高电压技术第3章电气设备绝缘预防性试验课件.ppt

1、第三章第三章 电气设备绝缘预防性试验电气设备绝缘预防性试验概述概述电气设备绝缘缺陷形成的原因电气设备绝缘缺陷形成的原因制造时潜伏的；制造时潜伏的；p 机械碰撞机械碰撞运行中在外界作用下发展起来的；运行中在外界作用下发展起来的；p 工作电压、电压、大气、机械力、热、化学等工作电压、电压、大气、机械力、热、化学等电气设备绝缘缺陷的分类电气设备绝缘缺陷的分类集中性缺陷集中性缺陷p 裂缝、局部破损、气泡等裂缝、局部破损、气泡等分散性缺陷分散性缺陷p 内绝缘受潮、老化、变质等内绝缘受潮、老化、变质等电气设备绝缘试验分类电气设备绝缘试验分类按照对设备造成的影响程度分类（两类）按照对设备造成的影响程度分类（

2、两类）绝缘预防性试验绝缘预防性试验(非破坏性试验非破坏性试验)u 在较低电压下或用其它不会损伤绝缘的方法测量绝缘的在较低电压下或用其它不会损伤绝缘的方法测量绝缘的各种情况，从而判断绝缘内部的缺陷各种情况，从而判断绝缘内部的缺陷u 包含的种类包含的种类 绝缘电阻、泄漏电流测量绝缘电阻、泄漏电流测量 介质损耗角正切测量介质损耗角正切测量 局部放电测量局部放电测量 电压分布测量等电压分布测量等 概述概述 绝缘高电压试验（破坏性试验）绝缘高电压试验（破坏性试验）u 以高于设备的正常运行电压来考核设备的电压耐受能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。力和绝缘水平。优点：耐压试验对绝

3、缘的考验严格，能保证绝缘优点：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；具有一定的绝缘水平或裕度；缺点：可能在试验时给绝缘造成一定的损伤。缺点：可能在试验时给绝缘造成一定的损伤。u 包含的种类：包含的种类：交流高电压试验交流高电压试验 直流高电压试验直流高电压试验 冲击高电压试验冲击高电压试验概述概述按照设备是否带电的方式分类（两类）按照设备是否带电的方式分类（两类）离线离线u 在离线的监测和诊断时，要求被试设备退出运行在离线的监测和诊断时，要求被试设备退出运行状态，通常是周期性间断地施行状态，通常是周期性间断地施行 特点：可采用破坏性试验和非破坏性试验两种特点：可采用破坏

4、性试验和非破坏性试验两种方式，两种方式是相辅相成的。方式，两种方式是相辅相成的。缺点：对绝缘耐压水平的判断比较间接，尤其缺点：对绝缘耐压水平的判断比较间接，尤其对于周期性的离线试验更不易判断准确对于周期性的离线试验更不易判断准确。概述概述在线在线u 在线监测则是在被试设备处于带电运行的条件下在线监测则是在被试设备处于带电运行的条件下，对设备的绝缘状况进行连续或定时的监测，通，对设备的绝缘状况进行连续或定时的监测，通常是自动进行的常是自动进行的 特点：只能采用非破坏性试验方式。由于可连特点：只能采用非破坏性试验方式。由于可连续监测，除测定绝缘特性的数值外，还可分析续监测，除测定绝缘特性的数值外，

5、还可分析特性随时间的变化趋势，从而显著提高了其判特性随时间的变化趋势，从而显著提高了其判断的准确性。断的准确性。概述概述本章主要内容本章主要内容第一节第一节 绝缘的老化绝缘的老化绝缘介质老化的概念及原因绝缘介质老化的概念及原因u 绝缘的老化绝缘的老化电气设备的绝缘在长期运行过程中电气设备的绝缘在长期运行过程中会发生一系列物理变化和化学变化，致使其电气、会发生一系列物理变化和化学变化，致使其电气、机械及其他性能逐渐劣化的现象。机械及其他性能逐渐劣化的现象。绝缘介质老化的概念绝缘介质老化的概念u 热、电、机械力、水分、氧化、各种射线、微生物热、电、机械力、水分、氧化、各种射线、微生物等因素的作用。

