电气设备绝缘的预防性试验

电气设备绝缘缺陷的分类：
➢ 集中性缺陷 如悬式绝缘子的瓷质开裂；发电机绝缘局 部磨损、挤压破裂；电缆绝缘逐渐损坏等。
➢ 分布式缺陷 电气设备整体绝缘性能下降，如电机、变 压器、套管中有机绝缘材料的受潮、老化、变质等。
定期绝缘预防性试验
我国预防性维修体系已经有近50年的历史，１９９６ 《电力设备预防性试验规程》
由于这种极化涉及电荷的移动和积聚，必然伴随能量损耗。 由于电荷的积聚是通过介质的电导进行的，而介质的电导一般 很小，所以极化过程较慢，一般需要几分之一秒、几秒、几分 钟、甚至几小时，所以这种极化只有在直流和低频交流电压下 才能表现出来。
i
ia是由夹层极化(有损极化)产生的电
来自百度文库
流，而夹层极化建立所需时间较长，
电气设备的绝缘电阻在测量过程中是随加压时间的增长而 逐步上升并最终趋于稳定的。当绝缘良好时，不仅稳定的绝缘 电阻值较高，而且吸收过程相对较慢；绝缘不良或受潮时，稳 定的绝缘电阻值较低，吸收过程相对较快。
6.1.1 多层介质的吸收现象
凡是由多种不同的电介质组成的绝缘结构，在 加上直流电压后，各层电压将从开始时按电容分布 逐渐过渡到稳态时按电导（电阻）分布。在电压重 新分配的过程中，夹层界面上会积聚起一些电荷， 使整个介质的等值电容增大，这种极化称为夹层介 质界面极化，简称夹层极化。
E
G
R1
S
N
1
G
H
2
L
R2
R1
➢ 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）。
➢ 被试绝缘接在端子L和E之间，而保护端子G的作用是使绝 缘表面泄漏电流不要流过线圈，测得的绝缘体积电阻不受 绝缘表面状态的影响。
2、绝缘电阻和吸收比的测量方法
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。驱动 兆欧表达到额定转速，待指针稳定后，即可读取绝 缘电阻的数值。通常认为加压60s时，通过绝缘的吸 收电流已衰减至接近于零，所以规定加压60s时所测 得的数值为被试品的绝缘电阻。
绝缘检测和诊断技术：通过对绝缘的试验和各 种特性的测量，可了解并评估绝缘在运行过程中的 状态，从而能早期发现故障的技术。
➢ 离线检测：要求被测设备退出运行状态，只能是 周期性间断的进行。试验周期由试验规程规定。
➢ 在线监测：在被测设备处于带电运行的情况下， 对设备的绝缘状态进行连续或定时的检测，通常 是自动进行的。
所以较为缓慢地衰减到零，这部分
电流又称为吸收电流； Ig是不随时 间变化的恒定分量，称为电介质的
Ig
Ig
泄漏电流或电导电流。
o
吸收曲线
t
根据I15/I60的变化，就可以初步判断绝缘的状况。
U
吸收比：Ka
R60 R15
I 60 U
I15 I60
I15
I15、R15为加压15s时的电流 和对应的绝缘电阻；
I60、R60为加压60s时的电流 和对应的绝缘电阻；
对于不均匀试品的绝缘，如果绝缘状况良好，则吸收现 象明显，Ka值远大于1；如果绝缘严重受潮，由于Ig大增，Ia 迅速衰减， Ka值接近于1。
6.1.2 绝缘电阻和吸收比的测量 1、兆欧表（摇表）的原理和接线
绝缘电阻测试仪(兆欧表)
兆欧表由两部分组成：直流电源和测量机构。
E
G
R1
S
N
1
G
H
2
L
R2
R1
当指针旋转到某一位置时，力矩差为零，指针停止旋转。 此时指针偏转的角度与流过线圈的电流之比有关。
I1 F2 (a) F (a)即 f ( I1 )
I2 F1(a)
I2
f ( I1 ) I2
f ( R2 Rx ) R1
f
' (Rx )
指针偏转角的读数可反映Rx的大小
以双层电介质为例说明：
t=0时开关闭合，介质上的电压按电容分压：
A
U1 C2 U2 t0 C1
K
R1 U1
C1
t→∞时，介质上的电压按电阻分压：
U1
R1
U2 t R2
R2 U 2
C2
U
双层介质的等值电路
一般情况，对双层不同电介质， C2 / C1 R1 / R2 U1 U1 U2 t0 U2 t
第六章 电气设备绝缘的预防性试验
一、绝缘电阻的测试 二、泄漏电流的测量 三、介质损耗角正切值的测量 四、局部放电的测试 五、电压分布的测量 六、绝缘油的电气试验和气相色谱分析 七、绝缘状态的在线监测
6.1 绝缘电阻的测试
测量电气设备的绝缘电阻，是检查其绝缘状态最简便的辅 助方法。电气设备由休止状态转为运行状态前，或在进行绝缘 耐压试验前，必须进行绝缘电阻的测试，以确定设备有无受潮 或绝缘异常。
A
即C1、C2上的电荷需要重新分配，设C1 > C2 ， K 而R1 > R2 ，则可得：
R1 U1
C1
t=0时， U1 U2 t→∞时， U1 U2
R2 U 2
C2
U
双层介质的等值电路
分界面上将积聚起一批多余的空间电荷，这就是夹层极化引起 的吸收电荷，电荷积聚过程所形成的电流称为吸收电流。
这种在双层介质分界面上出现的电荷重新分配的过程，就是夹 层极化过程。 由于夹层极化中有吸收电荷，故夹层极化相当于增大了整个电 介质的等值电容。
为了对绝缘状态做出判断，需对绝缘进行各种试验和检 测，统称为绝缘预防性试验。
对于离线式试验又可分为两类： ➢ 绝缘特性试验（非破坏性试验、检查性试验）：在较低的 电压下或用其它不会损伤绝缘的办法来测量绝缘的各种特性， 从而判断绝缘的内部缺陷。缺点是对绝缘耐压水平的判断比 较间接，尤其对于周期性的离线试验不易判断准确。常见的 试验项目有：绝缘电阻、泄漏电流、介质损耗角正切、油中 气体含量检测等
E
G
R1
S
N
1
G
2
L
R2
R1
L -线路端子 E -接地端子 H G -保护端子 1 -电压线圈 2 –电流线圈
E
G
R1
S
N
1
G
H
2
L
R2
R1
I1
U R1
I2
U R2 RX
RX — 被试品的绝缘电阻
线圈上产生的转动力矩为： M1 I1F1() M2 I2F2 ( )
式中F1(α)、F2(α) — 表示指针偏转角α的函数。
➢ 耐压试验（破坏性试验）：对绝缘考验严格，能保证绝缘 具有一定的绝缘水平；缺点是只能离线进行，并可能因耐压 试验对绝缘造成一定的损伤。
常见试验项目：测量绝缘电阻，吸收比，泄漏 电流，介质损耗角正切，局部放电，电压分布 等。
绝缘电阻测试仪
▼
▲
TE571（测量局部放电）
绝缘特性试验方法有多种，各种方法能够反映绝缘缺 陷的性质是不同的，对不同的绝缘材料和绝缘结构，各种 方法的有效性也不一样。所以，一般需要采用多种不同的 方法来试验，对试验结果进行综合分析比较后，才能作出 正确的判断。