《电气设备的绝缘检测与故障诊断》课程教学大纲
电气设备的故障诊断与维修教案课件PPT
分析热继电 器的动作过 程？
2.时间继电器
空气阻尼式时间继电器结构原理图
1—线圈； 2—铁芯； 3—衔铁； 4—复位弹簧； 5—推板； 6—活塞杆； 7—塔形弹簧； 8—弱弹簧； 9— 10—空气室壁； 13—活塞； 11—调节螺杆； 12—进气孔； 14、16—微动开关； 15—杠杆
3.速度继电器
换条后由于质量变化大，应重新进行动平衡 校正。对于铜条可将断条的两端环部开一缺口把 断条取出，换一条与原来截面相同的新铜条，并 要比端环长15~20 mm，以便于气焊焊牢，经过 车床车削加工，再进行平衡校正。
三、三相异步电动机常见故障的诊断与维修
7.绕线式转子故障
转子单相运行 绕线转子端部 并头套脱焊
①烘房（烘箱）干燥法; ②热风干燥法; ③灯泡干燥法; ④电流干燥法。
2）浸漆处理 法。
三、三相异步电动机常见故障的诊断与维修
烘房干燥法示意图
三、三相异步电动机常见故障的诊断与维修
热风干燥法示意图
灯泡干燥法示意图
三、三相异步电动机常见故障的诊断与维修
电流干燥法
如何判断 电动机绕组 是否受潮需 要干燥？
线圈断线较多
槽内导线烧断
定子绕组是在旋转状态下工作， 对它的绝缘要求高，因此，为了 保证绕组的绝缘质量，局部修理 后应按有关标准做耐压试验。
三、三相异步电动机常见故障的诊断与维修
1）定子绕组接错或嵌反的类型
5.定子绕组断路
（1） 某极相组中有一 组或几组线圈嵌 反或首末端接错。
（2） 极相组接错。
3. 掌握PLC、计算机常见的故障维修方法； 4. 了解电气设备故障诊断技术的发展。
技能目标
1. 能根据故障现象采用适当的诊断方法，选择 恰当的诊断工具；
电气设备绝缘试验与检测课程设计
电气设备绝缘试验与检测课程设计
1. 课程简介
电气设备绝缘试验与检测是电气工程专业必修课程，主要涉及电气设备绝缘材料、绝缘结构、绝缘试验和故障检测等方面的知识。
本课程设计旨在帮助学生更加深入地了解电气设备绝缘试验与检测的基本理论和实际应用，提高学生的综合能力和解决实际问题的能力。
2. 课程设计目标
本课程设计的目标是：
1.掌握电气设备绝缘试验的基本原理和方法；
2.掌握电气设备绝缘故障的检测方法和应对措施；
3.学习电气设备绝缘试验和故障检测的实际应用。
3. 课程内容
本课程设计主要包括以下几个方面的内容：
3.1 绝缘材料和结构
本部分主要讲解绝缘材料和结构的分类、物理性质和机械性质等基本知识。
包括各种绝缘材料的特点、优劣及其适用范围；各类绝缘结构在工程中的应用及其优化设计等方面。
3.2 绝缘试验基础
本部分主要介绍绝缘试验的基本原理、基本要求和常见方法，包括直流绝缘电阻测试、介电强度试验和局部放电检测等内容。
同时还会介绍相关标准和规范，以及对试验结果进行评定和分析的方法等。
1。
电气设备绝缘故障诊断技术1-3精品PPT课件
电机、油浸绝缘设备、CV电缆（XLPE电缆）、气体绝缘设备。
诊断过程
信号采集、特征提取（信号及数据处理）、状态识别、预报决策
1.2 绝缘诊断技术意义
绝缘事故比例高 大型电气设备的重要性 定期预防性维修体制的不足 状态监测的科学性
2000年 2001年 2002年 2003年 30 20 10
1) 本征击穿场强非常高。 2) 电器设备中绝缘材料击穿场强比本征击穿场强低。 3) 原因：厚度效应、杂质及气孔。 4) 绝缘击穿机理：电击穿、热击穿、电－机械击穿。
油浸绝缘
很少的水分及纤维杂质的混入，将是击穿电压下降。
1、电压－寿命特性
关系1： t kU n
关系2： t k(U U0 )n k为常数，n 为寿命指数，U0为局部放电起始放电电压。
交流耐受电压（kV）
四、气体绝缘设备
SF6气体绝缘。 金属微粒危害重大。
无金属微粒
有金属微粒
气压（Torr）
2.2 绝缘材料的老化
受到多种因素的影响，共同作用，相互影响。 一种复杂的物理、化学变化，具有不可逆性。 渐进的、长期的过程。 老化特征量：直接和间接特征量。
一、电老化
在长期电场作用下绝缘中发生的老化称为电老化。 固体绝缘
结果使纸层间存在气隙或油隙。
油纸绝缘结构中局部放电的发展
二、热老化
有机绝缘材料若老化的主要过程是热降解。热降解是 一系列复杂的化学反应，特别是指氧化反应。
绝缘的热老化遵循Arrhenius方程：
v
v0
exp( Wa kT
)
聚乙烯类材料若老化特征：材料的伸长率、拉伸强度 等机械性能下降；电气性能下降。
3.1 旋转电机
电器测试与故障诊断技术
《电器测试与故障诊断技术》课程教学大纲英文名称：Electrical testing and fault diagnosis technology课程编码：D14527课内教学时数：32学分：2分适用专业：电气工程及其自动化开课单位：机械与电子工程系制定（或修订）时间：2011年9月一、课程的性质和任务电器测试与故障诊断技术课程属于电机电器专业必修课；属于考查课程；属于理论受教为主的课程；属于具有企业特色的电机电器专业课程。
