1.绝缘预防性试验

一、绝缘预防性试验
一、绝缘电阻和吸收比测量
（一）相关知识
1．在测量大电容量电力设备的绝缘电阻时，可以明显地看到绝缘电阻数值和加压
象。

2．绝缘材料可以用电容与电阻串联来描述其
外特性，右图的等效电路可以描述吸收现象产
生的原因：在直流电压下，图中的i1是电容的
充电电流，衰减很快。

i2是吸收电流，它需要较长时间才趋于零，实际上它是绝缘材料缓慢极化过程的反映。

i3为泄漏电流，它反映绝缘电阻的大小。

3．绝缘材料的极化：绝缘材料是由带正电及带负电的质点（带电粒子）构成。

在外加电场的作用下，这些带电质点将沿着电场方向作有限地位移，或有规律的排列，并对外显示出极性。

当外加电场消失时，又恢复原状，这种现象就称为电介质极化。

而各种绝缘材料的极化特性不一样时，其极化的强弱、快慢也各不相同。

⑴电子式极化。

当物质原子里的电子轨道受到外电场的作用时，它将相对于原子核产生位移，这就是电子式极化，其极化强度随着外电场的增强而增大。

有两个
特点：第一，形成极化所需的时间极短，约为10－15S，而且不随频率而变化。

第二，具有弹性，当去掉外电场后，依靠正负电荷间的吸引力而整个呈现非极性，所以这种极化没有损耗。

温度对电子式极化的影响不大。

⑵离子式极化。

固体无机化合物[如云母、石棉、电瓷（陶瓷）、玻璃]多数属离子式结构。

无外电场作用时，不呈现极性，在外电场作用下，使整个分子呈现极性，
离子式极化也属弹性极化，几乎没有损耗，形成极化所需时间也很短，约10－13S。

4．绝缘材料在电压作用下会产生泄漏电流。

绝缘电阻反映绝缘材料在一定的直流电压作用下，通过它的泄漏电流的大小，电流越小，绝缘电阻就越大；电流越大，绝缘电阻越小。

显然，在同一绝缘结构中泄漏电流大，绝缘电阻小，表示绝缘状态不良；反之，绝缘良好。

实践证明，测定绝缘电阻的大小可以有效地发现设备绝缘的普遍受潮、局部严重受潮和惯穿性缺陷。

（二）变压器绝缘电阻的测量
电力变压器用2500伏兆欧表测量高压绕组对低压绕组及外壳或低压绕组对高压绕组及外壳的绝缘电阻；测量前必须停止变压器供电并放电（放掉剩磁）保证测量安全，将连接高压的进线和低压的出线断开或经过大修的变压器；用裸铜线在高压接线端、低压接线端、高压绝缘瓷套管、低压绝缘瓷套管上分别连接并缠绕2~3圈；摇测时先将兆欧表“E”和“G”端与变压器连接好，用绝缘物挑起“L”线，待兆欧表转速达到每分钟120转时，再将“L”线搭接在高压绕组（或低压绕组）上，测量时兆欧表应水平放置避免晃动，待表针稳定一分钟后读取绝缘电阻数值，撤下“L”线，再停摇表，摇测后绕组应对地（外壳）放电；测量绝缘电阻的吸收比为R60/R15秒，应为1.3倍及以上。

笔答内容P124~128
二、摇测图示如下：（变压器绝缘电阻的测量）
画出测量高压绕组对低压绕组及外壳绝缘电阻的接线图
画出测量低压绕组对高压绕组及外壳绝缘电阻的接线图
三、泄漏电流测量与耐压试验
（一）交流耐压试验
1．在绝缘预防性试验中应用耐压试验方法，主要有交流耐压试验和直流耐压试验两种。

直流耐压试验方法，对于电容量较大的设备，例如电缆、电容器、电动机，具有独特的优点，因为直流下没有电容电流，要求电源容量小，加上可以用串级的方法产生高压直流，故试验设备可以做得轻小，适合现场预防性试验的要求。