6、等因素的作用。绝缘介质老化的因素绝缘介质老化的因素第一节第一节 绝缘的老化绝缘的老化绝缘介质老化的主要形式绝缘介质老化的主要形式电介质的热老化电介质的热老化u 电介质的热老化电介质的热老化在高温下，电介质在短时间内就在高温下，电介质在短时间内就会发生明显的劣化；即使温度不太高，但如作用时间会发生明显的劣化；即使温度不太高，但如作用时间很长，绝缘性可能也会发生不可逆的劣化现象。很长，绝缘性可能也会发生不可逆的劣化现象。u 温度越高，绝缘老化得越快，寿命越短。温度越高，绝缘老化得越快，寿命越短。电介质的电老化电介质的电老化u 电介质的电老化电介质的电老化在外加高电压或强电场作用下的在外加高电压或强

7、电场作用下的老化。老化。u 介质电老化的主要原因介质电老化的主要原因介质中出现局部放电介质中出现局部放电第一节第一节 绝缘的老化绝缘的老化机械应力机械应力u 有脆性、塑性和弹性三种。对绝缘老化的速度有很大的有脆性、塑性和弹性三种。对绝缘老化的速度有很大的影响，产生裂缝，导致局部放电；影响，产生裂缝，导致局部放电；吸潮性能吸潮性能u 在潮湿地区要选用吸湿性小、憎水性强的材料。一般而在潮湿地区要选用吸湿性小、憎水性强的材料。一般而言，非极性电介质吸湿性低，极性电介质吸湿性较强言，非极性电介质吸湿性低，极性电介质吸湿性较强化学性能及抗生物性化学性能及抗生物性u 化学性能指材料的化学稳定性如耐腐蚀性气

8、体、液体溶化学性能指材料的化学稳定性如耐腐蚀性气体、液体溶剂等抗生物性指材料抗霉菌、昆虫的性能，在湿热地区剂等抗生物性指材料抗霉菌、昆虫的性能，在湿热地区尤为重要尤为重要影响绝缘介质老化的其他因素影响绝缘介质老化的其他因素双层介质等值电路图双层介质等值电路图U1U2第二节第二节 绝缘电阻、吸收比、泄漏电流的测量绝缘电阻、吸收比、泄漏电流的测量测量绝缘电阻与吸收比的工作原理测量绝缘电阻与吸收比的工作原理u 大多电气设备的绝缘是多层的，一般用双层介质的模型来分大多电气设备的绝缘是多层的，一般用双层介质的模型来分析多层介质的特应析多层介质的特应 t=0+（S合闸瞬间），电压按电容分布合闸瞬间），电压

9、按电容分布21012CUUCC 12012CUUCC 第二节第二节 绝缘电阻、吸收比、泄漏电流的测量绝缘电阻、吸收比、泄漏电流的测量 t=（稳态稳态），电压按电组分布），电压按电组分布双层介质等值电路图双层介质等值电路图U1U21112RUURR 2212RUURR 稳态电流（电导电流）稳态电流（电导电流）12gUIRR 第二节第二节 绝缘电阻、吸收比、泄漏电流的测量绝缘电阻、吸收比、泄漏电流的测量双层介质等值电路图双层介质等值电路图U1U2由于吸收现象由于吸收现象U10U1，U20U2则电则电压的变化规律为压的变化规律为 代入代入U10、U1、U20、U2的值可得的值可得0()tuUUUe

10、2122121212tRCRuUeRRCCRR 1211121212tRCRuUeRRCCRR 121212R RCCRR 过渡时间常数过渡时间常数第二节第二节 绝缘电阻、吸收比、泄漏电流的测量绝缘电阻、吸收比、泄漏电流的测量双层介质等值电路图双层介质等值电路图U1U2流过双层介质的电流为流过双层介质的电流为 选用第一个方程式，则选用第一个方程式，则1122RCRCiiiiii 或或 22211212121212()tU RCRCUieRRCCRR R R 电导电流电导电流Ig吸收电流吸收电流Iau 当绝缘严重受潮或出现导电性缺陷当绝缘严重受潮或出现导电性缺陷时，阻值时，阻值R1、R2 或两者