对于电工学科的发展具有特别重要的作用。
学好本科专业的课程对于电机电器专业的学生具有比较重要的意义。
也是我们学院关于人才培养方面不可缺少的一项内容。
属于机床电器控制技术课程的后续课程。
二、课程教学内容的基本要求、重点和难点第1章绪论㈠基本要求：了解电器测试及故障诊断的意义㈡教学重点：电器测试及故障诊断的意义㈢教学难点：电器测试及故障诊断的意义㈣教学内容：1、电网改造及其对电器的要求2、电器测试及故障诊断的意义第2章电器的测量基础㈠基本要求：了解电器中基本电磁量的测量方法㈡教学重点：传感器㈢教学难点：传感器㈣教学内容：1、电器的测试系统2、传感器3、故障诊断与专家系统第3章电器中基本电磁量的测量方法㈠基本要求：了解电器中各种基本的测量方法㈡教学重点：电路的功率因数与时间常数测量。
㈢教学难点：电器的磁场和磁路参数测量。
㈣教学内容：1、电器的电流测量2、电器的电压测量3、电路的功率因数与时间常数测量4、电器的磁场和磁路参数测量第4章电器的非电量测量㈠基本要求：了解电器的非电量测量方法㈡教学重点：电器中力的测量㈢教学难点：运动行程、速度与加速度的测量㈣教学内容:1、动作时间的测量2、温升的测量3、电器中力的测量4、运动行程、速度与加速度的测量第5章高压电器性能试验㈠基本要求: 了解高压电器性能实验的原理和方法㈡教学重点: 开关、开断和短时电流性能试验㈢教学难点: 开关、开断和短时电流性能试验㈣教学内容:1、开关、开断和短时电流性能试验2、试验方法3、负荷开关－熔断器组合第6章低压开关电器性能试验㈠基本要求: 了解低压开关电器性能试验的原理和方法㈡教学重点: 额定通断性能试验电寿命试验㈢教学难点: 接通与分断动作值的测量㈣教学内容:1、额定通断性能试验2、短路条件下的性能试验3、电寿命试验4、接通与分断动作值的测量5、开关电器的热保护特性试验6、剩余电流保护特性试验第7章绝缘试验㈠基本要求：了解各种绝缘实验㈡教学重点：绝缘电阻试验介电强度试验㈢教学难点：绝缘电阻试验介电强度试验。
南理工电气设备故障诊断课程第2章电气绝缘基础理论
具有优良的绝缘性能、加工性能和耐腐蚀性，广泛用于电子、电器和通讯等领域。
具有优良的绝缘性能和耐高温性能，常用于高温和高电压环境下的绝缘。
03
电气绝缘的破坏与老化
当电压超过绝缘材料的耐受极限时，绝缘材料发生电击穿，导致绝缘性能下降。
电压击穿
在高温环境下，绝缘材料内部的热量积累导致材料性能下降，引发热击穿。
局部放电检测技术
05
电气设备故障诊断案例分析
总结词：变压器故障诊断案例主要涉及绕组变形、匝间短路和绝缘老化等问题。
变压器故障诊断案例
总结词
高压开关柜故障诊断案例主要涉及拒动、误动和绝缘故障等问题。
详细描述
高压开关柜是电力系统中的重要设备之一，主要用于控制和保护电力系统中的高压线路和设备。在实际运行中，高压开关柜可能会出现拒动、误动和绝缘故障等问题。这些问题会导致高压开关柜无法正常工作，影响电力系统的稳定性和可靠性。常见的故障诊断方法包括外观检查、振动噪声监测和红外测温等。这些方法可以有效地检测出高压开关柜的潜在故障，为及时维修和更换损坏部件提供依据，从而确保高压开关柜的正常运行。
分类
定义与分类
电气绝缘能够有效隔离带电部分，防止电流对人体造成伤害。
保障安全
提高设备可靠性
维护电力系统稳定
良好的电气绝缘能够减少设备故障，提高设备使用寿命。
电气绝缘的完好是电力系统稳定运行的重要保障。
03
02
01
电气绝缘的重要性
如天然橡胶、丝绸、木材等。
早期的电气绝缘材料
合成材料的出现
高性能绝缘材料的应用
绝缘电阻检测
在实际应用中，介质损耗角正切值的测量需要结合其他电气试验结果进行综合分析，以准确判断设备的绝缘状况。
电气设备状态监测 教学大纲
电气设备状态监测一、课程说明课程编号：090431Z10课程名称：电气设备状态监测/ Electrical EquipmentConditionMonitoring课程类别：专业课学时/学分：32/2先修课程：《电机学》、《人工智能》，《高电压技术》适用专业：电气工程及其自动化、电气工程卓越工程师教材、教学参考书：1.朱德恒等主编，电气设备状态监测与故障诊断技术，北京：中国电力出版社，2009年。
2．吴广宁主编，电气设备状态监测的理论与实践，北京：清华大学出版社,2005年。
3．王致杰等主编，电力设备状态监测与故障诊断，上海:上海交通大学出版社，2012年。
二、课程设置的目的意义电气设备状态监测课程是电气工程及其自动化等专业的一门专业选修课。
