1、 第四第四章章 电气设备电气设备的的绝缘试验绝缘试验 n电气设备的绝缘在制造、运输和运行等过程中都电气设备的绝缘在制造、运输和运行等过程中都可能形成各种各样的缺陷，这些缺陷会导致绝缘可能形成各种各样的缺陷，这些缺陷会导致绝缘的电气强度降低，从而使电气设备在投运或运行的电气强度降低，从而使电气设备在投运或运行过程中发生绝缘击穿事故。过程中发生绝缘击穿事故。n为了检验电气设备绝缘的耐电强度，了解绝缘缺为了检验电气设备绝缘的耐电强度，了解绝缘缺陷的性质和发展程度，需要在各环节上对电气设陷的性质和发展程度，需要在各环节上对电气设备的绝缘进行试验，如出厂时要进行备的绝缘进行试验，如出厂时要进行出厂试验出
2、厂试验，安装后投运前要进行安装后投运前要进行交接试验交接试验，运行过程中还要，运行过程中还要进行进行预防性试验。预防性试验。n绝缘的缺陷一般可分成两类：一类是绝缘的缺陷一般可分成两类：一类是集中性集中性的或的或称为局部性的缺陷；另一类是称为局部性的缺陷；另一类是分布性分布性的或称为整的或称为整体性的缺陷。体性的缺陷。概述概述n绝缘试验的分类绝缘试验的分类 绝缘特性试验（非破坏性试验）：绝缘特性试验（非破坏性试验）：在较低电在较低电压下或用其它不会损伤绝缘的方法测量绝缘的各压下或用其它不会损伤绝缘的方法测量绝缘的各种特性，判断绝缘内部的缺陷情况。种特性，判断绝缘内部的缺陷情况。主要试验项目主要试
3、验项目：绝缘电阻试验、泄漏电流试：绝缘电阻试验、泄漏电流试验、介质损耗角正切试验、局部放电试验等。验、介质损耗角正切试验、局部放电试验等。耐压试验（破坏性试验）：耐压试验（破坏性试验）：在绝缘上施加规在绝缘上施加规定的比正常运行电压高的多试验电压，来考核设定的比正常运行电压高的多试验电压，来考核设备的电压耐受能力和绝缘水平。耐压试验对绝缘备的电压耐受能力和绝缘水平。耐压试验对绝缘的考验严格，能保证绝缘具有一定的绝缘水平或的考验严格，能保证绝缘具有一定的绝缘水平或裕度；缺点是可能在试验时给绝缘造成一定的损裕度；缺点是可能在试验时给绝缘造成一定的损伤。伤。主要试验项目主要试验项目：交流耐压试验、直
4、流耐压试：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。验、雷电冲击耐压试验及操作冲击耐压试验。第一节第一节 绝缘电阻和吸收比的测量绝缘电阻和吸收比的测量 一、兆欧表的工作原理和接线一、兆欧表的工作原理和接线l绝缘电阻为电介质电导的倒数，按照电介质的绝缘电阻为电介质电导的倒数，按照电介质的等值电路，测量绝缘电阻时应在绝缘上施加直等值电路，测量绝缘电阻时应在绝缘上施加直流电压。现场普遍采用兆欧表来进行绝缘电阻流电压。现场普遍采用兆欧表来进行绝缘电阻的测量。的测量。l摇表：带有手摇直流发电机的兆欧表，俗称摇摇表：带有手摇直流发电机的兆欧表，俗称摇表。表。l 兆欧表的结构和工作原理
5、兆欧表的结构和工作原理 接线图如图所示，其内部主要由两部分组成：接线图如图所示，其内部主要由两部分组成：一部分为直流电源，另一部分为测量机构。一部分为直流电源，另一部分为测量机构。兆欧表的外部有三个接线端子：线路端子兆欧表的外部有三个接线端子：线路端子L L，接，接地端子地端子E E和屏蔽端子和屏蔽端子G G，被试绝缘接在，被试绝缘接在L L和和E E之间。之间。通过转动手摇发电通过转动手摇发电机转轴，产生直流电压机转轴，产生直流电压U 后，流过电压、电流后，流过电压、电流线圈线圈L LV V和和L LA A的电流分别的电流分别为为VVUIRAAxUIRRVVVAAA()()MI FMI F在
6、两线圈上产生的转动力矩分别为在两线圈上产生的转动力矩分别为由于两线圈的绕向相反，所以由于两线圈的绕向相反，所以 MV和和MA 的方向相的方向相反，平衡时反，平衡时MV=MA VAXXAV()()()IRRffF RIR G端子的应用：端子的应用：为消除表面电阻，可在靠近为消除表面电阻，可在靠近L端的绝缘表面加端的绝缘表面加一屏蔽环，如图所示，并将其与兆欧表的一屏蔽环，如图所示，并将其与兆欧表的G端子端子相连。此时表面电相连。此时表面电流将不通过电流线流将不通过电流线圈，而直接通过圈，而直接通过G端子流入兆欧表电端子流入兆欧表电源的负极，故测出源的负极，故测出的绝缘电阻为绝缘的绝缘电阻为绝缘的体
