高压电气设备试验教学课件.ppt

1、高压电气设备试验2023-1-252绝缘电阻及吸收比试验绝缘电阻及吸收比试验 绝缘电阻试验使用范围绝缘电阻试验使用范围v绝缘电阻试验是高压电气设备绝缘试验中一种最简单、最常用的试验方法。当电气设备绝缘受潮，表面脏污，留有表面放电或击穿痕迹时，其绝缘电阻会显著下降。v根据绝缘等级、测试要求的不同，通常采用的兆欧表输出电压有100V、250V、500V、1000V、2500V、5000V、10000V等。v由于绝缘电阻试验所施加的电压较低，对于一些集中性缺陷，即使可能是很严重的缺陷，但在测量时显示绝缘电阻仍然很大的现象，因此，绝缘电阻试验只适用于检测贯穿性缺陷和普遍性缺陷。2023-1-253绝缘

2、电阻及吸收比试验绝缘电阻及吸收比试验 绝缘电阻试验的主要参数及技术指标绝缘电阻试验的主要参数及技术指标v电气设备的绝缘，不能等值为单纯的电阻，其等值电路往往是电阻电容的混合电路。很多电气设备的绝缘都是多层的，例如电机绝缘中用的云母带，变压器等绝缘中用的油和纸，因此，在绝缘试验中测得的并不是一个纯电阻。如图4-1为双层电介质的一个简化等值电路。图4-1吸收曲线及绝缘电阻变化曲线图4-2吸收曲线及绝缘电阻变化曲线 2023-1-254 绝缘电阻及吸收比试验绝缘电阻及吸收比试验 绝缘电阻试验的主要参数及技术指标绝缘电阻试验的主要参数及技术指标v当合上开关K将直流电压U加到绝缘上后，等值电路中电流i的

3、变化如图4-2中曲线所示，开始电流很大，以后逐渐减小，最后趋近于一个常数Ig；这个过程的快慢，与绝缘试品的电容量有关，电容量越大，持续的时间越长，甚至达数分钟或更长时间。图4-2中曲线i和稳态电流Ig之间的面积为绝缘在充电过程中从电源“吸收”的电荷Qa。这种逐渐“吸收”电荷的现象就叫做“吸收现象”。v由从图4-2曲线可以看出，在绝缘电阻试验中，所测绝缘电阻是随测量时间变化而变化的，只有当t时，其测量值为R=R，但在绝缘电阻试验中，特别是电容量较大时，很难测量R的值，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

4、用10min时的绝缘电阻值。2023-1-255 绝缘电阻及吸收比试验绝缘电阻及吸收比试验 绝缘电阻试验的主要参数及技术指标绝缘电阻试验的主要参数及技术指标v对于不均匀绝缘试品，如果绝缘状况良好，则吸收现象明显，如绝缘受潮严重或内部有集中性导电通道，吸收现象更为明显。工程上用“吸收比”来反映这一特性，吸收比一般用K表示，其定义为：K KR60s/R15sR60s/R15s （41）v式中：R60s为t=60s时测得的绝缘电阻值；R15s为t=15s时的绝缘电阻值。v对于电容量较大的绝缘试品，K可采用下式表示：K KR10min/R1minR10min/R1min （42）v式中：R10min为

5、t=10min时绝缘电阻值；R1min为t=1min时测得的绝缘电阻值，K在工程上称为极化指数。v当绝缘状况良好时，K值较大，其值远大于1，当绝缘受潮时，K值将变小，一般认为如K1.3时，就可判断绝缘可能受潮。v从上面的分析可知，对电容量较小的绝缘试品，可以只测量其绝缘电阻，对于电容量较大的绝缘试品，不仅要测量其绝缘电阻，还要测量其吸收比。2023-1-256 绝缘电阻及吸收比试验绝缘电阻及吸收比试验 绝缘电阻试验设备绝缘电阻试验设备v工程上进行绝缘电阻试验所采用的设备为兆欧表，兆欧表有三个接线端子：线路端子（L），接地端子（E），屏蔽（或保护）端子（G），被试品接在L和E之间，G用以消除绝缘

6、试品表面泄漏电流的影响，其试验原理接线如图43所示。v在绝缘试验中，如不接屏蔽端子，测得的绝缘电阻是表面电阻和体积电阻的并联值，因为这时沿绝缘表面的泄漏电流同样流过兆欧表的测量回路。如果在表面上缠上几匝裸铜线，并接到端子G上，则绝缘表面泄漏电流不流过兆欧表的测量回路，这时测得的结果便是消除了表面泄漏电流影响的真实的体积电阻。1电缆金属铠装；2电缆绝缘；3导电芯右图43 绝缘电阻试验原理接线示意图2023-1-257绝缘电阻及吸收比试验绝缘电阻及吸收比试验 绝缘电阻试验设备绝缘电阻试验设备v兆欧表种类较多，根据测量对象和测量电压不同，如前所述。根据电压产生的方式不同，分为手摇式兆欧表和电子式兆欧

