8 绝缘诊断与绝缘试验(1)

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1、高电压技术李卫国6010505213240310268lwglixi@tom.cpm第9讲电气设备的绝缘试验绝缘监测和诊断的基本概念绝缘电阻和泄漏电流的测量介质损耗角正切的测量局部放电的测量绝缘的在线监测一、绝缘检测和诊断的基本概念通过对绝缘的试验和各种特性的测量，了解并评估绝缘在运行过程中的状态，从而能早期发现故障的技术称为绝缘的检测和诊断技术绝缘的监测和诊断技术分类：1.按照对设备造成的影响程度分类（两类）非破坏性试验：包含的种类：绝缘电阻试验、介质损耗角正切试验、局部放电试验、绝缘油的气相色谱分析等破坏性试验，即耐压试验：包含的

2、种类：交流耐压试验、直流耐压试验、雷电冲击耐压试验及操作冲击耐压试验2.按照设备是否带电的方式分类（两类）离线：在离线的监测和诊断时，要求被试设备退出运行状态，通常是周期性间断地施行，试验周期由电力设备预防性试验规程（DL/T596）规定特点：可采用破坏性试验和非破坏性试验两种方式，两种方式是相辅相成的。耐压试验往往是在非破坏性试验之后才进行。缺点是对绝缘耐压水平的判断比较间接，尤其对于周期性的离线试验更不易判断准确在线：在线监测则是在被试设备处于带电运行的条件下，对设备的绝缘状况进行连续或定时的监测，通常是自动进行的特点：只能采用非破坏

3、性试验方式。由于可连续监测，除测定绝缘特性的数值外，还可分析特性随时间的变化趋势，从而显著提高了其判断的准确性二、绝缘电阻和泄漏电流的测量测量绝缘电阻与吸收比的工作原理测量绝缘电阻与吸收比的方法泄漏电流的测量1.测量绝缘电阻与吸收比的工作原理双层介质等值电路图吸收和泄漏电流及绝缘电阻的变化曲线吸收比K：加压60秒时的绝缘电阻与15秒时电阻之比值定义极化指数P：为加压10分钟时的绝缘电阻与1分钟时电阻之比值若绝缘内部有集中性导电通道，或绝缘严重受潮，则电阻R1、R2会显著降低，泄漏电流增加；同时，时间常数τ减小，吸收电流迅速衰减。即使绝缘部

4、分受潮，只要R1与R2中的一个数值降低，τ值也会大为减小，吸收电流仍会迅速衰减，由以上两个原因的共同作用，造成吸收比K（或极化指数P）的下降。不同绝缘状态下的绝缘电阻的变化曲线2.测量绝缘电阻与吸收比的方法兆欧表：现场仍较多采用带有手摇直流发电机的兆欧表，俗称摇表晶体管兆欧表：采用电池供电，晶体管振荡器产生交变电压，经变压器升压及倍压整流后输出直流电压兆欧表的电压：500、1000、2500、5000V等兆欧表的原理结构图例：用兆欧表测量电缆绝缘电阻用兆欧表测电缆绝缘电阻的接线图1－铅铠外皮2－绝缘3－导芯微安表直读法（两种接法）测量电力

5、变压器主绝缘泄漏电流的接线T1――调压器；T2――高压试验变压器；D――高压硅堆R――保护电阻；C――滤波电容；T――被试变压器3.泄漏电流的测量光电法光电法测泄漏电流的测量装置的原理方块图三、介质损耗角正切的测量西林电桥的基本原理存在外界电磁场干扰时的测量电流比较式电桥1.西林电桥的基本原理高压臂：代表试品的Z1；无损耗的标准电容C0，它以阻抗Z2作为代表。低压臂：处在桥箱体内的可调无感电阻R3，以Z3来代表；无感电阻R4和可调电容C4的并联，以Z4来代表保护：放电管P电桥平衡：检流计G检零屏蔽：消除杂散电容的影响西林电桥的基本回路电桥

6、的平衡条件：Z1/Z3=Z2/Z4串联等值回路tgδ=ωR4C4Cx=R4C0/R3并联等值回路tgδ=ωR4C4Cx=R4C0/[R3(1+tg2δ)]Cx：因为tg2极小，故两种等值电路的Cx相等西林电桥的基本回路屏蔽：杂散电容：高压引线与低压臂之间有电场的影响，可以看作其间有杂散电容Cs。由于低压臂的电位很低，Cx和C0的电容量很小，如C0一般只有50100pF，杂散电容Cs的引入，会产生测量误差。若附近另有高压源，其间的杂散电容Cs1会引入干扰电流iS，也会造成测量误差西林电桥的基本回路2.存在外界电磁场干扰时的测量电场干扰两

7、次测量法：第一次测得tg1和Cx，然后倒换试验变压器原边电源线的两头(试验电压U的相位转180)，测得第二次的数值tg2和Cx，可用下式计算得准确的tg和Cx值：西林电桥的基本回路检流计正反接抗磁场干扰的原理：设无磁干扰时，两个测量臂的数值分别为R3和C4；设存在磁干扰时，两个测量臂的数值分别为(R3+R3)和(C4+C4)；把检流计和电桥两臂相接的两端倒换一下，两个测量臂的数值将分别为(R3－R3)和(C4－C4)当检流计正接时测得：当检流计反接时测得：因无磁场干扰时：故可得：电桥的下臂主要是两个绕在同一环形铁心上的

8、线圈1和2，其匝数分别为N1和N2，两者绕向相同，流过经试品绝缘及标准电容C0过来的电流I1及I2后，分别会产生磁势。环形铁心上还绕有一个匝数为N3的第3线圈，在该线圈上接有指零仪表G。调节N