11.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的时间有关。

加压时间越长，绝缘电阻数值越高，这种现象叫做绝缘的吸收比现象。

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i 1是电容的充电电流，衰减很快。

i 2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。

i 3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R 60/R 15秒，应为1.3倍及以上。

笔答内容P 124~128i i 1i 2i 3二、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1Q1—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1122A 2FFU 1FU 2微安表在被试品的接地端微安表在高压端图2K —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 126a 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 TtT V R CμA k ~T V R V Tt C μAk ~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P127C X Ca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：考核内容及要求评分标准扣分得分考评员签名一、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。