7、表，其原理如图44和45所示：v在绝缘试验中，如不接屏蔽端子，测得的绝缘电阻是表面电阻和体积电阻的并联值，因为这时沿绝缘表面的泄漏电流同样流过兆欧表的测量回路。如果在表面上缠上几匝裸铜线，并接到端子G上，则绝缘表面泄漏电流不流过兆欧表的测量回路，这时测得的结果便是消除了表面泄漏电流影响的真实的体积电阻。图44 手摇式兆欧表原理接线图 图45 电子式兆欧表原理接线图2023-1-258绝缘电阻及吸收比试验绝缘电阻及吸收比试验 绝缘电阻试验设备绝缘电阻试验设备v手摇式兆欧表采用了流比计的测量机构，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12

8、0r/min）的80%以上就行，重要的是必须保持转速的恒定。需要注意的是，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。v电子式兆欧表测量原理与手摇式兆欧表的测量原理一样，只是电源的产生方式不一样。由于电力电子技术的发展，开关电源技术已比较成熟，因此，工程上大量采用了电子式兆欧表。与手摇式兆欧表相比，不仅试验工作量降低，测量吸收比时更容易，而且电源容量可以做得较大，同时，一台兆欧表还可以将几种不同电压集成在一台设备中，适用面更广。2023-1-259绝缘电阻及吸收比试验绝缘电阻及吸收比试验 绝缘电阻试验结果判断的基本方法绝缘电阻试验

9、结果判断的基本方法v在绝缘电阻试验中，绝缘电阻的大小与绝缘材料的结构、体积有关，与所用的兆欧表的电压高低有关，还与大气条件有关，因此，不能简单的用绝缘电阻的大小或吸收比来判断绝缘的好坏。在排除了大气条件的影响后，所测绝缘电阻值和吸收比应与其出厂时的值比较，与历史数据相比较，与同批设备相比较，其变化不能超过规程允许的范围。同时，应结合绝缘电阻值与吸收比的变化结合起来综合考虑。2023-1-2510绝缘电阻及吸收比试验绝缘电阻及吸收比试验 测量绝缘电阻的规定测量绝缘电阻的规定v一、测试规定：一、测试规定：1、试验前应拆除被试设备电源及一切外连线，并将被试物短接后接地放电1min，电容量较大的应至少

10、放电2min，以免触电。2、校验兆欧表是否指零或无穷大。3、用干燥清洁的柔软布擦去被试物的表面污垢，必要时可先用汽油洗净套管的表面积垢，以消除表面的影响。4、接好线，如用手摇式兆欧表时，应用恒定转速（120r/min）转动摇柄，兆欧表指针逐渐上升，待1min后读取其他绝缘电阻值。5、在测量吸收比时，为了在开始计算时就能在被试物上加上全部试验电压，应在兆欧表达到额定转速时再将表笔接于被试物，同时计算时间，分别读取15s和60s的读数。6、试验完毕或重复进行试验时，必须将被试物短接后对地充分放电。这样除可保证安全外，还可提高测试的准确性。7、记录被试设备的铭牌、规范、所在位置及气象条件等。2023

11、-1-2511绝缘电阻及吸收比试验绝缘电阻及吸收比试验 测量绝缘电阻的规定测量绝缘电阻的规定v二、测试注意事项：二、测试注意事项：1、对于同杆双回架空线或双母线，当一路带电时，不得测量另一回路的绝缘电阻，以防感应高压损坏仪表和危及人身安全。对于平行线路，也同样要注意感应电压，一般不应测其绝缘电阻。在必须测量时，要采取必要措施才能进行，如用绝缘棒接线等。2、测量大容量电机和长电缆的绝缘电阻时，充电电流很大，因而兆欧表开始指示数很小，但这并不表示被试设备绝缘不良，必须经过较长时间，才能得到正确的结果。使用手摇式兆欧表测量大容量设备的绝缘电阻时，试验结束时手不能停，要先断开L线与被测设备之间的联接，

12、再停止转动摇表，并立即对被测设备放电和接地，防止被试设备对兆欧表反充电损坏兆欧表和被测设备所带高电压电人。3、如绝缘电阻过低，应进行分解试验，找出绝缘电阻最低的部分。2023-1-2512绝缘电阻及吸收比试验绝缘电阻及吸收比试验 测量绝缘电阻的规定测量绝缘电阻的规定v二、测试注意事项：二、测试注意事项：4、一般应在干燥、晴天、环境温度不低于50C时进行测量。在阴雨潮湿的天气及环境湿度太大时，不应进行测量。5、测量绝缘的吸收比时，应避免记录时间带来的误差。由上述可知，变压器、发电机等设备绝缘的吸收比，是用兆欧表在加压15s和60s时记录其绝缘电阻值后计算求得的。测量时，流过绝缘的电流分量中漏导电

13、流不随时间变化，其值很小，分析时可以略去；充电电流在很短时间（小于1s）内衰减到零，也可以略去。随时间变化的主要分量是吸收电流，它与测量时间t的关系为：nxI(t)At（4-3）式中 A常数，决定于被试品绝缘材料；n指数。2023-1-2513绝缘电阻及吸收比试验绝缘电阻及吸收比试验 6015nnUUR,RA 60A 15nn60n15R(U/A)60K=4R(U/A)15测量绝缘电阻的规定测量绝缘电阻的规定v二、测试注意事项：二、测试注意事项：故 6015lg(R/R)n=lg4（4-4）试验时，记录时间往往不是实际加压时间，设记录时间与加压时间的绝对误差为，则此时测得的绝缘电阻为tRnt-

