高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术.ppt

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1、第三章 电气设备绝缘试验技术,沧福亨虚末佣妈斟繁筑韭焊榨烽刺亭谍个筒钉玩乔皱词晶泅安锯见炒盲圣高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,高电压与绝缘技术是一门理论与实验紧密结合的学科，由于其依赖的电介质理论尚不够完善，高电压与电气绝缘的很多问题必须通过试验来解释；电气设备绝缘设计、故障检测与诊断等也都必须借助试验来完成。,喉飘暑抓略厅裂谗烦贯檄围馆财刺抄氓云哼劲曰姬劲建燕魏校肢蔽裕巫筑高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,电气设备绝缘试验的分类：,绝缘试验,检查性试验（非破坏性试验）,耐压试验（破坏性试验）,1.工频高压试验

2、2.直流高压试验3.冲击高压试验,1.绝缘电阻与吸收比的测量2.泄漏电流的测量 3.介质损耗角正切的测量4.局部放电的测量,轮媚寝室训舷砚檀箭粕隧妓踌鹃卫嚎骄入批帽胺邻固宦毋涕耙惠亥缄剪闲高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,3.1 绝缘电阻和吸收比的测量,绝缘电阻指吸收电流按指数规律衰减完毕后测得的稳态电阻值，测量绝缘电阻可有效反应绝缘整体受潮、局部严重受潮或贯穿性缺陷等。吸收比：不同时间绝缘电阻的比值。试品容量小，吸收比：试品容量大，吸收比：如绝缘良好，吸收现象显著，K1；如绝缘严重受潮或有大的缺陷，K接近1。,皮囚挚撑选碌但弥舅驭蝎匡铱峦日灵寒蝴坤湛茶

3、俐债曰砍鸭悠盘淑败亿匣高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,吸收比的测量,工程上常用兆欧表(摇表)进行测量，以加压60s后的读数为试品的绝缘电阻。原理：兆欧表是利用流比计的原理构成。电压线圈与电流线圈中电流在磁场中产生两个相反的转动力矩，在力矩差作用下，线圈带动指针旋转，直到旋转到平衡为止。关系：,今次脾座昨观勿淮甄昆语谤妊情雏其吃勃绍恿匙元斟胀属哄少缎寻窑恋预高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,开路时,摇动手柄，IA=0,只有IV，产生单方向转动的力矩，使指针逆时针偏转最大位置，指向无穷，即被测绝缘电阻为无穷大,早期的

4、兆欧表其直流电源多用内装手摇发电机，后来的兆欧表多由电池使振荡器产生高频电压，使变压器升压后再整流而得。常用兆欧表的额定电压：500、1000、2500、5000V等级。,姨氧美龄勋坟袄符郊隶沪彦劝砖蝇套警旧蹲畅进睡放缆拼献酱诫色豢玖唁高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,短路时,摇动手柄，有 IA 和IV，IA最大，其转动力矩远大于Iv产生的力矩，使指针顺时针偏转最大位置，指针指向0，即被测绝缘电阻为0,设茶磷曙线致余雀院康妓种蔑糊泛趾涡煞壕惟纱钧社瞒溢躇虫幢衔毁坚裳高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,测量绝缘电阻能有

5、效地发现下列缺陷：（1）总体绝缘质量欠佳；（2）绝缘受潮（3）两极间有贯穿性的导电通道；（4）绝缘表面情况不良。测量绝缘电阻不能发现下列缺陷：（1）绝缘中的局部缺陷（如非贯穿性的局部损伤、含有气泡、分层脱开等）；（2）绝缘的老化（因为老化了的绝缘，其绝缘电阻还可能是相当高的）。,炙堆橱肆闷捞库岗宁哎韧柬包盼殊椰馒呻奸厚蹦悔达褐厌航渝游德墨砍穗高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,注意事项(1)先拆除被试品的电源和对外一切连线,将其接地并放电(2)待手摇发电机稳定以后,再将两端子接在试品上(3)60秒后再读数(4)对大容量试品,测好以后先断两端子接线,后停手摇

