电气设备绝缘试验

电力变压器交流试验电压值
括号内数值适用于不固定接地或经小电抗接地系统
•五、电容效应：进行交流耐压试验时，被试 品一般均属于电容性，试验变压器在电容性 负载下，由于电容电流在线圈上会产生漏抗 压降，使变压器高压侧电压发生升高现象。
1、绝缘的局部缺陷（局部损伤或裂缝、含有气泡、 绝缘分层、脱开等）
2、绝缘的老化（此时的绝缘电阻还相当高）
•3.3 介质损耗角正切的测量
•1)．测试功效
• 有效：ａ．整体受潮、全面老化
•
b．小电容试品的严重局部缺陷
•
c．绕组上附积油泥
•
d．绝缘油脏污劣化等
•很少有效：大容量设备的局部缺陷
▪ 如果绝缘内的缺陷不是分布性而是集中性 的，则测tgδ就不灵敏，且被测试品的体 积越大，就越不灵敏。原因：
试验电压值愈低。
•1)泄漏电流实验接线图
•T
•~
•V
•b
•kV
•a
•a接线：测量准确，μA 表在低压侧， •读数操作安全，但试品不接地
•b接线：试品一端接地，测量系统在高压侧。为防止测量系统和试品高压侧电 极及引线的电晕，需加屏蔽。仪表在高压侧，操作观察时特别注意安全
•试验方法
•被试品额定电压35kv及以下施加10—30kv直流电压
施加直流高压时，会
流过泄漏电流，对于 良好的绝缘，泄漏电
•4
•3
பைடு நூலகம்
•2
流随试验电压U成直线
上升，且数值较小（
如图曲线1），当绝缘
受潮时，电流数值如
•1
曲线2所示。如绝缘中
有集中性缺陷时，则
泄漏电流在超过一定
试验电压时将剧烈增
加，缺陷越严重，泄 • 1—良好绝缘；2—受潮绝缘；
漏电流值发生剧增的 •3—有集中性缺陷；4—有危险的集中性缺陷
，检测或监测被试对象的种种特性，采集各种特性参数；
数据处理：对原始的杂乱信息加以分析处理(数据处理)
，去除干扰，提取反映被试对象运行状态最敏感、有效的 特征参数；
绝缘诊断：根据提取的特征参数和对绝缘老化过程的知
识以及运行经验，参照有关规程对绝缘运行状态进行识别 、判断，即完成诊断过程。并对绝缘的发展趋势进行预测 ，从而对故障提供预警，并能为下一步的维修决策提供技 术根据。
•非破坏性试验方法对不同故障的有效性： •1、测绝缘电阻：可发现贯穿性受潮、脏污及导 电通道等缺陷 •2、测泄漏电流：比1更灵敏 •3、测介损角正切值：能发现绝缘整体普遍劣化 及大面积受潮
作业
▪ 如何进行泄漏电流试验？ ▪ 比较几种非破坏性试验方法的有效性。
•3.6 交流耐压试验
耐压试验
对绝缘施加一个比工作电压高得多的电压 进行试验。在试验过程中可能引起设备绝 缘的损坏，故又称破坏性试验。
▪ 恰当地选择合适的试验电压值是一个重要问题。
▪ 一般耐压试验的电压值应取得比出厂试验电压低 些。
▪ 大修前发电机定子绕组的试验电压取1.3～1.5倍 额定电压，对于运行20年以上的发电机，取1.3 倍额定电压做试验，对与架空线路有直接连接的 发电机要求用1.5倍额定电压做耐压试验。
▪ 变压器和互感器取出厂试验电压的0.85，其他高 压电器按出厂试验电压的0.9，绝缘子直接按出 厂试验电压做耐压试验。
得：
若V2<<V1，则C2<<C1 ,得： 只有缺陷部分较大时，在整体tgδ中才明 显。
▪ 对电机、电缆这类电器设备，由于运行中的故障多为集 中性缺陷发展所致，且设备体积很大，用测tgδ法的效 果差。因此，通常对运行中的电机、电缆等设备进行预 防性试验时，不做这项实验。
▪ 对套管绝缘， tgδ试验是一项必不可少而且较有效的 实验。
•介质的吸收现象
•电压按电容反比分配 •电压按电阻正比分配
•电压过渡过程：
•时间常数
• •则
衰减很快,几秒内就进入稳态
极化指数P：为加压10分钟时的绝缘电阻R10′与
1分钟时电阻R1′之比值
P= R10′/ R1′
我国电力行业标准DL/T596－1996即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云母绝缘者：K 值应不小于1.3，P值应不小于1.5
绝缘预防性试验概念：为了对绝缘状态作出判断，
