝和運(yùn)行過程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生絕緣缺陷，特別在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中，電力設(shè)備受到電場(chǎng)、熱場(chǎng)、機(jī)械應(yīng)力、化學(xué)腐蝕以及環(huán)境條件等影響，電力設(shè)備絕緣的品質(zhì)逐漸劣化，可能導(dǎo)致絕緣系統(tǒng)的破壞。一、電力設(shè)備2.2絕緣劣化集中性缺陷：缺陷集中于絕緣的某一個(gè)或幾個(gè)部分。發(fā)展速度快，具有較大的危險(xiǎn)性。二、絕緣缺陷分布性缺陷：指由于受潮,過熱，動(dòng)力負(fù)荷及長(zhǎng)時(shí)間過電壓作用導(dǎo)致的電氣設(shè)備整體絕緣性能下降。是一種普遍性的劣化，是緩慢演變而發(fā)展的。2.2絕緣劣化絕緣在各種因素的長(zhǎng)期作用下發(fā)生一系列的化學(xué)，物理變化，導(dǎo)致絕緣性能和機(jī)械性能等不斷下降，最終導(dǎo)致電力設(shè)備絕緣擊穿。老化可分為:電老化、熱老化、機(jī)械老化、環(huán)境老化。三、老化2.2絕緣劣化電老化熱老化機(jī)械老化環(huán)境老化電老化：在電場(chǎng)長(zhǎng)期作用下電力設(shè)備絕緣系統(tǒng)中發(fā)生的老化。熱老化：在熱的長(zhǎng)期作用下電力設(shè)備絕緣系統(tǒng)中發(fā)生的老化。機(jī)械老化：指固體絕緣系統(tǒng)在運(yùn)行過程中受到各種機(jī)械應(yīng)力的作用發(fā)生的老化。環(huán)境老化：指在水分、氧氣、陽(yáng)光輻射、化學(xué)塵埃等自然環(huán)境條件下和在高海拔地理?xiàng)l件下導(dǎo)致的絕緣系統(tǒng)表面老化，特別是當(dāng)有機(jī)高聚物表面沉積污穢后，在水和強(qiáng)電場(chǎng)的作用下將產(chǎn)生強(qiáng)烈的污穢放電，導(dǎo)致絕緣表面產(chǎn)生破壞。三、老化2.2絕緣劣化直接表征絕緣剩余壽命的特征量，如耐電強(qiáng)度，機(jī)械強(qiáng)度等。通過破壞性試驗(yàn)方法得到。間接表征絕緣剩余壽命的特征量，如絕緣電阻、介質(zhì)損失角正切、泄漏電流、局部放電量、油中氣體含量、水分含量。通過非破壞性試驗(yàn)得到。當(dāng)絕緣性能指標(biāo)達(dá)到某些極限值時(shí)，絕緣已不能在工作電壓下正常使用，其壽命達(dá)到使用極限，這些性能指標(biāo)稱為閾值或判據(jù)。四、表征絕緣劣化的特征量2.2絕緣劣化絕緣檢測(cè)就是通過各種不同的方法檢測(cè)電力設(shè)備的現(xiàn)有絕緣性能，即通過一些試驗(yàn)，測(cè)量表征絕緣性能的有關(guān)參數(shù)，把隱藏的缺陷檢查出來。目前，電力運(yùn)行部門和電力試驗(yàn)研究部門，對(duì)于運(yùn)行中的電力設(shè)備常采用定期檢測(cè)和在線監(jiān)測(cè)的方法，來判定絕緣系統(tǒng)的當(dāng)前性能。2.2絕緣劣化2.2絕緣劣化思考題（1）絕緣的缺陷可分為幾類？什么是絕緣的老化？答：絕緣缺陷可分為集中性缺陷和分布性缺陷兩類。絕緣的老化是指絕緣在各種因素的長(zhǎng)期作用下發(fā)生一系列的化學(xué)，物理變化，導(dǎo)致絕緣性能和機(jī)械性能等不斷下降，最終導(dǎo)致電力設(shè)備絕緣擊穿。2.2絕緣劣化本節(jié)小結(jié)（1）電力設(shè)備電力設(shè)備由導(dǎo)電材料、導(dǎo)磁材料、結(jié)構(gòu)材料和絕緣材料組成。絕緣材料的電氣性能和機(jī)械性能決定整個(gè)電氣設(shè)備的壽命。（2）絕緣缺陷集中性缺陷：集中在某一個(gè)或幾個(gè)部分。發(fā)展速度快，具有較大危險(xiǎn)性。分布性缺陷：由于受潮、過熱、動(dòng)力負(fù)荷及長(zhǎng)時(shí)間過電壓導(dǎo)致的絕緣性能下降。普遍性的劣化，緩慢演變而發(fā)展的。2.2絕緣劣化本節(jié)小結(jié)（3）老化電老化：電場(chǎng)長(zhǎng)期作用。熱老化：熱長(zhǎng)期作用。機(jī)械老化：機(jī)械應(yīng)力作用。環(huán)境老化：環(huán)境因素腐蝕。（4）表征劣化的特征量直接表征絕緣剩余壽命的特征量：耐電強(qiáng)度、機(jī)械強(qiáng)度等。間接表征絕緣剩余壽命的特征量：絕緣電阻、泄露電流和介損角正切值等。2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法【學(xué)習(xí)任務(wù)】1.了解絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的作用及分類；2.重點(diǎn)掌握絕緣電阻、泄露電流、介質(zhì)損失角正切值和耐壓等試驗(yàn)的測(cè)量方法。2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法（1）試驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)的區(qū)別試驗(yàn)依據(jù)已有的標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)際、國(guó)家、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）去驗(yàn)證產(chǎn)品或零部件或材料是否達(dá)標(biāo)。