7、电阻，不包含的体电阻，不包含绝缘的表面电阻。绝缘的表面电阻。二、绝缘电阻和吸收比的测量方法二、绝缘电阻和吸收比的测量方法l在电气设备的绝缘上加上直流电压后，流过绝缘的在电气设备的绝缘上加上直流电压后，流过绝缘的电流要经过一个过渡过程才达到稳态值，故绝缘电电流要经过一个过渡过程才达到稳态值，故绝缘电阻也要经过一定的时间才能达到稳定值。阻也要经过一定的时间才能达到稳定值。l通常规定通常规定加压加压60s60s时所测得的数值为被试绝缘的绝时所测得的数值为被试绝缘的绝缘电阻缘电阻。l试验时可先将兆欧表的试验时可先将兆欧表的E E端子与被试绝缘的一端端子与被试绝缘的一端(通通常为接地端常为接地端)相连，
8、然后驱动兆欧表达额定转速，相连，然后驱动兆欧表达额定转速，用绝缘工具将兆欧表的用绝缘工具将兆欧表的L L端子的引出线与被试绝缘端子的引出线与被试绝缘的另一端相连，同时记录时间，读取的另一端相连，同时记录时间，读取60s60s时的绝缘时的绝缘电阻。电阻。对电容量较小的被试品来说，对电容量较小的被试品来说，60s60s时的绝缘电时的绝缘电阻就等于绝缘电阻的稳态值。阻就等于绝缘电阻的稳态值。l吸收比吸收比是指被试品加压是指被试品加压60s60s时的绝缘电阻时的绝缘电阻R R6060与加与加压压15s15s时的绝缘电阻时的绝缘电阻R R1515之比。之比。l吸收比也可用来判断绝缘的状况：吸收比也可用来
9、判断绝缘的状况：如右图所示的多层介质，如右图所示的多层介质，绝缘良好时存在明显的吸收现绝缘良好时存在明显的吸收现象，绝缘电阻达到稳态值所需象，绝缘电阻达到稳态值所需的时间较长，稳态电阻值也高，的时间较长，稳态电阻值也高，此时吸收比远大于此时吸收比远大于1。当绝缘中存在贯穿性的导当绝缘中存在贯穿性的导电通道或是严重受潮时，绝缘电通道或是严重受潮时，绝缘电阻达到稳态值所需的时间大电阻达到稳态值所需的时间大大缩短，稳态值也低，此时吸大缩短，稳态值也低，此时吸收比接近于收比接近于1。l吸收比与绝缘电阻的不同之处：吸收比与绝缘电阻的不同之处：吸收比是同一被试品的两个绝缘电阻之比，吸收比是同一被试品的两个
10、绝缘电阻之比，和被试品绝缘的尺寸无关，同类设备的吸收比可和被试品绝缘的尺寸无关，同类设备的吸收比可制定同样的判断标准。制定同样的判断标准。绝缘电阻与被试品绝缘的尺寸有关，即使是绝缘电阻与被试品绝缘的尺寸有关，即使是同类设备，其他条件都相同但型号不同时，绝缘同类设备，其他条件都相同但型号不同时，绝缘电阻也不相同，所以只有同型号设备间的绝缘电电阻也不相同，所以只有同型号设备间的绝缘电阻相比较才有意义。阻相比较才有意义。三、测量时注意的几个问题三、测量时注意的几个问题l应选用合适电压等级的兆欧表。常用的兆欧表的应选用合适电压等级的兆欧表。常用的兆欧表的额定电压有额定电压有500、1000、2500V
11、等几种。等几种。对额定电压为对额定电压为1000V以上的电气设备，用以上的电气设备，用2500V兆欧表测量，其量程一般不低于兆欧表测量，其量程一般不低于10000M，对额定电压为对额定电压为1000V以下的电气设备，用以下的电气设备，用500V或或1000V兆兆欧表测量。欧表测量。l测量前要断开被试品的电源及被试品与其他设备的测量前要断开被试品的电源及被试品与其他设备的连线，并对被试品进行充分的放电。连线，并对被试品进行充分的放电。l读取数值后，应先断开兆欧表与被试品的连线，然读取数值后，应先断开兆欧表与被试品的连线，然后再将兆欧表停止运转，以免被试品的电容上所充后再将兆欧表停止运转，以免被试
12、品的电容上所充的电荷经兆欧表放电而损坏兆欧表。的电荷经兆欧表放电而损坏兆欧表。l测量时应记录当时的温度，以便进行温度换算。测量时应记录当时的温度，以便进行温度换算。四、测量结果的分析判断四、测量结果的分析判断l测量绝缘电阻和吸收比能发现绝缘中的贯穿性导电测量绝缘电阻和吸收比能发现绝缘中的贯穿性导电通道、受潮、表面脏污等缺陷。但不能发现绝缘中通道、受潮、表面脏污等缺陷。但不能发现绝缘中的局部损伤、裂缝、分层脱开、内部含有气隙等局的局部损伤、裂缝、分层脱开、内部含有气隙等局部缺陷部缺陷。l在绝缘电阻试验中，绝缘电阻的大小与绝缘材料的在绝缘电阻试验中，绝缘电阻的大小与绝缘材料的结构、体积等有关，与所