课程设置的目的是通过介绍一些电介质的基本理论、电气设备的绝缘材料和结构以及电气绝缘的监测诊断技术等，学生能够明白气体、液体、固体电介质的极化、电导、损耗、老化及击穿的机理，进一步熟悉电气设备的绝缘材料、结构及其绝缘检测方法，电气设备状态检测的传感器系统、信号处理技术、故障诊断方法及电气设备寿命的综合管理。
通过学习使学生掌握电气设备在线监测和故障诊断的一些基本原理及方法，熟悉主要的高压电气设备在线检测技术和故障诊断技术，为今后的电气工程课程设计和实习实践等打下基础，为学生从事电气设备设计、制造、运行等方面的工作准备必要的基础知识。
三、课程的基本要求知识：掌握与电气设备运行状态有关的材料的电气特性和结构特点，电气设备状态监测的基本原理与方法，了解各种电介质的基本电气特性，了解高压电气设备的材料、结构特点及其状态监测方法，各种电气绝缘状态监测用的专用传感器技术、信号处理技术、故障检测及诊断方法，了解延长电气设备使用寿命的综合管理方法。
了解电气设备运行维护、检修的基本方式、特点和发展趋势。
掌握电气设备在线监测和故障诊断的基本原理及方法，了解传感器技术与监测系统，熟悉主要高压电力设备的在线监测技术和故障诊断技术阐述该课程所承载的知识、能力和素质培养的具体要求，课程内容的基本要求：能力：从应用的角度掌握电气设备状态监测的方法和诊断技术，将学到个各种基本原理用于解决电气设备的状态检测及其诊断的工程问题；能从材料的角度，电气特性，结合信息获取与传输处理技术方面，对电气设备的状态监测进行分析，培养解决复杂工程问题的能力；掌握最基本的电气设备转台监测系统设计理念，针对具体问题提出有效的解决方案，提高电气设备的故障诊断能力；在化学与材料学科的交叉知识的讨论中培养创新意识，提高分析、发现、研究和解决问题的能力；素质：具备电气设备状态监测、状态分析、故障诊断的基本素质，通过课程中的分析讨论培养分析沟通交流素质，提高分析问题解决问题的能力。
《电气设备故障诊断技术》教学大纲
《电气设备故障诊断技术》教学大纲课程名称：电气设备故障诊断技术适合班级：电气自动化技术2016专科，电气自动化技术2016业余辅导教材：《自动化设备与工程的设计、安装、调试、故障诊断》，姚福来主编，机械工业出版社辅导教材：《CAD/CAM技术》（第二版）宁汝新等编著机械工业出版社一、本课程的地位、任务和作用电气设备故障诊断技术课程属于电机电器专业必修课；属于考查课程；属于理论受教为主的课程；属于具有企业特色的电机电器专业课程。
对于电工学科的发展具有特别重要的作用。
学好本科专业的课程对于电机电器专业的学生具有比较重要的意义。
也是我们学院关于人才培养方面不可缺少的一项内容。
属于机床电器控制技术课程的后续课程。
二、本课程的相关课程先修课程：《电路分析》、《电力电子技术》、《可编程逻辑控制器》等。
三、本课程的基本内容及要求第1章自动化设备和自动化工程1.1 自动化设备、自动化系统和自动化项目1.2 电气自动化和过程自动化系统的特点1.3 电气自动化、电力自动化、采矿自动化和机械自动化系统的构成1.4 过程自动化和冶金自动化系统的构成1.5 综合自动化系统1.6 自动化工程与自动化知识的区别第2章自动化设备和工程常用器件2.1 指示灯2.2 按钮和急停开关2.3 熔断器2.4 转换开关和电源开关2.5 断路器2.6 交流接触器2.7 中间继电器2.8 热继电器2.9 延时继电器2.10 刀开关2.11 漏电开关2.12 控制变压器和自耦变压器2.13 进线电抗器、直流电抗器和出线电抗器2.14 固态继电器和调功器2.15 避雷器2.16 多层报警灯2.17 蜂鸣器和报警器2.18 电压表2.19 电流表2.20 电流互感器2.21 功率因数表2.22 电能表2.23 开关电源第3章自动化设备和工程常用传感器3.1 行程开关3.2 接近开关3.3 光电开关3.4 直线位移（距离）传感器3.5 角度传感器3.6 力传感器3.7 液位传感器3.8 压力传感器3.9 温度传感器3.10 流量传感器3.11 成分分析传感器3.12 测速发电机3.13 安全光幕3.14 视觉传感器3.15 电压变送器3.16 电流变送器3.17 功率因数变送器和功率变送器第4章自动化设备和工程常用辅件4.1 电线电缆4.2 冷压接线端头、铜线鼻子、压线帽4.3 端子排4.4 电气导轨4.5 绝缘子4.6 配线槽和电缆桥架4.7 拖链4.8 金属蛇管（软管）4.9 尼龙扎带4.10 电缆牌4.11 缠绕管4.12 束线固定座4.13 电缆固定头、护线环、护线齿4.14 配线标志4.15 热收缩套管第5章自动化设备和工程常用工具5.1 线号机（打号机）5.2 压线钳5.3 铜（铝）排弯曲机5.4 剥线钳和专用剥线工具自动化设备和工程的设计、安装、调试、故障诊断5.5 斜口钳、电缆剪5.6 钳子、扳手、螺钉旋具和锉刀5.7 卷尺、千分尺和游标卡尺5.8 手锯、曲线锯和铆钉枪5.9 电钻、开孔器和砂轮机5.10 电烙铁、焊锡丝、电吹风、热熔胶枪和绝缘胶带5.11 验电笔、万用表、钳形表和示波器5.12 