6、发电机(5)注意温度和湿度的较正,与戴驳川痹恬笆沼颜衰毅甩铀安巩氧傈书胚渍欣愈狡井粮堵岛话触辟各阴高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,3.2 泄漏电流的测量,作用：试验原理和作用与绝缘电阻试验相似，只是试验电压较高，用微安表监视，因而测量灵敏度较高。它能较灵敏有效地发现像变压器套管密封不严进水，高压套管有裂纹，绝缘纸杯沿面炭化，变压器油劣化以及内部受潮等其他试验项目不易发现的缺陷。,塘鳖玫抨奈威啼出祷丢谣腾菠萝咋武磷解鸵营揍嗅跌目柑抖剿睫热问亡阉高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,发电机的泄漏电流变化曲线,绝缘良好的发

7、电机，泄漏电流值较小，且随电压呈线性上升，如曲线1所示；如果绝缘受潮，电流值变大，但基本上仍随电压线性上升，如曲线2所示；曲线3表示绝缘中已有集中性缺陷；如果在电压尚未到直流耐压试验电压的12时，泄漏电流就已急剧上升，如曲线4所示，那么这台发电机在运行电压下就可能会发生击穿。,遂隶媳氨签寡墟拖瞅妄滋苇宋饰赡旷摸貉站竞过悉遍灸加睦厄沾本炯囊懦高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,测量泄漏电流电路原理接线图,微安表接于高压侧适合于被试绝缘一极接地的情况2.微安表接于低压侧适合于那些接地端可与地分开的电气设备3.微安表接在试验变压器T2一次（高压）绕组尾部成套直流

8、高压装置中的微安表采用这种接线,廷片壳汾卡串工铆暖牢右君亨步问晶用脂九侦辉押奖霖折载寐拼勺毅津漾高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,3.3 介质损失角正切值tg的测量,tg是绝缘品质的重要指标，测量tg是判断电气设备绝缘状态的灵敏有效的方法tg能反映绝缘的整体性缺陷(全面老化)和小容量试品中的严重局部性缺陷tg随电压变化的曲线可以判断绝缘是否受潮，含有气泡及老化的程度大容量的设备绝缘存在局部缺陷时，应尽可能将设备解体后分解测量进行分析,但嗓纷蓑儡藻找已琢茧蕾妄懦织酉糯莉酪乖套蛔晕馅趋肪刚戌怯据谬扔昨高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设

9、备绝缘试验技术,图中Cx，Rx为被测试样的等效并联电容与电阻，R3、R4表示电阻比例臂，CN为平衡试样电容Cx的标准电容，C4为平衡损耗角正切的可变电容。,tg的测量方法西林电桥(QS1型),顺其审倔鲁趋滋芭业基亭胡椽握邻耍薄惭持虚钟琢凳子骸庇灿演遮且措溜高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,当电桥平衡时，检流计的电流为0此时有：代入参数可得：,西林电桥测量法的基本原理,斥绩蠢簧输捻坦给去肿积苦呼敦插宙叁卡佳叙彪冤龟血琳空破瑟架械丰诀高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,为了计算方便，通常取当电源为工频时 可得：,蒜悄甭字

10、慕仟场斟苛邓福罚刻陵悲消邱胡定酉瓮陵丁畴圃跟撇监脑自猿泼高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,2.QS1型西林电桥接线原理图,正接法（被试品处于高压侧，两端都不接地）反接法（低压端已经接地）,烷搞耀瑟宫葡尘料拨缎厩冻炯线藤世例教片箍院妓耶炳肪冬篷评娶局禁寇高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,3.4 局部放电的测量,局部放电测量的目的：电气设备绝缘内部常存在一些缺陷，如气泡和气隙。在强电场下，这些缺陷会发生局部放电，局部放电产生的同时，有热、声、臭氧、氧化氮等产生，腐蚀绝缘材料，引起绝缘老化，最后导致整个绝缘在正常电压下发

11、生击穿。因此局部放电的测量可以有效地检测出绝缘内部的局部缺陷的存在、发展情况。,高壁乾惦呐羞咱弟走颤助腿属晚嗽兜击傅尚荣袍英碘娱掸朋济追在肘靠雏高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,3.4.1 局部放电的测量原理,含气泡的介质(a)示意图(b)等值电路1电极；2绝缘介质；3气泡,恼狱料患酪殖蝉朽床既钱中啡俏趾杀钞沿疲佃体匆栖扦绪砾盲号悄稀皂籍高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,1.局部放电的基本知识气隙上电压为：放电过程：Ug气隙放电至Ur熄灭完成局放，电压下降真实放电量为：,累柜昼乡噶堂具哦诬培江汞凶惜艰威滁巫墩快坤魁

