4_绝缘性能试验

4.1.2 试验设备与接线
测量绝缘电阻最常用的仪表为手摇式兆欧表；
加压60s后测的的数值为绝缘电阻值。
8
E
R1 I1 S L1 N
+
Rx
GL
I2 R2
L2
0
M1 I1F1( )，M 2 I2F2 ( )
指针旋转到一定角度， 转矩平衡M1＝M2
I1 F2 ( ) F ( ) I2 F1( )
I1
20
44 绝绝缘性缘能性试验能试验 4.1 绝缘电阻和泄漏电流测量
4.1.2 试验设备与接线
手摇式兆欧表
数字式兆欧表
兆欧表选择：根据设备电压等级的不同，选用不同电压的兆欧表。例： 额定电压1kV及以下者使用1000V兆欧表；1kV以上者使用2500V兆欧 表
21
44 绝绝缘性缘能性试验能试验 4.1 绝缘电阻和泄漏电流测量
U R1
，I
2
U R2
Rx
图4－3 手摇式兆欧表原理接线图
f
I1 I2
f
R2
R1
Rx
f '(Rx )
测量原理： 当U一定时，绕组L1、L2中分别流过电流I1与I2，产生两个不同方向的转动19力 矩M1、M2。
44 绝绝缘性缘能性试验能试验 4.1 绝缘电阻和泄漏电流测量
4.1.2 试验设备与接线
要考虑测量时温度的影响，只有同一温度下的结果才能比较 测量电压要稳定，直流脉动不应大于3% 测量仪表的保护与屏蔽 测量前应充分放电，避免残余电荷造成误差
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44 绝绝缘性缘能性试验能试验
课程回顾-3.5~3.6 高压电机及GIS的绝缘
高压电机绝缘：采用耐局部放电性能好的 云母材料；
GIS绝缘：稍不均匀场结构
绝缘状态的判定
t
=
(C1 +
C2
)
R1R2 R1 + R2
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τ大为减小，吸收电流迅速衰减。即
使绝缘部分受潮，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，仍可造成吸收比K（及极化指数P）的下降。当K
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
6
44 绝绝缘性缘能性试验能试验
主要电气设备的绝缘预防性试验项目
图4－1 双层电介质等效电路
图4－2 吸收曲线及绝缘电阻随时间t变化曲线 10
44 绝绝缘性缘能性试验能试验 4.1 绝缘电阻和泄漏电流测量
4.1.1 绝缘电阻试验的主要参数及技术指标
i, R
i
R
ic o
ia Ig
t
11
44 绝绝缘性缘能性试验能试验 4.1 绝缘电阻和泄漏电流测量
4.1.1 绝缘电阻试验的主要参数及技术指标
兆欧表有三个接线端子：线路端子（L）、接地端子
（E）和保护（屏蔽）端子（G）。
E
屏蔽端子G用以消除绝缘被试品表面泄
漏电流的影响
体
表 M
兆欧表发电机产生的直流电压有500、
积
面
1000、2500、5000、10000V 等规格
电 导
E电 G 导
L 仪表的读数与手摇式发电机的端电压
G
或转速绝对值的关系不大，一般只要使
K = R60s R15s
利用K值有助于判断绝缘的状况，K值越大表示吸收现象越显著 当绝缘状况良好时，K应远大于1；当绝缘受潮时，K值将变小。 一般认为如K<1.3时，就可判断绝缘可能受潮。不过也不能一概 而论，有些被试品的R很高，但K小于1.3，因此应将R值和K值结合 起来考虑，方能作出比较准确的判断。
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：以高于设备的正常运
行电压来考核设备的电压耐受能力和绝缘水平。耐压试验对 绝缘的考验严格，能保证绝缘具有一定的绝缘水平或裕度； 缺点可能在试验时给绝缘造成一定的损伤
包含的种类：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
序 电气设备
试验项目
号
测量 测量绝 测量 直流耐 测量介 测量 油的介 油中 油中 油的 测量 交流
绝缘 缘电阻 泄漏 压试验 质损耗 局部 质损耗 含水 溶解 电气 电压 耐压
电阻 和吸 电流 并测泄 角正切 放电 角正切 量分 气体 强度 分布 试验
收比
漏电流
析 分析
1 同步发电机和
调相机
2 交流电动机
15
44 绝绝缘性缘能性试验能试验 4.1 绝缘电阻和泄漏电流测量
4.1.1 绝缘电阻试验的主要参数及技术指标