绝缘电阻表和接地电阻表5.13 手持式转速表第6章自动化设备和工程的常用控制装置6.1 电磁铁6.2 电磁阀和气动阀6.3 电动调节阀和气动调节阀6.4 电/气转换器6.5 气动和液压换向电磁阀6.6 电液比例阀6.7 电液伺服阀6.8 电液数字阀6.9 磁粉离合器和磁粉制动器6.10 电磁离合器和电磁制动器6.11 电动推杆和电液推杆6.12 自力式调节阀6.13 其他电动装置第7章三相交流电动机、变频器与软起动器7.1 三相交流异步电动机的基本原理7.2 三相交流电动机的转速和反向运行7.3 三相交流电动机的极数7.4 三相交流异步电动机的实际结构7.5 三相交流电动机常用参数的计算和估算7.6 三相永磁同步交流电动机7.7 三相交流同步电动机7.8 绕线转子三相交流异步电动机7.9 三相变频调速电动机7.10 变频器的结构7.11 变频器的变频原理7.12 变频器输入/输出电抗器的估算7.13 变频器的基本使用方法7.14 变频器的散热问题和无功补偿问题7.15 变频器的U/f控制7.16 变频器的矢量控制7.17 变频器的直接转矩控制7.18 MICROMASTER440系列变频器7.19 软起动器第8章伺服电动机、步进电动机与直流电动机8.1 伺服电动机8.2 交流伺服电动机驱动器的接线及外形8.3 步进电动机的原理8.4 步进电动机的参数和接线8.5 直线电动机8.6 直流电动机8.7 直流无刷电动机第9章 PLC和运动控制器9.1 PLC9.2 PLC中的PID闭环控制9.3 PLC的编程工具9.4 S7-200系列小型PLC9.5 S7-300系列中型PLC9.6 运动控制器第10章人机界面与组态软件10.1 人机界面10.2 人机界面的使用方法10.3 人机界面的外形及生产厂家10.4 组态软件第11章现场总线的方案设计和配置11.1 MPI和DP总线的总体方案设计和通信配置11.2 —个网段上接入的设备数11.3 RS-485中继器占用地址11.4 区段连接11.5 MPI通信速度和距离11.6 DP总线通信速度和距离11.7 MPI/DP地址分配11.8 PG电缆的总长度11.9 MPI总线和DP总线混合使用11.10 MPI和DP总线的分叉问题11.11 MPI和DP总线中继器后的电气隔离11.12 MPI总线上PC机的数量11.13 DP总线的光纤传输11.14 —种廉价的双机热备方案11.15 工业以太网PROFINET的总体方案设计第12章常用电气控制电路12.1 控制柜内电路的—般排列和标注规律12.2 电动机起停控制电路12.3 电动机正、反转控制电路12.4 电动机自耦减压起动控制电路12.5 电动机星-三角形减压起动电路12.6 水箱和压力容器自动上水电路12.7 污水自动排放电路12.8 电动机自动往复运行电路12.9 电动阀门控制电路12.10 定时自动往返喷淋车电控电路12.11 机柜照明第13章自动化系统常用图形符号13.1 常用电气电路的图形符号13.2 常见过程控制仪表及元件的功能标志、缩写和图形符号13.3 常见气动液压系统的图形符号第14章自动化项目案例14.1 变频恒压控制系统14.2 恒温度控制14.3 恒流量控制14.4 成分控制14.5 张力控制14.6 负载分配控制14.7 —种四工位套准控制系统的结构设计14.8 用PLC和电台组成的无线遥控遥调自动控制系统14.9 通过PROFIBUS-DP总线实现多台变频器的同步运行14.10 高速闭环同步控制系统14.11 利用RS-485实现S7-226对多台MM440变频器的速度同步控制14.12 用PROFIBUS-DP总线实现单CPU的分布式控制14.13 利用MPI总线实现多PLC的低成本联网监控14.14 利用DP总线实现多PLC联网监控14.15 利用工业以太网实现多PLC的监测与控制第15章自动化系统的抗干扰15.1 共模干扰15.2 隔离模块的电源隔离及共用问题15.3 通信干扰15.4 变频器干扰15.5 电源干扰15.6 信号线的选择与屏蔽接地问题第16章故障分析和检修方法16.1 电气电路的故障分析16.2 远距离开关控制失灵的原因分析16.3 现场仪表的故障分析16.4 传感器输出信号紊乱16.5 四线制传感器与两线制传感器的连接与转换16.6 PLC控制柜的故障分析16.7 PLC开关量输入信号紊乱16.8 变频器的故障分析16.9 通信故障分析16.10 现场的视频信号异常16.11 电子控制设备大面积损坏的原因分析第17章自动化系统的远程维护与软件加密17.1 利用 "远程协助"功能实现远程监控、编程与诊断的方法17.2 通过调制解调器拨号方式实现远程监控、编程与诊断的方法17.3 通过以太网ADSL方式实现远程监控、编程与诊断的方法17.4 通过无线上网卡方式实现远程监控、编程与诊断的方法17.5 