第90讲电气设备绝缘试验.pptx

第第4 4章章 电气电气设备设备绝缘绝缘预防性预防性试验试验n绝缘监测和诊断的基本概念绝缘监测和诊断的基本概念n绝缘电阻绝缘电阻和和泄漏泄漏电流的测量电流的测量n介介质损质损耗耗角正切的测量角正切的测量n局局部部放放电的测量电的测量n耐压耐压试验试验n预防性预防性试验方法的特点总结试验方法的特点总结n绝缘绝缘的的在线监测在线监测l绝缘监测绝缘监测和和诊断诊断的的基本概念基本概念 n绝缘绝缘的的监测监测和和诊断诊断技术技术概念概念n绝缘绝缘的的监测监测和和诊断诊断技术技术分类分类n绝绝缘缘监监测测和和诊诊断断技技术术的的三三个个基本基本环节环节n绝缘诊断规则绝缘诊断规则n绝缘绝缘的的监测监测和和诊断诊断技术技术概念概念电电力力设设备备绝绝缘缘在在运运行行中中受受到到电电、热热、机机械械、不不良良环环境境等等各各种种因因素素的的作作用用，其其性性能能将将逐逐渐渐劣劣化化，以以致致出出现现缺缺陷陷，造造成成故故障障，引引起起供供电电中中断断。通通过过对对绝绝缘缘的的试试验验和和各各种种特特性性的的测测量量，了了解解并并评评估估绝绝缘缘在在运运行行过过程程中中的的状状态态，从从而而能能早早期期发发现现故故障障的的技技术术称称为为绝绝缘缘的的监测监测和和诊断诊断技术技术n绝缘绝缘的的监测和诊断监测和诊断技术技术分类分类按照对设备按照对设备造成造成的的影响程度影响程度分类（分类（两两类）类）破坏性破坏性试验试验，即即耐压试验耐压试验检检查查性性试试验验(非非破破坏坏性性试试验验)，亦称亦称绝缘特性试验。绝缘特性试验。以以高高于于设设备备的的正正常常运运行行电电压压来来考考核核设设备备的的电电压压耐耐受受能能力力和和绝绝缘缘水水平平。耐耐压压试试验验对对绝绝缘缘的的考考验验严严格格，能能保保证证绝绝缘缘具具有有一一定定的的绝绝缘缘水水平平或或裕裕度度；缺缺点点可可能能在在试试验验时时给绝缘给绝缘造成造成一定的损伤一定的损伤交交流流耐耐压压试试验验、直直流流耐耐压压试试验验、雷雷电电冲击冲击耐压试验及耐压试验及操作冲击操作冲击耐压试验耐压试验破坏性破坏性试验试验，即即耐压试验耐压试验包含包含的的种类种类在在较较低低电电压压下下或或用用其其它它不不会会损损伤伤绝绝缘缘的的方方法法测测量量绝绝缘缘的的各各种种情情况况，从从而而判断绝缘判断绝缘内部的缺陷内部的缺陷检检查查性性试试验验(非非破破坏坏性性试试验验)，亦亦称称绝缘特性试验：绝缘特性试验：绝绝缘缘电电阻阻试试验验、介介质质损损耗耗角角正正切切试试验验、局局部部放放电电试试验验、绝绝缘缘油油的的气气相相色谱分析色谱分析(DGA)等等包含的种类：包含的种类：绝缘绝缘的的监测监测和和诊断诊断技术技术分类分类分分 类类优优 势势不不 足足耐压试验耐压试验有效有效、可信可信可能可能导致导致绝缘破坏绝缘破坏(绝缘绝缘缺陷缺陷已较严重已较严重)不不能能揭揭示示缺缺陷陷的的性性质质和和根源根源检查性试验检查性试验可可采采用用多多种种试试验验揭揭示示揭揭示示绝绝缘缘缺缺陷陷的的不同不同性质性质和和根源根源不不能能直直接接得得出出设设备备绝绝缘缘的的耐电强度耐电强度互为补充、不能互为补充、不能相互相互代替代替应先做应先做应先做应先做检查性检查性检查性检查性试验，且据此试验，且据此试验，且据此试验，且据此确定耐压试验确定耐压试验确定耐压试验确定耐压试验的的的的时时时时间和间和间和间和条条条条件件件件按照设备按照设备是否带电是否带电的方式分类（的方式分类（两类两类）离离线线：要要求求被被试试设设备备退退出出运运行行状状态态，通通常常是是周周期期性性间间断断地地施施行行，试试验验周周期期由由电电力力设设备预防性试验备预防性试验规程（规程（DL/T 596DL/T 596）规定）规定特特点点：可可采采用用破破坏坏性性试试验验和和非非破破坏坏性性试试验验两两种种方方式式，两两种种方方式式是是相相辅辅相相成成的的。