11、之和显著减或两者之和显著减小，小，Ig大大增加，而大大增加，而Ia迅速衰减。迅速衰减。第二节第二节 绝缘电阻、吸收比、泄漏电流的测量绝缘电阻、吸收比、泄漏电流的测量绝缘电阻和吸收比的测量绝缘电阻和吸收比的测量测量绝缘电阻的意义及不足测量绝缘电阻的意义及不足u 绝缘电阻绝缘电阻电导电流对应的稳态阻值电导电流对应的稳态阻值。R=R1+R2u 受潮时，绝缘电阻显著降低，受潮时，绝缘电阻显著降低，Ig显著增大，显著增大，Ia迅速衰减。因迅速衰减。因此，能揭示此，能揭示绝缘整体受潮、局部严重受潮、存在贯穿性缺陷绝缘整体受潮、局部严重受潮、存在贯穿性缺陷等情况。等情况。p 不足不足 大型设备大型设备(如大

12、型发电机、变压器如大型发电机、变压器)的吸收电流很大，的吸收电流很大，要测稳态电阻要花很长时间要测稳态电阻要花很长时间 有些设备有些设备(如电机如电机)由由Ig 反映的绝缘电阻往往有很大的反映的绝缘电阻往往有很大的变化范围，很难给出一定的绝缘电阻判断标准变化范围，很难给出一定的绝缘电阻判断标准第二节第二节 绝缘电阻、吸收比、泄漏电流的测量绝缘电阻、吸收比、泄漏电流的测量吸收比和极化指数吸收比和极化指数u 对某些大型试验品，用测对某些大型试验品，用测“吸收比吸收比”的方法替代测绝缘电阻的方法替代测绝缘电阻u 吸收比吸收比K1 加压加压6060秒时的绝秒时的绝缘电阻与缘电阻与1515秒时绝缘电阻之

13、比秒时绝缘电阻之比p K1恒大于恒大于1 1，越大表示吸收现，越大表示吸收现象越显著，绝缘性能越好象越显著，绝缘性能越好p 吸收比是同一试品在两个不同吸收比是同一试品在两个不同时刻的绝缘电阻的比值，排除时刻的绝缘电阻的比值，排除了绝缘结构和体积尺寸的影响了绝缘结构和体积尺寸的影响6 01 511 56 0RIKRI 吸收比吸收比i1i3i2i=i1+i2+i3I606015I15i t(s)流过电介质电流流过电介质电流第二节第二节 绝缘电阻、吸收比、泄漏电流的测量绝缘电阻、吸收比、泄漏电流的测量u 大容量电气设备中，吸收现象延续大容量电气设备中，吸收现象延续更更长时间，吸收比不能很好长时间，吸

14、收比不能很好地反映绝缘的真实状态，用极化指数再判断。地反映绝缘的真实状态，用极化指数再判断。u 极化指数极化指数K2 为加压为加压1010分钟时的绝缘电阻与分钟时的绝缘电阻与1 1分钟时绝缘电分钟时绝缘电阻之比值阻之比值p K2恒大于恒大于1 1，越大表示吸收现象越显著，绝缘性能越好，越大表示吸收现象越显著，绝缘性能越好 极化指数极化指数10min21minRKR 第二节第二节 绝缘电阻、吸收比、泄漏电流的测量绝缘电阻、吸收比、泄漏电流的测量绝缘状态的判定绝缘状态的判定u 若绝缘内部有集中性导电通道若绝缘内部有集中性导电通道，或绝缘严重受潮，则电阻，或绝缘严重受潮，则电阻R1、R2会显著降低，

15、泄漏电流大会显著降低，泄漏电流大大增加，时间常数大为减小，大增加，时间常数大为减小，吸收电流迅速衰减。吸收电流迅速衰减。u 当当K1或或K2等于等于1 1或接近于或接近于1 1，则，则设备基本丧失绝缘能力。设备基本丧失绝缘能力。不同绝缘状态下的绝缘电阻的变不同绝缘状态下的绝缘电阻的变化曲线化曲线u 注意：某些集中性缺陷已相当严重，以致在耐压试验时被击穿注意：某些集中性缺陷已相当严重，以致在耐压试验时被击穿，但在此前测得的绝缘电阻、吸收比、极化指数却并不低，但在此前测得的绝缘电阻、吸收比、极化指数却并不低，因因为缺陷未贯穿绝缘。为缺陷未贯穿绝缘。所以仅凭绝缘电阻判断绝缘状态是不够的所以仅凭绝缘电