實(shí)驗(yàn)依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的條件和方法，然后操作，來觀測(cè)實(shí)驗(yàn)品能否達(dá)到期望（成功）的或未知的效果。2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法（2）電氣試驗(yàn)的分類型式試驗(yàn)出廠試驗(yàn)交接驗(yàn)收試驗(yàn)預(yù)防性試驗(yàn)大修試驗(yàn)2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法（2）電氣試驗(yàn)的分類型試試驗(yàn)：在按某種設(shè)計(jì)制造一個(gè)或多個(gè)樣品來確定該設(shè)計(jì)是否符合本標(biāo)準(zhǔn)的全部要求而進(jìn)行的試驗(yàn)。它是新產(chǎn)品鑒定中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。只有通過獨(dú)立檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)開展的型式試驗(yàn)，該產(chǎn)品才能正式投入生產(chǎn)。通用產(chǎn)品：型式試驗(yàn)的依據(jù)是產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。特種設(shè)備：型式試驗(yàn)是取得制造許可的前提，試驗(yàn)依據(jù)是型式試驗(yàn)規(guī)程或型式試驗(yàn)細(xì)則。2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法（2）電氣試驗(yàn)的分類出廠試驗(yàn)：電力設(shè)備生產(chǎn)廠家根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品技術(shù)條件規(guī)定的試驗(yàn)項(xiàng)目，對(duì)每臺(tái)產(chǎn)品所進(jìn)行的檢查試驗(yàn)。試驗(yàn)?zāi)康脑谟跈z查產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、工藝的質(zhì)量，防止不合格產(chǎn)品出廠。一般大容量重要設(shè)備（如發(fā)電機(jī)、大型變壓器）的出廠試驗(yàn)應(yīng)在使用單位人員監(jiān)督下進(jìn)行。每臺(tái)電力設(shè)備制造廠家應(yīng)出具齊全合格的出廠試驗(yàn)報(bào)告。2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法（2）電氣試驗(yàn)的分類交接驗(yàn)收試驗(yàn)：安裝部門對(duì)新投設(shè)備按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)品技術(shù)條件或《規(guī)程》規(guī)定進(jìn)行的試驗(yàn)。新設(shè)備在投入運(yùn)行前的交接驗(yàn)收試驗(yàn)，用來檢查產(chǎn)品有無缺陷，運(yùn)輸中有無損壞等。2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法（2）電氣試驗(yàn)的分類預(yù)防性試驗(yàn)：電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)是指設(shè)備投入運(yùn)行后，按一定的周期由運(yùn)行部門、試驗(yàn)部門進(jìn)行的試驗(yàn)，目的在于檢查運(yùn)行中的設(shè)備有無絕緣缺陷和其他缺陷。與出廠試驗(yàn)及交接驗(yàn)收試驗(yàn)相比，它主要側(cè)重于絕緣試驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目較少。絕緣試驗(yàn)：對(duì)電氣設(shè)備的絕緣按規(guī)定開展檢測(cè)試驗(yàn)工作；特性試驗(yàn)：把絕緣試驗(yàn)以外的試驗(yàn)統(tǒng)稱為特性試驗(yàn)。2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法（2）電氣試驗(yàn)的分類大修試驗(yàn)：檢修部門對(duì)大修設(shè)備按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)品技術(shù)條件或《規(guī)程》規(guī)定進(jìn)行的試驗(yàn)。大修后設(shè)備的試驗(yàn)用來檢查檢修質(zhì)量是否合格等。2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法（3）電氣預(yù)防性試驗(yàn)的資質(zhì)要求