13、用的兆欧表的电压高低有结构、体积等有关，与所用的兆欧表的电压高低有关，还与大气条件有关，因此，不能简单的用绝缘关，还与大气条件有关，因此，不能简单的用绝缘电阻的大小来判断绝缘的好坏。电阻的大小来判断绝缘的好坏。l对测量结果可换算至同一温度下再与规程给出的参对测量结果可换算至同一温度下再与规程给出的参考值相比较，其值应不小于规程规定的数值。也可考值相比较，其值应不小于规程规定的数值。也可以与出厂、交接及历年的试验值相比较，或与同型以与出厂、交接及历年的试验值相比较，或与同型设备的试验值相比较，比较结果不应出现明显的降设备的试验值相比较，比较结果不应出现明显的降低，否则应查明原因。低，否则应查明原
14、因。第二节第二节 泄漏电流的测量泄漏电流的测量n测量泄漏电流与测量绝缘电阻在原理上是相同的，测量泄漏电流与测量绝缘电阻在原理上是相同的，不同的只是测量泄漏电流时所用的直流电压较高，不同的只是测量泄漏电流时所用的直流电压较高，能发现一些用兆欧表测量绝缘电阻所不能发现的缺能发现一些用兆欧表测量绝缘电阻所不能发现的缺陷，如尚未贯通两电极的集中性缺陷。陷，如尚未贯通两电极的集中性缺陷。左图为发电机的绝缘在左图为发电机的绝缘在不同状态下的泄漏电流与所不同状态下的泄漏电流与所加直流电压的关系加直流电压的关系 曲线曲线1 1：绝缘良好；曲线：绝缘良好；曲线2 2：绝缘受潮；曲线：绝缘受潮；曲线3 3：绝缘：
15、绝缘中有集中性缺陷；曲线中有集中性缺陷；曲线4 4：绝：绝缘有危险的集中性缺陷。缘有危险的集中性缺陷。一、试验接线一、试验接线l微安表位于高压侧微安表位于高压侧:适合于被试绝缘一适合于被试绝缘一极接地的情况。极接地的情况。需将微安表及其到需将微安表及其到被试品的高压引线被试品的高压引线屏蔽起来。屏蔽起来。l微安表位于低压侧微安表位于低压侧:要求被试绝缘的两要求被试绝缘的两极都不能接地，仅极都不能接地，仅适合于那些接地端适合于那些接地端可与地分开的电气可与地分开的电气设备。设备。二、微安表的保护二、微安表的保护l并联于微安表两端的开关，用来短接微安表，只在并联于微安表两端的开关，用来短接微安表，
16、只在读数时打开。读数时打开。l电容电容C和放电管和放电管F用来分流被试品击穿时的短路电流，用来分流被试品击穿时的短路电流，电容的存在除具有分流高频电流的作用外，还可使电容的存在除具有分流高频电流的作用外，还可使放电管两端电压上升陡度降低，有利于放电管达到放电管两端电压上升陡度降低，有利于放电管达到击穿电压时能及时动作。击穿电压时能及时动作。l 电阻电阻R用来产生电压，使流用来产生电压，使流 过微安表的电流达到一定值过微安表的电流达到一定值 时放电管击穿。时放电管击穿。R的阻值一的阻值一 般选为流过它的电流为微安般选为流过它的电流为微安 表的满刻度值时，其上的电表的满刻度值时，其上的电 压等于放
17、电管的击穿电压。压等于放电管的击穿电压。三、试验结果的分析判断三、试验结果的分析判断l与绝缘电阻一样，测量出泄漏电流后也要经过比与绝缘电阻一样，测量出泄漏电流后也要经过比较才能判断绝缘的状况，比较时也必须换算到同较才能判断绝缘的状况，比较时也必须换算到同一温度下。一温度下。l对某些设备，其泄漏电流值试验规程中有明确的对某些设备，其泄漏电流值试验规程中有明确的规定，这时应根据测量值是否小于规定值来判断规定，这时应根据测量值是否小于规定值来判断绝缘的状况。对试验规程中没有明确规定泄漏电绝缘的状况。对试验规程中没有明确规定泄漏电流值的设备，可与历年试验结果比较；与同型设流值的设备，可与历年试验结果比
18、较；与同型设备比较；同一设备各相间相互比较，视泄漏电流备比较；同一设备各相间相互比较，视泄漏电流的变化情况作出绝缘状况判断。的变化情况作出绝缘状况判断。第三节第三节 介质损失角正切的测量介质损失角正切的测量n介质损失角正切介质损失角正切tan是反映交流电压下绝缘功率是反映交流电压下绝缘功率损耗大小的特性参数损耗大小的特性参数。通过测量通过测量tan可发现绝缘可发现绝缘中存在的一系列分布性缺陷中存在的一系列分布性缺陷。正接法正接法 一、用高压西林电桥测一、用高压西林电桥测 量量tan的原理的原理l 正接法桥体处于低压侧，正接法桥体处于低压侧，操作时比较安全，但这种操作时比较安全，但这种 接线要求
19、被试品的两极均接线要求被试品的两极均 对地绝缘。对地绝缘。l反接法适合于被试品一极接地的情况，是现场应反接法适合于被试品一极接地的情况，是现场应用较多的一种接线方式，但此时桥体处于高压侧，用较多的一种接线方式，但此时桥体处于高压侧，为保证调节为保证调节R3 3、C4 4时的人身安全，桥体本身的绝时的人身安全，桥体本身的绝缘必须是合格的。缘必须是合格的。反接法反接法 （一）测量原理：（一）测量原理：以正接法为例。电以正接法为例。电 桥平衡时桥平衡时 Z1/Z3=Z2/Z4可求得：可求得：44x1tanxC RC R44NN23311tanxRRCCCRR取取R4=104/，=100则有则有464