16、阻判断绝缘状态是不够的第二节第二节 绝缘电阻、吸收比、泄漏电流的测量绝缘电阻、吸收比、泄漏电流的测量u 测量绝缘电阻最常用的仪表为测量绝缘电阻最常用的仪表为手摇式兆欧表手摇式兆欧表u 兆欧表的电压：兆欧表的电压：500、1000、2500、5000V等等u 兆欧表选择：根据设备电压等级的不同，选用不同兆欧表选择：根据设备电压等级的不同，选用不同电压的兆欧表。例：额定电压电压的兆欧表。例：额定电压1kV及以下者使用及以下者使用1000V兆欧表；兆欧表；1kV以上者使用以上者使用2500V兆欧表。兆欧表。绝缘电阻的测量仪器绝缘电阻的测量仪器第二节第二节 绝缘电阻、吸收比、泄漏电流的测量绝缘电阻、吸

17、收比、泄漏电流的测量泄漏电流的测量泄漏电流的测量 加在试品上的直流电压比兆欧表的工作电压高得多加在试品上的直流电压比兆欧表的工作电压高得多。能发现兆欧表所不能发现的。能发现兆欧表所不能发现的未贯穿缺陷未贯穿缺陷。施加在试品上的直流电压是逐渐增大的，这样就可施加在试品上的直流电压是逐渐增大的，这样就可以在升压过程中以在升压过程中监视泄漏电流的增长动向监视泄漏电流的增长动向。在电压升到规定的试验电压值后，要保持在电压升到规定的试验电压值后，要保持1min1min再读再读出最后的泄漏电流值。出最后的泄漏电流值。当绝缘良好时，泄漏电流应当绝缘良好时，泄漏电流应保持稳定，且其值很小。保持稳定，且其值很小

18、。测量泄漏电流特点测量泄漏电流特点第二节第二节 绝缘电阻、吸收比、泄漏电流的测量绝缘电阻、吸收比、泄漏电流的测量测量泄漏电流对绝缘状态的判断测量泄漏电流对绝缘状态的判断u 曲线曲线1 1发电机绝缘良好，发电机绝缘良好，泄漏电流值较小，随电压呈线泄漏电流值较小，随电压呈线形上升形上升u 曲线曲线2 2 绝缘受潮，电流值绝缘受潮，电流值变大，但基本上仍随电压线性变大，但基本上仍随电压线性上升上升u 曲线曲线3 3 绝缘中已有集中性绝缘中已有集中性缺陷缺陷u 曲线曲线4 4电压尚不到直流耐电压尚不到直流耐压试验电压压试验电压Ut 的的1/2时，泄漏时，泄漏电流就已急剧上升，发电机可电流就已急剧上升，

19、发电机可能在运行电压下就发生击穿能在运行电压下就发生击穿第三节第三节 介质损耗角正切的测量介质损耗角正切的测量tg 测量的特点测量的特点u tg 能反映绝缘的整体性缺陷和小电容试品中的严重能反映绝缘的整体性缺陷和小电容试品中的严重局部性缺陷。局部性缺陷。p 当绝缘受潮，油劣化变质，绝缘油中气隙放电，当绝缘受潮，油劣化变质，绝缘油中气隙放电，则流过绝缘的电流中有功分量增大，则流过绝缘的电流中有功分量增大，tg 增大增大u tg 是反映绝缘功率损耗大小的特征参数，与绝缘的是反映绝缘功率损耗大小的特征参数，与绝缘的体积大小无关体积大小无关u tg 测量不能灵敏地反映大容量发电机、变压器和电测量不能灵

20、敏地反映大容量发电机、变压器和电力电缆绝缘中的局部性缺陷。力电缆绝缘中的局部性缺陷。第三节第三节 介质损耗角正切的测量介质损耗角正切的测量测量测量tg 用用的西林电桥的西林电桥西林电桥的组成西林电桥的组成u 高压臂高压臂p 试品试品(Cx、Rx）以）以Z1表示表示p 无损耗的标准电容无损耗的标准电容CN，以，以阻抗阻抗Z2表示表示u 低压臂低压臂p 可调无感电阻可调无感电阻R3，以，以Z3来来表示表示p 无感电阻无感电阻R4和可调电容和可调电容C4的并联，以的并联，以Z4来表示来表示u 电桥平衡：电桥平衡：检流计检流计P检零；检零；u 检流计保护：检流计保护：放电管放电管V；UVCNCxVR3