14、ntUUR=(t)A(+)A（4-5）而实际的绝缘电阻R为：n-nUUR=tAtA2023-1-2514绝缘电阻及吸收比试验绝缘电阻及吸收比试验 nnnttn(U/A)(t)R-RR=1(1)1(1t)1R(U/A)tt 测量绝缘电阻的规定测量绝缘电阻的规定v二、测试注意事项：二、测试注意事项：由上两式计算出的绝缘电阻测量值的相对误差 为：（4-6）式中 测量时间的相对误差。试验时，时间记录往往不易准确，兆欧表刻度展开时间一般12s。若记录时间有2s误差，则对15s而言，对60s而言，为3%左右。214%15t若取吸收比K=2，则n=0.5。因此，当记录时间的相对误差为2s时，对15s绝缘电阻

15、的相对误差：0.515R(1 0.14)1 17%对60s绝缘电阻的相对误差：0.560R(10.03)11.5%Rtt2023-1-2515绝缘电阻及吸收比试验绝缘电阻及吸收比试验 15R测量绝缘电阻的规定测量绝缘电阻的规定v二、测试注意事项：二、测试注意事项：对于 和 的相对误差引起的吸收比计算结果的误差可达5%9%，这样在现场测量吸收比时，往往导致测量结果重复性较差，给测试结果分析带来困惑。因此，应准确记录15s和60s的时间。若用极化指数来监测吸收过程，上述误差可以忽略不计。6、屏蔽环装设位置。为了避免表面泄漏电流的影响，测量时应在绝缘表面加等电位屏蔽环，且应靠近E端子装设。60R20

16、23-1-2516绝缘电阻及吸收比试验绝缘电阻及吸收比试验 测量绝缘电阻的规定测量绝缘电阻的规定v二、测试注意事项：二、测试注意事项：1）磁耦合。由于兆欧表没有防磁装置，外磁场对发电机里的磁钢和表头部分的磁钢的磁场都会产生影响。当外界磁场强度为400A/m时，误差为 ，外界磁场愈强，影响愈严重，误差愈大。2）电容耦合。由于带电设备和被试设备之间存在耦合电容，将使被试品中流过干扰电流。带电设备电压愈高，距被试品愈近，干扰电流愈大，因而引起的误差也愈大。消除外界电磁场干扰的办法是：远离强电磁场进行测量；采用高电压级的兆欧表，例如使用5000V或10000V的兆欧表进行测量；利用兆欧表的屏蔽端子G进

17、行屏蔽。0.2%7、采取兆欧表测量时，应设法消除外界电磁场干扰引起的误差。在现场有时在强磁场附近或在未停电的设备附近使用兆欧表测量绝缘电阻，由于电磁场干扰也会引起很大的测量误差。2023-1-2517在不同的湿度下测得的值也是有差别的，应在空气相对湿度小于80%下进行试验。整体受潮、劣化，小体积被试品的贯通及未贯通缺陷充电电流在很短时间（小于1s）内衰减到零，也可以略去。3)硅堆的异常情况：调节R3、C4使电桥达到平衡时，应满足：当直流电压加于被试设备时，其充电电流（几何电流和吸收电流）随时间的增加而逐渐衰减至零，而泄漏电流保持不变。介质损失角正切值试验通过tg可反映出绝缘的分布性缺陷。而实际

18、的绝缘电阻R为：当被试设备的绝缘电阻很低时，作用到被试设备上的电压也非常低，只有当绝缘电阻趋于无穷大时，作用到被试设备上的电压才接近于铭牌值。泄漏电流和直流耐压试验根据电压产生的方式不同，分为手摇式兆欧表和电子式兆欧表，其原理如图44和45所示：图4-11 通过被试设备的体积泄漏电流和表面泄漏电流及消除示意图在电力系统交接和预防性试验中，测量泄漏电流通常会遇到如下几种异常情况：三、局部放电测量的基本回路这可能是由于试验者的疏忽，在试验后，忘记降压就拉闸所造成的。泄漏电流和直流耐压试验2、测量大容量电机和长电缆的绝缘电阻时，充电电流很大，因而兆欧表开始指示数很小，但这并不表示被试设备绝缘不良，必

19、须经过较长时间，才能得到正确的结果。，则此时测得的绝缘电阻为（5）通过测 =f（U）的曲线，观察 是否随电压而上升，来判断绝缘内部是否有分层、裂纹等缺陷。绝缘电阻及吸收比试验绝缘电阻及吸收比试验 测量绝缘电阻的规定测量绝缘电阻的规定v二、测试注意事项：二、测试注意事项：8、兆欧表的L和E端子接线不能对调。用兆欧表测量电气设备绝缘电阻时，其正确接线方法是L端子接被试品与大地绝缘的导电部分，E端子接被试品的接地端。9、兆欧表与被试品间的连线不能铰接或拖地，否则会产生测量误差。10、为便于比较，对同一设备进行测量时，应采用同样的兆欧表、同样的接线。当采用不同型式的兆欧表测绝缘电阻，特别是测量具有非线