需对绝缘进行各种试验和检测，通称为绝缘预防性试验 。
绝缘的测试和诊断技术分类：
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不同特性，采用综合 分析的方法来判断绝缘内部的缺陷
包含的种类：绝缘电阻和泄漏电流的试验、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
为避免设备损坏，耐压试验要在非破坏性 试验后进行，即在非破坏试验合格后方允 许进行。
包括
1）交流耐压 2）直流耐压 3）雷电冲击耐压 4）操作冲击耐压 5）各种预防性试验方法的特点总结
•一、工频交流耐压试验作用：能确定电气设备 绝缘的耐受水平。
•工频耐压试验的优点是可准确地考验绝缘的裕 度，能有效地发现较危险的集中性缺陷。但是 交流耐压试验有重要缺点是对于固体有机绝缘 ，在较高的交流电压作用时，会使绝缘中一些 弱点更加发展（但在耐压试验中还未导致击穿 ）。试验本身就引起绝缘内部的积累效应。
•3). 西林电桥接线
•正接线：Ｄ点接地，Ｃ点接高压，试品两端不能接地。电桥可调部分
处于低电位，调试方便安全，主要用于实验室试验
•反接线：Ｄ点接高压，Ｃ点接地，试品一端直接接地。电桥本体应有
高绝缘强度，有可靠的接地线 ，适用于现场试验
•正接线
•西林电桥反接线
现场试验中：有许多 一端接地的试品，如 敷设在地下的电缆及 摆在地面的重大电气 设备，要改成对地绝 缘是不可能的，只能 改变电桥回路的接地 点。这样就产生了一
电气设备绝缘试验
2020年5月26日星期二
绝缘试验主要内容
1 绝缘试验的基本概念 2 绝缘电阻和泄漏电流的测量 3 介质损耗角正切的测量 4 局部放电的测量 5 耐压试验 6 绝缘的在线监测
1、绝缘预防性试验
电力设备绝缘在运行中受到电、热、机械、不良 环境等各种因素的作用，其性能将逐渐劣化，以 致出现缺陷，造成故障，引起供电中断。
，晶体管振荡器产生交变•电屏蔽压
，经变压器升压及倍压整环流后
输出直流电压•G
•G
兆欧表的电压：500、1000、
2500、5000V等•L
•L
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
•兆欧表的原理结构图
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；缺点是可能 在试验时给绝缘造成一定的损伤，同时不能反映绝缘缺陷的 性质
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
2）按照设备是否带电的方式分类（两类）
•屏蔽端子G：主要用于屏蔽表 面泄漏电流
例：用兆欧表测量电缆绝缘电阻
• 用兆欧表测电缆绝缘电阻的接线图 •1－铅铠外皮 2－绝缘 3－导芯 4-屏蔽环
•5)测试功效 :
•可有效地发现：（1）两极间有穿透性的导电通道
•
（2）整体受潮或局部严重受潮
•
（3）表面污秽
•不能发现的缺陷： (1) 绝缘中的局部缺陷
6）测量介损时的注意事项
（1）与温度的关系： 不同温度下的测量结果不能换算 为进行比较，要求在相同温度条件下测试。
（2）与电压的关系： 试验电压过低，不易发现缺陷，因接近工作电压。
（3）抗干扰措施：屏蔽和接地要好
•非破坏性试验方法都是在较低电压下进行的， 不如耐压试验对设备的绝缘考验严格并能确定其 绝缘水平。
•被试品额定电压110kv及以上施加40kv直流电压 •试验时按级0.5倍试验电压分阶段升高 •每阶段停留1min，读微安表读数即为泄漏电流
•绘制泄漏电流与加压时间、泄漏电流与试验电压 关系曲线后进行分析
•注意事项： •１、用一开关将微安表短路，以保护微安表 •2、试验完毕，必须先将被试品上的剩余电荷放掉 •3、试验小容量试品时，需接入滤波电容以减小电压 脉动
•800kV工频试变
▪ 二、耐压时间： ▪ 一般不超过1分钟，以免使绝缘击穿。 ▪ 试验电压的波形应接近正弦。
•三、工频高压试验的基本接线
以变压器为例如图所示