21、R4C4DCI2I1RxABPI1I2Z1Z2Z3Z4交流电压交流电压U 的作用下，调节的作用下，调节R3和和C4，使电桥达到平衡，即，使电桥达到平衡，即A、B两点间无电位差，两点间无电位差，P的电流的电流为零，则有：为零，则有：第三节第三节 介质损耗角正切的测量介质损耗角正切的测量西林电桥的工作原理西林电桥的工作原理CACBADBDUUUU CACBADBDUUUU UVCNCxVR3R4C4DCI2I1RxABPI1I2Z1Z2Z3Z4UVCNCxVR3R4C4DCI2I1RxABPI1I2Z1Z2Z3Z4第三节第三节 介质损耗角正切的测量介质损耗角正切的测量由于由于ICAIAD I1，I

22、CBIBD I2，所以各桥臂电压之比等所以各桥臂电压之比等于的桥臂阻抗之比：于的桥臂阻抗之比：p 其中其中CACB12ADBD34UUZZUUZZ 由由12111xxNZj CRZj C 3344411ZRZj CR 第三节第三节 介质损耗角正切的测量介质损耗角正切的测量UVCNCxVR3R4C4DCI2I1RxABPI1I2Z1Z2Z3Z4把把Z1、Z2、Z3、Z4 的值，代入的值，代入式式Z1Z4 Z2 Z3，可得试品的等可得试品的等值电容和等值电阻：值电容和等值电阻：实部相等实部相等虚部相等虚部相等4222344(1)NxR CCRC R 2223442244(1)xNRC RRC R

23、C 第三节第三节 介质损耗角正切的测量介质损耗角正切的测量UVCNCxVR3R4C4DCI2I1RxABPI1I2Z1Z2Z3Z4由由Rx、Cx 的值，的值，可得可得介质并联介质并联等值电路的介质损耗角正切等值电路的介质损耗角正切p 介质串联等值电路的介质损介质串联等值电路的介质损耗角正切结果一样耗角正切结果一样441xxtgC RC R u注意注意444210010 0040fRtgC RtgC 令令4422223443143(1)(1)xNNNtxgRCRCCRC RRtgRCCR p tg可简化可简化计算：计算：p 试品电容试品电容简简化计算：化计算：第三节第三节 介质损耗角正切的测量介

24、质损耗角正切的测量tg 测量的影响因素测量的影响因素外界电磁场的干扰影响外界电磁场的干扰影响u 干扰源：干扰源：高压电源和试验现场高压电源和试验现场高压带电体引起的电场干扰。高压带电体引起的电场干扰。u 现场测试条件下，电桥处于一现场测试条件下，电桥处于一个相当显著的交变磁场中，这个相当显著的交变磁场中，这时电桥接线内也会感应出一个时电桥接线内也会感应出一个干扰电势，对电桥的平衡产生干扰电势，对电桥的平衡产生影响，也将导致测量误差。影响，也将导致测量误差。u 消除干扰的方法：消除干扰的方法：金属屏蔽网金属屏蔽网和屏蔽电缆。使杂散电容不流和屏蔽电缆。使杂散电容不流过桥臂。过桥臂。UVCNCxVR

25、3R4C4DCI2I1RxABPI1I2Z1Z2Z3Z4屏蔽网屏蔽网第三节第三节 介质损耗角正切的测量介质损耗角正切的测量温度的影响温度的影响u tg 随温度的增高而增大。随温度的增高而增大。u 为了便于比较，应将在各种温度下测得的值换算到为了便于比较，应将在各种温度下测得的值换算到20时的值。时的值。试品电容量的影响试品电容量的影响u 对于电容量较小的试品：对于电容量较小的试品：测量测量tg 能有效的发现局部集中能有效的发现局部集中性缺陷和整体分布性缺陷。性缺陷和整体分布性缺陷。u 对电容量较大的试品（例如大中型发电机、变压器、电对电容量较大的试品（例如大中型发电机、变压器、电力电缆、电力电

