1、电气设备绝缘预防电气设备绝缘预防性性试验试验非破坏性试验非破坏性试验电气设备绝缘试验类型电气设备绝缘试验类型1 1、绝缘电阻、吸收比；、绝缘电阻、吸收比；2 2、介质损耗角正切（、介质损耗角正切（tgtg）；）；3 3、局部放电；、局部放电；4 4、绝缘油气相色谱分析等。、绝缘油气相色谱分析等。电气设备绝缘试验类型电气设备绝缘试验类型1 1、交流耐压试验；、交流耐压试验；2 2、直流耐压试验；、直流耐压试验；3 3、雷电冲击试验；、雷电冲击试验；4 4、操作冲击耐压试验。、操作冲击耐压试验。破坏性试验破坏性试验常用绝缘材料常用绝缘材料气体气体 ：空气、六氟化硫、：空气、六氟化硫、CO2CO2、
2、氮气等；、氮气等；液体：变压器油、电缆油、电容器油等；液体：变压器油、电缆油、电容器油等；固体：固体：无机材料：云母、石棉、电瓷、玻璃等；无机材料：云母、石棉、电瓷、玻璃等；有机材料：纸、棉纱、木材、塑料等。有机材料：纸、棉纱、木材、塑料等。第一章第一章 电气设备绝缘试验电气设备绝缘试验绝缘电阻的测量原理：绝缘电阻的测量原理：第一节第一节 绝缘电阻、吸收比试验绝缘电阻、吸收比试验绝缘电阻测量过程中的电流曲线绝缘电阻测量过程中的电流曲线 ic：电容电流；：电容电流；ia：吸收电流；：吸收电流；ig：泄漏电流：泄漏电流关于绝缘材料的电容电流关于绝缘材料的电容电流电介质的极化电介质的极化 什么是绝缘
3、材料？什么是绝缘材料？1 1、绝缘材料的概念：什么是绝缘材料？、绝缘材料的概念：什么是绝缘材料？2 2、电介质的概念：什么是电介质？、电介质的概念：什么是电介质？绝缘材料的分子结构绝缘材料的分子结构极性分子和非极性分子极性分子和非极性分子 极性绝缘介质：环氧树脂、蓖麻油极性绝缘介质：环氧树脂、蓖麻油 非极性绝缘介质：非极性绝缘介质：SF6、聚四氟乙烯、氮气等、聚四氟乙烯、氮气等 H2O.OHH+SF6+电介质的极化电介质的极化E外+Q0U+自由电荷极化电荷+关于电介质极化产生的电容效应关于电介质极化产生的电容效应Q+电介质的极化种类电介质的极化种类（1）、电子位移极化）、电子位移极化（2）、离
4、子位移极化）、离子位移极化（3）、偶极子转向极化）、偶极子转向极化（4）、热离子极化）、热离子极化（5）、夹层介质界面极化）、夹层介质界面极化（6）、空间电荷极化）、空间电荷极化 关于夹层介质界面极化关于夹层介质界面极化 绝缘介质由不同成分组成（或介质不均匀），在这种绝缘介质由不同成分组成（或介质不均匀），在这种情况下会产生情况下会产生“夹层介质界面极化夹层介质界面极化”的现象。的现象。这种极化的这种极化的过程特别缓慢，而且伴随有能量损耗过程特别缓慢，而且伴随有能量损耗。关于空间电荷极化关于空间电荷极化 绝缘介质内的正、负自由离子在电场作用下改绝缘介质内的正、负自由离子在电场作用下改变分布状况
5、，在电极附近形成空间电荷，称为空变分布状况，在电极附近形成空间电荷，称为空间电荷极化。间电荷极化。空间电荷极化和夹层界面极化现象一样都是缓空间电荷极化和夹层界面极化现象一样都是缓慢进行的，所以在低频下存在这种极化现象，而慢进行的，所以在低频下存在这种极化现象，而在高频时因离子来不及移动，因此在高频电场作在高频时因离子来不及移动，因此在高频电场作用下不存在这种极化现象。用下不存在这种极化现象。主要针对的问题：主要针对的问题：绝缘受潮绝缘受潮、表面脏污表面脏污、贯穿性裂纹贯穿性裂纹、贯穿性放电痕迹贯穿性放电痕迹 常用兆欧表类型、电压等级：常用兆欧表类型、电压等级：100V、250V、500V、10
6、00V、2500V、5000V、10000V绝缘电阻、吸收比试验绝缘电阻、吸收比试验 1、手摇式兆欧表测试原理（比流计）、手摇式兆欧表测试原理（比流计）兆欧表接线端子：线路端子（兆欧表接线端子：线路端子（L），接地端子（），接地端子（E），），屏蔽（或保护）端子（屏蔽（或保护）端子（G）。）。一、兆欧表工作原理一、兆欧表工作原理 手摇式兆欧表使用前的检查事项手摇式兆欧表使用前的检查事项 短路检查短路检查：短接短接L L、E E，缓，缓慢摇动手柄，观察指针是否慢摇动手柄，观察指针是否指指“0 0”。开路检查开路检查：摇动手柄达额摇动手柄达额定转速定转速120r/min120r/min,观察指针是