承裝類承裝(修、試)電力設(shè)施許可證：承擔(dān)輸電、供電、受電電力設(shè)施的安裝、維修和試驗(yàn)。一級(jí)：所有電壓等級(jí)；二級(jí)：220千伏以下；三級(jí)：110千伏以下；四級(jí)：35千伏以下；五級(jí)：10千伏以下。電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)已成為保證現(xiàn)代電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的重要措施之一。這種試驗(yàn)除了在新設(shè)備投入運(yùn)行前在交接、安裝、調(diào)試等環(huán)節(jié)中進(jìn)行外，更多的是對(duì)運(yùn)行中的各種電氣設(shè)備的絕緣定期進(jìn)行檢查，以便及早發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷，及時(shí)更換或修復(fù)，防患于未然。2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法（4）絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的作用①絕緣特性試驗(yàn)（非破壞性試驗(yàn)）：試驗(yàn)電壓小于正常額定電壓。對(duì)設(shè)備的考驗(yàn)不夠嚴(yán)格，無積累效應(yīng)。特點(diǎn)是在較低的電壓下或者是用其他不會(huì)損傷絕緣的辦法來測(cè)量絕緣的各種特性，從而判斷絕緣內(nèi)部的缺陷。例如：絕緣電阻試驗(yàn)，泄露電流試驗(yàn)，局部放電試驗(yàn)，介質(zhì)損失角正切值試驗(yàn)，油中各種氣體含量試驗(yàn)。（5）絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的類型2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法②絕緣耐壓試驗(yàn)（破壞性試驗(yàn)）：試驗(yàn)電壓大于正常額定電壓，對(duì)設(shè)備的考驗(yàn)嚴(yán)格，有積累效應(yīng)。對(duì)電氣設(shè)備絕緣施加在運(yùn)行中可能受到的各種高電壓，從而考驗(yàn)絕緣耐受這類電壓的能力。例如：直流耐壓試驗(yàn)，交流耐壓試驗(yàn)，雷擊沖擊過電壓試驗(yàn)，操作過電壓耐壓試驗(yàn)。（5）絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的類型2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法絕緣電阻是一切電介質(zhì)和絕緣結(jié)構(gòu)的絕緣狀態(tài)最基本的綜合性特性參數(shù)。由于電氣設(shè)備中大多采用組合絕緣和層式結(jié)構(gòu)，故在直流電壓下均會(huì)有明顯的吸收現(xiàn)象，使外電路中出現(xiàn)一個(gè)隨時(shí)間而衰減的吸收電流。一、絕緣電阻和吸收比測(cè)量2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法1.絕緣電阻的測(cè)量作為最簡(jiǎn)單最常用的非破壞性試驗(yàn)。直流電壓作用介質(zhì)時(shí)，通過它的電流可包含三部分：泄漏電流、電容電流和吸收電流。用兆歐表去測(cè)量絕緣電阻變化：兆歐表內(nèi)直流電壓一定，故絕緣電阻與電流成反比。一、絕緣電阻和吸收比測(cè)量2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法1.絕緣電阻的測(cè)量當(dāng)被試品有貫穿性缺陷時(shí)，反映泄漏電流的絕緣電阻明顯下降，泄漏電流增大，吸收過程快，吸收現(xiàn)象不明顯。對(duì)于電容量大的設(shè)備，可利用吸收現(xiàn)象來測(cè)量它們的絕緣電阻隨時(shí)間的變化，以判斷絕緣狀況。一、絕緣電阻和吸收比測(cè)量2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法一、絕緣電阻和吸收比測(cè)量2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法手搖式兆歐表電子指針式兆歐表數(shù)顯式兆歐表兆歐表的類型兆歐表接線有:線路端子L(接被試品測(cè)量端)，接地端子E(接被試品接地端)，屏蔽端子G(接被試品屏蔽環(huán))。屏蔽環(huán)的作用：消除被試品表面泄露的影響。屏蔽環(huán)應(yīng)盡量靠近L端。(1)兆歐表的工作原理2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法被試絕緣子接于L與Ｅ間。在靠近L附近的被試品上用銅線繞幾匝作為屏蔽電極P，接到兆表屏蔽極G上。(1)兆歐表的工作原理2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法(1)兆歐表的工作原理2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法序號(hào)電氣設(shè)備電壓等級(jí)兆歐表量程1U＜500V500V，100MΩ2500V≤U＜3000V1000V，200MΩ33000V≤U2500V，10000MΩ能發(fā)現(xiàn)絕緣受潮或有集中性的導(dǎo)電通道。(2)作用2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法(3)接線(4)方法通常以加電壓后60秒測(cè)得的數(shù)值為該試品的絕緣電阻值。（一定時(shí)間內(nèi)）吸收比大小可反映絕緣干燥或受潮。k值大(大于或等于1.3)絕緣良好，吸收現(xiàn)象明顯；反之，絕緣受潮，吸收現(xiàn)象不明顯。2.吸收比的測(cè)量2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法由于吸收比是兩個(gè)絕緣電阻的比值，故與尺寸無關(guān)；若設(shè)備受潮嚴(yán)重，則絕緣電阻值顯著降低，傳導(dǎo)電流增加，吸收電流衰減迅速，使吸收比下降。(1)

