电气设备绝缘试验.ppt
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1、第三章第三章电气设备绝缘试验电气设备绝缘试验2021/9/151绝缘试验主要内容绝缘试验主要内容1 1 绝缘绝缘试验试验的基本概念的基本概念2 2 绝缘电阻和泄漏电流的测量绝缘电阻和泄漏电流的测量3 3 介质损耗角正切的测量介质损耗角正切的测量4 4 局部放电的测量局部放电的测量5 5 耐压试验耐压试验6 6 绝缘的在线监测绝缘的在线监测 2021/9/1521 1、绝缘预防性试验绝缘预防性试验 电力设备绝缘在运行中受到电、热、机械、不良电力设备绝缘在运行中受到电、热、机械、不良环境等各种因素的作用,其性能将逐渐劣化,以环境等各种因素的作用,其性能将逐渐劣化,以致出现缺陷,造成故障,引起供电中
2、断。致出现缺陷,造成故障,引起供电中断。绝缘预防性试验概念:绝缘预防性试验概念:绝缘预防性试验概念:绝缘预防性试验概念:为了对绝缘状态作出判断,需为了对绝缘状态作出判断,需对绝缘进行各种试验和检测,通称为绝缘预防性试验。对绝缘进行各种试验和检测,通称为绝缘预防性试验。2021/9/153绝缘的测试和诊断技术分类:绝缘的测试和诊断技术分类:1 1)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(两类)非破坏性试验,亦称绝缘特性试验非破坏性试验,亦称绝缘特性试验:在较低电压下或用其在较低电压下或用其它不会损伤绝缘的方法测量绝缘的不同特性,采用综合分它不会损伤绝缘的方法测量绝缘的不
3、同特性,采用综合分析的方法来判断绝缘内部的缺陷析的方法来判断绝缘内部的缺陷 包含的种类包含的种类:绝缘电阻和泄漏电流的试验、介质损耗角正绝缘电阻和泄漏电流的试验、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切试验、局部放电试验、绝缘油的气相色谱分析等 2021/9/154 破坏性试验,即耐压试验破坏性试验,即耐压试验:以高于设备的正常运行电压来考: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;缺点是可能严格,能保证绝缘具有一定的绝缘水平或裕度;缺点是可能在
4、试验时给绝缘造成一定的损伤,同时不能反映绝缘缺陷的在试验时给绝缘造成一定的损伤,同时不能反映绝缘缺陷的性质性质 包含的种类包含的种类:交流耐压试验、直流耐压试验、雷电冲击耐压: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试验及操作冲击耐压试验 2021/9/1552 2 2 2)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)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)离线离线离线离线:在离线的测试和诊断时,要求被试设备退出运行在离线的测试和诊断时,要求被试设备退出运行状态,通常是周期性间断地施行,试验周期由状态,通常是周期性间断地
5、施行,试验周期由电力设备预电力设备预电力设备预电力设备预防性试验防性试验防性试验防性试验规程(规程(DL/T 596DL/T 596)规定)规定特点:特点:特点:特点:可采用破坏性试验和非破坏性试验两种方式,可采用破坏性试验和非破坏性试验两种方式,两种方式是相辅相成的。耐压试验往往是在非破坏性试验两种方式是相辅相成的。耐压试验往往是在非破坏性试验之后才进行。缺点是对绝缘耐压水平的判断比较间接,尤之后才进行。缺点是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其对于周期性的离线试验更不易判断准确 2021/9/156 在线在线在线在线:在线监测则是在被试设备处于带电工作运行
