高电压技术1214

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1、电气设备绝缘试验综述电气设备绝缘试验综述 制造厂：制造厂：原材料的试验、制造过程的中间试验、产品的定型及出厂试验。原材料的试验、制造过程的中间试验、产品的定型及出厂试验。 使用场合：使用场合：安装后的交接试验、使用中的绝缘预防性试验安装后的交接试验、使用中的绝缘预防性试验一、绝缘缺陷形成原因一、绝缘缺陷形成原因1 1、制造时潜伏下的；、制造时潜伏下的；2 2、运行中在外界作用的影响下发展起来的（工作电压、运行中在外界作用的影响下发展起来的（工作电压/ /过电压过电压/ /大气大气/ /机机械力械力/ /热热/ /化学等）。化学等）。二、绝缘缺陷分类二、绝缘缺陷分类1 1、集中性缺陷、集中性缺陷

2、 悬式绝缘子的瓷质开裂、隔离开关绝缘局部磨损。悬式绝缘子的瓷质开裂、隔离开关绝缘局部磨损。2 2、分布性缺陷、分布性缺陷 电机、变压器、套管等绝缘中有机材料受潮、劣化、变质。电机、变压器、套管等绝缘中有机材料受潮、劣化、变质。电气设备绝缘试验综述电气设备绝缘试验综述三、绝缘试验分类三、绝缘试验分类1 1、绝缘特性试验、绝缘特性试验 也称非破坏性试验。也称非破坏性试验。 在较低的电压或是用其他不会损伤绝缘的办法来测量绝缘的各种特性，在较低的电压或是用其他不会损伤绝缘的办法来测量绝缘的各种特性，从而判断绝缘内部有无缺陷。从而判断绝缘内部有无缺陷。 特点：特点：（1 1）无破坏性；）无破坏性； （2

3、 2）综合分析；）综合分析；（3 3）能全面检查缺陷的性质和程度。）能全面检查缺陷的性质和程度。 2 2、耐压试验、耐压试验 也称破坏性试验。也称破坏性试验。 模仿设备绝缘在运行中可能出现的各种电压，对绝缘施加与之等价或更模仿设备绝缘在运行中可能出现的各种电压，对绝缘施加与之等价或更为严峻的电压，从而考验绝缘耐受这类电压的能力。为严峻的电压，从而考验绝缘耐受这类电压的能力。 特点：特点：（1 1）最有效；）最有效；（2 2）具有破坏性（）具有破坏性（在做耐压试验前必须先做特性试验在做耐压试验前必须先做特性试验）。）。电气设备绝缘预防性试验电气设备绝缘预防性试验一、绝缘电阻、吸收比的测量一、绝缘

4、电阻、吸收比的测量1 1、概述、概述 许多电气设备的绝缘都是多层的。许多电气设备的绝缘都是多层的。 多层介质的特性可以粗略地用双层介质多层介质的特性可以粗略地用双层介质模型来分析。模型来分析。 S S刚合上瞬间，电压按电容分配：刚合上瞬间，电压按电容分配： 此时介质此时介质1 1、2 2上的电压将逐渐过渡到按上的电压将逐渐过渡到按电阻分配。电阻分配。 达到稳态，此电流达到稳态，此电流 此时：此时：2112021210CCCUU,CCCUU )RR/(UI21g 21222111RRRUU,RRRUU 电气设备绝缘预防性试验电气设备绝缘预防性试验 如果如果U U11比比U U1010小，则过渡过

5、程中小，则过渡过程中C C1 1放放电，电，C C2 2进一步充电；反之则进一步充电；反之则C C2 2放电，放电，C C1 1充充电。电。 过渡过程中，电压过渡过程中，电压u u按下式由起始电压按下式由起始电压U U0 0逐渐过渡到稳态电压逐渐过渡到稳态电压U U ，即，即 由此可得由此可得 /t0e )UU(Uu 212121t/-2122112122t/-2112122111RRRRCCe )RRRCCCU(RRRUue )RRRCCCU(RRRUu ）（式中式中 电气设备绝缘预防性试验电气设备绝缘预防性试验 过渡过程中流过过渡过程中流过C C2 2的充电电流的充电电流 同时，流过同时，

6、流过R R2 2的电流的电流 流过外电路的电流流过外电路的电流 /t212211122222C2eRR)CC()CRCR(CUdtduCi /t2212111222122R2eR)RR)(CC()CRCR(URRURui /t2121221112221R2C2eRR)RR()CC()CRCR(URRUiii 电气设备绝缘预防性试验电气设备绝缘预防性试验 令令 故故 由上式可知，加上试验电压后，流过由上式可知，加上试验电压后，流过试品的电流由两部分组成：试品的电流由两部分组成：（1）传导电流）传导电流I Ig g，大小与试品总的绝缘，大小与试品总的绝缘电阻成反比；电阻成反比； （2）吸收电流）吸