7、观察指针是否指否指“”。2、电子式兆欧表测试原理、电子式兆欧表测试原理 兆欧表接线端子：线路端子（兆欧表接线端子：线路端子（L），接地端子（），接地端子（E），），屏蔽（或保护）端子（屏蔽（或保护）端子（G）。）。1 1、绝缘材料双层介电模型与吸收曲线、绝缘材料双层介电模型与吸收曲线 二、绝缘电阻试验二、绝缘电阻试验双层电介质简化等值电路双层电介质简化等值电路 吸收曲线及绝缘电阻变化曲线吸收曲线及绝缘电阻变化曲线 测量过程中：初始电流很大，以后逐渐减小，最后趋近于一个测量过程中：初始电流很大，以后逐渐减小，最后趋近于一个常数常数Ig；图中曲线图中曲线 i 和稳态电流和稳态电流Ig 之间的面积为
8、绝缘在充电过程中从电源之间的面积为绝缘在充电过程中从电源“吸收吸收”的电荷的电荷Qa。这种逐渐。这种逐渐“吸收吸收”电荷的现象就叫做电荷的现象就叫做“吸收现象吸收现象”。2 2、绝缘电阻测量、绝缘电阻测量 规程规定：规程规定：测量测量60s时的绝缘电阻值，即时的绝缘电阻值，即R60S的值；当电容量特的值；当电容量特别大时，吸收现象特别明显，如大型发电机、电力电缆等，可以采别大时，吸收现象特别明显，如大型发电机、电力电缆等，可以采用用10min时的绝缘电阻值，即时的绝缘电阻值，即R10min。吸收比：吸收比：用来反映设备绝缘整体状态是否良好；用用来反映设备绝缘整体状态是否良好；用K表示，其定义为
9、：表示，其定义为：K R60s/R15s 极化指数：极化指数：用来反映大容量设备绝缘整体状态是否良用来反映大容量设备绝缘整体状态是否良好；用好；用PI表示，其定义为：表示，其定义为：PI R10min/R1min 当绝缘状况良好时，当绝缘状况良好时，K值较大，其值远大于值较大，其值远大于1，当绝缘，当绝缘受潮时，受潮时，K值将变小，一般认为如值将变小，一般认为如K1.3时，可判断绝缘时，可判断绝缘可能受潮。可能受潮。3、吸收比与极化指数、吸收比与极化指数 三、绝缘电阻测量结果分析三、绝缘电阻测量结果分析 （1 1）不能简单的用绝缘电阻的大小或吸收比来判断绝不能简单的用绝缘电阻的大小或吸收比来判
10、断绝缘的好坏缘的好坏。（绝缘电阻与绝缘材料的结构、体积有关，与。（绝缘电阻与绝缘材料的结构、体积有关，与兆欧表的电压高低有关，还与大气条件有关）兆欧表的电压高低有关，还与大气条件有关）（2 2）测量结果（绝缘电阻、吸收比），在数值上应采）测量结果（绝缘电阻、吸收比），在数值上应采用比较的方式进行判断：用比较的方式进行判断：与出厂数值相比较与出厂数值相比较、与历史数据与历史数据相比较相比较、与同批设备相比较与同批设备相比较，其变化不能超过规程允许的，其变化不能超过规程允许的范围。范围。（3 3）应将绝缘电阻与吸收比的变化结合起来综合考虑。）应将绝缘电阻与吸收比的变化结合起来综合考虑。各生产厂商出
11、厂试验标准不同各生产厂商出厂试验标准不同 相关标准规定：变压器绝缘电阻值不应低于产品出厂相关标准规定：变压器绝缘电阻值不应低于产品出厂值值70%，吸收比与出厂值无明显差别，且不应小于，吸收比与出厂值无明显差别，且不应小于1.3。四、测量要求四、测量要求1、拆除被试设备电源及所有外接连线，并将被试物短、拆除被试设备电源及所有外接连线，并将被试物短接放电；接放电；2、校验兆欧表；、校验兆欧表；3、清洁表面；、清洁表面；4、转速、转速120r/min，读取，读取1min绝缘电阻值；绝缘电阻值；5、正确测量吸收比：在兆欧表达到额定转速时再将表、正确测量吸收比：在兆欧表达到额定转速时再将表笔接于被试物；
12、（针对手摇式）笔接于被试物；（针对手摇式）6、试验完毕对地放电；（安全、提高准确度）、试验完毕对地放电；（安全、提高准确度）7、试验记录。、试验记录。1、对于同杆双回架空线、双母线、平行线路，当一路、对于同杆双回架空线、双母线、平行线路，当一路带电时，不得测量另一回路的绝缘电阻，以防感应高压损带电时，不得测量另一回路的绝缘电阻，以防感应高压损坏仪表和危及人身安全。坏仪表和危及人身安全。五、五、注意事项注意事项2、对于大容量电机、电缆，必须经过较长时间，才能、对于大容量电机、电缆，必须经过较长时间，才能得到正确的结果。得到正确的结果。试验结束后应先断开试验结束后应先断开L线，再停止转动线，再停止
13、转动摇表，防止反充电损坏兆欧表摇表，防止反充电损坏兆欧表。（针对手摇式）。（针对手摇式）3、注意测量环境（温度、湿度、污秽）；、注意测量环境（温度、湿度、污秽）；4、注意测量吸收比时记录时间产生的误差；、注意测量吸收比时记录时间产生的误差；5、测量时应靠近、测量时应靠近L端子装设屏蔽环；端子装设屏蔽环；6、L、E端子不能对调。端子不能对调。L接导体，接导体，E接地；接地；7、测量连接线不能铰接或拖地；、测量连接线不能铰接或拖地；8、同一设备采用同样兆欧表、同样的接线。、同一设备采用同样兆欧表、同样的接线。1、湿度：随着周围环境的变化，电气设备绝缘的吸湿、湿度：随着周围环境的变化，电气设备绝缘的