耐耐压压试试验验往往往往是是在在非非破破坏坏性性试试验验之之后后才才进进行行。缺缺点点是是对对绝绝缘缘耐耐压压水水平平的的判判断断比比较较间间接接，尤尤其其对对于于周期性周期性的的离线试验更不易判断准确离线试验更不易判断准确定期检修定期检修存在两个方面的不足：一存在两个方面的不足：一是设备存在是设备存在潜在的不安全因素潜在的不安全因素时，时，因未到检修时间而因未到检修时间而不能及时排除隐不能及时排除隐患患；二是设备状态良好，但已到检；二是设备状态良好，但已到检修时间，就必须检修，检修存在很修时间，就必须检修，检修存在很大的大的盲目性盲目性，造成人力、物力的，造成人力、物力的浪浪费费，检修效果也不好。，检修效果也不好。“失修失修”和和“过修过修”状态检修状态检修Condition Based Maintenance(CBM)，是指根据是指根据先进的状先进的状态监测态监测和和诊断技术诊断技术提供的提供的设备状态信息设备状态信息，判断设备的异常，预知设备的故障，在判断设备的异常，预知设备的故障，在故故障发生前进行检修障发生前进行检修的方式，即根据设备的的方式，即根据设备的健康状态来安排检修计划，实施设备检修。健康状态来安排检修计划，实施设备检修。状态检修是企业以状态检修是企业以安全、可靠性、环境、安全、可靠性、环境、成本为基础成本为基础，通过设备，通过设备状态评价状态评价、风险评风险评估估，检修决策检修决策，达到运行，达到运行安安全全可靠可靠，检修，检修成本合理成本合理的一种的一种检修策略检修策略。状态检修状态检修是根据先进的是根据先进的状态监测状态监测和和分析诊分析诊断断技术提供的技术提供的设备状态信息设备状态信息，基于设备在，基于设备在需要维修之前存在一个使用寿命这一特点，需要维修之前存在一个使用寿命这一特点，来判断设备的异常来判断设备的异常,预测设备的故障预测设备的故障，根根据设备的健康状态来适时安排检修计划，据设备的健康状态来适时安排检修计划，实施设备实施设备不定期检修不定期检修及确定检修项目。状及确定检修项目。状态检修能有效地态检修能有效地克服克服定期检修造成设备定期检修造成设备过过修修或或失修失修的问题的问题,提高设备的安全性和可用提高设备的安全性和可用性。性。状态检修是一个系统的工程状态检修是一个系统的工程，其核心，其核心部分主要有变电设备的部分主要有变电设备的状态检测状态检测、设备的、设备的故障诊断以及设备的故障诊断以及设备的状态预测状态预测等。等。国外国外的设备状检修发展的设备状检修发展较早较早。上世纪七十年上世纪七十年代末代末，美国电力科学研究院（，美国电力科学研究院（EPRIEPRI）就对）就对电电力设备的状态检修力设备的状态检修进行研究和应用，目前已进行研究和应用，目前已向向RCMRCM发展。日本是从发展。日本是从上世纪八十年代上世纪八十年代开始对开始对电力设备电力设备实施以状态分析和在线检测为基础实施以状态分析和在线检测为基础的的状态检修状态检修。欧洲大多数国家也正在进行。欧洲大多数国家也正在进行检检修体制修体制的改革，方向也是的改革，方向也是状态检修状态检修，德国认，德国认为为 目前目前应在发电厂开发设备应在发电厂开发设备监控与诊断监控与诊断技术技术的基础上，推行的基础上，推行状态检修状态检修，或在检修工作中，或在检修工作中尽量增加状态检修项目。到目前为止，基于尽量增加状态检修项目。