电容量较大的绝缘被试品，如大型发电机，吸收时间常数大，有时会出现 电阻很大但吸收比较小的现象，吸收比还不能充分反映绝缘吸收现象的全过 程。 利用“极化指数”P作为判断指标，其值定义为对被试品加压10min和 1min时所对应的绝缘电阻R10min和R1min的比值，即
况。
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44 绝绝缘性缘能性试验能试验 4.1 绝缘电阻和泄漏电流测量
4.1.1 绝缘电阻试验的主要参数及技术指标
问题：容量较大、不均匀试品，延续时间较长，要测得绝缘 电阻，需很长时间。
吸收比K
通过测量绝缘电阻随时间变化的关系判断绝缘的状况。 通常将对被试品加压60s和15s时所测得的绝缘电阻值R60s和R15s 的比值定义为吸收比K，即
阴影部分的面积为绝缘在充电过
一、双层介质的吸收现象 程中逐渐“吸收”的电荷。
电气设备的绝缘，其等值电路往往是电阻电这 做容种 “的逐 吸混渐 收合“现电吸象路收”（”，组电对合荷应绝的的缘现电）象流叫称
为吸收电流。它是由于介质中偶
i
极子逐渐转向，并沿电场方向排
列而产生的。
u1
S
C1
R1
u2
U
C2
R2
C1 + C2
-
R1
R2 + R2
÷÷÷÷e-
t t
t
=
(C1 +
C2
)
R1R2 R1 + R2
12
44 绝绝缘性缘能性试验能试验 4.1 绝缘电阻和泄漏电流测量
4.1.1 绝缘电阻试验的主要参数及技术指标
i
u1 R1
C1
du1 dt
t
=
(C1 +
C2
)
R1R2 R1 + R2
i, R i
R
U R1 R2
得手柄的转速达到额定转速（通常为
1
2
3 120r/min）的80％以上就行，重要的是
L
必须保持转速的恒定。
1－电缆金属铠装；2－电缆绝缘；3－导电芯线 注意：当试品电容较大时，测量后须 图4－4 绝缘电阻试验原理接线示意图 先将兆欧表从测量回路中断开，然后才
能停止转动发电机，以免试品电容电流
反充损坏仪器。
4.1.3 绝缘电阻试验结果判断与适用范围
特点：试验时施加的电压较低
测量绝缘电阻能有效地发现的缺陷【整体缺陷】： 1、贯穿性缺陷 2、绝缘受潮 3、表面污垢（比较无屏蔽极时的值即可）
测量绝缘电阻不易发现的缺陷： 1、绝缘的局部缺陷（局部损伤或裂缝、含气泡、绝缘分层
、脱开等） 2、绝缘的老化（此时的绝缘电阻还相当高）
测量绝缘电阻时，其值是不断变化的；t无穷时刻，等于两层
介质绝缘电阻的串联值U/ig 。
通常所说的绝缘电阻均指吸收电流衰减完毕后的稳态电阻值(
工程应用上的表达方便，把介质处在吸收过程时的U/i也称为绝 缘电阻R )。
受潮时，绝缘电阻显著降低，ig显著增大，ia迅速衰减。因此
，能揭示绝缘整体受潮、局部严重受潮、存在贯穿性缺陷等情
P = R10min R1min
如绝缘良好，则P值应不小于某一定值（如1.5~2.0）。 对单一介质绝缘或电容量较小的绝缘被试品，可以只测量其绝缘电阻； 电容量较大的绝缘被试品，不仅要测量其绝缘电阻，还要测量其吸收比。
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44 绝绝缘性缘能性试验能试验 4.1 绝缘电阻和泄漏电流测量
4.1.1 绝缘电阻试验的主要参数及技术指标
3
44 绝绝缘性缘能性试验能试验
型式试验
安装后交接 和验收试验
出厂试验
电气设备的 绝缘试验
运行中定期 预防性试验
4
44 绝绝缘性缘能性试验能试验 1. 按照对设备造成的影响程度分类（两类）
非破坏性试验，亦称绝缘特性试验：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种情况，从 而判断绝缘内部的缺陷—不能判断绝缘耐压水平
＝1或接近于1，则设备基本丧失绝缘能力。
不同绝缘状态下的绝缘电阻的变化曲线
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44 绝绝缘性缘能性试验能试验 4.1 绝缘电阻和泄漏电流测量
4.1.1 绝缘电阻试验的主要参数及技术指标
绝缘状态的判定
线圈绝缘沥青云母的吸收特性
某同步电机定子线圈的绝缘电阻 随时间变化图
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44 绝绝缘性缘能性试验能试验 4.1 绝缘电阻和泄漏电流测量
4.1.1 绝缘电阻试验的主要参数及技术指标
二、绝缘电阻和吸收比的测量