20、4410tan10010(FCC C以 计）44=FC C（以计）所以电桥平衡时所以电桥平衡时 的微法数即为被试品的的微法数即为被试品的tan 值值。由上可知，利用西林电桥还可测出被试品的电容由上可知，利用西林电桥还可测出被试品的电容Cx。图示为外界电源与被试品高压电极间存在电容耦图示为外界电源与被试品高压电极间存在电容耦合引起电场干扰的示意图。干扰电流合引起电场干扰的示意图。干扰电流 流过流过R3，使，使xI流过流过R3 的电流由的电流由无干扰时的无干扰时的 变为变为 -，引，引起起 发生变发生变化，从而导致误化，从而导致误差。差。IxIIDAU （二）测量过程中的干扰及消除措施（二）测量过
21、程中的干扰及消除措施 1、电场干扰、电场干扰l 无论有无干扰，电桥平衡时都满足无论有无干扰，电桥平衡时都满足 ，的相角与流过的相角与流过 R3的电流的相角相同，的电流的相角相同，的的 相角与流过相角与流过 R4的电流的相角相同的电流的相角相同。DADBUUDAUDBU无电场干扰时电桥平衡的向量图如下：无电场干扰时电桥平衡的向量图如下：DAUDBUl 调节调节R3 实际上是改变实际上是改变 的大小，调节的大小，调节C4时时 的大小虽有一些变化，但主要改变的是的大小虽有一些变化，但主要改变的是 相角。相角。DBU有电场干扰时电桥平衡的向量图如下：有电场干扰时电桥平衡的向量图如下：使干扰使干扰 电流
22、与电流与 同相或反相，则同相或反相，则R3流过的流过的电流电流 与与 的夹角为零，有无干扰测得的的夹角为零，有无干扰测得的tan是相同的。是相同的。IXIXIXI 测量时在电源为正、反相下各进行一次测测量时在电源为正、反相下各进行一次测量，电源反相时相当于电源的相位不变而将干扰量，电源反相时相当于电源的相位不变而将干扰电流反相，电流反相，向向量图如下图：量图如下图：消除或减小电场干扰的措施：消除或减小电场干扰的措施：l 加设屏蔽加设屏蔽 在被试品高压部分加屏蔽罩，并将屏蔽罩与在被试品高压部分加屏蔽罩，并将屏蔽罩与 电桥的屏蔽相连，以消除耦合电容的影响。电桥的屏蔽相连，以消除耦合电容的影响。l
23、采用移相电源采用移相电源l 倒相法倒相法RX1CXtanIIRX2CXtgIIN4x23111tanC RCRN4x23211tanC RCRRXRXCX1CX2RXCXCXCXCXCX1tantan2tan12IIIIIIIIIIX1X2XXtantanCCCCXXX2CCC12tantantan2实际值为实际值为和和 或或 和和 相差不大时相差不大时 XCXC1tan2tan 2 2、磁场干扰、磁场干扰 当电桥靠近电抗器等漏磁通较大的设备时，将当电桥靠近电抗器等漏磁通较大的设备时，将会产生显著的磁场干扰会产生显著的磁场干扰。为消除这种干扰，可移动电桥位置使之远离干为消除这种干扰，可移动电桥
24、位置使之远离干扰源，或将桥体就地转动改变角度，找到干扰最小扰源，或将桥体就地转动改变角度，找到干扰最小的方位，再将检流计极性转换开关分别置于正、反的方位，再将检流计极性转换开关分别置于正、反两种位置进行两次测量，两次测量的两种位置进行两次测量，两次测量的t tanan的平均值的平均值可近似作为被试品真实的可近似作为被试品真实的t tanan值值。二、测量时的主要注意事项二、测量时的主要注意事项 （一）尽可能分部测试（一）尽可能分部测试 如果缺陷在整个绝缘中所占的比重很小，即使如果缺陷在整个绝缘中所占的比重很小，即使缺陷部分的缺陷部分的tantan变得很大，整个绝缘的变得很大，整个绝缘的tant
25、an也增也增加很小。加很小。（二）测量时应选取合适的温度（二）测量时应选取合适的温度l 绝缘的绝缘的tan与温度有关，所以测量时也应记录温与温度有关，所以测量时也应记录温 度，在和其他值比较时应进行温度换算。度，在和其他值比较时应进行温度换算。l tan与温度的关系随绝缘种类的不同而不同，很与温度的关系随绝缘种类的不同而不同，很 难通过通用的换算式获得准确的换算结果，应尽量难通过通用的换算式获得准确的换算结果，应尽量 争取在差不多的温度下测量争取在差不多的温度下测量tan值。值。（三）测量时应选用合适的试验电压（三）测量时应选用合适的试验电压l 绝缘中存在气隙、分层等缺陷时，所加试验电压达绝缘