20、性电阻的阀型避雷器时，往往会出现很大的差别。当用同一只兆欧表测量同一设备的绝缘电阻时，应采用相同的接线，否则将测量结果放在一起比较是没有意义的。2023-1-2518 绝缘电阻及吸收比试验绝缘电阻及吸收比试验 影响测试绝缘电阻的主要因素影响测试绝缘电阻的主要因素v1.湿度v随着周围环境的变化，电气设备绝缘的吸湿程度也随着发生变化。当空气相对湿度增大时，由于毛细管作用，绝缘物（特别是极性纤维所构成的材料）将吸收较多的水分，使电导率增加，降低了绝缘电阻的数值，尤其是对表面泄漏电流的影响更大。v2.表面脏污和受潮v由于被试物的表面脏污或受潮会使其表面电阻率大大降低，绝缘电阻将明显下降。必须设法消除表

21、面泄漏电流的影响，以获得正确的测量结果。2023-1-2519 绝缘电阻及吸收比试验绝缘电阻及吸收比试验 影响测试绝缘电阻的主要因素影响测试绝缘电阻的主要因素v3.温度v电气设备的绝缘电阻随温度变化而变化的，其变化的程度随绝缘的种类而异。富于吸湿性的材料，受温度影响最大。一般情况下，绝缘电阻随温度升高而减小。这是因为温度升高时，加速了电介质内部离子的运行，同时绝缘内的水分，在低温时与绝缘物结合得较紧密。当温度升高时，在电场作用下水分即向两极伸长，这样在纤维质中，呈细长线状的水分粒子伸长，使其电导增加。此外，水分中含有溶解的杂质或绝缘物内含有盐类、酸性物质，也使电导增加，从而降低了绝缘电阻。v由

22、于温度对绝缘电阻值有很大影响，而每次测量又不能在完全相同的温度下进行，所以为了比较试验结果，我国有关单位曾提出过采用温度换算系数的问题，但由于影响温度换算的因素很多，如设备中所用的绝缘材料特性、设备的新旧、干燥程度、测温方法等，所以很难规定出一个准确的换算系数。目前我国规定了一定温度下的标准数值，希望尽可能在相近温度下进行测试，以减少由于温度换算引起的误差。2023-1-2520 绝缘电阻及吸收比试验绝缘电阻及吸收比试验 影响测试绝缘电阻的主要因素影响测试绝缘电阻的主要因素v4.被试设备剩余电荷v对有剩余电荷的被试设备进行试验时，会出现虚假现象，由于剩余电荷的存在会使测量数据虚假地增大或减小。

23、v要求在试验前先充分放电10min。图4-6示出了不同放电时间后，绝缘电阻与加压时间的关系。v剩余电荷的影响还与试品容量有关，若试品容量较小时，这种影响就小得多了。24h15min5min1min放电时间加压时间(min)54321150010005000绝缘电阻M 图4-6 不同的放电时间后绝缘电阻与加压时间的关系曲线2023-1-2521 绝缘电阻及吸收比试验绝缘电阻及吸收比试验 影响测试绝缘电阻的主要因素影响测试绝缘电阻的主要因素v5.兆欧表容量v实测表明，兆欧表的容量对绝缘电阻、吸收比和极化指数的测量结果都有一定的影响。兆欧表容量愈大愈好。考虑到我国现有一般兆欧表的容量水平，推荐选用最

24、大输出电流1mA及以上的兆欧表，这样可以得到较准确测量结果。2023-1-2522 绝缘电阻及吸收比试验绝缘电阻及吸收比试验 测量结果测量结果v各种电力设备的绝缘电阻允许值，见规程规定。v将所测得的结果与有关数据比较，这是对实验结果进行分析判断的重要方法。通常用来作为比较的数据包括：同一设备的各相间的数据、出厂试验数据、耐压前后数据等。如发现异常，应立即查明原因或辅以其他测试结果进行综合分析、判断。v电气设备的绝缘电阻不仅与其绝缘材料的电阻系数 成正比，而且还与其尺寸有关。它们的关系可用 来表示。即使是同一工厂生产的两台电压等级完全相同的变压器，绕组间的距离L应该大致相等，其中的绝缘材料也应该

25、相同，但若它们的容量不同，则会使绕组表面积S不同，容量大者S大。这样它们的绝缘电阻就不相同，容量大者绝缘电阻小。因此，即使是同一电压等级的设备，简单地规定绝缘电阻允许值是不合理的，而应采用科学的“比较”方法，所以在规程中一般不具体规定绝缘电阻的数值，而强调“比较”，或仅规定吸收比与极化指数等指标。LR=S2023-1-2523绝缘电阻及吸收比试验绝缘电阻及吸收比试验 测量结果测量结果v对于吸收过程较长的大容量设备，如大型变压器、发电机、电缆等，有时用R60/R15吸收比值不足以反映绝缘介质的电流吸收全过程，为更好地判断绝缘是否受潮，可采用较长时间的绝缘电阻比值进行衡量，称为绝缘的极化指数，表示