通过GPRS无线路由卡方式实现远程监控、编程与诊断的方法17.6 通过Windows的虚拟专用网络方式实现远程监控、编程与诊断的方法17.7 程序的加密和保护第18章自动化工程的特点及相关规范18.1 —个新手的麻烦18.2 自动化工程18.3 自动化工程的特点18.4 自动化工程的相关国内规范18.5 自动化工程相关的标准及规范18.6 自动化工程有关的外国标准与国际标准缩写18.7 自动化工程中常用的缩略词汇18.8 要求的相关资质与认证18.9 工业现场的防爆要求18.10 自动化设备的防尘和防水要求18.11 自动化系统安全运行的其他指标18.12 自动化系统的防雷要求18.13 自动化工程的新趋势18.14 自动化工程实例18.15 —个自动化总包项目可能包含的内容第19章自动化工程的软、硬件选型与设计19.1 中控常用硬件设备选型设计19.2 变配电间（电动机控制中心）19.3 现场设备19.4 系统网络结构分析、设计与设备选型19.5 电缆用途19.6 常用的几种显示方式19.7 自动化设计应具备的能力19.8 软件选型依据19.9 PLC常用的组态软件19.10 SCADA监控软件19.11 历史站与其他设备编程19.12 设计阶段的变更管理19.13 软件开发第20章自动化工程的项目管理20.1 常用仪表的几种安装方式20.2 项目图纸内容20.3 项目管理20.4 项目管理经常出现的几个问题20.5 设计变更管理20.6 项目时间管理20.7 项目人力资源管理20.8 项目成本管理20.9 项目质量管理20.10 项目沟通管理20.11 项目采购管理20.12 项目风险管理20.13 执业资格20.14 项目经理应具备的理论知识和能力20.15 项目经理应具备的素质特征和性格特征20.16 如何成为优秀的项目经理20.17 项目经理的辨证法20.18 计划与变化的平衡20.19 高效会议20.20 良好的习惯--时间管理20.21 谈判与谈判技巧20.22 有关项目管理的16条至理名言20.23 高效的项目沟通管理案例分析20.24 项目的国际交流第21章招投标管理21.1 招投标准备21.2 编制商务标书21.3 编制技术标书21.4 评标答疑21.5 决标与中标通知四、习题数量及要求以思考题为主，针对课程内容适时进行讨论。
电气设备绝缘检测与诊断
直流电压作用下正常的电缆绝缘的耐电强度约 400～600kV/cm，比较流作用下约大一倍左右，所 以直流耐压试验电压大致为交流时的两倍，试验时 间一般选为5～10min。一般电缆缺陷在直流耐压试 验持续的5min内都能暴露出来，GB50150-91规定 了最长的持续试验时间为15min。各种电力电缆的 直流耐压和泄漏电流试验电压标准见下表：
另外受运行中的电、热、化学、环境 等因子的影响，电缆的绝缘都会发生不 同程度的老化。不同的老化因子，引起 的老化过程及形态也不同。
电气设备绝缘检测与诊断
引起老化的主要原因
老化形态
电气的原因（工作电压、过电压、负荷 局部放电老化
冲击、直流分量等）
电树枝、水树枝老化
热的原因（温度异常、热胀冷缩等） 热老化、热－机械引起的变形、损伤
电气设备绝缘检测与诊断
交联聚乙烯电缆： 1、电气性能和耐热性能都很好 2、传输容量较大 3、结构轻便，易于弯曲 4、附件接头简单，安装敷设方便 5、不受高度落差的限制，特别是没
有漏油和引起火灾的危险
电气设备绝缘检测与诊断
三、故障原因 制造、敷设良好的电缆，运行中的事
故大多是由于外力破坏(如开掘、挤压而 损伤)或地下污水的腐蚀等所引起的。
化学的原因（油、化学物品等）
化学腐蚀、化学树枝
机械的原因（外伤、冲击、挤压等） 机械损伤、变形及电－机械复合老化
生物的原因（动植物的吞食、成孔等） 蚁害、鼠类
其中树枝化老化是交联聚乙烯电缆所特有的。 所谓水树枝和电树枝是指在局部高电场的作用下， 绝缘层中水分、杂质等缺陷呈现树枝生长，最终导 致绝缘击穿；所谓化学树枝是指绝缘层中的硫化物 与铜导体产生化学反应，生成硫化铜和氧化铜等物 质，这些生成物在绝电缘气设层备绝中缘检呈测与树诊断枝状生长。
电气设备绝缘故障诊断技术1-3PPT课件
油液分析
通过检测油液的成分和污染度 ，判断设备的润滑和磨损情况
。
04 电气设备绝缘故障诊断实 例分析
实例一：变压器绝缘故障诊断
总结词
变压器是电力系统中的重要设备，其绝缘性能的好坏直接关系到电力系统的安 全稳定运行。
详细描述
变压器绝缘故障主要包括绕组绝缘故障、套管绝缘故障和变压器油绝缘故障等。 在变压器绝缘故障诊断中，可以采用电气试验、油中溶解气体分析、红外热像 检测等方法进行检测和诊断。
判断绝缘状况。
介质损耗角正切检测
通过测量绝缘介质损耗因数或 介质损耗角正切值来判断绝缘 老化、受潮等状况。
绝缘电阻检测
通过测量绝缘电阻的大小来判 断绝缘性能，包括兆欧表法和 电桥法等。
红外线检测