6、的条件下,在线监测则是在被试设备处于带电工作运行的条件下,对设备的绝缘状况进行连续或定时的监测,通常是自动进行对设备的绝缘状况进行连续或定时的监测,通常是自动进行的的 特点特点特点特点:只能采用非破坏性试验方式。由于可连续监测,除测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,还可分析特性随时间的变化趋势,从定绝缘特性的数值外,还可分析特性随时间的变化趋势,从而显著提高了其判断的准确性而显著提高了其判断的准确性 2021/9/157绝缘的监测和诊断技术的三个基本环节:绝缘的监测和诊断技术的三个基本环节:传感器与测量方法传感器与测量方法传感器与测量方法传感器与测量方法:正确选
7、用各种传感器及测量手段,正确选用各种传感器及测量手段,检测或监测被试对象的种种特性,采集各种特性参数;检测或监测被试对象的种种特性,采集各种特性参数;数据处理数据处理数据处理数据处理:对原始的杂乱信息加以分析处理对原始的杂乱信息加以分析处理(数据处理数据处理),去除干扰,提取反映被试对象运行状态最敏感、有效的,去除干扰,提取反映被试对象运行状态最敏感、有效的特征参数;特征参数;绝缘诊断绝缘诊断绝缘诊断绝缘诊断:根据提取的特征参数和对绝缘老化过程的知根据提取的特征参数和对绝缘老化过程的知识以及运行经验,参照有关规程对绝缘运行状态进行识别、识以及运行经验,参照有关规程对绝缘运行状态进行识别、判断,
8、即完成诊断过程。并对绝缘的发展趋势进行预测,判断,即完成诊断过程。并对绝缘的发展趋势进行预测,从而对故障提供预警,并能为下一步的维修决策提供技术从而对故障提供预警,并能为下一步的维修决策提供技术根据。根据。2021/9/1583.1 3.1 绝缘电阻的测量绝缘电阻的测量 1 1)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 2 2)测量绝缘电阻与吸收比的方法)测量绝缘电阻与吸收比的方法 3 3)泄漏电流的测量)泄漏电流的测量 4 4)测量绝缘电阻和泄漏电流的功效)测量绝缘电阻和泄漏电流的功效 5 5)测量绝缘电阻和泄漏电流的注意事项)测量绝缘电阻和泄漏电流的注意事项2021/
9、9/159随时间随时间,最终达,最终达I Ig g 1 1)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2021/9/1510吸收和泄漏电流及吸收和泄漏电流及吸收和泄漏电流及吸收和泄漏电流及绝缘电阻的变化曲线绝缘电阻的变化曲线绝缘电阻的变化曲线绝缘电阻的变化曲线2021/9/15112)绝缘电阻:绝缘电阻:施加直流电压时测得的电阻,通常指吸收施加直流电压时测得的电阻,通常指吸收电流衰减完毕后测得的稳态电阻值。电流衰减完毕后测得的稳态电阻值。吸收比:吸收比:K11,K1值越大,表示吸收现象越显著,绝缘的性能越好值越大,表示吸收现象越显著,绝缘的性能越好2021/9/15123)
10、绝缘状态的判定绝缘状态的判定绝缘状态的判定绝缘状态的判定若绝缘内部有集中性导电通道,或绝缘受潮,则电阻若绝缘内部有集中性导电通道,或绝缘受潮,则电阻R R会显会显著降低,泄漏电流大大增加,吸收电流迅速衰减。吸收比著降低,泄漏电流大大增加,吸收电流迅速衰减。吸收比K K下降。当下降。当K K1 1或接近于或接近于1 1,则设备基本丧失绝缘能力。,则设备基本丧失绝缘能力。不同绝缘状态下的绝缘不同绝缘状态下的绝缘不同绝缘状态下的绝缘不同绝缘状态下的绝缘电阻的变化曲线电阻的变化曲线电阻的变化曲线电阻的变化曲线 2021/9/1513介质的吸收现象介质的吸收现象2021/9/1514电压按电容反比分配电