26、容器等）：力电缆、电力电容器等）：测量只能发现整体分布性缺测量只能发现整体分布性缺陷。此时要把它分解成几个彼此绝缘部分的被试品，分陷。此时要把它分解成几个彼此绝缘部分的被试品，分别测量各部分的别测量各部分的tg 值，能有效的发现缺陷。值，能有效的发现缺陷。第三节第三节 介质损耗角正切的测量介质损耗角正切的测量试验电压的影响试验电压的影响u 良好的绝缘，加额定电压范围内，绝缘的良好的绝缘，加额定电压范围内，绝缘的tg 值几乎不变值几乎不变u 若绝缘中存在气泡、或绝缘受潮若绝缘中存在气泡、或绝缘受潮p 当所加试检电压尚不足以使绝缘中的气泡或气隙电离时当所加试检电压尚不足以使绝缘中的气泡或气隙电离时

27、，其，其tg 值与良好绝缘无显著差别值与良好绝缘无显著差别;p 当所加试验电压足以使绝缘中的气泡电离或足以使绝缘当所加试验电压足以使绝缘中的气泡电离或足以使绝缘产生电晕或局部放电等情况时，产生电晕或局部放电等情况时，tg 的值将随试验电压的的值将随试验电压的升高而迅速增大。升高而迅速增大。u 注意：测定注意：测定tg 所用的电压，最好接近于被试品的正常工作所用的电压，最好接近于被试品的正常工作电压。电压。p 加电压过低，不易发现绝缘中的缺陷；加电压过低，不易发现绝缘中的缺陷；p 加电压加电压过高，容易对绝缘造成不必要的损伤过高，容易对绝缘造成不必要的损伤.第三节第三节 介质损耗角正切的测量介质

28、损耗角正切的测量试品表面泄漏电流的影响试品表面泄漏电流的影响u 由于试品表面泄漏电阻总是与试品等值电阻由于试品表面泄漏电阻总是与试品等值电阻Rx相并联，相并联，所以会影响所以会影响tg 值。值。u 为了排除或减小这种影响，在测试前应清除绝缘表面的为了排除或减小这种影响，在测试前应清除绝缘表面的积污和水分，必要时还可以在绝缘表面上装设屏蔽极。积污和水分，必要时还可以在绝缘表面上装设屏蔽极。第四节第四节 局部放电的测量局部放电的测量局部放电的概述局部放电的概述局部放电的概念局部放电的概念u 局部放电局部放电指由于电气设备内部绝缘里面存在的弱点，在指由于电气设备内部绝缘里面存在的弱点，在一定外施电压

29、下发生的局部的重复击穿和熄灭现象一定外施电压下发生的局部的重复击穿和熄灭现象局部放电的危害局部放电的危害u 局部放电发生在绝缘内部的气隙或气泡之中，在这个很小的局部放电发生在绝缘内部的气隙或气泡之中，在这个很小的空间内电场强度很大。它的放电能量很小，所以它的存在并空间内电场强度很大。它的放电能量很小，所以它的存在并不影响电气设备的短时绝缘强度。但如一个电气设备在运行不影响电气设备的短时绝缘强度。但如一个电气设备在运行电压下长期存在局部放电现象，这些微弱的放电能量和由此电压下长期存在局部放电现象，这些微弱的放电能量和由此产生的一些不良效应，就可以慢慢地损坏绝缘，日积月累，产生的一些不良效应，就可

30、以慢慢地损坏绝缘，日积月累，最后可导致整个绝缘被击穿，发生电气设备的突发性故障最后可导致整个绝缘被击穿，发生电气设备的突发性故障第四节第四节 局部放电的测量局部放电的测量u 介质内部发生局部放电时，会发生许多现象。有些属介质内部发生局部放电时，会发生许多现象。有些属于电的：如电脉冲的产生，介质损耗的增大和电磁波于电的：如电脉冲的产生，介质损耗的增大和电磁波放射；有些属于非电的：如光、热、噪音、气体压力放射；有些属于非电的：如光、热、噪音、气体压力的变化和化学变化的变化和化学变化局部放电的特点局部放电的特点u 这些现象都可以用来判断局部放电是否存在，因此检这些现象都可以用来判断局部放电是否存在，

31、因此检测的方法也可以分为测的方法也可以分为电的电的和和非电非电的两类的两类局部放电的检测局部放电的检测第四节第四节 局部放电的测量局部放电的测量局部放电的三电容模型局部放电的三电容模型CaCgCbCaCbCgu 三电容模型三电容模型以三个电容来以三个电容来表征介质内部存在缺陷时的局表征介质内部存在缺陷时的局部放电的机理部放电的机理p Cg气泡的电容气泡的电容p Cb 和和Cg相串联部分的介相串联部分的介质电容质电容p Ca 完好部分绝缘的电容完好部分绝缘的电容u 极板间总电容极板间总电容u 注意：注意：气泡很小，气泡很小，Cg比比Cb大大，Ca比比Cg大很多大很多bgabgC CCCCC 第四