到目前为止，基于计算机网络技术的计算机网络技术的设备管理设备管理、事故分析事故分析和和预预警系统警系统在在美、加美、加等国已普遍应用等国已普遍应用 。我国电力设备我国电力设备状态检修状态检修方面的工作起方面的工作起步步较晚较晚，但发展势头强劲，已经有了，但发展势头强劲，已经有了许多成果。如：许多成果。如：清华清华大学自大学自19851985年开年开始始研究的研究的电力设备放电电力设备放电在在线监测系统线监测系统。随着计算机网络技术、随着计算机网络技术、InternetInternet技术技术的普及和发展以及电力系统的不断改的普及和发展以及电力系统的不断改革，我国的革，我国的电气设备状态管理电气设备状态管理和状和状态态检修检修得到一些发展，相应地出现了一得到一些发展，相应地出现了一些些管理管理软件和软件和检修检修系统。系统。国网国网2008-01-21，国网推出了国网推出了“输变电设备状态检修试验规程输变电设备状态检修试验规程（Regulations of Condition-Based Maintenance&Test for Electric Equipment）”，2008年年11月，月，国家电网公司确定了国家电网公司确定了9 9家输变电设备状态检修试点单位家输变电设备状态检修试点单位并进行了严格验收。并进行了严格验收。在在线线：在在被被试试设设备备处处于于带带电电运运行行的的条条件件下下，对对设设备备的的绝绝缘缘状状况况进进行行连连续续或或定定时时的的监监测测，通通常常是是自自动进行的动进行的特特点点：只只能能采采用用非非破破坏坏性性试试验验方方式式。由由于于可可连连续续监监测测，除除测测定定绝绝缘缘特特性性的的数数值值外外，还还可可分分析析特特性性随随时时间间的的变变化化趋趋势势，从从而而显显著著提提高高了了其其判断判断的的准确性准确性在线在线方法方法绝绝缘缘预预防防性性试试验验概概念念：为为了了对对绝绝缘缘状状态态作作出出判判断断，需需对对绝绝缘缘进进行行各各种种试试验验和和监监测测，通称为通称为绝缘预防性绝缘预防性试验试验绝缘监测绝缘监测和和诊断技术诊断技术的的三个三个基本基本环节环节正正确确选选用用各各种种传传感感器器及及测测量量手手段段，检检测测或或监监测测被被试试对对象象的的种种种种特特性性，采采集集各种各种特性参数特性参数对对原原始始的的杂杂乱乱信信息息加加以以分分析析处处理理(数数据据处处理理)，去去除除干干扰扰，提提取取反反映映被被试试对对象象运行状态运行状态最敏感、有效最敏感、有效的的特征参数特征参数传感器传感器与与测量方法测量方法数据处理数据处理根根据据提提取取的的特特征征参参数数和和对对绝绝缘缘老老化化过过程程的的知知识识以以及及运运行行经经验验，参参照照有有关关规规程程对对绝绝缘缘运运行行状状态态进进行行识识别别、判判断断，即即完完成成诊诊断断过过程程。并并对对绝绝缘缘的的发发展展趋趋势势进进行行预预测测，从从而而对对故故障障提提供供预预警警，并并能能为为下下一步的维修一步的维修决策决策提供技术提供技术根据根据绝缘绝缘诊断诊断逻逻辑辑诊诊断断中中将将特特征征只只归归结结为为“有有”和和“无无”两两种种(或或特特征征参参数数大大于于某某给给定定的的阈阈值值则则为为“有有”该该特特征征，否否则则为为“无无”)，诊诊断断对对象象的的状状态态同同样样只只归归结结为为“有有”和和“无无”，或或“好好”和和“坏坏”两两种种，即即特特征征和和状状态态均均采采用用二二值值逻逻辑辑量量来来描述描述绝缘诊断绝缘诊断规则规则逻逻辑辑诊诊断断简简单单明明了了，应应用用较较广广，但但把把问题问题过于简化过于简化，诊断，诊断准确度较低准确度较低考考虑虑到到被被试试对对象象的的特特征征及及状状态态评评价价的的主主观观不不确确定定性性，即即模模糊糊性性，许许多多情情况况不不能能简简单单地地用用“有有”、“无无”和和“好好”、“坏坏”来来评评定定。