1、高电压工程系李黎本次课程本次课程u绝缘电阻测试n绝缘电阻n吸收比u泄漏电流测量utg 的测量n西林电桥的原理n倒相法23电气设备绝缘试验电气设备绝缘试验u大量试验以了解设备绝缘状况，确保安全运行u非破坏性试验：绝缘性能测试u破坏性试验：耐压测试44.1 4.1 绝缘电阻试验绝缘电阻试验u电气设备的绝缘，绝大多数是组合绝缘。u双层介质的吸收现象：吸收电流：由空间电荷极化造成吸收电流：由空间电荷极化造成5介质受电过程：介质受电过程：u合上S，C1和C2被充电，起始时刻2112021210CCCUUCCCUU6u稳态后，绝缘电压按电阻分配21222111RRRUURRRUU7tteRRRCCCRRR
2、UueRRRCCCRRRUu21221121222112122111212121)(RRRRCCu由电路理论的三要素法：8teRRRRCCCRCRURRUdtduCRui212122121122211111)()()(泄漏电流泄漏电流Ig吸收电流吸收电流ia当绝缘严重受潮或出现导电性当绝缘严重受潮或出现导电性缺陷时，缺陷时，R1、R2或两者之和或两者之和显著减小，显著减小，Ig大大增加，而大大增加，而Ia迅速衰减迅速衰减212121)(RRRRCC由由KCL9绝缘电阻绝缘电阻tteCRCRRRCCRRRRCCeRRRRCCCRCRURRUUiUtR21122212212121221212122
3、12112221)()()()()()()()(所测绝缘电阻是随测量时间变化而变化的，只有当所测绝缘电阻是随测量时间变化而变化的，只有当t时，其测量值为时，其测量值为R=R，但在绝缘电阻试验中，但在绝缘电阻试验中，特别是电容量较大时，很难测量特别是电容量较大时，很难测量R的值，因此，在的值，因此，在实际试验中，规程规定，只需测量实际试验中，规程规定，只需测量60s时的绝缘电阻时的绝缘电阻值，即值，即R60S的值，当电容量特别大时，吸收现象特的值，当电容量特别大时，吸收现象特别明显，如大型发电机，可以采用别明显，如大型发电机，可以采用10min时的绝缘时的绝缘电阻值。电阻值。10定义吸收比K：加
4、压60秒时的绝缘电阻与15秒时电阻之比值 对大电容量试品（也称极化指数P）：为加压10分钟时的绝缘电阻与1分钟时电阻之比值 电力设备预防性试验规程等规定：电力变压器及大型发电机凡采用沥青浸胶及烘卷云母绝缘者：K值应不小于1.3，P值应不小于1.5；大型发电机采用环氧粉云母者：K值应不小于1.6，P应不小于2.0；发电机容量在200MW及以上，推荐测量K2值。ssRRK1560/min1min102/RRK 11绝缘状态的判定1，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，泄漏电流大大增加，时间常数大为减小，吸收电流迅速衰减。2，即使绝缘部分受潮，只要R1与R2中的一
5、个数值降低，值也会大为减小，吸收电流仍会迅速衰减，3,绝缘不良会造成吸收比K（及极化指数P，下同）的下降。当K1或接近于1，则设备基本丧失绝缘能力。K1.3时，就可判断绝缘可能受潮时，就可判断绝缘可能受潮 不同绝缘状态下的绝缘电阻的变化曲线 12兆欧表原理（兆欧表原理（手摇式俗称摇表手摇式俗称摇表）I1流过流过R1，产生力矩，产生力矩M1，I2流过流过R2Rx，产生力矩，产生力矩M2，角度，角度反映力矩差反映力矩差2121()xxRRIfffRIRRx绝缘电阻绝缘电阻13L/E/GL/E/G三端子三端子u采用兆欧表消除表面泄漏电流的影响消除表面泄漏电流的影响线路端子线路端子L接地端子接地端子E