26、中存在气隙、分层等缺陷时，所加试验电压达 到气隙的局部放电电压后，到气隙的局部放电电压后，tan将随试验电压的将随试验电压的 升高而迅速增大，故升高而迅速增大，故所加所加试验电压最好接近被试品试验电压最好接近被试品 的额定电压，但不能超过电桥的额定电压。的额定电压，但不能超过电桥的额定电压。（四）测量绕组的（四）测量绕组的tan时必须将每个绕组的首尾时必须将每个绕组的首尾短接短接l如不短接，绕组绝缘的容性电流流过绕组时将产生如不短接，绕组绝缘的容性电流流过绕组时将产生较大的磁通，绕组电感和励磁铁损会使测量结果产较大的磁通，绕组电感和励磁铁损会使测量结果产生很大的误差。生很大的误差。l当绕组的两
27、端短路后，绝缘的容性电流将从绕组的当绕组的两端短路后，绝缘的容性电流将从绕组的两端进入，因电流方向相反，产生的磁通互相抵消，两端进入，因电流方向相反，产生的磁通互相抵消，电感和励磁铁损带来的误差都将大大减小。电感和励磁铁损带来的误差都将大大减小。（五）测量时应注意消除被试品表面泄漏电流的（五）测量时应注意消除被试品表面泄漏电流的影响影响l表面泄漏电流对表面泄漏电流对tan测量结果的影响程度与被试品测量结果的影响程度与被试品电容量大小有关，对小电容量的被试品，表面泄漏电容量大小有关，对小电容量的被试品，表面泄漏电流的影响较大。电流的影响较大。三、测量结果的分析判断三、测量结果的分析判断l测量测量
28、 tan 能发现绝缘中存在的大面积分布性缺能发现绝缘中存在的大面积分布性缺陷，如绝缘普遍受潮、绝缘油或固体有机绝缘材陷，如绝缘普遍受潮、绝缘油或固体有机绝缘材料老化、穿透性导电通道、绝缘分层等，但对绝料老化、穿透性导电通道、绝缘分层等，但对绝缘中的个别局部的非贯穿性缺陷则不易发现缘中的个别局部的非贯穿性缺陷则不易发现。l根据根据tan测量结果对绝缘状况进行分析判断时，测量结果对绝缘状况进行分析判断时，除与试验规程规定值比较外，还应与以往的测试除与试验规程规定值比较外，还应与以往的测试结果及处于同样运行条件下的同类型设备相比较，结果及处于同样运行条件下的同类型设备相比较，观察其发展趋势。如果测试
29、值低于规程规定值，观察其发展趋势。如果测试值低于规程规定值，但增长速度迅速，也应认真对待，否则运行中也但增长速度迅速，也应认真对待，否则运行中也可能发生绝缘事故。可能发生绝缘事故。第四节第四节 局部放电的测量局部放电的测量n局部放电会引起缺陷不断扩大，从而导致绝缘的长局部放电会引起缺陷不断扩大，从而导致绝缘的长期耐电强度降低。局部放电测试是绝缘试验的一项期耐电强度降低。局部放电测试是绝缘试验的一项重要内容。重要内容。n局部放电时会引起一系列的外部现象，通过对这些局部放电时会引起一系列的外部现象，通过对这些外部现象的检测可确定绝缘内是否存在局部放电以外部现象的检测可确定绝缘内是否存在局部放电以及
30、局部放电的发展程度。及局部放电的发展程度。n局部放电所引起的外部现象分为两类：一类是电现局部放电所引起的外部现象分为两类：一类是电现象，如产生电脉冲、引起介质损耗增大和产生电磁象，如产生电脉冲、引起介质损耗增大和产生电磁波辐射等；另一类是非电现象，如产生光、热、噪波辐射等；另一类是非电现象，如产生光、热、噪声以及引起气体压力发生变化等。声以及引起气体压力发生变化等。n目前得到广泛应用的主要是电的检测方法，这种方目前得到广泛应用的主要是电的检测方法，这种方法能够测量局部放电的基本特性，且灵敏度很高。法能够测量局部放电的基本特性，且灵敏度很高。一、测量的基本接线一、测量的基本接线l可测量的局部放电
31、特性有局部放电的起始电压和熄可测量的局部放电特性有局部放电的起始电压和熄灭电压，单次局部放电的视在放电电荷量，每秒内灭电压，单次局部放电的视在放电电荷量，每秒内放电的脉冲个数等。其中以测量视在放电电荷量最放电的脉冲个数等。其中以测量视在放电电荷量最为普遍为普遍。l测量局部放电的视在放电电荷量的基本回路有三种，测量局部放电的视在放电电荷量的基本回路有三种，并联法、串联法和平衡法。并联法、串联法和平衡法。无论哪种电路，都是将被试品发生局部放电时其上无论哪种电路，都是将被试品发生局部放电时其上 电压的突然下降电压的突然下降 转化为测试回路的脉冲电流，然转化为测试回路的脉冲电流，然 后将脉冲电流在检测