四、交流耐压试验实施办法：
电力设备预防性试验规程（DL/T 596）已对各 类设备的耐压值作出了规定。
以电力变压器为例，当大修而全部更换绕组后， 按出厂试验电压值进行试验。在其它情况下，它 们的耐压值取出厂试验电压的85％。规程给出了 电力变压器的交流工频耐压值如表所示
大发电机当采用环氧粉云母者：K值应不小于1.6，P应不小 于2.0。
4） 测量绝缘电阻与吸收比的方法
测量仪表：一般用兆欧表进行 绝缘电阻与吸收比的测量
摇表：为了测准吸收比，需用 灵敏度足够高•E的兆欧表。•现E 场 仍较多采用带有手摇直流发电 机的兆欧表，俗称摇表
•绝 缘
•表面电 导
•体积电导
晶体管兆欧表：采用电池供电
•
(2) 绝缘的老化
•判断方法：将所测电阻值与标准及以往历史数据比
较
•3.2 泄漏电流的测 量
•试验电压比兆欧表工作电压高得多: •35kV以下设备：10～30kV •110kV及以上设备：40kV
•能发现兆欧表不能发现的某些绝缘缺陷
•电压可随意调节，可监测泄漏电流的变化
•试验原理：绝缘设备
•发电机泄漏电流变化曲线
4、测量结果不应作为最后定论，应与下列数据比较： （1）、历史资料 （2）、同类设备数据 （3）、同一设备不同部位（不同相）的数据
当K>2时，有缺陷存在
3)测量绝缘电阻和泄漏电流的功效
测量绝缘电阻和泄漏电流能有效地发现的缺陷：
1、两极间穿透性的导电通道 2、绝缘受潮 3、表面污垢
测量绝缘电阻和泄漏电流不易发现的缺陷：
收电流衰减完毕后测得的稳态电阻值。
•吸收比：
•K1>1，K1值越大，表示吸收现象越显著，绝缘的性能越好
3)绝缘状态的判定
若绝缘内部有集中性导电通道，或绝缘受潮，则电阻R会显 著降低，泄漏电流大大增加，吸收电流迅速衰减。吸收比K 下降。当K＝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
在线：在线监测则是在被试设备处于带电工作运行的条件
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
绝缘的监测和诊断技术的三个基本环节：
传感器与测量方法：正确选用各种传感器及测量手段
种反接法的西林电桥
•4). 测量的影响因素
•（1）温度的影响——尽可能在10~30℃的条件下测量
•（2）试验电压的影响——测量 与
•
于判断绝缘的状态和缺陷的类型，图3-13
的关系，有助
•（3）试品表面泄漏的影响——将试品擦拭干净，必要时
•
加屏蔽
•（4）试品电容量的影响——对电容量大的试品，测
•
不灵敏，应分别测量各部分的
▪ 在用tgδ法判断绝缘状况时，必须着重历史的比较以及 处于同样运行条件下的同类型其他设备的比较，即使 tgδ未超过标准，但与过去比较有明显增大时，就必须 进行处理，以免在运行中发生事故。
•2). 西林电桥
•通常施加 • 5～10kV •交流电压
•电桥平衡时： •即：
•或
•∵
•∴
•∵
•取
•则 ：
5）测量介损的功效
测量介损能有效地发现的缺陷：
（1）绝缘受潮 （2）穿透性导电通道 （3）绝缘内含气泡的游离、绝缘分层、脱壳等 （4）老化劣化，绕组上附积油泥 （5）绝缘油脏污、劣化等
测量介损不易发现的局部性缺陷：
（1）非穿透性局部损坏（测介损时没有发生局部放电） （2）很小部分绝缘的老化劣化 （3）个别的绝缘弱点
3.1 绝缘电阻的测量
1）测量绝缘电阻与吸收比的工作原理 2）测量绝缘电阻与吸收比的方法 3）泄漏电流的测量 4）测量绝缘电阻和泄漏电流的功效 5）测量绝缘电阻和泄漏电流的注意事项
• 1）测量绝缘电阻与吸收比的工作原理
•随时间ｔ↑，ｉ最终达Ig
•吸收和泄漏电流及 •绝缘电阻线的变化曲
•2) 绝缘电阻：施加直流电压时测得的电阻，通常指吸
离线：在离线的测试和诊断时，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。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更不易判断准确