通过检测电气设备中热辐射的 能量分布来判断绝缘状况，常 用于高压电气设备的在线监测
。
诊断技术的原理
局部放电检测原理
智能化发展
随着人工智能和大数据技术的进步，电气设备绝 缘故障诊断技术正朝着智能化方向发展。通过智 能化诊断系统，能够自动识别和分析故障特征， 提高诊断准确性和效率。
在线监测与远程诊断
随着传感器和通信技术的发展，电气设备绝缘故 障诊断技术将更加注重在线监测和远程诊断。通 过实时监测设备的运行状态，及时发现潜在故障 并进行远程诊断，降低设备故障率。
电气设备绝缘故障诊断技术13ppt课件
目录
• 电气设备绝缘故障概述 • 电气设备绝缘故障诊断技术基础 • 电气设备绝缘故障诊断方法 • 电气设备绝缘故障诊断实例分析 • 电气设备绝缘故障预防与维护 • 电气设备绝缘故障诊断技术发展趋势与展
望
01 电气设备绝缘故障概述
绝缘故障的分类
电气设备状态监测及故障诊断技术 教学大纲
电气设备状态监测及故障诊断技术一、课程说明课程编号：110352Z10课程名称：电气设备状态监测及故障诊断技术/ Condition monitoring and fault diagnosis technology for electrical equipment课程类别：专业教育课程学时/学分：40/2.5先修课程：电力电子技术基础、模拟电路、数字电路、电工技术基础、电力牵引及传动控制适用专业：交通设备与控制工程教材、教学参考书：1.陈特放、等主编.电力牵引系统及其故障诊断技术.长沙:中南大学出版社.2009；2.丁荣军、黄济荣主编.现代变流技术与电气传动.北京:科学出版社.2009；3.陈特放、等主编.列车故障在线诊断技术及应用.北京:国防工业出版社.2006；4.张曙光主编. HXD1型电力机车.北京:中国铁道出版社.2009。
二、课程设置的目的意义本课程设置的目的在于，随着铁路向高速、重载化发展，列车运行控制、行车安全、运行状态实时监测与故障诊断、列车故障检修的快速高效性等问题变得更加重要。
本课程使学生了解国内外铁路列车设备故障诊断的发展现状以及我国一些较为成功的铁路故障诊断技术的应用情况的基础上，深入学习列车关键电气系统的运行状态特点及其分析方法，掌握运用各类基础理论进行故障诊断的基本思路，提高学生运用理论解决实际生产安全问题的能力。
同时，了解国内外铁路列车设备故障诊断的发展现状和历史，了解目前我国一些较为成功的铁路故障诊断技术的应用情况，并掌握开展列车故障诊断研究的基本方法。
三、课程的基本要求了解列车故障诊断的作用及意义；了解列车关键电气设备的基本工作原理及状态特征；学习并掌握常见的故障信号处理方法；了解状态监测及故障诊断系统设计的基本思路；具备运用计算机控制理论、电力电子技术、电工技术等理论设计状态监测及故障诊断系统的能力；提高阅读相关科技文献、标准规程的能力；为将来从事相关行业工作，或进一步深造打下必要的基础。
电气设备绝缘检测与诊断分解学习PPT教案
2. 定期检修TBM（Time Based Maintenance）或预防性 维修PM（Preventive Maintenance）；
3. 状态维修CBM（Condition Based Maintenance）或 预知性维修（Predictive Maintenance）。
事后维修体制
早期技术及管理水平都很低 ，即 使再重要的设备也只能坏了再修。 以致工作毫无计划性，供电可靠性 很低。
第一节 电力设备绝缘老化及其特征量
为了使设备的外形尺寸保持在可以接受的水平，现代电 气设备相对于以往的设计采用了更为紧凑的绝缘方式，因此 在运行中其内部各组件间的绝缘所需承受的热和电应力水平 显著提高。
电气因素 机械因素 温度和热稳定性 受潮 环境条件
1. 电气影响
▪ 长期工作电压
▪ 短时的过电压
设备的故障模式
• 故障模式是按故障状态进行的分类， 是故障现象的综合表征，与设备本 身的特性和运行环境都有一定的关 系。
• 设备常见故障模式
运动设备部件的磨 损、声音异常、振动异常、 晃动、温升异常、泄漏等；
静止设备部件的松 动、变形、断裂、龟裂、 腐蚀、材质变化等；
电气设备的绝缘击 穿、温度异常、绝缘裂化 或烧损、短路、断线等。
第二节 电力设备绝缘预防性试验
破坏性试验又称绝缘耐压试验，是指在 高于工作电压下所进行的试验。试验时在设备 绝缘上施加规定的试验电压，考验绝缘对此电 压的耐受能力。它主要指交流耐压和直流耐压 试验。由于这类试验所加电压较高，考验比较 直接和严格，特别是能揭露那些危险性较大的 集中性缺陷，因此能保证绝缘有一定的水平或 裕度，缺点是可能会在耐压试验时给绝缘造成 一定的损伤。
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聚酰亚胺漆及其漆包线；改性硅有机漆及其云母制品及玻璃漆布
电气设备绝缘检测与诊断1.