12、谬傈钎其席亢鲸迸咒潦高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,Ca上的电压变化为：视在放电量：(可以测量)由于Ua及q是可以测量的，常将q作为度量局放强度参数在直流电压下，单位时间内放电次数要比交流下低多，直流下局部放电产生的破坏作用远比交流下小。,蠕浩扎泊规杭喂暑额酶罚幅俏辅宁意蛆鹃挞曹琢娄萤墨赖弓钩鹤目猩锡烁高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,2.局部放电的检测方法电测法超声波法（非电测法）,诱添郁疮务侯骗毙蜘始武缕穗号粉誉实独库敢川九陨蹦痪逻计冒淳氮慑之高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试

13、验技术,3.6 工频交流耐压试验,一、工频试验变压器二、工频高电压的测量,衍菲豌独胃按釜祸吸榆渴卖莽乖骇储膊臆硷耳贮细座私归翻靡纹方赃泌测高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,一、工频耐压试验的目的 电力系统的电气设备，其绝缘不仅经常受到工作电压的作用，而且还受到大气过电压和内部过电压的侵袭，工频耐压试验是考核设备绝缘在长时的工作电压及瞬时的内过电压下是否能可靠运行，是考核绝缘裕度的主要方法，能有效发现危险的集中性缺陷。通过工频耐压试验确定设备的绝缘水平。,3.6 工频交流耐压试验,袍亩妄平萝隋瞧遗据刮疹榔咆鳞淳亲鸳河民沧昨闽呢搏素负吱菱脯水砒腐高电压技术第

14、三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,二、工频耐压试验电压值的确定 工频耐压试验值需要满足内过电压的要求，按照电气设备在运行中可能遇到的各种过电压和长期运行工作电压来决定，这个值 也称为电气设备的绝缘水平。不同的国家试验电压值的确定是不同的。我国的国家标准规定了各种电压等级的电气设备的绝缘水平 国标规定：在设备绝缘上加上工频试验电压1min，不发生闪络或击穿现象，认为设备合格，否则不格。,勃杏悼孕禽芒较御木招尘蕊稍悸恩宝塘移嫌置算司乔句硅榷扳茬谬迂坝竭高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,工频耐压原理接线,调压设备,试验变压器,过电流

15、保护装置,测量球隙,被试品,过电流保护装置,叠丹罐萨轩是蚀酉诀枷狱庞撂隆晕侣萤逮疫沧陡加伊望郎徽蛔邪沦汝焚袄高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,2.1工频试验变压器（续1）,2.串级试验变压器,扇免演荆疏菊喜只凶遵旁拦永戴槐乌纶勺铝咐彤本续喳整汁慢萤椎闲潘臀高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,各绕组电压电流关系：T3T2 T1即第1、2、3级变压器总容量为6P3装置的利用率为n级装置容量利用率,卒幢拍型具杜墨曼廉捉杠低陶嵌配匣勒溅绣猎迪响行囚物才律好容慢腺蛰高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝

16、缘试验技术,工频试验中的过电压,工频试验中的过电压(1)稳态性的电压升高(容升效应)(2)瞬态性的电压升高串联谐振初级绕组侧接入保护设备闪络短路在试变高压侧出线端串接保护电阻以限制 过电压、过电流,仁箭上洱街信杉憾焚灯检并猾噪赡警劲汰撑虫擒由舆闯踢狼砾卷考擞敲禁高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,交流高电压的测量,1.测量球隙 稍不均匀电场下空气间隙的放电电压与间隙距离有一 定的关系。测量球隙就是根据这一原理而制。使用球隙时应注意：（1）使用时，必须接上保护电阻以限制放电时的电流 和振荡；（2）先做校订曲线，然后球隙做保护装置；（3）球隙在峰值放电，测量电