26、为：v式中 K2极化指数；R10min加压10min时测的绝缘电阻，；R1min加压1min时测的绝缘电阻，。v极化指数测量加压时间较长，用手摇兆欧表很难控制转速稳定，一般采用电动兆欧表测量。测定的电介质吸收比率与温度无关，变压器的极化指数一般应大于1.5，绝缘较好时其值可达34。min1min102RRK（4-7）2023-1-2524泄漏电流和直流耐压试验泄漏电流和直流耐压试验 泄漏电流泄漏电流v由于绝缘电阻测量的局限性，所以在绝缘试验中就出现了测量泄漏电阻的项目。测量泄漏电流所用的设备要比兆欧表复杂，一般用高压整流设备进行测试。由于试验电压高，所以就容易暴露绝缘本身的弱点，用微安表直测泄

27、漏电流，这可以做到随时进行监视，灵敏度高。并且可以用电压和电流、电流和时间的关系曲线来判断绝缘的缺陷。因此，它属于非破坏性试验。v由于电压是分阶段地加到绝缘物上，便可以对电压进行控制。当电压增加时，薄弱的绝缘将会出现大的泄漏电流，也就是得到较低的绝缘电阻。2023-1-2525泄漏电流和直流耐压试验泄漏电流和直流耐压试验 泄漏电流泄漏电流v1 1、泄漏电流测量的特点：、泄漏电流测量的特点：v测量泄漏电流的原理和测量绝缘电阻的原理本质上是完全相同的，而且能检出缺陷的性质也大致相同。但由于泄漏电流测量中所用的电源一般均由高压整流设备供给，并用微安表直接读取泄漏电流。因此，它与绝缘电阻测量相比又有自

28、己的以下特点：1)试验电压高，并且可随意调节。测量泄漏电流时是对一定电压等级的被试设备施以相应的试验电压，这个试验电压比兆欧表额定电压高得多，所以容易使绝缘本身的弱点暴露出来。因为绝缘中的某些缺陷或弱点，只有在较高的电场强度下才能暴露出来。2)泄漏电流可由微安表随时监视，灵敏度高，测量重复性也较好。2023-1-2526泄漏电流和直流耐压试验泄漏电流和直流耐压试验 泄漏电流泄漏电流v1 1、泄漏电流测量的特点：、泄漏电流测量的特点：3)根据泄漏电流测量值可以换算出绝缘电阻值，而用兆欧表测出的绝缘电阻值则不可换算出泄漏电流值。因为要换算首先要知道加到被试设备上的电压是多少，兆欧表虽然在铭牌上刻有

29、规定的电压值，但加到被试设备上的实际电压并非一定是此值，而与被试设备绝缘电阻的大小有关。当被试设备的绝缘电阻很低时，作用到被试设备上的电压也非常低，只有当绝缘电阻趋于无穷大时，作用到被试设备上的电压才接近于铭牌值。这是因为被试设备绝缘电阻过低时，兆欧表内阻压降使“线路”端子上的电压显著下降。2023-1-2527KR10min/R1min （42）在电气设备的绝缘系统中，各部位的电场强度往往是不相等的，当局部区域的电场强度达到电介质的击穿场强时，该区域就会出现放电，但这种放电并没有贯穿施加电压的两导体之间，即整个绝缘系统并没有击穿，仍然保持绝缘性能，这种现象称为局部放电。6、试验完毕或重复进行

30、试验时，必须将被试物短接后对地充分放电。图418（a）中，试验电压U经Z施加于试品Cx，测量回路由Ck与Zm串联而成，并与 Cx并联，因此称为并联测量回路。泄漏电流和直流耐压试验采样电阻是无感精密电阻。值受温度影响而变化，为了比较试验结果，对同一设备在不同温度下的变化必须将结果归算到一个巩固的基准温度，一般归算到20 。这种方法只适合某一具体的变电站，使用上不方便。如图4-1为双层电介质的一个简化等值电路。右图43 绝缘电阻试验原理泄漏电流和直流耐压试验进行交流耐压试验时，既有介质损失，还有局部放电，致使绝缘发热，对绝缘的损伤比较严重，而直流下绝缘内的局部放电要比交流下的轻得多。但是在实际测量

31、中，表面泄露电流往往大于体积泄漏电流，这给分析、判断被试设备的绝缘状态带来了困难，因而必须消除表面泄漏电流对真实测量结果的影响。这是因为温度升高时，加速了电介质内部离子的运行，同时绝缘内的水分，在低温时与绝缘物结合得较紧密。绝缘电阻及吸收比试验在必须测量时，要采取必要措施才能进行，如用绝缘棒接线等。五、交流耐压试验结果的分析泄漏电流和直流耐压试验当电缆心或变压器绕组加负极性电压时，绝缘中的水分会被其吸引而渗过绝缘向电缆心或变压器绕组移动，使其绝缘中高场强区的水分相对增加，导致泄漏电流增大。电力设备的绝缘分为内绝缘和外绝缘，外绝缘对地电场可以近似用棒板电极构成的不对称、极不均匀电场中，气体间隙相