2．交流耐压试验因为对绝缘的考验比直流耐压试验更接近实际，而且试验简单，所以被长期沿用，但对于110KV以上的变配电设备的交流耐压试验，由于条件限制，一般不能进行。

不少单位对于改造、大修后的变压器采用交流倍频感应耐压试验的方法进行耐压试验，不仅考验主绝缘，对纵向绝缘也有一定的考验。

3．发电机交流耐压试验接线图及内容要求（参阅职训P93~ P94内容）
图1
Q1—刀闸FU—熔断器Tt—调压器Q2—电磁开关T1—试验变压器T2—电压互感器
A1、A2—电流表Q3—短路刀闸R1、R2—保护电阻V3—静电电压表F—保护球间隙
1
1
2
2
A 2
F
FU 1
FU 2
微安表在被试品的接地端
微安表在高压端
图2
K —刀闸 RD —熔断器 B T —调压器 B S —试验变压器 YH —电压互感器 A 1—低压电流表 V 1、V 2—低压电压表 A 2—高压电流表 K —短路刀闸 R 1、R 2—保护电阻 F —保护球间隙 C X —被试验品
（二）泄漏电流测量
1．电气设备的泄漏电流一般为μΑ级（0~数佰μΑ）， 所以用微安表来测量泄漏电流的大小。

2．微安表接入位置对测量的影响：如右图，C X 为 试品，R 1与PA 1串联做直流高压测量用，PA 2不测 量泄漏电流微安表，这种接线，由试验装置到被试 品之间的连线在高压下会产生电晕电流（导线周围 空气游离对地产生泄漏）如图中虚线I ′所示。

这些 电流经PA 2造成了测量误差。

因此泄漏电流试验中 常用以下两种试验接线： ⑴微安表在被试品的接地端
如右图，高压连线的对地泄漏电流I ′不经过 PA 2，它所测的电流是试品的泄漏电流I X ，但是这 种接线要求被试设备能够和地绝缘。

开关底座、 变压器外壳等是接地的，就不能采取这种办法。

而避雷器的底座是由一瓷底与地绝缘的，可用此法。

若绝缘瓷座严重脏污、劣化，也会造成误差。

虚线 的R ′表示被试设备地端对地绝缘电阻。

当绝缘良好时，R ′中的分流可忽略不计， I X 全部通过PA 2，无测量误差；当绝缘不良时，R ′中有分流，I X 的一部分通过PA 2造成测量误差。

⑵微安表在高压端
如右图，对于一端接地的设备，可将高压表接于
高压端。

当然，微安表在高压端读数将不太方便，同 时PA 2必须对地绝缘。

PA 2对地绝缘的泄漏及PA 2至 被试品C X 那段引线的电晕电流仍然流经PA 2，影响测
量精度。

现场常采用两种办法加以解决。

第一，将微 安表及其到被试品的连线全部屏蔽起来，如图中虚线
C X
所示。

此屏蔽层接于PA 2的电源侧，与PA 2处于同一高电位，它引起的杂散电流不经过PA 2，这样，PA 2中的电流就纯属被试品的泄漏电流了。

该法能够将杂散电流屏蔽掉，测量准确度高。

由于整个试验引线处于高电位，试验时，必须支架起来，与人员及接地部位保持安全距离，所以不太方便。

第二，将微安表屏蔽或良好绝缘，PA 2至C X 的引线采用聚乙烯绝缘同轴 射频电缆。

试验证明，这种电缆的泄漏电流极小， 芯线施加电压，屏蔽层接地，只有0~2μΑ的泄
漏电流。

采用这种高强度绝缘屏蔽线方便安全。

3．微安表的保护 高压对地击穿时对微安表的损坏
如右图，当被试设备和试验装置对地击穿时， 电流将远远大于微安表的量程，将表烧毁。

因此 微安表应加装过流保护。

常用微安表保护接线如 右下图，F 为放电管，R 为增压电阻。

因为微安 表内阻较小，电流超过很多时，表两端的电压降
仍不足使F 放电，R 的选择应使流过R 及微安表 微安表保护原理
的电流达到限量或超过时，U AB 两端电压恰好达到F 放电电压，电流从放电管流过。