吸收比按測(cè)絕緣電阻的方法測(cè)15秒和60秒時(shí)的電阻再按公式2.吸收比的測(cè)量2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法可求得k。(2)方法(3)注意事項(xiàng)被試品的電源及對(duì)外連線應(yīng)拆除，并充分放電。在接地端應(yīng)串聯(lián)刀閘開關(guān)，待轉(zhuǎn)速(約120r/min)穩(wěn)定時(shí)，開始讀數(shù)。對(duì)大容量試品，在測(cè)量結(jié)束前，必須把兆歐表從測(cè)量回路斷開，以免損壞兆歐表。兆歐表的線路端與接地端的引出線不要靠在一起。接高壓端的導(dǎo)線不可放在地上。測(cè)量結(jié)束后應(yīng)對(duì)被試品充分放電。記錄測(cè)量時(shí)的氣壓、溫度和濕度，以便校正。2.吸收比測(cè)量2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法測(cè)量絕緣電阻能有效地發(fā)現(xiàn)下列缺陷：總體絕緣質(zhì)量欠佳；絕緣受潮；兩極間有貫穿性的導(dǎo)電通道；絕緣表面情況不良。測(cè)量絕緣電阻不能發(fā)現(xiàn)下列缺陷：絕緣中的局部缺陷：如非貫穿性的局部損傷、含有氣泡、分層脫開等；絕緣的老化。一、絕緣電阻和吸收比測(cè)量2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法一、絕緣電阻和吸收比測(cè)量2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法（4）試驗(yàn)結(jié)果分析將所測(cè)得的絕緣電阻換算至同一溫度，進(jìn)行“三比較”，即與出廠、交接、歷年、大修前后和耐壓試驗(yàn)前后進(jìn)行比較，與同型設(shè)備進(jìn)行比較，與同一設(shè)備相間比較。比較結(jié)果均不應(yīng)有明顯的降低或較大差異。不論是絕緣電阻的絕對(duì)值或是吸收比都只是參考性的。如不滿足最低合格值，則絕緣中肯定存在某種缺陷。如已滿足最低合格值，也還不能肯定絕緣是良好的。有些絕緣，特別是油浸的或電壓等級(jí)較高的絕緣，即使有嚴(yán)重缺陷，用兆歐表測(cè)得的絕緣電阻值、吸收比，仍可能滿足規(guī)定要求。一、絕緣電阻和吸收比測(cè)量2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法泄露電流是表征絕緣材料性能的一個(gè)重要參數(shù)。在絕緣介質(zhì)的兩個(gè)電極之間施加直流電壓后，絕緣介質(zhì)內(nèi)部導(dǎo)電離子定向移動(dòng)形成的電阻性電流（一般為微安級(jí)）。

二、泄漏電流的試驗(yàn)2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法測(cè)量泄漏電流相比測(cè)量絕緣電阻可使用較高的電壓。泄漏電流能夠發(fā)現(xiàn)一些尚未完全貫通的集中性缺陷。原因：①加在試品上的直流電壓要比兆歐表的工作電壓高得多，故能發(fā)現(xiàn)兆歐表所不能發(fā)現(xiàn)的某些缺陷；②這時(shí)施加在試品上的直流電壓是逐漸增大的，這樣就可以在升壓過程中監(jiān)視泄漏電流的增長(zhǎng)動(dòng)向。二、泄漏電流的試驗(yàn)2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法1.試驗(yàn)原理絕緣設(shè)備施加直流高壓時(shí)，會(huì)流過泄漏電流，對(duì)于良好的絕緣，泄漏電流隨試驗(yàn)電壓U成直線上升，且數(shù)值較小(曲線1)。二、泄漏電流的試驗(yàn)2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法1.試驗(yàn)原理如絕緣中有集中性缺陷時(shí)，則泄漏電流在超過一定試驗(yàn)電壓時(shí)將劇烈增加，缺陷越嚴(yán)重，泄漏電流值發(fā)生劇增的試驗(yàn)電壓值愈低。二、泄漏電流的試驗(yàn)2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法(1)發(fā)現(xiàn)缺陷有效性高。所加電壓一般要比兆歐表電壓高，并可任意調(diào)節(jié)。(2)易判斷缺陷性質(zhì)。在泄露試驗(yàn)時(shí)，記下不同電壓下的泄露電流值并畫成曲線。根據(jù)曲線的形狀可判斷缺陷的性質(zhì)。(3)發(fā)現(xiàn)缺陷的靈敏度高。采用靈敏度很高的微安表測(cè)量，其刻度均勻，讀數(shù)精確。2.泄漏電流測(cè)量的特點(diǎn)2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法泄露試驗(yàn)需要由直流高壓設(shè)備供電，用微安表測(cè)量泄漏電流值。