32、阻抗上产生的脉冲电压放大后后将脉冲电流在检测阻抗上产生的脉冲电压放大后 进行测量，根据脉冲电压与视在放电电荷量的关系进行测量，根据脉冲电压与视在放电电荷量的关系 即可求出被试品的视在放电电荷量。即可求出被试品的视在放电电荷量。图图(a)(a)的并联法电路的并联法电路，被试品与检测阻抗并联，适，被试品与检测阻抗并联，适 合于被试品一极接地的情况合于被试品一极接地的情况,且在被试品的电容值且在被试品的电容值 较大时较大时,可避免较大的工频电流流过可避免较大的工频电流流过Zm。图图(b)(b)的串联法电路的串联法电路，被试品与检测阻抗串联，被试品与检测阻抗串联，适合于被试品两极都不接地的情况。适合于
33、被试品两极都不接地的情况。图图(c)(c)的平衡法电路的平衡法电路，由于电源以及外部干扰电流，由于电源以及外部干扰电流 在在Z Zm m和和Zm 上产生的电压的大小和相位相同，测出上产生的电压的大小和相位相同，测出 的电压中不包括干扰电流在的电压中不包括干扰电流在Zm和和Zm上产生的电上产生的电 压，故抗干扰能力强。压，故抗干扰能力强。l通常将检测阻抗上检测得到的脉冲电压输入到示波通常将检测阻抗上检测得到的脉冲电压输入到示波器上进行测量，与电压脉冲一并进入示波器的正弦器上进行测量，与电压脉冲一并进入示波器的正弦波电压被转化为椭圆形的李萨如图形，如图波电压被转化为椭圆形的李萨如图形，如图4-16
34、4-16所所示。从示波屏上可方便地读取由局部放电产生的脉示。从示波屏上可方便地读取由局部放电产生的脉冲电压的幅值。冲电压的幅值。l 为了确定示波屏上脉冲电压的为了确定示波屏上脉冲电压的 幅度与视在放电电荷量的关系，幅度与视在放电电荷量的关系，还必须对测量装置进行校准。还必须对测量装置进行校准。即给被试品注入电荷量已知的重即给被试品注入电荷量已知的重 复脉冲，在示波屏上测量由此产复脉冲，在示波屏上测量由此产 生的脉冲电压幅度，从而确定视生的脉冲电压幅度，从而确定视 在放电电荷量与脉冲幅度的关在放电电荷量与脉冲幅度的关 系。系。二、测量时注意的问题二、测量时注意的问题l电磁干扰是测量局部放电时的一
35、个主要问题，如电磁干扰是测量局部放电时的一个主要问题，如不加以抑制，可能得到错误的结论。不加以抑制，可能得到错误的结论。l一般可将干扰分为内部干扰和外部干扰两类。一般可将干扰分为内部干扰和外部干扰两类。由由高压试验回路本身引起的干扰称为内部干扰，来高压试验回路本身引起的干扰称为内部干扰，来源于高压试验同路以外的干扰称为外部干扰。源于高压试验同路以外的干扰称为外部干扰。为避免干扰，可采取如下措施：为避免干扰，可采取如下措施：l选择抗干扰能力强的测量电路，如平衡法测量电选择抗干扰能力强的测量电路，如平衡法测量电路路。l对测量线路进行屏蔽对测量线路进行屏蔽,有条件时可将整个试验回路有条件时可将整个试
36、验回路置于屏蔽室内进行测量置于屏蔽室内进行测量。l试验电源最好采用独立电源试验电源最好采用独立电源,这样可避免来自电网这样可避免来自电网的干扰的干扰。l提高高压试验回路中各元件发生电晕的电压提高高压试验回路中各元件发生电晕的电压,如加如加大高压引线的直径大高压引线的直径,将尖角整平等将尖角整平等。l将高压试验变压器、检测回路和测量仪器三者的地将高压试验变压器、检测回路和测量仪器三者的地线连成一体，并采用一根地线相连线连成一体，并采用一根地线相连。l合理选择放大电路的频带或调谐放大电路的谐振频合理选择放大电路的频带或调谐放大电路的谐振频率率。l测量回路与被试品的连线应尽可能缩短，试验回路测量回路
37、与被试品的连线应尽可能缩短，试验回路应尽可能紧凑，被试品周围的物体应良好接地应尽可能紧凑，被试品周围的物体应良好接地。三、试验结果的分析判断三、试验结果的分析判断l局部放电试验与其他绝缘试验的主要区别在于它局部放电试验与其他绝缘试验的主要区别在于它能检测出绝缘中存在的局部缺陷。能检测出绝缘中存在的局部缺陷。l局部放电的强度比较小时，说明绝缘中的缺陷不局部放电的强度比较小时，说明绝缘中的缺陷不太严重；局部放电的强度比较大时，则说明缺陷太严重；局部放电的强度比较大时，则说明缺陷已扩大到一定程度，而且局部放电对绝缘的破坏已扩大到一定程度，而且局部放电对绝缘的破坏作用加剧。作用加剧。l相关试验规程规定