第一章概述第一节电力设备绝缘皂化及其特征城第二节电力设备绝缘侦防性试验第三节电力设备/£线绝缘检测诊断电气设备的特征•:•电气设备—发电机、变压器、启J压电机、电压弓电流斤感器、窩爪断路器、电力电缆等。
・：・主耍针对高电压等级设备进行研究和探讨。
处」高电压（强电场）作用下，电气绝缘是上要问题；对，旋转电气设备，振动、磨损、疲劳等都是必须严格注由于实现着能吐的转换或传递作用，发热的因索在电气设条中起着关键的破坏件作用；电气设备的可靠性是多种因素共同作用的结来，必须综合进行考虑。
故障的分类按工程技术的安全性分类按系统功能丧失的程度分类按发生的速度和发展进程分类磨损性故障--机器或系统正常运行时磨损引起的故障，实际上反映了机器的寿命。
错用性故障…■运行屮操作不H或以外情况引起机器屮某些零件应力超过设计允许值而产牛.的故障。
薄弱性故障一一机器运行中应力没有超过设计规＞1^值，ft I III 丁•设计和制造不恰沖造成机器中存在某些薄弱环形成的故障。
故障的分类按产生的原因分类按工程技术的安全性分类按系统功能丧失的程度分类按发生的速度和发展进程分类危险性故障故障发生后会对人身、生产和环境产牛危险安全性故障故障的分类永久性故障 必须更换某些 零件后，机器才能恢复其功能。
水久件故障乂包括：全部丧失功 能的完全性故障和丧失局部功能 的部分性故障。
非永久性故障 或称间断件 故障，故障使部件丧失某吐功能, 但不需更换零件就町以排除故障 使机器恢父其全部功能。
故障的分类发生速度：突发性故障 渐发性故障发生进程：初期故障 偶发故障 磨损故障按产生的原因分类 按匸程技术的安全性 分类 按系统功能丧失的程 度分类按发生的速度和发展 进程分类按产生的原因分类 按工程技术的安全性 分类 按系统功能丧失的程 度分类按发生的速度和发展 进程分类•:・故障模式足按故障状态进行的分类，是故障现象的综合表征，与设备本身的特性和运行环境都有一定的关系。
第2课-绝缘电气特性及故障诊断概论(4)PPT课件
▪ 定期或不定期的清扫。
▪ 使用憎水性涂料。 ▪ 改用防污性能好的绝缘子。
盘形绝缘子串在雨下的 可电气特性
电介质的电气特性，主要表现为它们在电场下的导电 性能、介电性能和电气强度。常以下特征参数来表示：
▪ 电导率γ（或绝缘电阻率ρ） ▪ 介电常数ε（或电容C） ▪ 介质损耗角正切（介质损耗因子）tgδ ▪ 击穿电场强度Eb。
1—纯气隙；2—石蜡； 3—胶纸筒；4—电瓷
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干闪
湿闪 光滑瓷柱的干闪和湿闪电压
-
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等值附灰密度mg/cm2 ：与绝缘子表面单位面积上污 秽物中不容于水的惰性物质的含量。
单位泄漏距离（泄漏比距或爬电比距）：绝缘子每 千伏额定线电压的平均泄漏距离，cm/kV。 “绝缘子串在工作电压下不发生污闪”在电力系统 外绝缘水平中的选择起着重要的作用。
击穿电压的分散性很小。
10.01 0.1
1
10 d/cm
U b ＝ 24.22 d＋ 6.08d(kV )
-
Ub f (pd)
14
2) 稍不均匀电场中的击穿（球间隙、同轴圆柱）
r/R<0.1：极不均匀电场。电晕 起始电压Uc很低，绝缘均不设 计在这一r/R范围内。
0.5 > r/R >0.1：稍不均匀电场。
eg：高压静电电压表的电极布置
板－板电极尺寸远大于间隙距离
特点：
均匀电场中电极布置对称，击穿无 4 0 0 极性效应；
间距1-10cm均匀电场 击穿场强为30kV/cm
Ub/kV
100
均匀场间隙中各处电场强度相等， 击穿所需时间极短，直流击穿电压、 工频击穿电压峰值、50%冲击击 1 0 穿电压相同；
沿着固体介质表面的闪络电压不但远 低于固体介质的击穿电压，而且也比 相同极间距离的纯气隙击穿电压低。
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《电气设备的绝缘检测与故障诊断》课程教学大纲
一、课程基本信息
课程代码：F0310108
课程名称（中/英文）：电气设备的绝缘检测与故障诊断Insulation Diagnostics and Trouble-Shooting for Electrical Installations
3、学时/学分：36学时/2学分
4、先修课程：电气工程基础
5、面向对象：电气工程与自动化
6、开课院（系）、教研室：电气工程系
7、教材、教学参考书：
教材名称、作者、译者、出版社、出版时间
《电气绝缘在线检测技术》，严璋，中国电力出版社
二、课程性质和任务
电力设备的绝缘检测与故障诊断，涉及到电气绝缘、高电压技术、传感技术、数字信号处理技术、电子技术和计算机技术诸多领域。