所用的直流高壓是將交流高壓經(jīng)高壓硅堆整流得到。3.試驗(yàn)接線2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法優(yōu)點(diǎn)：讀數(shù)方便安全。回路的高壓引線等對(duì)地的雜散電流以及高壓試驗(yàn)變壓器對(duì)地的泄露電流等都經(jīng)微安表，使讀數(shù)中包含被試品絕緣內(nèi)部泄露電流以外的電流，造成測(cè)量誤差。3.試驗(yàn)接線2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法被試品一極接地在實(shí)際測(cè)量中，如被試品一端不直接接地，則微安表可接在被試品與地之間。高壓引線的漏電流、保護(hù)電阻和試驗(yàn)變壓器的漏電流均直接流入變壓器的接地端，而不會(huì)流入微安表。3.試驗(yàn)接線2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法被試品對(duì)地絕緣為了避免高壓引線的電暈電流等經(jīng)過微安表，可采用屏蔽的方法，使微安表處于屏蔽罩內(nèi)，并用屏蔽線將微安表接到被試品的高壓端。缺點(diǎn)：微安表在高壓，操作不安全。3.試驗(yàn)接線2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法被試品額定電壓35kV及以下，施加10—30kV直流電壓。被試品額定電壓110kV及以上，施加40kV直流電壓。試驗(yàn)時(shí)，按每級(jí)0.5倍試驗(yàn)電壓分階段升高。每階段停留1min，讀微安表讀數(shù)即為泄漏電流。繪制泄漏電流與加壓時(shí)間、泄漏電流與試驗(yàn)電壓關(guān)系曲線后進(jìn)行分析。4.試驗(yàn)方法2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法在微安表表頭兩端并以開關(guān)S，以保護(hù)微安表。試驗(yàn)完畢，必須先將被試品上的剩余電荷放掉。試驗(yàn)小容量試品時(shí)，需接入濾波電容（0.1uF左右）以減小電壓脈動(dòng)。5.注意事項(xiàng)2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法泄露電流試驗(yàn)接線圖將測(cè)量的電流值換算到同一溫度下才能進(jìn)行比較。對(duì)于重要設(shè)備（如變壓器、發(fā)電機(jī)等），可作出電流隨時(shí)間變化的關(guān)系曲線和電流隨電壓變化的關(guān)系曲線進(jìn)行分析?，F(xiàn)行“標(biāo)準(zhǔn)”中對(duì)泄露電流有規(guī)定的設(shè)備，應(yīng)按是否符合規(guī)定值來判斷。對(duì)“標(biāo)準(zhǔn)”中無明確規(guī)定的設(shè)備，可以進(jìn)行同一設(shè)備各相互相比較、與歷年試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較、同型號(hào)的設(shè)備互相比較、視其變化來判斷。6.試驗(yàn)結(jié)果分析判斷2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法思考題（1）測(cè)量泄露電流時(shí)與測(cè)量絕緣電阻相比，有哪些異同？答：相同點(diǎn)：測(cè)量原理和適用范圍一樣；差異：測(cè)量泄露電流可使用較高的電壓（10kV及以上），因此能比測(cè)量絕緣電阻更有效的發(fā)現(xiàn)一些尚未貫穿的集中性缺陷。tanδ——絕緣介質(zhì)在交流電壓作用下，介質(zhì)中有功電流分量和無功電流分量的比值，一項(xiàng)反映絕緣內(nèi)功率損失大小的參數(shù)，對(duì)于均勻介質(zhì)，它反映單位體積介質(zhì)的介質(zhì)損失，與絕緣的尺寸、體積大小均無關(guān)。其數(shù)值越小，意味著絕緣的介質(zhì)損耗越小。通過測(cè)tanδ可反映出整個(gè)絕緣的分布性缺陷。三、介質(zhì)損失角正切值的測(cè)量2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法能發(fā)現(xiàn)的絕緣缺陷受潮穿透性導(dǎo)電通道絕緣內(nèi)含氣泡的游離，絕緣分層、脫殼絕緣有臟污、劣化老化小等值電容被試品存在嚴(yán)重局部缺陷不能發(fā)現(xiàn)的絕緣缺陷對(duì)非穿透的局部損傷則不易發(fā)現(xiàn)，并且被試絕緣體積越大，反映局部缺陷越不容易，故對(duì)尺寸較大的設(shè)備應(yīng)分解測(cè)試。三、介質(zhì)損失角正切值的測(cè)量2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法如果絕緣內(nèi)的缺陷不是分布性而是集中性的，則測(cè)tanδ就不靈敏，且被測(cè)試品的體積越大，就越不靈敏。原因：三、介質(zhì)損失角正切值的測(cè)量2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法若V2<<V1，則C2<<C1，得只有缺陷部分較大時(shí)，在整體tanδ中才明顯。對(duì)電機(jī)、電纜這類電器設(shè)備，由于運(yùn)行中的故障多為集中性缺陷發(fā)展所致，且設(shè)備體積很大，用測(cè)tanδ法的效果差。