11、压按电容反比分配电压按电阻正比分配电压按电阻正比分配2021/9/1515电压过渡过程:电压过渡过程:时间常数时间常数 衰减很快衰减很快,几秒内就进入稳态几秒内就进入稳态则则2021/9/1516 极化指数极化指数P P:为加压为加压为加压为加压10101010分钟时的绝缘电阻分钟时的绝缘电阻分钟时的绝缘电阻分钟时的绝缘电阻R R R R10101010与与与与1 1 1 1分钟时电阻分钟时电阻分钟时电阻分钟时电阻R R R R1111之比值之比值之比值之比值 P=RP=RP=RP=R10101010/R/R/R/R1111 2021/9/1517 我国电力行业标准我国电力行业标准DL/T59
12、6DL/T59619961996即电力设备预防性试验规即电力设备预防性试验规程等规定:程等规定:电力变压器及大型发电机凡采用沥青浸胶及云母绝缘者:电力变压器及大型发电机凡采用沥青浸胶及云母绝缘者:K K值应不小于值应不小于1.31.3,P P值应不小于值应不小于1.51.5大发电机当采用环氧粉云母者大发电机当采用环氧粉云母者:K K值应不小于值应不小于1.61.6,P P应不小应不小于于2.02.0。2021/9/15184 4)测量绝缘电阻与吸收比的方法测量绝缘电阻与吸收比的方法测量仪表:一般用兆欧表进行测量仪表:一般用兆欧表进行测量仪表:一般用兆欧表进行测量仪表:一般用兆欧表进行绝缘电阻与
13、吸收比的测量绝缘电阻与吸收比的测量绝缘电阻与吸收比的测量绝缘电阻与吸收比的测量摇表:摇表:摇表:摇表:为了测准吸收比,需用为了测准吸收比,需用为了测准吸收比,需用为了测准吸收比,需用灵敏度足够高的兆欧表。现场灵敏度足够高的兆欧表。现场灵敏度足够高的兆欧表。现场灵敏度足够高的兆欧表。现场仍较多采用带有手摇直流发电仍较多采用带有手摇直流发电仍较多采用带有手摇直流发电仍较多采用带有手摇直流发电机的兆欧表,俗称摇表机的兆欧表,俗称摇表机的兆欧表,俗称摇表机的兆欧表,俗称摇表晶体管兆欧表:晶体管兆欧表:晶体管兆欧表:晶体管兆欧表:采用电池供电,采用电池供电,采用电池供电,采用电池供电,晶体管振荡器产生交
14、变电压,晶体管振荡器产生交变电压,晶体管振荡器产生交变电压,晶体管振荡器产生交变电压,经变压器升压及倍压整流后输经变压器升压及倍压整流后输经变压器升压及倍压整流后输经变压器升压及倍压整流后输出直流电压出直流电压出直流电压出直流电压兆欧表的电压:兆欧表的电压:兆欧表的电压:兆欧表的电压:500500500500、1000100010001000、2500250025002500、5000V5000V5000V5000V等等等等兆欧表选择:根据设备电压等兆欧表选择:根据设备电压等兆欧表选择:根据设备电压等兆欧表选择:根据设备电压等级的不同,选用不同电压的兆级的不同,选用不同电压的兆级的不同,选用不
15、同电压的兆级的不同,选用不同电压的兆欧表。例:额定电压欧表。例:额定电压欧表。例:额定电压欧表。例:额定电压1kV1kV1kV1kV及以及以及以及以下者使用下者使用下者使用下者使用1000V1000V1000V1000V兆欧表;兆欧表;兆欧表;兆欧表;1kV1kV1kV1kV以以以以上者使用上者使用上者使用上者使用2500V2500V2500V2500V兆欧表兆欧表兆欧表兆欧表 兆欧表的原理结构图兆欧表的原理结构图兆欧表的原理结构图兆欧表的原理结构图 屏蔽端子屏蔽端子屏蔽端子屏蔽端子G G:主要用于屏蔽表:主要用于屏蔽表:主要用于屏蔽表:主要用于屏蔽表面泄漏电流面泄漏电流面泄漏电流面泄漏电流E