7、收电流i ia a，其大小与试品绝缘的其大小与试品绝缘的均匀程度密切相关。均匀程度密切相关。agiIi /t21212211122a21geRR)RR()CC()CRCR(UiRRUI 电气设备绝缘预防性试验电气设备绝缘预防性试验 如果被试品绝缘严重受潮或是绝缘内部有集中性导电通道，则绝缘电阻值显如果被试品绝缘严重受潮或是绝缘内部有集中性导电通道，则绝缘电阻值显著降低，著降低， I Ig g将大大增加，将大大增加， i ia a将迅速衰减。将迅速衰减。 通常用吸收比通常用吸收比K K1 1来反映绝缘情况，有来反映绝缘情况，有 对被试品电容较大和不均匀的试品绝缘。若绝缘良好，则吸收现象甚明显，对

8、被试品电容较大和不均匀的试品绝缘。若绝缘良好，则吸收现象甚明显，K K1 1远大于远大于1 1；若绝缘受潮严重或是内部有集中性导电通道，；若绝缘受潮严重或是内部有集中性导电通道， I Ig g大增，大增， i ia a迅速衰减，且迅速衰减，且K K1 1接近于接近于1 1。 对大型电机，还采用对大型电机，还采用10min10min和和1min1min时绝缘电阻之比，即时绝缘电阻之比，即 极化指数极化指数15601R/RK 1102R/RK 电气设备绝缘预防性试验电气设备绝缘预防性试验2 2、绝缘电阻和吸收比的测量、绝缘电阻和吸收比的测量 用兆欧表（摇表）测量。用兆欧表（摇表）测量。 通过测量绝

9、缘电阻和吸收比可以判断通过测量绝缘电阻和吸收比可以判断试试品是否受潮和贯穿性缺陷。品是否受潮和贯穿性缺陷。 判别方法：判别方法：（1 1）同）同试验规程试验规程比较；比较；（2 2）横向比较；）横向比较；（3 3）纵向比较。）纵向比较。 测量注意事项：测量注意事项：（1 1）测量时，记录温度，进行换算；）测量时，记录温度，进行换算；（2 2）试验前后对试品充分放电；）试验前后对试品充分放电；（3 3）消除试品表面泄漏的影响。）消除试品表面泄漏的影响。电气设备绝缘预防性试验电气设备绝缘预防性试验二、泄漏电流的测量二、泄漏电流的测量 本质上也是测量绝缘电阻，只是所用本质上也是测量绝缘电阻，只是所用

10、的直流电压较高（的直流电压较高（10kV10kV），故发现一些），故发现一些尚未完全贯通的集中性缺陷，比兆欧表尚未完全贯通的集中性缺陷，比兆欧表更有效。更有效。 另外可以在升压过程中监视泄漏电流另外可以在升压过程中监视泄漏电流的增长动向。的增长动向。电气设备绝缘预防性试验电气设备绝缘预防性试验三、介质损失角正切值（三、介质损失角正切值（tantan）的测量）的测量1 1、 tantan测量的意义及原理测量的意义及原理 测量测量tantan可以发现出缺陷：可以发现出缺陷： 绝缘受潮，油或浸渍剂脏污或劣化变质，绝缘油中气隙放电。此时，绝缘受潮，油或浸渍剂脏污或劣化变质，绝缘油中气隙放电。此时，流过

11、绝缘的电流中有功分量增大，流过绝缘的电流中有功分量增大，tantan也加大。也加大。 tan tan 是反映绝缘功率损耗大小的特性参数，与绝缘的体积大小无关。是反映绝缘功率损耗大小的特性参数，与绝缘的体积大小无关。若绝缘内的缺陷不是分布性而是集中性，则若绝缘内的缺陷不是分布性而是集中性，则tantan有时反映就不灵敏。有时反映就不灵敏。 当被试品绝缘由不同的介质组成。当被试品绝缘由不同的介质组成。（1 1）不同的绝缘部分并联）不同的绝缘部分并联（2 2）不同的绝缘部分串联）不同的绝缘部分串联x2211x2222112222112x2p2C/ )tanCtanC(CU/ )tanCUtanCU(