模模糊糊诊诊断断中中被被试试对对象象的的特特征征和和状状态态不不用用二二值值逻逻辑辑量量描描述述，而而用用多多值值逻逻辑辑的的特特征征函函数数来来描描述述，如如某某特特征征“很很强强”、“强强”、“一一般般”、“弱弱”、“很很弱弱”，某某故故障障“严严重重”、“较较严严重重”、“一一般般”、“轻轻微微”、“无无”等等，然然后后按按特特征征或或状状态态参参数数的的取取值值量量确确定定归归入入某某一一类类别别。如如采采用用连连续续变变化化的的特特征征函函数数，判判断断可可更加准确更加准确模糊模糊诊断：诊断：考考考考虑虑虑虑到到到到被被被被试试试试对对对对象象象象特特特特征征征征参参参参数数数数分分分分布布布布的的的的不不不不确确确确定定定定性性性性，即即即即统统统统计计计计性性性性。对对对对于于于于处处处处于于于于同同同同样样样样状状状状态态态态的的的的同同同同类类类类设设设设备备备备，其其其其特特特特征征征征参参参参数数数数并并并并不不不不相相相相同同同同，而而而而按按按按一一一一定定定定的的的的统统统统计计计计规规规规律律律律分分分分布布布布。利利利利用用用用这这这这些些些些规规规规律律律律进行绝缘诊断进行绝缘诊断进行绝缘诊断进行绝缘诊断(a)(a)绝缘完好和损坏时绝缘完好和损坏时绝缘完好和损坏时绝缘完好和损坏时 (b)(b)两者重叠图两者重叠图两者重叠图两者重叠图 概率密度曲线不重叠概率密度曲线不重叠概率密度曲线不重叠概率密度曲线不重叠统计诊断统计诊断：某特征参数某特征参数某特征参数某特征参数的的的的概率密度概率密度概率密度概率密度 第第1 1节节 绝缘电阻、吸收比绝缘电阻、吸收比和和泄漏电泄漏电流流的的测量测量n测测量量绝绝缘缘电电阻阻与与吸吸收收比比的的工作原理工作原理n测测量量绝绝缘缘电电阻阻与与吸吸收收比比的的方法方法n泄漏电流泄漏电流的的测量测量n测量绝缘电阻测量绝缘电阻与与吸收比吸收比的的工作原理工作原理双层双层介质介质模型模型的电流时间特性的电流时间特性双层双层介质介质等值等值电路图电路图 吸收吸收吸收吸收和和和和泄漏泄漏泄漏泄漏电流及电流及电流及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在在工工程程应应用用上上的的表表达达方方便便，把把介介质质处处在在吸吸收过程收过程时的时的U/i也称呼为也称呼为绝缘电阻绝缘电阻R 吸收吸收和和泄漏电流及泄漏电流及绝缘电阻绝缘电阻的的变化曲线变化曲线定定义义极极化化指指数数P：为为加加压压1010分分钟钟时时的绝缘电阻与的绝缘电阻与1 1分钟分钟时电阻之比值时电阻之比值定定义义吸吸收收比比K：加加压压6060秒秒时时的的绝绝缘电阻缘电阻与与1515秒秒时电阻之比值时电阻之比值电电阻阻R1、R2显显著著降降低低、泄泄漏漏电电流流大大大大增增加加，时时间间常常数数 大大为为减减小小吸收电流吸收电流迅速衰减迅速衰减若绝缘若绝缘内部内部部分受潮部分受潮 R1与与R2中中的的一一个个数数值值降降低低时时间间常常数数 也也会会大大为为减减小小吸吸收收电电流流仍仍会会迅迅速速衰衰减减、某变压器的绝缘电阻与时间关系曲线某变压器的绝缘电阻与时间关系曲线某变压器的绝缘电阻与时间关系曲线某变压器的绝缘电阻与时间关系曲线1 1受潮时；受潮时；受潮时；受潮时；2 2 经干燥后经干燥后经干燥后经干燥后若若绝绝缘缘内内部部有有集集中中性性导导电电通通道道，或或绝绝缘缘严严重受潮重受潮绝缘状态绝缘状态的的判定判定电电力力变变压压器器及及大大型型发发电电机机凡凡采采用用沥沥青青浸浸胶胶及及烘烘卷卷云云母母绝绝缘缘者者：K值值应应不不小小于于1.3，P 值值应应不不小小于于1.5；大大型型发发电电机机采采用用环环氧氧粉粉云云母母者者：K值值应应不不小小于于1.6，P 应应不不小小于于2.0；发发电电机机容容量在量在200MW及以上，推荐测量及以上，推荐测量。