38、了某些设备在规定电压下的允相关试验规程规定了某些设备在规定电压下的允许视在放电电荷量，可将测量结果与规定值进行许视在放电电荷量，可将测量结果与规定值进行比较。如规程中没有给出规定值，则应在实践中比较。如规程中没有给出规定值，则应在实践中积累数据，以获取判断标准。积累数据，以获取判断标准。第五节第五节 工频耐压试验工频耐压试验n工频耐压试验是在电气设备上施加规定的工频试工频耐压试验是在电气设备上施加规定的工频试验电压并保持一定的时间，以考核绝缘能否耐受验电压并保持一定的时间，以考核绝缘能否耐受该试验电压的作用。该试验电压的作用。n工频耐压试验能有效地发现绝缘中危险的集中性工频耐压试验能有效地发现
39、绝缘中危险的集中性缺陷，是检验电气设备绝缘强度最有效和最直接缺陷，是检验电气设备绝缘强度最有效和最直接的方法，但工频耐压试验也会使有机绝缘中存在的方法，但工频耐压试验也会使有机绝缘中存在的绝缘弱点进一步发展的绝缘弱点进一步发展。n工频耐压试验中，加至规定的试验电压后，一般工频耐压试验中，加至规定的试验电压后，一般要求持续要求持续1min1min的耐压时间的耐压时间。一、工频耐压试验的接线及设备一、工频耐压试验的接线及设备l工频耐压试验所需的试验电压可用两种方法产生：工频耐压试验所需的试验电压可用两种方法产生：用试验变压器直接产生工频高电压；利用串联用试验变压器直接产生工频高电压；利用串联谐振产
40、生工频高电压。谐振产生工频高电压。1 1、用试验变压器直接进行工频耐压试验、用试验变压器直接进行工频耐压试验T试验变压器；试验变压器；AV调压器；调压器；F保保护球隙；护球隙；R1保护电保护电阻，阻，一般取一般取0.11/V；R2球隙保护电阻，球隙保护电阻，一般取一般取 0.10.5/V；Cx被试品被试品 试验变压器试验变压器l特点特点额定输出电压高，但绝缘裕度小，工作电压一额定输出电压高，但绝缘裕度小，工作电压一般不允许超过其额定电压般不允许超过其额定电压。通常为间歇工作方式，一般不允许在额定电压通常为间歇工作方式，一般不允许在额定电压下长时间连续使用，只有在电压和电流远低于下长时间连续使用
41、，只有在电压和电流远低于额定值时才允许长期连续使用额定值时才允许长期连续使用。容量一般不大，高压侧额定电流通常在容量一般不大，高压侧额定电流通常在0.1 0.1 1A范围内范围内。l要求要求高压绕组的额定电压应不小于被试品的试验电高压绕组的额定电压应不小于被试品的试验电压值。压值。其额定容量应不小于由被试品试验电压及试验其额定容量应不小于由被试品试验电压及试验电压下流过被试品的电流决定的被试品容量，电压下流过被试品的电流决定的被试品容量，且在被试品击穿或闪络后能短时地维持电弧。且在被试品击穿或闪络后能短时地维持电弧。试验变压器的最小容量可按下式来确定试验变压器的最小容量可按下式来确定：23S2
42、10SfCU被试品的试验电压，被试品的试验电压，kVkV；被试品的电容，被试品的电容，FF；电源的频率，电源的频率，HzHz；试验变压器的容量，试验变压器的容量，kVAkVA；SUCfS 串级试验变压器串级试验变压器l单台试验变压器的额定电压提高时，其体积和质量单台试验变压器的额定电压提高时，其体积和质量将迅速增加，受运输上的限制，单台试验变压器的将迅速增加，受运输上的限制，单台试验变压器的额定电压一般不超过额定电压一般不超过750KV750KV。l当需要更高的输出电压时，可将当需要更高的输出电压时，可将2 23 3台试验变压器台试验变压器串接起来使用串接起来使用。设各台试验变压器高压绕组的电
43、压为设各台试验变压器高压绕组的电压为U，由于第，由于第台试验变压器高压绕组的一端与其外壳相连并接台试验变压器高压绕组的一端与其外壳相连并接地，另一端与第地，另一端与第台试验变压器的外壳相连，故台试验变压器的外壳相连，故第第台试验变压器外壳对地的电压为台试验变压器外壳对地的电压为U，高压绕组，高压绕组输出端对地的电压为输出端对地的电压为2U。同理，第。同理，第台试验变压台试验变压器外壳对地的电压为器外壳对地的电压为2U，高压绕组输出端对地的，高压绕组输出端对地的电压为电压为3U。在串接装置中，各台试验变压器高压绕组的容量在串接装置中，各台试验变压器高压绕组的容量是相同的，设为是相同的，设为S，但
44、各低压绕组和累接绕组的容，但各低压绕组和累接绕组的容量并不相同，则三台试验变压器的容量之比为量并不相同，则三台试验变压器的容量之比为3:2:1，容量利用系数只有，容量利用系数只有50%，并且随着串接的，并且随着串接的台数增加，容量利用系数将会更低，因此串接试台数增加，容量利用系数将会更低，因此串接试验变压器的台数一般不超过三台验变压器的台数一般不超过三台。调压设备调压设备l自耦调压器自耦调压器 体积小、重量轻、价格低、对波形的畸变小，容量体积小、重量轻、价格低、对波形的畸变小，容量不大。不大。l移圈调压器移圈调压器 通过改变通过改变短路线圈的位短路线圈的位置而改变铁芯置而改变铁芯中的磁通分布，