14、吸湿程度也随着发生变化，导致绝缘电阻减小或增大。程度也随着发生变化，导致绝缘电阻减小或增大。六、影响测试绝缘电阻的主要因素六、影响测试绝缘电阻的主要因素 潮气扩散对潮气扩散对绝缘性能的影响绝缘性能的影响 电容式套管：出厂绝缘电阻试验电容式套管：出厂绝缘电阻试验合格，现场交接试验绝缘电阻超标合格，现场交接试验绝缘电阻超标3、表面脏污和受潮：表面脏污或受潮会使其表、表面脏污和受潮：表面脏污或受潮会使其表面电阻率降低，绝缘电阻下降。面电阻率降低，绝缘电阻下降。2、温度：绝缘材料的绝缘电阻随温度变化而变、温度：绝缘材料的绝缘电阻随温度变化而变化；富于吸湿性的材料，受温度影响最大。（离化；富于吸湿性的材
15、料，受温度影响最大。（离子、水分）子、水分）4、被试设备剩余电荷：剩余电荷影响测量数据、被试设备剩余电荷：剩余电荷影响测量数据的准确性。的准确性。5、兆欧表容量：兆欧表容量影响绝缘电阻、吸收比和、兆欧表容量：兆欧表容量影响绝缘电阻、吸收比和极化指数的测量准确性；兆欧表容量越大越好。极化指数的测量准确性；兆欧表容量越大越好。6、气泡的影响：充油产品再次充满油后根据产品大小、气泡的影响：充油产品再次充满油后根据产品大小需静置一段时间，待气泡消除后再测量。需静置一段时间，待气泡消除后再测量。1、屏（柜）上二次回路：在端子排处将所有外部引入、屏（柜）上二次回路：在端子排处将所有外部引入回路及电缆断开，
16、分别将所有电流、电压、直流控制信号回路及电缆断开，分别将所有电流、电压、直流控制信号回路端子连接在一起，将不能承受高压的部件（电容器、回路端子连接在一起，将不能承受高压的部件（电容器、半导体器件等）拆掉或短接，用半导体器件等）拆掉或短接，用1000V兆欧表测量各回路兆欧表测量各回路对地、及各回路相互间的绝缘电阻；对地、及各回路相互间的绝缘电阻；二次回路绝缘电阻测量二次回路绝缘电阻测量2、整个二次回路：在屏（柜）端子排处将所有电流、整个二次回路：在屏（柜）端子排处将所有电流、电压、直流控制信号回路端子排连接在一起，并将电流回电压、直流控制信号回路端子排连接在一起，并将电流回路接地点断开，用路接地
17、点断开，用1000V兆欧表测量回路对地绝缘。兆欧表测量回路对地绝缘。关于吸收比的不确定性问题分析关于吸收比的不确定性问题分析绝缘电阻与吸收比的关系：绝缘电阻与吸收比的关系：吸收比与温度的关系吸收比与温度的关系：第二节第二节 泄漏电流和直流耐压试验泄漏电流和直流耐压试验 一、泄漏电流一、泄漏电流 泄漏电流的本质：电介质的离子电导电流泄漏电流的本质：电介质的离子电导电流绝缘电阻一般具有负温度系数：随着温度升高绝缘电阻一般具有负温度系数：随着温度升高，参与导电的离子越多，泄漏电流越大，所以绝，参与导电的离子越多，泄漏电流越大，所以绝缘电阻一般具有负的温度系数。缘电阻一般具有负的温度系数。1、晶格缺陷
18、、晶格缺陷绝缘介质内部离子产生的原因绝缘介质内部离子产生的原因离子电流：晶格结点上的离子离子电流：晶格结点上的离子在电场作用下，与晶格缺陷相邻位在电场作用下，与晶格缺陷相邻位置上的离子落入晶格缺陷，晶格缺置上的离子落入晶格缺陷，晶格缺陷顺序地在晶格中移动，形成离子陷顺序地在晶格中移动，形成离子电流。电流。2、解离、解离 （1）介质自身热解离成为离子；）介质自身热解离成为离子；（2）电子的碰撞电离。）电子的碰撞电离。固体绝缘固体绝缘介质的表面电导介质的表面电导表面电导表面电导产生的原因：产生的原因：附着于介质表面的水分和其他附着于介质表面的水分和其他污物。污物。根据绝缘介质对水分子的吸附性：憎水
19、性、亲水性根据绝缘介质对水分子的吸附性：憎水性、亲水性憎水性憎水性绝缘绝缘介质介质：绝缘介质绝缘介质分子和水分子的附着力小分子和水分子的附着力小于水分子的内聚力，于水分子的内聚力，因此因此水分子只能在它们表面形成不连水分子只能在它们表面形成不连续的水珠续的水珠。亲水性亲水性绝缘绝缘介质介质：绝缘介质绝缘介质分子和水分子的附着力大分子和水分子的附着力大于水分子的内聚力，于水分子的内聚力，水分子容易附着于介质表面。水分子容易附着于介质表面。如电瓷、如电瓷、玻璃、多孔性介质（纤维材料）。玻璃、多孔性介质（纤维材料）。液体绝缘介质中的电导液体绝缘介质中的电导 1、离子电导：液体本身的分子和杂质的分子解