16、GLEGL表面电导体积电导绝 缘屏蔽环2021/9/1519 例例:用兆欧表测量电缆绝缘电阻用兆欧表测量电缆绝缘电阻用兆欧表测量电缆绝缘电阻用兆欧表测量电缆绝缘电阻 用兆欧表测电缆绝缘电阻的接线图用兆欧表测电缆绝缘电阻的接线图用兆欧表测电缆绝缘电阻的接线图用兆欧表测电缆绝缘电阻的接线图1 1 1 1铅铠外皮铅铠外皮铅铠外皮铅铠外皮 2 2 2 2绝缘绝缘绝缘绝缘 3 3 3 3导芯导芯导芯导芯 4-4-4-4-屏蔽环屏蔽环屏蔽环屏蔽环 2021/9/15205)测试功效测试功效:可有效地发现:(可有效地发现:(1)两极间有穿透性的导电通道)两极间有穿透性的导电通道 (2)整体受潮或局部严重受潮
17、)整体受潮或局部严重受潮 (3)表面污秽)表面污秽 不能发现的缺陷:不能发现的缺陷:(1)绝缘中的局部缺陷绝缘中的局部缺陷 (2)绝缘的老化绝缘的老化 判断方法:将所测电阻值与标准及以往历史数据比判断方法:将所测电阻值与标准及以往历史数据比 较较2021/9/1521试验电压比兆欧表工作电压高得多试验电压比兆欧表工作电压高得多:35kV以下设备:以下设备:1030kV110kV及以上设备:及以上设备:40kV电压可随意调节,可监测泄漏电流的变化电压可随意调节,可监测泄漏电流的变化能发现兆欧表不能发现的某些绝缘缺陷能发现兆欧表不能发现的某些绝缘缺陷3.2 3.2 泄漏电流的测量泄漏电流的测量 2
18、021/9/15221234发电机泄漏电流变化曲线发电机泄漏电流变化曲线 1良好绝缘;良好绝缘;2受潮绝缘;受潮绝缘;3有集中性缺陷;有集中性缺陷;4有危险的集中性缺陷有危险的集中性缺陷试验原理:试验原理:绝缘设备绝缘设备施加直流高压时,会施加直流高压时,会流过泄漏电流,对于流过泄漏电流,对于良好的绝缘,泄漏电良好的绝缘,泄漏电流随试验电压流随试验电压U U成直线成直线上升,且数值较小上升,且数值较小(如图曲线(如图曲线1 1),当绝),当绝缘受潮时,电流数值缘受潮时,电流数值如曲线如曲线2 2所示。如绝缘所示。如绝缘中有集中性缺陷时,中有集中性缺陷时,则泄漏电流在超过一则泄漏电流在超过一定试
19、验电压时将剧烈定试验电压时将剧烈增加,缺陷越严重,增加,缺陷越严重,泄漏电流值发生剧增泄漏电流值发生剧增的试验电压值愈低。的试验电压值愈低。2021/9/15231)泄漏电流实验接线图泄漏电流实验接线图VkVTaba接线接线:测量准确,测量准确,A 表在低压侧,表在低压侧,读数操作安全,但试品不接地读数操作安全,但试品不接地 b接线接线:试品一端接地,测量系统在高压侧。为防止测量系统和试品高压侧电试品一端接地,测量系统在高压侧。为防止测量系统和试品高压侧电极极及引线的电晕,需加屏蔽。仪表在高压侧,操作观察时特别注意安全及引线的电晕,需加屏蔽。仪表在高压侧,操作观察时特别注意安全2021/9/1
20、524试验方法试验方法被试品额定电压被试品额定电压35kv35kv及以下施加及以下施加1030kv1030kv直流电压直流电压被试品额定电压被试品额定电压110kv110kv及以上施加及以上施加40kv40kv直流电压直流电压试验时按级试验时按级0.50.5倍试验电压分阶段升高倍试验电压分阶段升高每阶段停留每阶段停留1min1min,读微安表读数即为泄漏电流,读微安表读数即为泄漏电流绘制泄漏电流与加压时间、泄漏电流与试验电压关绘制泄漏电流与加压时间、泄漏电流与试验电压关系曲线后进行分析系曲线后进行分析2021/9/152021/9/152525注意事项:注意事项:、用一开关将微安表短路,以保护