12、tantanCUtanCUtanCUtanCUP 由由)C1C1/()tanC1tanC1(tanQ/Ptan212211ii 因因电气设备绝缘预防性试验电气设备绝缘预防性试验2 2、测量、测量tantan用的西林电桥用的西林电桥（1 1）西林电桥的工作原理）西林电桥的工作原理 电桥平衡：电桥平衡： 实部相等：实部相等： 虚部相等：虚部相等：44433N2xx13241CjR/11ZRZCj1Z,CjR/11ZZZZZ ，式中式中)RC1(RCRC242423N4x N24242242423xCRC)RC1(RR 电气设备绝缘预防性试验电气设备绝缘预防性试验 介质并联等值电路的介质损耗角正切介

13、质并联等值电路的介质损耗角正切 介质串联等值电路的介质损耗角正切介质串联等值电路的介质损耗角正切 综上综上 同时同时44xxRCRC1tan 44xxRCrktan ）（）（取取FCFC10RC100RCtan446318410000R44444 N341an23N4242423N4xCRR)tan1(RCR)RC1(RCRC 电气设备绝缘预防性试验电气设备绝缘预防性试验3 3、tantan测量的影响因素测量的影响因素（1 1）外界电磁场的干扰）外界电磁场的干扰（2 2）温度的影响）温度的影响（3 3）试验电压的影响）试验电压的影响（4 4）试验电容量的影响）试验电容量的影响（5 5）试品表面

14、泄漏的影响）试品表面泄漏的影响 电气设备绝缘预防性试验电气设备绝缘预防性试验四、局部放电的测量四、局部放电的测量1 1、局部放电的定义、局部放电的定义 在固体、液体介质中，由于杂质（水分在固体、液体介质中，由于杂质（水分、气泡、金属粒子）或毛刺的遭遇引起电、气泡、金属粒子）或毛刺的遭遇引起电场的严重畸变，在强场作用下，使得这些场的严重畸变，在强场作用下，使得这些部位的场强超过该处物质的电离场强，该部位的场强超过该处物质的电离场强，该处物质就产生电离放电，称局部放电。处物质就产生电离放电，称局部放电。2 2、测量与局部放电有关参数、测量与局部放电有关参数 局部放电起始电压和熄灭电压局部放电起始电

15、压和熄灭电压/ /每次放每次放电脉冲的放电电荷量电脉冲的放电电荷量/ /所定时间内的最大所定时间内的最大放电电荷量放电电荷量/ /每秒钟放电脉冲的发生频率每秒钟放电脉冲的发生频率/ /无线电干扰电压无线电干扰电压3 3、测量方法、测量方法（1 1）非电检测法（噪声）非电检测法（噪声/ /光光/ /化学分析）；化学分析）；（2 2）电气检测法（介质损耗法）电气检测法（介质损耗法/ /脉冲电流法）。脉冲电流法）。电气设备绝缘预防性试验电气设备绝缘预防性试验 电气设备绝缘预防性试验电气设备绝缘预防性试验五、电压分布的测量五、电压分布的测量 在工作电压的作用下，沿着绝缘介质在工作电压的作用下，沿着绝缘

16、介质结构的表面会有一定的电压分布。结构的表面会有一定的电压分布。 表面清洁，分布取决于绝缘本身的电表面清洁，分布取决于绝缘本身的电容和杂散电容。容和杂散电容。 表面染污受潮，分布取决于表面电导。表面染污受潮，分布取决于表面电导。 测量绝缘表面上的电压分布也能发现测量绝缘表面上的电压分布也能发现绝缘缺陷。绝缘缺陷。 以清洁的输电线路悬式绝缘子串电压以清洁的输电线路悬式绝缘子串电压分布为例。分布为例。（一）等值电路（一）等值电路 C CE E各元件对地电容；各元件对地电容； C CL L各元件与高压导线之间的电容。各元件与高压导线之间的电容。线路绝缘子串等值电路线路绝缘子串等值电路电气设备绝缘预防

17、性试验电气设备绝缘预防性试验（二）电压分布分析（二）电压分布分析1 1、只考虑对地电容、只考虑对地电容C CE E 2 2、只考虑各元件与高压导线间电容、只考虑各元件与高压导线间电容C CL L 3 3、综合、综合电气设备绝缘预防性试验电气设备绝缘预防性试验（三）解决方法（三）解决方法 为使绝缘子串上电压分布尽可能均匀。在绝缘子串与导线连接处设均为使绝缘子串上电压分布尽可能均匀。在绝缘子串与导线连接处设均压金具（或称保护金具）。压金具（或称保护金具）。 因这样可以增大因这样可以增大C CL L，有利于补偿，有利于补偿C CE E的影响。的影响。 一般只对电压大于一般只对电压大于220kV220kV的超高压线路的绝缘子加装均压金具。的超高压线路的绝缘子加装均压金具。电气设备绝缘预防性试验电气设备绝缘预防性试验