32、节第四节 局部放电的测量局部放电的测量uguUsUrUsUru 电极间加上交流电压电极间加上交流电压u，则，则Cg上上的电压为的电压为ug uCb/(Cb+Cg)u 第一次局部放电第一次局部放电p ug随外加电压随外加电压u升高，当升高，当u上升到上升到Us瞬时值，瞬时值，ug到到达气系的放电电压，达气系的放电电压，Cg气隙放电。于是气隙放电。于是Cg上的上的电压一下子从电压一下子从Ug下降到下降到Ur，然后放电熄灭，然后放电熄灭 Ur为残余电压，接近为残余电压，接近为零为零局部放电机理局部放电机理第四节第四节 局部放电的测量局部放电的测量uguUsUrUsUru 第二次局部放电第二次局部放电

33、p 第一次放电结束，第一次放电结束，Cg 上的上的电压将再次上升，当它再次电压将再次上升，当它再次升到升到 ug 时时，Cg再次放电，再次放电，电压再次降到电压再次降到 ur，放电再次，放电再次熄灭熄灭u 放电过程不断循环放电过程不断循环u 每次放电对应一个局部放电电每次放电对应一个局部放电电流脉冲。这一放电过程的时间流脉冲。这一放电过程的时间很短（很短（10-8数量级），可认为瞬数量级），可认为瞬时完成。时完成。u 每次放电，电压瞬时下降量为每次放电，电压瞬时下降量为Ug Us UrCaCgCbuguUsUrUsUr第四节第四节 局部放电的测量局部放电的测量表征局部放电的重要参数表征局部放电

34、的重要参数u 真实放电量真实放电量qrp当当Cg放电时，放电总电容放电时，放电总电容Cg：pCg上的电压变化为上的电压变化为(UsUr)，故每次放，故每次放电释放的电荷电释放的电荷qrp由于由于CaCbu 注意：试验中式中的各个量，都是无注意：试验中式中的各个量，都是无法实测得到的。法实测得到的。所以要寻求其它能反所以要寻求其它能反映局部放电的量来测量。映局部放电的量来测量。abggabC CCCCC abrgsrabC CqCUUCC 视在放电量（视在放电量（q）rgbsrqCCUU第四节第四节 局部放电的测量局部放电的测量u 视在放电量视在放电量qp 气隙放电引起的压降气隙放电引起的压降(

35、UsUr)按按反比分配在反比分配在Ca、Cb上，上，Ca的电压的电压变动为变动为p 由于电压的变动，相当于试品放由于电压的变动，相当于试品放掉电荷掉电荷qp 由于由于CaCbu 注意：注意：其表达式中的量都是可以测得其表达式中的量都是可以测得的。的。它是局部放电试验中的重要参量它是局部放电试验中的重要参量CaCgCbuguUsUrUsUr()basrabCUUUCC ababsrqCCUC UU raaqCU 第四节第四节 局部放电的测量局部放电的测量u 真实放电量真实放电量qr和视在放电量和视在放电量q的关系的关系p 由于由于CaCb，可知真实放电量，可知真实放电量qr比视在放电量比视在放电

36、量q大大得多得多p 但二者存在比例关系，但二者存在比例关系，q值能相对的反应值能相对的反应qr的值的值 bsrbrgrgbsrbqCUUqCCUCqqCCU 第四节第四节 局部放电的测量局部放电的测量 放电重复率（放电重复率（N）u 在选定的时间间隔内测得的每秒发生放电脉冲的平均次数在选定的时间间隔内测得的每秒发生放电脉冲的平均次数p 表示局部放电的出现频率。与外加电压的大小有关，外加表示局部放电的出现频率。与外加电压的大小有关，外加电压增大时，放电次数也随之增多。电压增大时，放电次数也随之增多。放电能量（放电能量（W）u 指一次局部放电所消耗的能量指一次局部放电所消耗的能量其中：其中：q为视在放电量，为视在放电量，Ui为局部放电起始电压为局部放电起始电压12iWqU