20、、离子电导：液体本身的分子和杂质的分子解离为离子，构成离子电导；离为离子，构成离子电导；2、电泳电导：液体中的胶体质点（如变压器油、电泳电导：液体中的胶体质点（如变压器油中悬浮的小水滴）吸附电荷后，形成带电质点，中悬浮的小水滴）吸附电荷后，形成带电质点，构成电泳电导。构成电泳电导。注意大型电力变压器油流带电现象注意大型电力变压器油流带电现象 泄漏电流和绝缘电阻泄漏电流和绝缘电阻 表面泄漏电流，体泄漏电流表面泄漏电流，体泄漏电流E EG GL LE EG GL L表面电导表面电导体积电导体积电导绝绝 缘缘屏蔽环屏蔽环泄漏电流测量的特点泄漏电流测量的特点1、试验电压高、可调；、试验电压高、可调；2
21、、泄漏电流随时监视、灵敏度高、重复性好；、泄漏电流随时监视、灵敏度高、重复性好；3、根据泄漏电流可以换算出绝缘电阻；、根据泄漏电流可以换算出绝缘电阻；4、可以采用、可以采用 i=f(u)或或 i=f(t)曲线判断绝缘缺陷。曲线判断绝缘缺陷。泄漏电流与加压时间泄漏电流与加压时间(1 良好，良好，2 受潮或缺陷受潮或缺陷)i=f(u)的关系曲线的关系曲线根据根据 i=f(u)或或 i=f(t)曲线判断绝缘缺陷曲线判断绝缘缺陷泄漏电流试验设备泄漏电流试验设备半波整流，半波整流，负极性负极性 1、微安表接于高压侧：不受高压对地杂散电流的影响；对微安、微安表接于高压侧：不受高压对地杂散电流的影响；对微安
22、表及引线需加屏蔽；读数安全、切换量程带来不便。表及引线需加屏蔽；读数安全、切换量程带来不便。2、微安表接于低压侧：读数安全、切换量程方便；要求被试品、微安表接于低压侧：读数安全、切换量程方便；要求被试品的接地端能与地分开。的接地端能与地分开。影响测量结果的主要因素影响测量结果的主要因素1、高压连接导线；、高压连接导线；2、表面泄漏电流；、表面泄漏电流；3、温度；、温度；4、残余电荷；残余电荷；5、电源电压的非正弦波形；、电源电压的非正弦波形；6、加压速度；、加压速度；7、微安表接位置；、微安表接位置；8、试验电压极性试验电压极性。微安表三种接线方式微安表三种接线方式试品表面泄漏电流较大时，应加
23、屏蔽环予以消除。试品表面泄漏电流较大时，应加屏蔽环予以消除。微安表三种接线方式微安表三种接线方式试验装置本身泄漏电流较大，应在未接入试品之前记试验装置本身泄漏电流较大，应在未接入试品之前记录试验电压各阶段的泄漏电流，然后在试验结果中分别减录试验电压各阶段的泄漏电流，然后在试验结果中分别减去这些泄漏电流值。去这些泄漏电流值。微安表的保护微安表的保护试验电压极性试验电压极性对泄漏电流的影响对泄漏电流的影响1、电渗透现象电渗透现象电渗透现象使不同极性试验电压下油纸绝缘电电渗透现象使不同极性试验电压下油纸绝缘电气设备的泄漏电流测量值不同。气设备的泄漏电流测量值不同。2、试验电压极性对引线电晕电流的影响
24、、试验电压极性对引线电晕电流的影响极性效应：在不均匀电场中，外加电压极性不极性效应：在不均匀电场中，外加电压极性不同，其放电过程及放电电压不同的现象，称为极同，其放电过程及放电电压不同的现象，称为极性效应。性效应。测量时的操作规定测量时的操作规定1、正确接线；、正确接线；2、升压过程中应密切观测微安表读数，缓慢升、升压过程中应密切观测微安表读数，缓慢升压以避开吸收电流；压以避开吸收电流；3、测量过程中若有击穿、闪络等异常现象发生、测量过程中若有击穿、闪络等异常现象发生，应迅速降压，并断开电源；，应迅速降压，并断开电源；4、实验完毕，降压、断开电源，并对被试设备、实验完毕，降压、断开电源，并对被
25、试设备充分放电；充分放电；5、按照规定做好试验记录。、按照规定做好试验记录。1）指针来回摆动）指针来回摆动产生原因：电源波动、直流脉动系数大、试验回路产生原因：电源波动、直流脉动系数大、试验回路和被试设备有充放电现象。和被试设备有充放电现象。若摆动不大，又不影响读数，可取其平均值；若摆若摆动不大，又不影响读数，可取其平均值；若摆动很大，影响读数，则可增大主回路和保护回路中的滤动很大，影响读数，则可增大主回路和保护回路中的滤波电容的电容量。波电容的电容量。2）指针周期性摆动）指针周期性摆动产生原因：回路存在反充电、被试设备绝缘不良产产生原因：回路存在反充电、被试设备绝缘不良产生周期性放电。生周期