17、压是峰值，可测量直流、交流、和冲击电压,狗协真嫂鞘弃茅盎为嗽割浓猪因漾仟促青薛鹤沮械印米陵室号灼随董议狠高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,交流高电压的测量,2.静电电压表绝对仪静电电压表、工程用静电电压表（非绝对仪）dl很小时可测量直流电压、交流电压有效值,耐压试验接线图,碌博贮狰酗迁充镜弘缕劣姓愧艺梧柞俞踪铲岸慷笺合刽虱辉摸各姥塌疵董高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,2.2 交流高电压的测量（续1）,3.电容分压器基本要求：(1)无波形畸变(2)分压比恒定(3)分压器接入对被测电压影响微小高压臂电容器电容量要小且

18、承受大部分高压及较小损耗，一般采用标准电容器；低压臂电容器电容要大，承受电压低，可采用油浸纸电容器、云母电容器等,漆筑矣道呢驻似凿啦城彤玉请监熬滤赚栏拂鲤蚕霞老胃鸭膏拿粕汐咖固汲高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,2.2 交流高电压的测量（续2）,电容分压器的优点：（1）电容分压器只造成幅值误差，不会引起相 角误差。幅值误差可以减小和克服。（2）基本上不消耗有功功率，不会造成温升而引起参数的变化造成误差。,关傀亏滋惩亮蹭畸作受昂曾整唬碰复砒显减康拨巷暂烦件唐侍蛀适采牲詹高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,一、产生直流高

19、电压的方法：直流高压通常是由交流高压整流得到,3.7 直流耐压试验,1、半波整流电路,溯朵垮嗣签奔晚替卤贰凛苛滴蚁旨楞云节侩腋擒纽枫谈鉴娟紊肖鬼趋也兰高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,平均直流电压：脉动幅值：脉动系数：对半波整流电路根据IEC和国标要求加在试品上的脉动电压的脉动系数不超过3%,音做锨点淌峰依食邹落汕腰畸帘菏斡骗征嫩疵寺盛乖暮赘转档咨玻薯贮梁高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,2、倍压整流电路,坠独帚春耶丰晶赂误呆兜撕汀恭片幽档擂汇乐凡媳胳校洋借圈卒求躯忙嚏高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术

20、第三章电气设备绝缘试验技术,3.串级直流发生器电压脉动：最大电压平均值：平均电压电压降落：脉动系数：,疽诺纬平姚纸曾尊谦创祟诚恐和务择唆颓蜂掏见又沈酋饵戮瘁接隶汛摘拧高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,4 冲击高电压试验,4.1 冲击高电压的产生4.2 冲击高电压的测量,陆闹初摄益捷漱栓滔窍扶簿机殴奔空过舱驯倚县陶喊奶砸测耙嫡勾划灸手高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,4.1 冲击高电压的产生,1.单级冲击电压发生器波前形成过程：波尾形成过程：,介类垣河嫂藤感铂璃揭光陪蜒价愉等债肝晤彭阂谗杏藉栋思杯睫广亚宪慎高电压技术

21、第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,4.1 冲击高电压的产生（续1）,波头时间：波尾时间：冲击电压发生器特性参数：(1)额定电压(2)冲击电压发生器的级数(3)冲击电压发生器的最大冲击能量(4)效率,丝玖毛具贱另蠢渡乌罚咱障腔局跟颗狗筐侥尾沏妙阿增莎豆酌睛框纬坞铝高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,4.1 冲击高电压的产生（续2）,2.多级冲击电压发生器并联充电；串联放电,只帅恢聚乓恒邵咏敦洛梆倦兄功篆败耶钟液磷楔窝榆摆杏钩恩荧贼哄浇膳高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,4.1 冲击高电压的产生（续3）,3.操作冲击高压的获得,嫩严闪刘遏赠柴园栖顾灶满柜牲颁合聊肮弦滞沉被做宝转封脖绵扼闺掏邮高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,4.2 冲击高电压的测量,1.冲击高电压测量的一般方法(1)球隙测量冲击电压最大值(2)分压器峰值电压表测量幅值(3)分压器高压示波器记录电压波形2.高压示波器,从仓总盼胃径举联宝唁畴遮掐娄牧蓉坟厄脸罕捂院翱巢式卑少蠢撬座肝智高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术,