因此，通常對(duì)運(yùn)行中的電機(jī)、電纜等設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)，不做這項(xiàng)試驗(yàn)。對(duì)套管絕緣，tanδ試驗(yàn)是一項(xiàng)必不可少而且較有效的試驗(yàn)。在用tanδ法判斷絕緣狀況時(shí)，必須著重歷史的比較以及處于同樣運(yùn)行條件下的同類型其他設(shè)備的比較，即使tanδ未超過標(biāo)準(zhǔn)，但與過去比較有明顯增大時(shí)，就必須進(jìn)行處理，以免在運(yùn)行中發(fā)生事故。三、介質(zhì)損失角正切值的測(cè)量2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法在預(yù)防性試驗(yàn)中，常用西林電橋法試驗(yàn)，其中CN是無損標(biāo)準(zhǔn)空氣電容器，C4是可調(diào)電容，P是檢流計(jì)，R3是可調(diào)電阻，ZX是被試物阻抗三、介質(zhì)損失角正切值的測(cè)量2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法當(dāng)電橋平衡時(shí)：ZX/Z3=ZN/Z4依電橋平衡條件可得：由等式兩邊實(shí)部與虛部分別相等，得在儀器制造時(shí)，將R4的數(shù)值定為10000/π，那么（C4的單位為uF）三、介質(zhì)損失角正切值的測(cè)量2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法2.接線方式三、介質(zhì)損失角正切值的測(cè)量2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法正接線(1)正接線交流高電壓由被試品Zx的一端加入，電橋處于低壓端，操作比較安全方便。電橋內(nèi)部不受強(qiáng)電場(chǎng)干擾，準(zhǔn)確度較高。適用于被試品對(duì)地絕緣。2.接線方式三、介質(zhì)損失角正切值的測(cè)量2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法反接線(2)反接線由于絕大多數(shù)電氣設(shè)備的金屬外殼是直接放在接地底座上的，則被試品的一極是固定接地的。這時(shí)應(yīng)改用反接線法進(jìn)行測(cè)量。2.接線方式三、介質(zhì)損失角正切值的測(cè)量2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法反接線(2)反接線交流高電壓從電橋操作部分加入，操作電橋安全性差。電橋內(nèi)部易受強(qiáng)電場(chǎng)干擾，準(zhǔn)確度較差。適用于被試品對(duì)地必須連接的情況，應(yīng)用廣泛。調(diào)節(jié)R3、C4，使電橋平衡，即檢流計(jì)中的電流為零3.使用方法2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法tanδ=C4(μF)電橋本體必須加以屏蔽。被試品和無損標(biāo)準(zhǔn)電容器連到電橋本體的引線也要使用屏蔽導(dǎo)線。應(yīng)保持試品表面干燥、清潔，以消除表面泄露電流的影響。4.注意事項(xiàng)2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法將測(cè)量的tanδ換算到同一溫度下才能互相比較；對(duì)tanδ值進(jìn)行判斷的基本方法，除了與試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定值比較外，還要進(jìn)行同一設(shè)備各相相互比較、與歷年實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較、同型號(hào)的設(shè)備互相比較，視其變化來分析判斷。DL/T596-1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定，繞組的tanδ在20℃時(shí)不大于下列數(shù)值：330-500kV為0.6%；66-220kV為0.8%；35kV及以下為1.5%在比較時(shí)，除tanδ值以外，還應(yīng)注意Cx的變化情況。如有明顯的變化，可配合其他試驗(yàn)方法進(jìn)行綜合判斷。5.試驗(yàn)結(jié)果分析2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法非破壞性試驗(yàn)方法都是在較低電壓下進(jìn)行的，不如耐壓試驗(yàn)對(duì)設(shè)備的絕緣考驗(yàn)嚴(yán)格并能確定其絕緣水平。但通過非破壞性試驗(yàn)的結(jié)果，進(jìn)行全面對(duì)比分析，可判斷出被試設(shè)備的絕緣狀況與缺陷性質(zhì)。非破壞性試驗(yàn)方法對(duì)不同故障的有效性測(cè)絕緣電阻：可發(fā)現(xiàn)貫穿性受潮、臟污及導(dǎo)電通道等缺陷。測(cè)泄漏電流：比測(cè)絕緣電阻更靈敏的發(fā)現(xiàn)缺陷。測(cè)介損角正切值：能發(fā)現(xiàn)絕緣整體普遍劣化及大面積受潮。三、介質(zhì)損失角正切值的測(cè)量2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法思考題（1）介質(zhì)損失角正切值的測(cè)量接線有哪兩種？各適用在什么場(chǎng)合？答：正接線：適用于被試品對(duì)地絕緣；