26、性放电。测量中可能出现的问题测量中可能出现的问题1、从微安表中反映出来的情况、从微安表中反映出来的情况3）指针突然冲击指针突然冲击若向小冲击，可能是电源回路引起的；若向大冲击，可能是若向小冲击，可能是电源回路引起的；若向大冲击，可能是试验回路或被试设备出现闪络或产生间歇性放电引起的。试验回路或被试设备出现闪络或产生间歇性放电引起的。4）指针指示数值随测量时间而发生变化指针指示数值随测量时间而发生变化若逐渐下降，则可能是由于充电电流减小或被试设备表面绝若逐渐下降，则可能是由于充电电流减小或被试设备表面绝缘电阻上升所致；若逐渐上升，往往是被试设备绝缘老化引起的。缘电阻上升所致；若逐渐上升，往往是被
27、试设备绝缘老化引起的。5）指针反指指针反指可能是由于被试设备经测压电阻放电所致。可能是由于被试设备经测压电阻放电所致。6）接好线后，未加压时，微安表有指示接好线后，未加压时，微安表有指示这可能是外界干扰太强或地电位抬高引起的。这可能是外界干扰太强或地电位抬高引起的。2、从泄漏电流数值上反映出来的情况、从泄漏电流数值上反映出来的情况1）泄漏电流过大）泄漏电流过大设备绝缘不佳或屏蔽不好。首先应检查实验设备和屏蔽；若设备绝缘不佳或屏蔽不好。首先应检查实验设备和屏蔽；若确认无误，则说明被试设备绝缘不良。确认无误，则说明被试设备绝缘不良。2）泄漏电流过小）泄漏电流过小检查线路和微安表（是否线路接错、微安
28、表保护部分分流或检查线路和微安表（是否线路接错、微安表保护部分分流或有断脱现象）。有断脱现象）。3）当采用微安表在低压侧读数，且用差值法消除误）当采用微安表在低压侧读数，且用差值法消除误差时，可能会出现负值。差时，可能会出现负值。这可能是由于高压线过长、空载时电晕电流大所致。因此高这可能是由于高压线过长、空载时电晕电流大所致。因此高压引线应当尽量粗、短、无毛刺压引线应当尽量粗、短、无毛刺1、设备较轻便；、设备较轻便；2、绝缘无介质极化损失绝缘无介质极化损失；3、可制作伏安特性曲线；、可制作伏安特性曲线；4、可以兼做泄漏电流测量；、可以兼做泄漏电流测量；5、试验电压高，易于发现局部缺陷。、试验电
29、压高，易于发现局部缺陷。二、直流耐压试验二、直流耐压试验直流耐压试验的特点直流耐压试验的特点直流耐压试验能够发现某些交流耐压试验所不能发现直流耐压试验能够发现某些交流耐压试验所不能发现的缺陷；但直流与交流性质不同，两者不能相互代替。的缺陷；但直流与交流性质不同，两者不能相互代替。1、试验电压的确定、试验电压的确定直流耐压试验的外施电压数值通常应参考交流耐压试直流耐压试验的外施电压数值通常应参考交流耐压试验电压和交、直流下击穿电压之比，主要是根据运行经验验电压和交、直流下击穿电压之比，主要是根据运行经验确定。（确定。（3UN、2.5UN、2UN、UN）2、实验电压极性、实验电压极性规程规定施加电
30、压极性为负极性。规程规定施加电压极性为负极性。直流耐压试验比交流耐压试验的时间长直流耐压试验比交流耐压试验的时间长直流耐压试验应注意的问题直流耐压试验应注意的问题1、介质损耗介质损耗的本质？的本质？2、介质损耗介质损耗在交流、直流电压下的区别？在交流、直流电压下的区别？3、介质损耗的表示方法？、介质损耗的表示方法？4、为什么要关注绝缘损耗？、为什么要关注绝缘损耗？第三节第三节 介质损耗角正切值测量介质损耗角正切值测量介质损耗：介质损耗由介质损耗：介质损耗由 IR 产生，夹角产生，夹角 大时，大时，IR就越大，就越大，故称故称 为介质损耗角，其正切值为为介质损耗角，其正切值为：关于极化损耗关于极
31、化损耗优点：灵敏度高，容易发现绝缘整体受潮、劣化、变优点：灵敏度高，容易发现绝缘整体受潮、劣化、变质，及小体积设备的局部缺陷。质，及小体积设备的局部缺陷。缺点：缺点：tan 不能发现不能发现大体积设备的局部缺陷。大体积设备的局部缺陷。规程中对电机、电缆等电气设备，因为缺陷的集中性及体积较规程中对电机、电缆等电气设备，因为缺陷的集中性及体积较大，通常不做此项试验；而对套管、电力变压器、互感器、电容器大，通常不做此项试验；而对套管、电力变压器、互感器、电容器等则做此项试验。等则做此项试验。关于关于 tan 测量测量潮气扩散对潮气扩散对绝缘性能的影响绝缘性能的影响 电容式套管：出厂绝缘电阻试验合格，