在绝缘上施加电压U时，定义电压U与电流i的比值为所测被试品的绝缘电阻R
R(t)
(C1
(C1 C2 )2 ( R1 R2 ) R1R2
t
C2 )2 R1R2 ( R2C2 R1C1 )2 e
t
=
(C1 +
C2
)
R1R2 R1 + R2
8
44 绝绝缘性缘能性试验能试验 4.1 绝缘电阻和泄漏电流测量
4.1.1 绝缘电阻试验的主要参数及技术指标 4.1.2 试验设备与接线 4.1.3 绝缘电阻试验结果判断与适用范围 4.1.4 泄漏电流的测量
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44 绝绝缘性缘能性试验能试验 4.1 绝缘电阻和泄漏电流测量
4.1.1 绝缘电阻试验的主要参数及技术指标
3 油浸变压器
√
√
√
√
√√
4 电磁式电压互 √
感器
5 电流互感器
√
6 油断路器
√
7 悬式和支柱式 √
绝缘子
8 电力电缆
√
√ √
√√
√
√
√ √ √ √√ √
√
√ √ √ √√ √
√
√
√ √√ √
√
√
√ √√ √
√
√√
√
√
7
44 绝绝缘性缘能性试验能试验
4.1 绝缘电阻和泄漏电流测量 4.2 介质损耗角正切的测量 4.3 局部放电测量 4.4 绝缘油的电气试验和气相色谱分析 4.5 绝缘的在线监测
高电压技术
第2篇 电气设备绝缘试验
4 绝缘性能试验
李化 leehua@mail.hust.edu.cn
44 绝绝缘性缘能性试验能试验 为什么要进行绝缘性能试验
电力系统可靠性 绝缘性能劣化 发现早期故障 电介质理论
•绝缘往往 是电力系 统中的薄 弱环节， 绝缘故障 通常是引 发电力系 统事故的 首要原因 。
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44 绝绝缘性缘能性试验能试验 4.1 绝缘电阻和泄漏电流测量
4.1.3 绝缘电阻试验结果判断与适用范围
不能简单的用绝缘电阻的大小或吸收比来判断绝缘的好 坏【非定论】。 绝缘电阻的大小与绝缘材料的结构、体积有关，与所用 的兆欧表的电压高低有关，还与大气条件有关； 所测被试品的绝缘电阻值和吸收比应与其出厂时的值等 历史数据比较，或者与同类型设备相比较，结合绝缘电 阻值与吸收比的变化综合判断。
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44 绝绝缘性缘能性试验能试验
课程回顾-4 绝缘性能试验
绝缘电阻:
吸收现象 吸收比和极化指数
测量绝缘电阻能有效地发现的缺陷： 1、贯穿性缺陷 2、绝缘受潮 3、表面污垢（比较无屏蔽极时的值即可）
U (R2C2 R1C1 )2
t
e
(C1 C2 )2 (R1 R2 )R1R2
ic o
ia Ig
t
上式中第一个分量为传导电流 I g ，第二个分量 为吸收电流 ia 。
当绝缘严重受潮或出现导电性缺陷时，R1、R2或两 者之和显著减小，Ig大大增加，而Ia迅速衰减
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44 绝绝பைடு நூலகம்性缘能性试验能试验 4.1 绝缘电阻和泄漏电流测量
•设备绝缘 在运行中 受到电、 热、机械 等因素的 影响，性 能逐渐劣 化，出现 缺陷，造 成故障
•通过绝缘 试验和各 参量的测 量可以了 解评估绝 缘运行状 态，发现 早期故障
•电介质理 论远未完 善，需借 助各种绝 缘试验来 检验和掌 握绝缘的 状态和性 能
2
44 绝绝缘性缘能性试验能试验
绝缘缺陷的种类： 集中性缺陷：如内部的气隙、局部的开裂、 磨损、受潮等 分布性的缺陷：电气设备整体性能的下降， 如绝缘材料的整体受潮、劣化变质等
U10
=
U
C2 C1 + C2
U1¥
= U R1 R1 + R2
U 20
=
U
C1
C1 + C2
u1
=
U
轾 犏 犏 犏 臌R1
R1 + R2
+
骣 ççç桫C1
C2 + C2
-
U2¥
= U R2 R1 + R2
R1
R1 + R2
÷÷÷÷e-
t t
u2
=
U
轾 犏 犏 犏 臌R1
R2 + R2
+
骣 ççç桫C1
5
44 绝绝缘性缘能性试验能试验
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/T 596）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。