高电压课件 第10讲 绝缘非破坏性试验

U 2
u U (U0 U )et
t R1 C2 R1 u1 U e R1 R2 C1 C2 R1 R2 t R2 C1 R2 u2 U e R1 R2 C1 C2 R1 R2
K R60 s / R15 s
对大电容量试品（也称极化指数P）：
为加压10分钟时的绝缘电阻与1分钟时绝缘电阻的比值。
P K2 R10 min / R1min
绝缘状态的判定：
绝缘内部有集中性导电通道或绝缘严重受潮，则电阻R1 、R2 会显著降低，泄漏电流大大增加，时间常数τ大为减小，吸收 电流迅速衰减。 绝缘部分受潮，只要R1与R2中一个数值降低，τ值也会大为减 小，吸收电流仍会迅速衰减，仍使吸收比K（极化指数P）的 下降。
来自百度文库
绝缘电阻实验原理接线示意图
兆欧表工作原理
I1流过线圈1，产生力矩M1，
I2流过Rx＋R2，产生力矩M2，角度α反映力矩差
Rx：绝缘电阻 表面泄漏电流从Rf 流过不影响经过Rx 的电流I2
原理等效图
兆欧工作表电源
兆欧表发电机产生的直流电压有500、1000、2500 、5000、10000V 等规格 仪表的读数与手摇式发电机的端电压或转速绝 对值的关系不大，一般只要使得手柄的转速达到 额定转速（通常为120r/min）的80％以上即可， 重要的是必须保持转速的恒定。
所测绝缘电阻是随测量时间变化而变化，当t＝∞时，测量值 为R=R∞，特别是电容量较大时，测量到R∞的值要较长时间。
因此，在实际试验中，规程规定，只需测量60s时的绝缘电阻 值，即R60S的值，当电容量特别大时，吸收现象特别明显，如 大型发电机，可以采用10min时的绝缘电阻值。
吸收比K：
定义：加压60秒时的绝缘电阻与15秒时绝缘电阻的比值．
( Why ? …….) 详细解释见下一页。
注意：当试品电容较大时，测量后须先将兆欧表从 测量回路中断开，然后才能停止转动发电机，以 免试品电容电流反充损坏仪器。
双动线圈流比计（一）


兆欧表主要由作为直流电源的手摇发电机和作为测量机构的磁 电式流比计( 双动线圈流比计 )组成。测量时，实际上是给被 测物加上直流电压，测量其通过的泄漏电流，在表的盘面上读 到的是经过换算的绝缘电阻值。 磁电式流比汁的工作原理如图 2-3 所示。在同一转轴上装有两 个交叉的线圈，当两线圈通有电流时，两个线圈分别产生互为 相反方向的转矩。其大小分别为 M1 = K1f1（α）I1 M2= K2f2（α）I2 式中 : K1、K2 ：比例常数； I1、I2 ：通过两个线圈的电流； α：线圈带动指针偏转的偏转角。 当 M1≠M2 时，线圈转动，指针偏转。当 M1=M2 时，线圈停 止转动，指针停止偏转，且两电流之比与偏转角满足如下的函 数关系，即 I1 Kf （ 3 ） I2
3. 预防性试验(运行过程)
绝缘监测和诊断
进行绝缘监测和诊断的原因：电力设备绝缘在运行中受各种
因素的作用，其性能将逐渐劣化，以致出现缺陷，造成故障。通 过对绝缘的试验和各种特性的测量，了解并评估绝缘在运行过程 中的状态，能早期发现故障。
按对设备造成的影响程度两类
（1）非破坏性试验--绝缘特性试验：在较低电压下或用其它不会损 伤绝缘的方法来测量绝缘的各种情况，从而判断绝缘内部的缺陷。 包含的种类：绝缘电阻试验、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 （2）破坏性试验--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；缺点在试验时可能给绝缘造成一定的 损伤——不能揭示绝缘缺陷的性质。 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
当K＝1或接近于1 → 设 备基本丧失绝缘能力。 K<1.3时→ 可判断绝缘可 能受潮 。
不同绝缘状态下的绝缘电阻的变化曲线
二、试验设备与试验方法
采用兆欧表 线路端子L、接地端子E、屏蔽（或保护）端子G L和E之间被试品，G用以消除绝缘试品表面泄漏电流的影响

表面泄漏电流
E
M
G
L
1
2
3
实物接线图
R1 R2 (C1 C2 ) R1 R2
电流变化规律
u1 du1 i C1 R1 dt
R1 R2 (C1 C2 ) R1 R2
2 t
U U ( R2C2 R1C1 ) e 2 R1 R2 (C1 C2 ) ( R1 R2 ) R1 R2
高电压技术
上次课回顾


绝缘子分类（连接方式、材料） 绝缘子的基本要求（3点） 三种闪络电压 棒形绝缘子（干闪、淋雨闪络、安装位置影响） 绝缘子串电压分布（杂散电容影响：CE、 CL ）
预备知识
试验分类
设备在设计、生产、运行过程中的各种试验可划分为三大类。 1. 研究性试验(设计过程) 2. 产品试验(生产过程) 这是产品在设计制造和生产过程中的试验： （1）型式试验 （2）试运行试验 （3）出厂试验
4.1 绝缘电阻试验

绝缘的等值电路往往是电阻电容的混合电路。
i
S U
C1 C2
R1 R2
吸收电流ia：由空间电荷极化造成的位移电流
一、主要参数及技术指标
U10 U
起始电压U0 U 20 U
C2 C1 C2 C1 C1 C2
U1
稳态电压U∞
R1 U R1 R2 R2 U R1 R2
泄漏电流Ig 吸收电流ia

第一部分：Ig与试品的总绝缘电阻(R1+R2)成反比；
第二部分：ia与试品绝缘均匀程度成正比；R1C1≈ R2C2， 吸收现象便不明显。
当绝缘严重受潮或出现导电性缺陷时： R1、R2或两者之和显著减小，Ig大大增加，而Ia迅速衰减
绝缘电阻
U R(t ) i (C1 C2 )2 ( R1 R2 ) R1R2 U t t 2 U ( R2C2 R1C1 ) U e (C1 C2 )2 R1R2 ( R2C2 R1C1 )2 e 2 R1 R2 (C1 C2 ) ( R1 R2 ) R1R2