45、中的磁通分布，从而实现输出从而实现输出电压的调整。电压的调整。特点是容量可以做得很大特点是容量可以做得很大(国内生产的容量可达国内生产的容量可达2250kVA)，漏抗较大，且对输入波形稍有畸变。，漏抗较大，且对输入波形稍有畸变。l感应调压器感应调压器 通过改变转子与定子的相对位置实现调压的。通过改变转子与定子的相对位置实现调压的。特点是容量可以做得很大，但漏抗较大，且价格较特点是容量可以做得很大，但漏抗较大，且价格较贵，故一般很少采用。贵，故一般很少采用。l电动发电机组电动发电机组 这种调压方式不受电网电压质量的影响，可以这种调压方式不受电网电压质量的影响，可以得到很好的正弦电压波形和均匀的电
46、压调节。得到很好的正弦电压波形和均匀的电压调节。调压装置的投资和运行费用较大，只适合于对调压装置的投资和运行费用较大，只适合于对试验电源要求很严格的场合。试验电源要求很严格的场合。2 2、利用串联谐振进行耐压试验、利用串联谐振进行耐压试验l在现场耐压试验中，当被试品的试验电压较高或在现场耐压试验中，当被试品的试验电压较高或电容值较大，试验变压器的额定电压或容量不能电容值较大，试验变压器的额定电压或容量不能满足要求时，可采用串联谐振进行耐压试验。满足要求时，可采用串联谐振进行耐压试验。l试验的原理接线图和等值电路如图所示。等值电试验的原理接线图和等值电路如图所示。等值电路中路中R为代表整个试验回
47、路损耗的等值电阻，为代表整个试验回路损耗的等值电阻，L L为为可调电感和电源设备漏感之和，可调电感和电源设备漏感之和，C为被试品电容，为被试品电容，U为试验变压器空载时高压端对地电压。为试验变压器空载时高压端对地电压。当调节电感使回路发生谐振时，当调节电感使回路发生谐振时，被，被试品上的电压试品上的电压 Uc为为LCXXPUICC11UUIXUQURCCR 试验变压器输出的功率为试验变压器输出的功率为 ，被试品的无，被试品的无功功率为功功率为 CC=QU IQUI QP Q一般较大，故一般较大，故用较低的电压用较低的电压U 可在被试品两可在被试品两端获得较高的试验电压端获得较高的试验电压Uc，
48、试验设备的容量仅需被试验设备的容量仅需被试品容量的试品容量的1 Q。Q谐振回路的品质因数，谐振回路的品质因数，还可表达为还可表达为 Q=L/R。l 利用串联谐振电路进行工频耐压试验，利用串联谐振电路进行工频耐压试验，在在被试品被试品 击穿时由于击穿时由于L的限流作用使回路中的电流很小，可的限流作用使回路中的电流很小，可 避免被试品被烧坏。避免被试品被烧坏。l 由于回路处于工频谐振状态，电源中的谐波成分由于回路处于工频谐振状态，电源中的谐波成分 在被试品两端大为减小，故被试品两端的电压波在被试品两端大为减小，故被试品两端的电压波 形较好。形较好。二、工频高电压的测量二、工频高电压的测量l 工频高
49、电压的测量方法可以分为两类：低压侧工频高电压的测量方法可以分为两类：低压侧 测量；高压侧测量。测量；高压侧测量。l 不管用何种方法进行测量，也不论是测量幅值还不管用何种方法进行测量，也不论是测量幅值还 是有效值，测量误差应不大于是有效值，测量误差应不大于3。1、低压侧测量、低压侧测量 工频耐压试验时，被试品一般为容性，试验时工频耐压试验时，被试品一般为容性，试验时的等值电路如图（的等值电路如图（a）。由于）。由于XCXL，故回路呈容，故回路呈容性。各元件电压和电源电压相量关系如图（性。各元件电压和电源电压相量关系如图（b）。）。因回路容性电流在漏抗上产生的电压与被试品因回路容性电流在漏抗上产生
50、的电压与被试品上的电压方向相反，使被试品上的电压大于电源电上的电压方向相反，使被试品上的电压大于电源电压，这种现象称为压，这种现象称为电容效应电容效应。正是因为电容效应的影响，这种测量方法往正是因为电容效应的影响，这种测量方法往往存在较大的误差。往存在较大的误差。2、高压侧测量、高压侧测量 （1）用静电电压表测量）用静电电压表测量 高压静电电压表可直接用于测量高压静电电压表可直接用于测量交流和直流交流和直流高电压，其指示值为被测电压的高电压，其指示值为被测电压的有效值有效值。它最大。它最大的特点是输入阻抗高，接入测量时一般不会引起的特点是输入阻抗高，接入测量时一般不会引起被测电压发生变化。被测