21、微安表、用一开关将微安表短路,以保护微安表2 2、试验完毕,必须先将被试品上的剩余电荷放掉、试验完毕,必须先将被试品上的剩余电荷放掉3 3、试验小容量试品时,需接入滤波电容以减小电压、试验小容量试品时,需接入滤波电容以减小电压脉动脉动 2021/9/152021/9/1526264 4、测量结果不应作为最后定论,应与下列数据比较:、测量结果不应作为最后定论,应与下列数据比较:(1 1)、历史资料)、历史资料 (2 2)、同类设备数据)、同类设备数据 (3 3)、同一设备不同部位(不同相)的数据)、同一设备不同部位(不同相)的数据 当当K2K2时,有缺陷存在时,有缺陷存在 2021/9/1527
22、3)3)测量绝缘电阻和泄漏电流的功效测量绝缘电阻和泄漏电流的功效测量绝缘电阻和泄漏电流能有效地发现的缺陷:测量绝缘电阻和泄漏电流能有效地发现的缺陷:测量绝缘电阻和泄漏电流能有效地发现的缺陷:测量绝缘电阻和泄漏电流能有效地发现的缺陷:1 1、两极间穿透性的导电通道、两极间穿透性的导电通道 2 2、绝缘受潮、绝缘受潮 3 3、表面污垢、表面污垢测量绝缘电阻和泄漏电流不易发现的缺陷:测量绝缘电阻和泄漏电流不易发现的缺陷:测量绝缘电阻和泄漏电流不易发现的缺陷:测量绝缘电阻和泄漏电流不易发现的缺陷:1 1、绝缘的局部缺陷(局部损伤或裂缝、含有气泡、绝缘的局部缺陷(局部损伤或裂缝、含有气泡、绝缘分层、脱开
23、等)绝缘分层、脱开等)2 2、绝缘的老化(此时的绝缘电阻还相当高)、绝缘的老化(此时的绝缘电阻还相当高)2021/9/15281)1)测试功效测试功效有效有效:整体受潮、全面老化整体受潮、全面老化 b小电容试品的严重局部缺陷小电容试品的严重局部缺陷 c绕组上附积油泥绕组上附积油泥 d绝缘油脏污劣化等绝缘油脏污劣化等 很少有效:大容量设备的局部缺陷很少有效:大容量设备的局部缺陷3 3.3.3 介质损耗角正切的测量介质损耗角正切的测量 2021/9/1529如果绝缘内的缺陷不是分布性而是集中性如果绝缘内的缺陷不是分布性而是集中性如果绝缘内的缺陷不是分布性而是集中性如果绝缘内的缺陷不是分布性而是集中
24、性的,则测的,则测的,则测的,则测tgtgtgtg就不灵敏,且被测试品的体就不灵敏,且被测试品的体就不灵敏,且被测试品的体就不灵敏,且被测试品的体积越大,就越不灵敏。原因积越大,就越不灵敏。原因积越大,就越不灵敏。原因积越大,就越不灵敏。原因:得:得:得:得:若若若若V2V1V2V1,则,则,则,则C2C1,C2C1,得:得:得:得:只有缺陷部分较大时,在整体只有缺陷部分较大时,在整体只有缺陷部分较大时,在整体只有缺陷部分较大时,在整体tgtg中才明显。中才明显。中才明显。中才明显。2021/9/152021/9/153030 对电机、电缆这类电器设备,由于运行中的故障多为集对电机、电缆这类电
25、器设备,由于运行中的故障多为集对电机、电缆这类电器设备,由于运行中的故障多为集对电机、电缆这类电器设备,由于运行中的故障多为集中性缺陷发展所致,且设备体积很大,用测中性缺陷发展所致,且设备体积很大,用测中性缺陷发展所致,且设备体积很大,用测中性缺陷发展所致,且设备体积很大,用测tgtgtgtg法的效法的效法的效法的效果差。因此,通常对运行中的电机、电缆等设备进行预果差。因此,通常对运行中的电机、电缆等设备进行预果差。因此,通常对运行中的电机、电缆等设备进行预果差。因此,通常对运行中的电机、电缆等设备进行预防性试验时,不做这项实验。防性试验时,不做这项实验。防性试验时,不做这项实验。防性试验时,
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