32、同时，由于极性效应，负棒正极的火花放电电压是正棒负极的火花放电电压的2倍多，如图4-14所示。泄漏电流和直流耐压试验泄漏电流和直流耐压试验)u(fi)t(fi 泄漏电流泄漏电流v1 1、泄漏电流测量的特点：、泄漏电流测量的特点：4)可以用 或 的关系曲线并测量吸收比来判断绝缘缺陷。泄漏电流与加压时间的关系曲线如图4-7所示。在直流电压作用下，当绝缘受潮或有缺陷时，电流随加压时间下降得比较慢，最终达到的稳态值也较，即绝缘电阻较小。21tt2t1iI1I20图4-7 泄漏电流与加压时间的关系曲线1良好；2受潮或有缺陷2023-1-2528泄漏电流和直流耐压试验泄漏电流和直流耐压试验 泄漏电流泄漏电

33、流v1 1、泄漏电流测量的特点：、泄漏电流测量的特点：5)测量原理 当直流电压加于被试设备时，其充电电流（几何电流和吸收电流）随时间的增加而逐渐衰减至零，而泄漏电流保持不变。故微安表在加压一定时间后其指示数值趋于恒定，此时读取的数值则等于或近似等于漏导电流即泄漏电流。2023-1-2529泄漏电流和直流耐压试验泄漏电流和直流耐压试验 泄漏电流泄漏电流v1 1、泄漏电流测量的特点：、泄漏电流测量的特点：5)测量原理 对于良好的绝缘，其漏导电流与外加电压的关系曲线应为一直线。但是实际上的漏导电流与外加电压的关系曲线仅在一定的电压范围内才是近似直线，如图4-8中的OA段。若超过此范围后，离子活动加剧

34、，此时电流的增加要比电压增加快得多，如AB段，到B点后，如果电压继续再增加，则电流将急剧增长，产生更多的损耗，以致绝缘被破坏，发生击穿。uBAu1u0i0图4-8 绝缘的伏安特性2023-1-2530泄漏电流和直流耐压试验泄漏电流和直流耐压试验 泄漏电流泄漏电流v1 1、泄漏电流测量的特点：、泄漏电流测量的特点：5)测量原理 在预防性试验中，测量泄漏电流时所加的电压大都在A点以下，故对良好的绝缘，其伏安特性 应近似于直线。当绝缘有缺陷（局部或全部）或有受潮的现象存在时，则漏导电流急剧增长，使其伏安特性曲线就不是直线了。因此，可以通过测量泄漏电流来判断绝缘是否有缺陷或是否受潮。将直流电压加到绝缘

35、上时，其泄漏电流是不衰减的，在加压到一定时间后，微安表的读数就等于泄漏电流值。绝缘良好时，泄漏电流和电压的关系几乎呈一直线，且上升较小；绝缘受潮时，泄漏电流则上升较大；当绝缘有贯通性缺陷时，泄漏电流将猛增，和电压的关系就不是直线了。因此，通过泄漏电流和电压之间变化的关系曲线就可以对绝缘状态进行分析判断。在图4-9和图4-10中绘出了泄漏电流和电压及时间的关系曲线。if(u)2023-1-2531泄漏电流和直流耐压试验泄漏电流和直流耐压试验 泄漏电流泄漏电流v1 1、泄漏电流测量的特点：、泄漏电流测量的特点：5)测量原理C相A相B相和A，B相 比 较C相 可 能 有 缺 陷UD.Ct2可 能 变

36、 三 相或 有 缺 陷12i(A)i(A)图4-9 泄漏电流和电压的关系曲线 图4-10 泄漏电流和时间的关系曲线2023-1-2532泄漏电流和直流耐压试验泄漏电流和直流耐压试验 泄漏电流泄漏电流v2 2、影响测量结果的主要因素：、影响测量结果的主要因素：1)高压连接导线v由于接往被测设备的高压导线时暴露在空气中的，当其表面场强高于约20kV/cm时（决定于导线直径、形状等），沿导线表面的空气发生电离，对地有一定的泄漏电流，这一部分电流会结果回来而流过微安表，因而影响测量结果的准确度。一般都把微安表固定在升压变压器的上端，这时就必须用屏蔽线作为引线，也要用金属外壳把微安表屏蔽起来。v屏蔽线金

37、额宜用低压的软金属线，因为屏蔽和心之间的电压极低，致使仪表的压降而已，金属的外壳屏蔽一定要接到仪表和升压变压器引线的接点上，要尽可能地靠近升压变压器出线。这样，电晕虽然还照样发生，但只在屏蔽线的外层上产生电晕电流，而这一电流就不会流过微安表，只要可以完全防止高压导线点与放电对测量结果的影响。v由上述可知，这样接线会带来一些不便，为此，根据电晕的原理，采取用粗而短的导线，并且增加导线对地距离，避免导线有毛刺等措施，可减小电晕对测量结果的影响。2023-1-2533泄漏电流和直流耐压试验泄漏电流和直流耐压试验 泄漏电流泄漏电流v2 2、影响测量结果的主要因素：、影响测量结果的主要因素：2)表面泄漏