C 为滤波电容，能滤掉电流中的交流成分，使放电电压稳定，一般取150V/0.3μF 即可。

4．测量泄漏电流接线图 P 126
a 微安表处于高压侧接线
b 微安表处于低压侧接线
四、介质损耗角的测量
（一）电容与电阻并联的介质损耗
由图看出I=I R +Ic ，Ic 比U 超前90°，I R 与U 同 相位。

研究某一绝缘材料的损耗时，其绝缘物的面积和 外加电压的大小，Ic 也就固定了，I R 的大小就说明了损
耗的大小，与图中夹角δ有关，因此I R =Ictg δ，所以tg δ 就反映了I R 的大小。

我们称tg δ为介质损耗角正切值。

（二）阻容串联的tg δ
从图中可以看出，U R 的大小决定了损耗的大小，损 耗等于U R 2/R ，而U R 的大小和Uc 与U R 的夹角δ有关， U R =Uctg δ，tg δ反映了U R 的大小，也即损耗的大小。

（三）概括地说，tg δ表示绝缘中的有功成分（电阻上 绝缘材料的电容与电阻并联
V Tt T V R C μA k ~ T V R V Tt C μA
k ~
的电流、电压或其乘积）与无功成分（电容器电流、电a）等效电路图b）相量图压或乘积）的比值。

如果损耗主要是电导引起的，则常用并联等效电路。

如果损耗主要由介质极化及连接导线的电阻等引起的，
则常用串联等效电路。

（四）介质损耗角正切值tgδ的测量
对于判断电气设备的绝缘状况是比较灵敏有效的方
法。

在交流电压作用下，电介质中的有功分量与无功分
量的比值，在一定的电压和频率下，它反映电介质内单
位体积中能量损耗的大小，它与电介质的体积尺寸大小
无关。

因此，能从测得的tgδ数值直接了解绝缘情况。

一般用西林电桥（交流电桥）测量tgδ。

反接线：由于变压器外壳及铁心均直接接地，故使
用西林电桥测量变压器绕组连同套管的介质损耗角时，绝缘材料的电容与电阻串联采用反接线。

试验时，将被测绕组短路连接后，接电桥a）等效电路图b）相量图C X或Z X，非被试绕组短路连接后接地。

（五）介质损耗角原理图参阅P127
C X C X
a 西林电桥的正接线
b 西林电桥的反接线
五、回答问题
1．测量泄漏电流试验所加电压有何要求？泄漏电流以多长时间微安表读数为依据？
答：所加电压为直流电压。