反接線：適用于被試品對(duì)地必須連接的情況。絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的流程2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法根據(jù)DL/T596-1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定，試驗(yàn)流程如下：絕緣特性試驗(yàn)絕緣耐壓試驗(yàn)絕緣未見異常絕緣異常查明原因并消除絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的流程2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法對(duì)絕緣施加一個(gè)比工作電壓高得多的電壓進(jìn)行試驗(yàn)。在試驗(yàn)過程中可能引起設(shè)備絕緣的損壞，故又稱破壞性試驗(yàn)。為避免設(shè)備損壞，耐壓試驗(yàn)要在非破壞性試驗(yàn)后進(jìn)行，即在非破壞試驗(yàn)合格后方允許進(jìn)行。四、耐壓試驗(yàn)2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法工頻交流耐壓試驗(yàn)是檢驗(yàn)電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度的最有效和最直接的方法。它可用來確定電氣設(shè)備絕緣耐受電壓的水平，判斷電氣設(shè)備能否繼續(xù)運(yùn)行，是避免其在運(yùn)行中發(fā)生絕緣事故的重要手段。工頻耐壓試驗(yàn)時(shí)，對(duì)電氣設(shè)備絕緣施加比工作電壓高得多的試驗(yàn)電壓，這些試驗(yàn)電壓反映了電氣設(shè)備的絕緣水平。耐壓試驗(yàn)?zāi)軌蛴行У匕l(fā)現(xiàn)導(dǎo)致絕緣抗電強(qiáng)度降低的各種缺陷。1.工頻耐壓試驗(yàn)2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法作用：能確定電氣設(shè)備絕緣的耐受水平。工頻耐壓試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)：可準(zhǔn)確地考驗(yàn)絕緣的裕度，能有效地發(fā)現(xiàn)較危險(xiǎn)的集中性缺陷。交流耐壓試驗(yàn)重要缺點(diǎn)：對(duì)于固體有機(jī)絕緣，在較高的交流電壓作用時(shí)，會(huì)使絕緣中一些弱點(diǎn)更加發(fā)展（但在耐壓試驗(yàn)中還未導(dǎo)致?lián)舸?。試?yàn)本身就引起絕緣內(nèi)部的積累效應(yīng)。1.工頻耐壓試驗(yàn)2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法恰當(dāng)?shù)剡x擇合適的試驗(yàn)電壓值是一個(gè)重要問題一般耐壓試驗(yàn)的電壓值應(yīng)取得比出廠試驗(yàn)電壓低些。大修前發(fā)電機(jī)定子繞組的試驗(yàn)電壓取1.3～1.5倍額定電壓，對(duì)于運(yùn)行20年以上的發(fā)電機(jī)，取1.3倍額定電壓做試驗(yàn)，對(duì)與架空線路有直接連接的發(fā)電機(jī)要求用1.5倍額定電壓做耐壓試驗(yàn)。變壓器和互感器取出廠試驗(yàn)電壓的85%，其他高壓電器按出廠試驗(yàn)電壓的90%，絕緣子直接按出廠試驗(yàn)電壓做耐壓試驗(yàn)。1.工頻耐壓試驗(yàn)2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法試驗(yàn)接線圖1.工頻耐壓試驗(yàn)2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法實(shí)施方法：按規(guī)定的升壓速度提升作用在被測(cè)試品Cx上的電壓，直到等于所需的試驗(yàn)電壓U為止，這時(shí)開始計(jì)算時(shí)間。為了讓有缺陷的試品絕緣來得及發(fā)展局部放電或完全擊穿，達(dá)到U后還要保持一段時(shí)間（1min）。如果在此期間沒有發(fā)現(xiàn)絕緣擊穿或局部損傷（可通過聲響、分解出氣體、冒煙、電壓表指針劇烈擺動(dòng)、電流表指示急劇增大等異?，F(xiàn)象作出判斷）的情況，即可認(rèn)為該試品的工頻耐壓試驗(yàn)合格通過。1.工頻耐壓試驗(yàn)2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法電容效應(yīng)：進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，被試品一般均屬于電容性，試驗(yàn)變壓器在電容性負(fù)載下，由于電容電流在線圈上會(huì)產(chǎn)生漏抗壓降，使變壓器高壓側(cè)電壓發(fā)生升高現(xiàn)象。這時(shí)變壓器高壓側(cè)電壓高于按變比換算的電壓，而且低壓側(cè)與高壓側(cè)之間的電壓有相角差，如果試品的容抗一旦與試驗(yàn)變壓器的漏抗發(fā)生串聯(lián)電壓諧振，則電壓升高現(xiàn)象更為顯著。1.