32、现场交接试验电容式套管：出厂绝缘电阻试验合格，现场交接试验绝缘电阻超标。绝缘电阻超标。出厂出厂tan 试验合格，现场交接试验试验合格，现场交接试验tan 超标。超标。1、绝缘绝缘介质介质tg 过大过大，会引起严重发热，材料容易劣会引起严重发热，材料容易劣化，甚至可能导致热击穿。化，甚至可能导致热击穿。2、在绝缘预防性试验中，在绝缘预防性试验中，tg 是一基本测试项目，当是一基本测试项目，当绝缘受潮或劣化时，绝缘受潮或劣化时，tg 急剧上升。急剧上升。测量测量介质介质损耗损耗的意义的意义1、tan 测量原理：西林电桥测量原理：西林电桥正接线：要求被试设备能与地分离。正接线：要求被试设备能与地分离
33、。反接线：被试设备一端接地，要求电桥本体有足够的绝缘。反接线：被试设备一端接地，要求电桥本体有足够的绝缘。为保证安全应采取的措施：为保证安全应采取的措施：1、电桥和操作者整体绝缘或使用、电桥和操作者整体绝缘或使用“法拉第笼法拉第笼”；2、通过绝缘连杆调节。、通过绝缘连杆调节。对角线接线：被试设备一端接地，而且电桥没有足够对角线接线：被试设备一端接地，而且电桥没有足够的绝缘。的绝缘。测量原理：测量原理：容性电流容性电流与与全电流全电流的关系。的关系。2、tan 测量原理：角差法（非平衡法）测量原理：角差法（非平衡法）示波器测量示波器测量tan 1、外界电场干扰、外界电场干扰2、高压标准电容器质量
34、劣化、高压标准电容器质量劣化3、试品电容量的变化（关注、试品电容量的变化（关注tan 参数的同时，也应注参数的同时，也应注意试品电容量的变化意试品电容量的变化）4、表面泄漏电流、表面泄漏电流5、空气湿度、空气湿度6、接地、接地tan 测试中需要注意的事项：测试中需要注意的事项：7、电桥引线的影响。、电桥引线的影响。（1）引线长度（）引线长度（对小容量试品影响较大，应引起重视对小容量试品影响较大，应引起重视）（2）高压引线与试品夹角（）高压引线与试品夹角（对小容量试品影响较大，对小容量试品影响较大，应引起重视应引起重视）（3）引线电晕（电晕损耗通过杂散电容将被计入被试）引线电晕（电晕损耗通过杂散
35、电容将被计入被试品的品的tan 内内）（4）引线接触不良（相当于被试支路中串联一个附加）引线接触不良（相当于被试支路中串联一个附加电阻）电阻）（5）高压引线应悬空）高压引线应悬空1、“平衡法平衡法”测量可以采用的措施：测量可以采用的措施：（1）加设屏蔽）加设屏蔽（2）采用移相电源）采用移相电源（3）倒相法）倒相法 2、“角差法角差法”测量时可以采用的措施：测量时可以采用的措施：（1）采用异频电源）采用异频电源（2）补偿法）补偿法tg测量中的抗干扰措施测量中的抗干扰措施1、温度：温度：tg值受温度影响而变化，为了比较试验结值受温度影响而变化，为了比较试验结果，对同一设备在不同温度下的变化必须将结
36、果归算到一果，对同一设备在不同温度下的变化必须将结果归算到一个巩固的基准温度，一般归算到个巩固的基准温度，一般归算到20。2、湿度湿度。在不同的湿度下测得的。在不同的湿度下测得的tg值也是有差别的，值也是有差别的，应在空气相对湿度小于应在空气相对湿度小于80%下进行试验。下进行试验。3、清洁度和表面泄漏电流清洁度和表面泄漏电流。可以用清洁和干燥表面来。可以用清洁和干燥表面来将损失减到最小，也可采用涂硅油等办法来消除这种影响。将损失减到最小，也可采用涂硅油等办法来消除这种影响。影响测试结果的主要因素影响测试结果的主要因素1、参照规程要求：规程要求的、参照规程要求：规程要求的“允许值允许值”2、纵
37、向比较：历史数据、纵向比较：历史数据3、横向比较：同一设备相间、同类设备、横向比较：同一设备相间、同类设备4、如果、如果tg值超标，应对比电容量变化值超标，应对比电容量变化5、考虑温度修正、考虑温度修正6、分析、分析tg=f（u）曲线变化趋势）曲线变化趋势测试结果的分析判断测试结果的分析判断 绝缘油绝缘油介质介质损耗损耗：非非极性介质，主要极性介质，主要因素因素是电导损耗是电导损耗；一般情况下，电导损耗一般情况下，电导损耗随温度升高而增大随温度升高而增大。绝缘纸绝缘纸介质介质损耗损耗：极性介质，主要：极性介质，主要因素因素是是极化极化损耗；损耗；一般情况下极化损耗一般情况下极化损耗随温度升高而
38、减小。随温度升高而减小。油纸绝缘介质油纸绝缘介质tan 与温度的关系与温度的关系开展高开展高电电压介质损耗测量的意义压介质损耗测量的意义 预防性试验预防性试验规程规程一般一般要求要求进行进行10 kV的的tan 和和电容量的测量；当测量数据出现异常时，为进一电容量的测量；当测量数据出现异常时，为进一步进行绝缘诊断，需步进行绝缘诊断，需要要进行高电压下的进行高电压下的介质损耗介质损耗和电容量测试。和电容量测试。高电压下更容易发现设备内部的绝缘缺陷高电压下更容易发现设备内部的绝缘缺陷曲线曲线A：绝缘良好，：绝缘良好，tan 不随电压升高而增大，只有当试验电压不随电压升高而增大，只有当试验电压超过最