6、保护端子保护端子G14绝缘电阻试验的用途绝缘电阻试验的用途可发现普遍性缺陷两极间有穿透性的导电通道受潮表面污垢（比较有无屏蔽极时的值即可）因施加电压低，不可发现，绝缘中的局部缺陷（裂缝、气泡、开裂等）绝缘的老化（仍保持高阻值）15三、泄漏电流的测量三、泄漏电流的测量（1）试验电压高，能发现兆欧表所不能发现的某些缺陷（2）施加的直流电压逐渐升高，可观察泄漏电流的变化，以判断绝缘（3)使用带屏蔽的微安表，屏蔽杂散电流屏蔽：电晕电流屏蔽：电晕电流和表面泄漏电流和表面泄漏电流164.2 4.2 介质损耗角正切的测量介质损耗角正切的测量u与绝缘电阻的测量相比，介质损耗因数是表征绝缘功率损耗大小的特征参数
7、，与绝缘的体积大小无关。utg在反映集中缺陷时不灵敏，测tg法适合检测分布性的绝缘缺陷。4.2.1 可检测的缺陷种类可检测的缺陷种类xxRCUIUIPPtg1crcr174.2.24.2.2测量原理测量原理一、西林电桥西林电桥高压臂：高压臂：代表试品的Zx；无损耗的标准电容CN低压臂：低压臂：处在桥箱体内的可调无感电阻R3（Z3）；无感电阻R4和可调电容C4的并联（Z4）电桥平衡：电桥平衡：检流计G检零 保护：放电管西林电桥的基本回路 18电桥的平衡条件：导纳平衡N344j1j1j1CRCRCRxxNXYYYY3444x1RCRCtgxNxCRRtgCRRC342N341119工频下，角频率固
8、定，工频下，角频率固定，R4R4固定固定=2f=100tg=R4C4=KC4106 式中C4的单位是F，若C4以F计则可得到 tg=KC4 式中 K的单位为F-1。4410取R20二、影响测量准确度的因素二、影响测量准确度的因素1、外界电磁场的干扰（1）杂散电容：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CN的电容量很小，如CN一般只有50100pF，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Cs会引入干扰电流iS，也会造成测量误差。还有外界高压电源的干扰 （2）电场干扰：杂散电容导致的干扰电流 （3）磁场干扰
9、：电桥接线内感应干扰电势，影响平衡21抗干扰措施抗干扰措施（1）屏蔽屏蔽22现场的试品：现场的试品：难以实现屏蔽，故干扰较严重两次测量法（倒相法）：两次测量法（倒相法）：第一次测得tg1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tg2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（2)2)倒相法倒相法tg212112CCtgCtgCtg 221CCC23倒相法原理倒相法原理损耗电流矢量分别在x轴和y轴进行投影：tantancxrcxIC UIIC U倒相法原理倒相法原理utg是很小的值，因此近似有：u代入相关值：24121222rrr
10、cccIIIIII112212112212()/2/()/2()/()rcxxxxxxxxItgIC UtgC UtgC UC UC tgCtgCC1212x1x22()/2Cx=(C+C)/2cccxxxIIICC UC U又由，即故25三、角差测量法三、角差测量法原理：通过直接测量电压和电流的相位角差来测量tan 方法：同时测量流过标准电容器电流（其相角与流过试品的容性电流的相角一致）和流过试品的电流（全电流），得到二者之间的相角差，从而可以计算tg的数值。通过数字处理实现。有逐步取代平衡法测量的趋势。26四、现场的变通措施：反接法四、现场的变通措施：反接法适用情况：现场大型设备适用情况：现场大型设备固定接地时固定接地时问题：桥本体处于高电位问题：桥本体处于高电位，操作困难，操作困难对策：当电桥电压不高时对策：当电桥电压不高时（如（如10kV），可用绝缘），可用绝缘材料做操作把手；当电桥材料做操作把手；当电桥电压较高时，操作者与桥电压较高时，操作者与桥本体在法拉第笼内本体在法拉第笼内
