电气设备非破坏性试验

R60s。通常用吸收比K来反映绝缘的吸收情况
对于电容量较大和K不均匀RR的1650试ss 品绝缘，（由4-于15吸）收现
象较明显，K可采用下式表示
上式中，R10min为Kt=10RRm110imnm时inin 测得的绝（缘4电-16阻）值，
R1min为t=1min时测得的绝缘电阻值，K在工程上
iR 2
U2 R2

U R1 R2
U (R2C2 R1C1) (C1 C2 )(R1 R2 )R2
t
e
（4-11）
流过电流表的电流i，即流过外电路的电流为
i
ic2
iR2

U R1 R2

U (R2C2 R1C1)2 (C1 C2 )2 (R1 R2 )R1R2
作短路来计算过渡过程的时间常数 ，则


(C1
C2 )
R1R2 R1 R2
（4-9）
越大，表示上述过渡过程进行得越慢。
过渡过程中流过C2的充电电流ic2为
ic 2

C2
dU2 dt
U
C2 (R2C2 (C1 C2
)2
R1C1) R1R2
t
e （ 4-10）
同时，流过R2的电流iR2为
到稳态电压U∞，
t
U U (U0 U )e （4-6）
由此可得：
U1
U
R1 R1 R2
U ( C2 C1 C2

R1
R1
R2
t
)e（ 4-7）
U2
U
R2 R1 R2
U ( C1 C1 C2

R1
R2
R2
t
)e
（4-8）
由于电源回路内阻可以不计，因此可把绝缘两端看
称为极化指数。对于该情况来说，吸收现象很明显， K值远大于1，如果绝缘受潮严重或内部有集中性 的导电通道，由于Ig大增，ia迅速衰减，当t=15s 和60s时，使K值趋近于l，因此，利用绝缘的吸收 曲线的变化或K值的变化，可以有助于判断绝缘的
从以上公式还可推知，如果被试绝缘受潮严重，或
绝缘内部有集中性导电通道，由于绝缘电阻值显著 降低，Ig将大大增加，ia将迅速衰减。
当试验电压U一定时，试品的绝缘电阻R与i成反比。 因此，由式(4-12)即可得此情况下试品绝缘电阻R 随时间的变化规律，当t以不同的加压时间代入， 例如，将t为15s，60s代入，即可分别得到加电压 后15s时的绝缘电阻值R15s和60s时的绝缘电阻值
t
e （ 4-12）
令
i=Ig+ia
（4-13）
可推得
ia

U (R2C2 R1C1)2 (C1 C2 )2 (R1 R2 )R1R2
t
e
（4-14）
上式中，Ig为电路传导电流，其大小与试品总的绝 缘电阻（R1+R2）成反比；ia为吸收电流，其大小
与试品绝缘的均匀程度密切相关，如果绝缘比较均 匀，则有R1C1≈R2C2，那么吸收电流就较小，吸 收现象不明显；如果试品绝缘很不均匀，R1C1与 R2C2相差较大，则吸收现象将十分明显。此外，
第二篇 电气设备绝缘试验
第四章 电气设备非破坏性试验
电气设备的绝缘特性对于系统是否能安全可靠运行非常重要，在设备运行过程中， 我们常常发现很多电力系统事故都是由电气设备的绝缘缺陷引起的。经过分析可 知，这些缺陷产生的原因各有不同，有些可能是在制造时潜伏下来的，有些可能 是运行中在外界作用的影响下发展起来的（如工作电压、过电压、大气影响、机 械力、热和化学等作用）。绝缘缺陷一般可以分为两大类，一类是如悬式绝缘子 瓷质开裂，发电机绝缘局部磨损及挤压破裂，电缆在局部放电作用下绝缘损坏等 类型的集中性缺陷；另一种是由电机、变压器、套管等绝缘中有机材料的受潮、 劣化、变质引起的电气设备整体绝缘性能下降形成的分布性缺陷。在设备运行过 程中，可以通过各种类型的试验来监测电气设备的绝缘状况，由此掌握电气设备 的运行情况并能做到及早发现其缺陷，以便对相关的设备尽快进行维护与检修。 绝缘试验通常可以分为两类，一类是在较低电压下进行的，称其为检查性试验， 这类试验通过测试绝缘的相关特性参数来判断绝缘的状况，一般不会对绝缘造成 损伤，因此也称之为非破坏性试验；另一类是通过对绝缘施加各种较高的试验电 压来考核其电气强度，称为耐压试验，由于这类试验所加电压一般都高于设备的 实际工作电压，因此可能会对绝缘造成某种程度的损伤，甚至造成绝缘击穿，所 以也将这类试验称为破坏性试验。两类实验对不同的绝缘结构和材料的有效性不 一样，所反映的绝缘缺陷的性质也不同，因此，通常需要综合分析不同试验方法
称为吸收电流。Leabharlann Baidu
从电路中我们可知，在开关S合上的瞬间，绝缘两 端突然有一个较大的电压变化，在极短时间（t≈0）
内，介质1和介质2各被充电到
U1
U
C2 C1 C2
（4-1）
U2
U
C1 C1 C2
（4-2）
在这之后，介质1和介质2上的电压将逐渐过渡为 按电阻分配，当趋于稳态后，回路将只通过电阻的
下的结果，才能对被试绝缘材料的性能作出正确的评判。 本章主要介绍几种常用的非破坏性试验的基本原理及相应的测试方法。
第一节 绝缘电阻和吸收比测量
一、多层介质的吸收现象及吸收比测量 对于很多电气设备来说，其绝缘都是多层结 构的，例如电机绝缘中用的云母带是用胶把纸 或绸布和云母片粘合而制成的，又如充油电缆 和变压器绝缘中用的油和纸等等。通常多层介 质的特性可近似地用双层介质模型来分析，因 此我们采用以下模型来描绘在测量多层介质绝
稳态电流，该电流大小为
而介质I1g 和介U质R12U上 R的2电（压4将-3）分别变为
U1
U
R1 R1 R2
U2
U
R2 R1 R2
（4-4） （4-5）
在t>0后一般有一个过渡过程，当式(4-4)中的U1比 式（4-1）中的U1小时，在过渡过程中Cl就要放电， C2要进一步充电，反之，则C2放电，Cl充电。过 渡过程中，电压U将按下式由起始电压U0逐渐过渡
缘电阻时遇到的吸收现象。
A
S
R U1
C1
U
R2 U2
C2
图4-1 双层介质的等值电路
i
Qa
ia
Ig
Ig
t
图4-2 吸收曲线
如图4-1所示， 开关S合上之后，直流电压U加到 绝缘上，电流表A的读数如图4-2所示，最初电流 很大，然后逐渐减小，最终趋于稳定值Ig，当试品 容量较大时，这种逐渐减小的过程会变得非常缓慢， 可达数分钟甚至更长。图中阴影的面积为绝缘在充 电过程中逐渐“吸收”的电荷Qa，这种逐渐“吸 收”电荷的现象称之为“吸收现象”，对应的电流