39、高运行电压时，超过最高运行电压时，tan 值才略微增加。降低试验电压和升高试值才略微增加。降低试验电压和升高试验电压时验电压时tan 值能保持一致。值能保持一致。曲线曲线B：绝缘老化示例；：绝缘老化示例；曲线曲线C：局部放电示例；：局部放电示例；曲线曲线D：严重受潮示例；：严重受潮示例；曲线曲线E：绝缘中含有离子型杂质。：绝缘中含有离子型杂质。通过通过tan =f(u)曲线曲线分析判断绝缘状态分析判断绝缘状态膜纸复合绝缘膜纸复合绝缘介质介质tantan 测量的测量的特殊现象特殊现象低压下低压下tantan 高，高压下高，高压下tantan 低低原因分析：（原因分析：（1 1）接触电阻；（）接触
40、电阻；（2 2）CARTONCARTON效应效应Garton效应效应：在含：在含膜膜纸的纸的复合复合绝缘介质中，较低电压绝缘介质中，较低电压下的介质损耗下的介质损耗tan 可能是其在较高电压下的可能是其在较高电压下的1-10倍，这种倍，这种现象称为现象称为Garton效应。效应。机理分析：绝缘介质中机理分析：绝缘介质中存在杂质，存在杂质，杂质在不同电压下杂质在不同电压下的分布结构不同。低电压下的分布结构不同。低电压下，杂质游离于介质空间，极化杂质游离于介质空间，极化损耗较大，损耗较大，因此因此总体介损值较大；高电压下总体介损值较大；高电压下，杂质在较强杂质在较强的电场作用下集中于电极两端，介质
41、空间的杂质相对减少，的电场作用下集中于电极两端，介质空间的杂质相对减少，极化损耗较小，导致总体介质损耗值减小。极化损耗较小，导致总体介质损耗值减小。Q_GDW 168-2008 输变电设备状态检修试验规程输变电设备状态检修试验规程相关相关规定规定CARTONCARTON效应效应tantan 测量测量实例实例：500 kV 断路器均压电容介损试验（膜纸复合绝缘）断路器均压电容介损试验（膜纸复合绝缘）CARTONCARTON效应效应tantan 测量测量实例实例：500 kV 断路器均压电容介损试验（膜纸复合绝缘）断路器均压电容介损试验（膜纸复合绝缘）1、电气强度试验、电气强度试验电气强度试验：测
42、量绝缘油的瞬时击穿电压值。电气强度试验：测量绝缘油的瞬时击穿电压值。第四节第四节 绝缘油试验绝缘油试验DLT 596-1996 电力设备预防性试验规程电力设备预防性试验规程 变压器油变压器油电力设备预防性试验规程电力设备预防性试验规程 南网南网 2011 变压器油变压器油试验方法试验方法：使用标准油杯，以一定的速率逐渐升压，：使用标准油杯，以一定的速率逐渐升压，直至电极间油隙击穿。直至电极间油隙击穿。试验步骤及注意事项试验步骤及注意事项 （1）清洗油杯清洗油杯：油杯洗净烘干，：油杯洗净烘干，洗涤时用洁净的丝绢，洗涤时用洁净的丝绢，不可用布和棉纱不可用布和棉纱。试验在室温。试验在室温1535，湿
43、度不高于，湿度不高于75%的条件下进行。的条件下进行。（2）油样处理油样处理：放置油样直至接近室温，摇动油样使：放置油样直至接近室温，摇动油样使之均匀混合，并尽可能不产生气泡，静置之均匀混合，并尽可能不产生气泡，静置10分钟。分钟。（3）加压试验加压试验：电压从零升起，升压速度约：电压从零升起，升压速度约3千伏千伏/秒，秒，直至油隙击穿，并记录击穿电压值。重复试验直至油隙击穿，并记录击穿电压值。重复试验5次，取平次，取平均值。均值。（4）限制击穿电流限制击穿电流：为了减少油击穿后产生的碳粒，：为了减少油击穿后产生的碳粒，应将击穿时的电流限制在应将击穿时的电流限制在5毫安左右。在每次击穿后要用毫
44、安左右。在每次击穿后要用玻璃棒对油进行充分搅拌，并静置玻璃棒对油进行充分搅拌，并静置5分钟后再重复试验。分钟后再重复试验。悬浮、溶解、气化悬浮、溶解、气化DLT 596-1996 电力设备预防性试验规程电力设备预防性试验规程 变压器油变压器油电力设备预防性试验规程电力设备预防性试验规程 南网南网 2011 变压器油变压器油2、tg值的测量值的测量一、交流工频耐压试验一、交流工频耐压试验1、常规试验变压器耐压试验接线原理、常规试验变压器耐压试验接线原理交流耐压试验接线图交流耐压试验接线图 交流工频耐压试验、交流感应耐压试验交流工频耐压试验、交流感应耐压试验第五节第五节 交流耐压试验交流耐压试验优