38、电流(a)uItIbIbIIbItIbIbItu(b)12AA图4-11 通过被试设备的体积泄漏电流和表面泄漏电流及消除示意图（a）未屏蔽 （b）屏蔽2023-1-2534泄漏电流和直流耐压试验泄漏电流和直流耐压试验 泄漏电流泄漏电流v2 2、影响测量结果的主要因素：、影响测量结果的主要因素：2)表面泄漏电流v由泄漏电流可分为体积泄漏电流和表面泄漏电流两种，如图4-11所示。表面泄漏电流的大小，只要决定于被试设备的表面情况，如表面受潮、脏污等。若绝缘内部没有缺陷，而仅表面受潮，世界上并不会降低其内部绝缘强度。为真实反映绝缘内部情况，在泄漏电流测量中，所要测量的只是体积电流。但是在实际测量中，表

39、面泄露电流往往大于体积泄漏电流，这给分析、判断被试设备的绝缘状态带来了困难，因而必须消除表面泄漏电流对真实测量结果的影响。v消除的办法实施被试设备表面干燥、清洁、且高压端导线与接地端要保持足够的距离；另一种是采用屏蔽环江表面泄漏电流直接短接，使之不流过微安表，见图4-11（b）2023-1-2535泄漏电流和直流耐压试验泄漏电流和直流耐压试验 泄漏电流泄漏电流v2 2、影响测量结果的主要因素：、影响测量结果的主要因素：3)温度v与绝缘电阻测量相似，温度对泄漏电流测量结果有显著影响。所不同的是温度升高，泄漏电流增大。v由于温度对泄漏电流测量有一定影响，所以测量最好在被试设备温度为3080oC时进

40、行。因为在这样的温度范围内，谢老电流的变化较为显著，而在低温时变化小，故应停止运行后的热状态下进行测量，或在冷却过程中对几种不同温度下的泄漏电流进行测量，这样做也便于比较。2023-1-2536泄漏电流和直流耐压试验泄漏电流和直流耐压试验 泄漏电流泄漏电流v2 2、影响测量结果的主要因素：、影响测量结果的主要因素：4)电源电压的非正弦波形v在进行泄漏电流测量时，供给整流设备的交流高压应该是正弦波形。如果供给整流设备的交流低压不时正线波，则对测量结果是有影响的。影响电压波形的主要是三次谐波。v必须指出，在泄漏电流测量中，调压器对波形的影响也是很多的。实践证明，自耦变压器畸变小，损耗也小，故应尽量

41、选用自耦变压器调压。另外，在选择电源时，最好用线电压而不用相电压，因相电压的波形易畸变。v如果电压是直接在高压直流侧测量的，则上述影响可以消除。2023-1-2537泄漏电流和直流耐压试验对于电缆、电容器等设备来说，由于设备的吸收现象很强，这是的泄漏电流要经过很长的时间才能读到，而在测量时，又不可能等很出的时间，大都是读取加压后1min或2min时的电流值，这一电流显然还包含着被试设备的吸收电流，而这一部分吸收电流是和加压速度有关的。通过计算机数据处理，将测量数据进行补偿，使得测量波形为不畸变的正弦波形后，计算得到tg和C。利用泄漏电流和外加电压的关系 曲线即曲线可以说明绝缘在高压下的状况。绝

42、缘电阻及吸收比试验即使是同一工厂生产的两台电压等级完全相同的变压器，绕组间的距离L应该大致相等，其中的绝缘材料也应该相同，但若它们的容量不同，则会使绕组表面积S不同，容量大者S大。一般说，如果电气设备各项预防性试验结果（也包括破坏性试验）能全部符合规定，则认为该设备绝缘状况良好，能投入运行。（2）对逐年的试验结果应进行比较，在两个试验间隔之间的试验测量值不应该有显著的增加或降低。（12）试验前后应测量被试设备的绝缘电阻及吸收比，两次测量结果不应有明显差别。未贯通的集中性缺陷，绝缘整体老化三、影响测试的主要因素及分析判断图4-15 在绝缘物上加交流电压时的等值电路及相量图若摆动很大，影响读数，则

43、可增大主回路和保护回路中的滤波电容的电容量。泄漏电流和直流耐压试验在必须测量时，要采取必要措施才能进行，如用绝缘棒接线等。但是，交流耐压试验也有缺点，它是一种破坏性的试验；高压绝缘设备都把局部放电的测量列为检查产品质量的重要指标，产品不但出厂时要做局部放电试验，而且在投入运行之后还要经常进行测量。找出干扰源直接消除或切断相应的干扰路径，是解决干扰最有效最根本的方法，但要求详细分析干扰源和干扰途径，且一般不允许改变原有的变压器运行方式，因此在这两方面所能采取的措施总是很有限。绝缘电阻试验结果判断的基本方法由于绝缘电阻试验所施加的电压较低，对于一些集中性缺陷，即使可能是很严重的缺陷，但在测量时显示

44、绝缘电阻仍然很大的现象，因此，绝缘电阻试验只适用于检测贯穿性缺陷和普遍性缺陷。泄漏电流和直流耐压试验泄漏电流和直流耐压试验 泄漏电流泄漏电流v2 2、影响测量结果的主要因素：、影响测量结果的主要因素：5)加压速度v在对被试设备的泄漏电流本身而言，它与加压速度无关，但是用微安表所读取得并不一定是真实的泄漏电流，而可能是保护吸收电流在内的合成电流。这样，加压速度就会对读数产生一定的影响。对于电缆、电容器等设备来说，由于设备的吸收现象很强，这是的泄漏电流要经过很长的时间才能读到，而在测量时，又不可能等很出的时间，大都是读取加压后1min或2min时的电流值，这一电流显然还包含着被试设备的吸收电流，而