电压每升高一次，停留一分钟，待微安表稳定下来后读数。

2．一般情况下，那些设备可用tgδ测量来判断绝缘的优劣？那些设备不采用？答：变压器、互感器、套管、电容器可用，而电动机、电缆不宜用。

3．对于发电机定子绕组在大修前进行交流耐压试验时，如何选择试验电压？答：取1.5倍额定电压作为试验电压。

4．交流耐压试验的目的是什么？
答：可以准确地考验绝缘的强度，能有效地发现较危险的集中性缺陷。

5．温度对介质损耗有什么影响？
答：介质的损耗随温度的增加而增大。

这是由于温度升高，介质中的离子增多，电导电流增大，极化过程中分子间阻力增长率加大，从而导致介质损耗增加。

6．电压对介质损耗有什么影响？
答：介质损耗与介质外加电压的平方成正比。

当电压一定时，一般介质的介质损耗与电压无直接关系；只有在介质中含有气泡的情况下，容易引起游离，产生局
部放电，致使介质损耗增加。

7．简述高压试验变压器的技术特点。

答：高压试验变压器具有电压高、容量小、持续工作时间短、绝缘层厚度及高压绕组一端接地的特点。

8．影响绝缘电阻测量结果的外界因素有哪些？
答：环境温度、空气湿度、绝缘表面的清洁度、兆欧表引线绝缘的良好程度。

9．简述测量设备的泄漏电流时，微安表接在高压侧的优缺点。

答：接在高压侧的优点：不受高压对地杂散电流的影响，测量比较准确。

缺点：微安表至试品的引线需要屏蔽线，读数和切换程度不方便。

10．什么叫交流电桥的反接线？
答：交流电桥体内的各桥臂及部件均处于高电位的接线称为反接线。

试卷类别：变配电技术
深圳市职业技能鉴定《电工》高级应会评分表
考核项目：绝缘预防性试验
姓名：准考证号：考核日期：年月日考核时间定额： 90 分钟开考时间：时分交卷时间：时分监考人：评卷人：得分：
考核说明：
1.考试时间一到，所有考生必须停止操作，上交试卷；
2.在考评中因扣分易引起争议的项目,考评员应在扣分栏中写明原因；
3.此题占总分的1/4。

试卷类别：变配电技术
深圳市职业技能鉴定《电工》高级应会试卷
考核项目：绝缘预防性试验
姓名：准考证号：考核时间定额： 90 分钟
技术要求：
一、变压器绝缘电阻的测量：16分。

画出测量高（低）压绕组对低（高）压绕组及外壳绝缘电阻的接线图。

（由考评员现场指定其中一种,错一处不得分）
二、画出交流耐压试验接线图：20分。

（错一处扣10分，最高不超过20分。

）
三、画出测量泄漏电流的接线图：20分。

微安表处于高压侧或低压侧接线。

（由考评员现场指定其中一种,错一处扣10分，最高不超过20分。

）
考核项目：绝缘预防性试验
姓名：准考证号：
四、画出测量介质损失角正切值接线图：20分。

西林电桥的正接线和反接线。

（由考评员现场指定其中一种,错一处扣10分，最高不超过20分。

）
五、回答问题：24分。

每人回答3个问题。

（由考评员现场提问,每题8分。

）
六、安全文明操作：违反安全文明操作由考评员视情况扣分（1．有作弊等违反考场纪律行为按考场规定执行；2．未将考核设备复位及清理现场扣除20分；3．未归还考试工具、仪表、图纸扣除50分；4．造成主要设备损坏该项目记0分。

）
考核说明：
1.考试时间一到，所有考生必须停止操作，上交试卷；
2.此题占总分1/4。

古今名言
敏而好学，不耻下问——孔子
业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随——韩愈
兴于《诗》，立于礼，成于乐——孔子
己所不欲，勿施于人——孔子
读书破万卷，下笔如有神——杜甫
读书有三到，谓心到，眼到，口到——朱熹
立身以立学为先，立学以读书为本——欧阳修
读万卷书，行万里路——刘彝
黑发不知勤学早，白首方悔读书迟——颜真卿
书卷多情似故人，晨昏忧乐每相亲——于谦
书犹药也，善读之可以医愚——刘向
莫等闲，白了少年头，空悲切——岳飞
发奋识遍天下字，立志读尽人间书——苏轼
鸟欲高飞先振翅，人求上进先读书——李苦禅
立志宜思真品格，读书须尽苦功夫——阮元
非淡泊无以明志，非宁静无以致远——诸葛亮
熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟——孙洙《唐诗三百首序》
书到用时方恨少，事非经过不知难——陆游
问渠那得清如许，为有源头活水来——朱熹
旧书不厌百回读，熟读精思子自知——苏轼
书痴者文必工，艺痴者技必良——蒲松龄
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