45、点：若被试品击穿，则高压消失，电流下降。优点：若被试品击穿，则高压消失，电流下降。谐振时试品上电压：谐振时试品上电压：Q：回路品质因数，一般为：回路品质因数，一般为10-402、串联串联、并联并联及及串并联谐振串并联谐振试验方法试验方法（1）串联补偿）串联补偿（2）并联谐振）并联谐振问题：被试品击穿，试验变压器有过流的可能，要求问题：被试品击穿，试验变压器有过流的可能，要求过流速断保护能可靠动作。过流速断保护能可靠动作。（3）串并联谐振法）串并联谐振法串并联谐振应满足的条件：串并联谐振应满足的条件：二、交流感应耐压试验二、交流感应耐压试验 1、试验目的、试验目的 （1）检查全绝缘变压器的纵绝缘
46、：绕组层间、匝间及段间）检查全绝缘变压器的纵绝缘：绕组层间、匝间及段间 （2）检查分级绝缘变压器主绝缘和纵绝缘，主绝缘：绕组对地、）检查分级绝缘变压器主绝缘和纵绝缘，主绝缘：绕组对地、相间、不同电压等级绕组间。相间、不同电压等级绕组间。2、原因、原因 （1）对于全绝缘变压器，交流工频耐压试验只考虑了主绝缘，）对于全绝缘变压器，交流工频耐压试验只考虑了主绝缘，并为考虑纵绝缘；并为考虑纵绝缘；（2）对于分级绝缘变压器，中性点绝缘水平降低，不能用交流）对于分级绝缘变压器，中性点绝缘水平降低，不能用交流工频考核主绝缘。工频考核主绝缘。3、试验电压、频率、试验电压、频率 （1）施加感应电压为额定电压的）
47、施加感应电压为额定电压的2倍；倍；（2）频率为交流工频的）频率为交流工频的2倍频，或更高。倍频，或更高。4、试验方法、试验方法 （1）全绝缘变压器）全绝缘变压器 （2）分级绝缘变压器）分级绝缘变压器 特点：对于分级绝缘变压器，其相间、相对地的绝缘水平相同。特点：对于分级绝缘变压器，其相间、相对地的绝缘水平相同。三、交流耐压试验注意事项三、交流耐压试验注意事项 1、容升效应、容升效应 2、电压谐振、电压谐振第六节第六节 冲击电压试验冲击电压试验标准冲击电压波形参数：标准冲击电压波形参数：波头时间：波头时间：1.2s30半峰值时间：半峰值时间：50s20幅值：幅值：3冲击电压波形冲击电压波形冲击电
48、压发生器工作原理冲击电压发生器工作原理实际单级冲击电压发生器电路原理实际单级冲击电压发生器电路原理 实际多级冲击电压发生器电路原理实际多级冲击电压发生器电路原理 特点：并联充电、串联放电。特点：并联充电、串联放电。可控触发电极系统：三电极球隙可控触发电极系统：三电极球隙冲击电压发生器冲击电压发生器 两种类型过电压：两种类型过电压：1 1、雷电过电压：雷电过电压：直击雷过电压、感应雷过电压直击雷过电压、感应雷过电压2 2、内部过电压：内部过电压：操作过电压、暂时过电压操作过电压、暂时过电压过电压是电力系统在特定条件下所出现的超过工作电过电压是电力系统在特定条件下所出现的超过工作电压、可能危害绝缘
49、的异常电压，属于电力系统中的一种压、可能危害绝缘的异常电压，属于电力系统中的一种电电磁扰动现象磁扰动现象，是由于电力系统中，是由于电力系统中电路状态电路状态和和电磁状态电磁状态的突的突然变化所致。然变化所致。电力系统过电压电力系统过电压内部过电压内部过电压能量来源于系统本身，幅值以系统最大工作相电压能量来源于系统本身，幅值以系统最大工作相电压幅值幅值U Uph.mph.m的倍数的倍数k k0 0来表示。来表示。k k0 0值约为值约为1.3-4.01.3-4.0，其大小与系统参数、断路器性能、，其大小与系统参数、断路器性能、中性点接地方式等一系列因素有关。中性点接地方式等一系列因素有关。操作过
50、电压操作过电压：进行断路器操作、或发生突然短路而引：进行断路器操作、或发生突然短路而引起的过电压称为操作过电压。起的过电压称为操作过电压。产生原因产生原因：系统状态发生突变，系统从一种电磁状态：系统状态发生突变，系统从一种电磁状态过渡到另一种电磁状态，在这种过渡中会出现电磁振荡，过渡到另一种电磁状态，在这种过渡中会出现电磁振荡，电磁能与静电能在电感性与电容性元件中以电磁能与静电能在电感性与电容性元件中以电路固有频率电路固有频率交替转换，以致在电气设备上出现过电压。交替转换，以致在电气设备上出现过电压。常见操作过电压的种类：常见操作过电压的种类：（1 1）空载线路合闸与重合闸过电压）空载线路合闸