45、这一部分吸收电流是和加压速度有关的。v如果电压是逐渐加上的，则在加压的过程中，就已有吸收过程，读得的电流值就较小，如果电压是很快加上的，或者是一下子加上的，则在加压的过程中就没有完成吸收的过程，而在同一时间下读得的电流就会大一些，对于电容大的设备就是如此，而对电容量很小的设备，因为他们没有什么吸收过程，则加压速度所产生的影响就不大了。v但是按照一般步骤进行系列电流测量时，很难控制加压的速度，所以对大容量的设备进行测量时，就出现了问题。2023-1-2538泄漏电流和直流耐压试验泄漏电流和直流耐压试验 泄漏电流泄漏电流v2 2、影响测量结果的主要因素：、影响测量结果的主要因素：6)微安表接在不同

46、位置时v在测量接线中，微安表接的位置不同，测得的泄漏电流竖直也不同，因而对测量结果有很大影响。图4-12所示为微安表接在不同位置时的分析用图。由图4-12可见，当微安表处于A1位置时，此时升压变压器T和CB及C12（抵押绕组可看成地电位）和稳压电容C的泄漏电流与高压导线的电晕电流都将有可能通过微安表。这些试具的泄漏电流有时甚至远大于被试设备的泄漏电流。在某种程度上，当带上被试设备后，由于高压引线末端电晕的减少，总的泄漏电流又可能小于试具的泄漏电流，这使得企图从总的电流间去试具电流的做法将产生异常结果。2023-1-2539泄漏电流和直流耐压试验泄漏电流和直流耐压试验 泄漏电流泄漏电流v2 2、

47、影响测量结果的主要因素：、影响测量结果的主要因素：6)微安表接在不同位置时v特别是当被试设备的电容量很小，又没有装稳压电容时，在不接入被试设备来测量试具的泄漏电流时，升压变压器T的高压绕组上各点的电压与接入被试设备进行测量时的情况有显著的不同，这使上述减去所测试具泄漏电流的办法将产生更大的误差。所以当微安表处于升压变压器的低压端时，测量结果受杂散电流影响最大。v为了既能将微安表装于低压端，又能比较真实地消除砸三电流及电晕电流的影响。可选用绝缘较好的升压变压器，这样，升压变压器一次侧对地及一、二次侧之间杂散电流的影响就可以大大减小。经验表明，一、二次侧之间杂散电流的影响很大的。另外，还可将高压进

48、线用多层塑料管套上，被试设备的裸露部分用塑料、橡皮之类绝缘物覆盖上，能提高测量的准确度。2023-1-2540泄漏电流和直流耐压试验泄漏电流和直流耐压试验 泄漏电流泄漏电流v2 2、影响测量结果的主要因素：、影响测量结果的主要因素：6)微安表接在不同位置时v除采用上述措施外，也可将接线稍加改动。如图4-12所示，将1、2两点，3、4两点连接起来（在图中用虚线表示），并将升压变压器和稳压电容器对地绝缘起来。这样做能够得到较为满意的测量结果，但并不能完全消除杂散电流等的影响，因为高压引线的电晕电流还会流过微安表。v当被试设两极对地均可绝缘时，可将微安表接于A2位置，即微安表处于被试设备低电位端。此

49、位置处理受表面泄漏的影响外，不受杂散电流的影响。v当微安表接于图4-12中的A位置时，如前所述，若屏蔽很好，其测量结果是很准确的。2023-1-2541泄漏电流和直流耐压试验泄漏电流和直流耐压试验 泄漏电流泄漏电流v2 2、影响测量结果的主要因素：、影响测量结果的主要因素：6)微安表接在不同位置时RxCxR1CRBCB4231VTRC12AAA2A1AA图4-12 微安表接在不同位置时的分析图2023-1-2542泄漏电流和直流耐压试验泄漏电流和直流耐压试验 泄漏电流泄漏电流v2 2、影响测量结果的主要因素：、影响测量结果的主要因素：7)试验电压极性v电渗透现象使不同极性试验电压下油纸绝缘电气

50、设备的泄漏电流测量值不同v电渗透现象是指在外加电场作用下，液体通过多孔固体的运动现象，它是胶体中常见的电动现象之一。由于多孔固体在与液体接触的交界面处，因吸附离子或本身的电力而带电荷，液体则带相反电荷，因此在外电场作用下，液体会对固体发生相对移动。2023-1-2543泄漏电流和直流耐压试验泄漏电流和直流耐压试验 泄漏电流泄漏电流v2 2、影响测量结果的主要因素：、影响测量结果的主要因素：7)试验电压极性v运行经验表明，电缆或变压器的绝缘受潮通常是从外皮或外壳附近开始的。根据电渗现象，电缆或变压器的绝缘中的水分在电场作用下带正电，当电缆心或变压器绕组加正极性电压时，绝缘中的水分被其排斥而渗向外