工頻耐壓試驗(yàn)2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法試品上工頻高壓的測(cè)量目前最常用的測(cè)量方法有：用測(cè)量球隙或峰值電壓表測(cè)量交流電壓的峰值，用靜電電壓表測(cè)量交流電壓的有效值（峰值電壓表和靜電電壓表還常與分壓器配合使用以擴(kuò)大儀表的量程）；為了觀察被測(cè)電壓的波形，也可從分壓器低壓側(cè)將輸出的被測(cè)信號(hào)送至示波器顯示波形。我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)把球隙作為測(cè)量工頻高壓的基本設(shè)備。裝置簡(jiǎn)單，能直接測(cè)出被測(cè)的量，有足夠的準(zhǔn)確度。1.工頻耐壓試驗(yàn)2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法（2）球隙測(cè)量工頻高壓球隙測(cè)量高壓的缺點(diǎn)通過放電才能進(jìn)行測(cè)量，放電使高壓回路突然短路，對(duì)設(shè)備和試品都不利。影響氣體放電的因素較多，掌握不好不易得到穩(wěn)定的結(jié)果。為使測(cè)量結(jié)果比較準(zhǔn)確，要求球隙周圍較大的空間內(nèi)無其他物體，使試驗(yàn)場(chǎng)地面積很大。1.工頻耐壓試驗(yàn)2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法注意事項(xiàng)球隙的選擇和布置

只有當(dāng)球電極之間的距離與球的直徑保持一定的比例時(shí)，才構(gòu)成稍不均勻電場(chǎng)，使放電分散性較小。根據(jù)被測(cè)電壓的大小選擇合適的球電極，通常要求S/D≤0.75，S為球電極間距離，D為球電極直徑。（2）球隙測(cè)量工頻高壓2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法注意事項(xiàng)大氣條件對(duì)放電的影響標(biāo)準(zhǔn)的球隙放電電壓是指標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下，即大氣壓力760mmHg(101.3kPa)，周圍氣溫20℃。球間隙周圍空氣的污染情況應(yīng)注意。使球隙放幾次電直到放電電壓達(dá)到穩(wěn)定值。測(cè)量一個(gè)電壓時(shí)，在球隙上連續(xù)放電三次，每次間隔不得少于1min，以三次放電電壓的算術(shù)平均值作為球隙放電電壓。（2）球隙測(cè)量工頻高壓2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法（2）球隙測(cè)量工頻高壓在使用中，通常由球隙放電時(shí)的球隙距離，在相應(yīng)的放電電壓表中查出標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的放電電壓值U0,同時(shí)由試驗(yàn)時(shí)的大氣條件算出δ值，由此可得實(shí)際測(cè)量時(shí)，球隙的放電電壓U=δU0，該電壓即為被測(cè)高壓值。1.工頻耐壓試驗(yàn)2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法試驗(yàn)?zāi)康模涸囼?yàn)接線與方法同直流泄露電流試驗(yàn)，但應(yīng)持續(xù)加壓一段時(shí)間（5-10min）。用于考驗(yàn)絕緣的耐電強(qiáng)度，能有效的發(fā)現(xiàn)電機(jī)端部、電纜等的氣泡、紙絕緣損傷和包扎缺陷。2.直流耐壓試驗(yàn)2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法直流高壓能反映設(shè)備受潮、劣化和局部缺陷等多方面的問題。它和交流耐壓試驗(yàn)相比主要有以下特點(diǎn)：①試驗(yàn)設(shè)備可以做得比較輕巧，適合于現(xiàn)場(chǎng)預(yù)防性試驗(yàn)的要求。②在試驗(yàn)時(shí)可以同時(shí)測(cè)量泄漏電流，觀察絕緣內(nèi)部集中性缺陷。③直流耐壓試驗(yàn)比之交流耐壓試驗(yàn)更能發(fā)現(xiàn)電機(jī)端部的絕緣缺陷。④在直流高壓下，局部放電較弱。2.直流耐壓試驗(yàn)2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法直流耐壓試驗(yàn)對(duì)絕緣損傷較小，因此加壓時(shí)間可以較長(zhǎng)，一般采用5～10分鐘。不足：對(duì)絕緣的考驗(yàn)不如交流下接近實(shí)際和準(zhǔn)確。試驗(yàn)電壓值：發(fā)電機(jī)定子繞組取2～2.5倍額定電壓；電力電纜10kV及以下取5～6倍額定電壓，35kV取4～5倍額定電壓，35kV及以上的則取3倍額定電壓。直流高壓的測(cè)量，可以用球隙、靜電電壓表進(jìn)行。2.直流耐壓試驗(yàn)2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法2.3絕緣評(píng)估的試驗(yàn)方法思考題

經(jīng)驗(yàn)值(1)工頻耐壓試驗(yàn)和直流耐壓試驗(yàn)的優(yōu)、缺點(diǎn)是什么？答：工頻耐壓優(yōu)點(diǎn)：可準(zhǔn)確地考驗(yàn)絕緣的裕度，能有效地發(fā)現(xiàn)較危