高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术

短路时
摇动手柄，有 IA 和IV，IA最大，其转动力矩远大于Iv产 生的力矩，使指针顺时针偏转最大位置，指针指向0， 即被测绝缘电阻为0
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测量绝缘电阻能有效地发现下列缺陷：
（1）总体绝缘质量欠佳； （2）绝缘受潮 （3）两极间有贯穿性的导电通道； （4）绝缘表面情况不良。
测量绝缘电阻不能发现下列缺陷：
因此局部放电的测量可以有效地检测出绝缘内部 的局部缺陷的存在、发展情况。
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3.4.1 局部放电的测量原理
含气泡的介质 (a)示意图 (b)等值电路 1－电极；2－绝缘介质；3－气泡
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1. 局部放电的基本知识
气隙上电压为： 放电过程：
Ug
Cb Cb Cg
U
Ug↑→气隙放电至Ur→熄灭完成局放，电压下降
Ug UgUr
真实放电量为：
qr
(Cg
CaCb Ca Cb
)(Us
Ur)
(Cg Cb)(Us Ur)
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Ca上的电压变化为：Ua CaCbCb (Us Ur)
ຫໍສະໝຸດ Baidu
视在放电量： q ( C a C b ) U a C b ( U s U r)(可以测量)
第三章 电气设备绝缘试验技术
高电压与绝缘技术是一门理论与实验紧密结合的 学科，由于其依赖的电介质理论尚不够完善，高电 压与电气绝缘的很多问题必须通过试验来解释；电 气设备绝缘设计、故障检测与诊断等也都必须借助 试验来完成。
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电气设备绝缘试验的分类：
检查性试验 绝 （非破坏性试验） 缘 试 验
（1）绝缘中的局部缺陷（如非贯穿性的局部损伤、含有气泡、 分层脱开等）；
（2）绝缘的老化（因为老化了的绝缘，其绝缘电阻还可能是相
当高的）。
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注意事项 (1)先拆除被试品的电源和对外一切连线,将其接地并放电 (2)待手摇发电机稳定以后,再将两端子接在试品上 (3)60秒后再读数 (4)对大容量试品,测好以后先断两端子接线, 后停手 摇发电机 (5)注意温度和湿度的较正
试品容量小，吸收比：K
R
'' 60
R
'' 15
试品容量大，吸收比：K
R
' 10
R
' 1
如绝缘良好，吸收现象显著，K>>1；
如绝缘严重受潮或有大的缺陷，K接近1。
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吸收比的测量
工程上常用兆欧表(摇表)进行测量，以加压60s后的读数 为试品的绝缘电阻。 原理：兆欧表是利用流比计的原理构成。电压线圈与电 流线圈中电流在磁场中产生 两个相反的转动力矩， 在力矩差作用下，线圈带动 指针旋转，直到旋转到平衡 为止。 关系：
此时有：
ZxZ4Z3ZN 代入参数可得：
tg
1
CxRx
C4R4
CxCNR R341t1g2CN R3R4
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为了计算方便，通常取 R4 (104/π)Ω
当电源为工频时 100 可得：
tg δ10π 01π4 0C416 0C4
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2. QS1型西林电桥接线原理图
正接法 （被试品处于高压侧，两端都不接地）
反接法（低压端已经接地）
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3.4 局部放电的测量
局部放电测量的目的：
电气设备绝缘内部常存在一些缺陷，如气泡和 气隙。在强电场下，这些缺陷会发生局部放电，局 部放电产生的同时，有热、声、臭氧、氧化氮等产 生，腐蚀绝缘材料，引起绝缘老化，最后导致整个 绝缘在正常电压下发生击穿。
发电机的泄漏电流变化曲线
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绝缘良好的发电机，泄漏 电流值较小，且随电压呈 线性上升，如曲线1所示； 如果绝缘受潮，电流值变 大，但基本上仍随电压线 性上升，如曲线2所示；曲 线3表示绝缘中已有集中性 缺陷；如果在电压尚未到 直流耐压试验电压的1／2 时，泄漏电流就已急剧上 升，如曲线4所示，那么这 台发电机在运行电压下就 可能会发生击穿。
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测量泄漏电流电路原理接线图
1. 微安表接于高压侧
2. 适合于被试绝缘一极接地的情况
3. 2. 微安表接于低压侧
4. 适合于那些接地端可与地分开的电气设备
5. 3. 微安表接在试验变压器T2一次（高压）绕组尾部
6. 成套直流高压装置中的微安表采用这种接线
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3.3 介质损失角正切值tgδ的测量
耐压试验 （破坏性试验）
1.绝缘电阻与吸收比的测量 2.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
1.工频高压试验 2.直流高压试验 3.冲击高压试验
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3.1 绝缘电阻和吸收比的测量
绝缘电阻指吸收电流按指数规律衰减完毕后测得的稳态 电阻值，测量绝缘电阻可有效反应绝缘整体受潮、局部 严重受潮或贯穿性缺陷等。 吸收比：不同时间绝缘电阻的比值。
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tgδ的测量方法－西林电桥(QS1型)
图中Cx，Rx为被测试样的等效并联电容与电阻，R3、R4表示电阻比例臂，CN
为平衡试样电容Cx的标准电容，C4为平衡损耗角正切的可变电容。
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西林电桥测量法的基本原理
当电桥平衡时，检流计的电流为0 I1IR 3,I2IR 4IC 4
f(IIV A)f(RAR VRx)f(Rx)
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早期的兆欧表其直流电源多用内装手摇发电机，后来的兆欧表多 由电池使振荡器产生高频电压，使变压器升压后再整流而得。 常用兆欧表的额定电压：500、1000、2500、5000V等级。
开路时
摇动手柄，IA=0,只有IV，产生单方向转动的力矩，使指针逆时 2021/3针/7 偏转最大位置，指向无穷，即被测绝缘电阻为无穷大6
➢ tgδ是绝缘品质的重要指标，测量tgδ是判断 电气设备绝缘状态的灵敏有效的方法
➢ tgδ能反映绝缘的整体性缺陷(全面老化)和小 容量试品中的严重局部性缺陷
➢ tgδ随电压变化的曲线可以判断绝缘是否受潮， 含有气泡及老化的程度
➢ 大容量的设备绝缘存在局部缺陷时，应尽可能 将设备解体后分解测量进行分析
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3.2 泄漏电流的测量
作用：
➢试验原理和作用与绝缘电阻试验相似，只是试 验电压较高，用微安表监视，因而测量灵敏度较 高。
➢它能较灵敏有效地发现像变压器套管密封不严 进水，高压套管有裂纹，绝缘纸杯沿面炭化，变 压器油劣化以及内部受潮等其他试验项目不易发 现的缺陷。
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