对电力设备进行在线监测和故障诊断，是实现设备预知性维修的前提，是保证设备安全可靠运行的关键，也是对传统的离线预防性试验的重大补充和新的发展。
近年来在线监测和故障诊断技术在世界上得到了迅速发展和广泛应用。
本课程在内容上以监测技术为主，考虑到监测和诊断之间的密切关系以及知识的系统性、完整性，也论述了一些常用的诊断技术和寿命预测。
对相关的一些绝缘结构、绝缘劣化的基本知识也作了简单介绍，以便于学生更好地理解监测的依据和目的。
监测技术又以绝缘性能的监测为主，因为故障监测是电力设备的主要故障模式，同时针对不同设备的特点，论述了其它重要性能的监测，例如电机的振动监测，断路器的机械特性监测等。
通过教学使同学们对绝缘检测与故障诊断的主要技术手段和发展现状有一个初步的了解。
三、教学内容和基本要求
第一部分概论
电力设备的绝缘故障及其危害性。
使同学了解在线监测和技术维修的必要性和意义，掌握在线监测技术国内外发展概况及趋势及在线监测系统的技术要求。
需课时：3 课时
第二部分监测系统的组成
监测系统的组成和分类。
使同学了解系统的组成和分类，掌握监控系统中传感器的分类和原理，
了解数据采集系统的组成和原理，了解抗干扰技术中的平均技术、逻辑判断、开窗、滤波技术、数字滤波技术、差动平衡系统、电子鉴别系统的原理。
了解数据诊断中的阈值诊断、模糊诊断、时域波形诊断、频率特性诊断、指纹诊断、基于人工神经网络的诊断的原理。
需课时：3 课时
第三部分电容型设备的在线监测
了解不“平衡－补偿法”测量的工作原理和监测线路，掌握介质损耗的监测方法，包括电桥法、
相位差法、全数字测量法等的原理。
需课时：3 课时
第四部分红外监测与诊断技术
了解红外测温仪、红外热像仪、红外热电视在监测与诊断中的应用。
着重了解其工作原理和应用范围。
需课时：3 课时
第五部分变压器油中溶解气体的监测与诊断
了解油中气体的产生和溶解，掌握气体的产生原因、气体在油中的溶解机理、气体在油中的损失原因。
了解不同状态下油中气体含量，掌握正常运行时变压器油中气体含量、少油设备油中溶解气体含量、变压器内部故障类型与油中气体含量关系。
通过讲解使同学掌握其原理。
了解油中溶解气体的色谱分析，掌握气相色谱分析的流程、色谱分析的工作原理。
了解油中溶解气体的在线监测，掌握直接注入法、鼓泡脱气法和便携型油中气体分析器的工作原理、渗透膜脱气法的原理。
了解油中气体分析与故障诊断的判断方法，掌握故障及其严重程度的判断、故障性质的诊断。
需课时：6 课时
第六部分电力变压器的在线监测与诊断
了解变压器绝缘的劣化及诊断内容。
了解局部放电的在线监测方法，包括局部放电信号的检测、局部放电信号的传输、监测灵敏度和抗干扰技术、放电量的在线标定、放电源的定位、局部放电的在线监测系统、放电模式的识别、局部放电的甚高频检测。
了解温度的监测。
了解微水量的监测。
了解变压器寿命的预测。
了解电抗器和互感器的在线监测。
需课时：6 课时
第七部分电机的在线监测与诊断
了解电机的故障特点和诊断内容。
了解放电的监测，包括放电类型和监测灵敏度、放电信号的检测、监测系统的组成和抗干扰措施、放电源的定位和放电模式识别、放电量的在线标定。
使同学对其有初步的认识。
了解微粒的监测。
包括烟雾监测器的原理、微粒的化学分析、气体成分的在线监测。
了解振动的监测。
了解温度的监测。
掌握局部温度的测量和最热点温度的测量。
了解电机寿命的预测。
需课时：3 课时
第八部分GIS和高压断路器的在线监测与故障诊断
了解高压断路器的监测内容。
了解高压断路器机械故障的监测与诊断。
包括合分闸线圈电流监测，行程、速度的监测，振动信号的监测。
了解GIS绝缘故障的监测与诊断。
掌握电气法监测局部放电的原理、机械振动法监测局部放电的原理、故障的诊断、干扰的分析与抑制、局部放电的特高频检测。
需课时：3 课时
第九部分电力电缆和电容器的监测与诊断
了解电缆绝缘的劣化和诊断内容。
了解直流法的基本原理，包括直流成份法、直流叠加法、电桥法。
了解tanδ法的基本原理。
了解低频法的基本原理，包括低频成份法、低频叠加法。
了解综合判断法的基本原理。
了解局部放电的监测原理。
了解电缆的故障定位方法和原理。
了解电力电容器的在线监测与诊断方法，包括电力电容器绝缘劣化的诊断和局部放电的诊断。
需课时：3 课时
第十部分避雷器的在线监测与故障诊断
了解避雷器的故障特点与诊断内容。
了解补偿法测量阻性电流的基本原理和方法，包括相间干扰的抑制，自然向量补偿法。
了解谐波法测量阻性电流法，包括零序电流法、三次谐波法。
了解谐波分析法监测阻性电流的基本原理和监测系统。
需课时：3 课时
四、实验（上机）内容和基本要求
待定
五、对学生能力培养的要求
以课堂教学为主，采用提问式、启发式的教学。
六、其它说明
无
撰写人：肖登明院（系）公章：
院（系）教学主管签字（盖章）：时间：2005.1。