吸收比吸收比K（及（及极化指数极化指数P，下同）的下降。当，下同）的下降。当K=1或接近于或接近于1，则设备基本，则设备基本丧失绝缘能力丧失绝缘能力电力设备电力设备预防性试验规程预防性试验规程等等规定：规定：n测量绝缘电阻测量绝缘电阻与与吸收比吸收比的的方法方法测测测测量量量量仪仪仪仪表表表表：为为为为了了了了测测测测准准准准吸吸吸吸收收收收比比比比，需需需需用用用用灵灵灵灵敏敏敏敏度度度度足足足足够够够够高高高高的的的的兆兆兆兆欧欧欧欧表表表表。现现现现场场场场仍仍仍仍较较较较多多多多采采采采用用用用带带带带有有有有手手手手摇摇摇摇直直直直流流流流发发发发电电电电机机机机的的的的兆兆兆兆欧表，俗称欧表，俗称欧表，俗称欧表，俗称摇表摇表摇表摇表晶晶晶晶体体体体管管管管兆兆兆兆欧欧欧欧表表表表：采采采采用用用用电电电电池池池池供供供供电电电电，晶晶晶晶体体体体管管管管振振振振荡荡荡荡器器器器产产产产生生生生交交交交变电压，经变压器变电压，经变压器变电压，经变压器变电压，经变压器升压升压升压升压及及及及倍压整流后倍压整流后倍压整流后倍压整流后输出输出输出输出直流电压。直流电压。直流电压。直流电压。兆兆兆兆欧欧欧欧表表表表选选选选择择择择：根根根根据据据据设设设设备备备备电电电电压压压压等等等等级级级级的的的的不不不不同同同同，选选选选用用用用不不不不同同同同电电电电压压压压的的的的兆兆兆兆欧欧欧欧表表表表。例例例例：额额额额定定定定电电电电压压压压1kV1kV及及及及以以以以下下下下者者者者使使使使用用用用1000V1000V兆欧表；兆欧表；兆欧表；兆欧表；1kV1kV以上以上以上以上者使用者使用者使用者使用2500V2500V兆欧表兆欧表兆欧表兆欧表 兆欧表的电压：兆欧表的电压：兆欧表的电压：兆欧表的电压：500500、10001000、25002500、5000V5000V等等等等试试品品接接于于L、E两两端端之之间间，设设试试品品绝绝缘缘电电阻阻为为Rx，一般有，一般有兆欧表的原理结构图兆欧表的原理结构图 电电压压线线圈圈LV、电电流流线线圈圈LA相相互互垂垂直直在在同同一一转转轴轴上，处于一上，处于一永久磁场永久磁场中中RV分分压压电电阻阻、RV0电电压压线线圈圈固有电阻固有电阻RA限限流流电电阻阻、RA0电电流流线线圈圈固有电阻固有电阻 电压线圈电压线圈电压线圈电压线圈L LV V产生的转动力矩产生的转动力矩产生的转动力矩产生的转动力矩电流线圈电流线圈电流线圈电流线圈L LA A产生的转动力矩产生的转动力矩产生的转动力矩产生的转动力矩仪表指针仪表指针仪表指针仪表指针固定固定固定固定在转轴上在转轴上在转轴上在转轴上 ，仪表指针偏转，仪表指针偏转，仪表指针偏转，仪表指针偏转 角角角角把把把把偏偏偏偏转转转转角角角角 的的的的读读读读数数数数直直直直接接接接标标标标定定定定为为为为被被被被测测测测绝绝绝绝缘电阻缘电阻缘电阻缘电阻R RX X的值的值的值的值屏蔽端子的作用屏蔽端子的作用屏屏蔽蔽试试品品的的表表面面漏漏导导电电流流，测测量量值值为为体体积积绝缘电阻绝缘电阻，反映反映绝缘体的绝缘体的内在品质内在品质例：例：用兆欧表用兆欧表测测量电缆量电缆绝缘电阻绝缘电阻用兆欧表测电缆绝缘电阻用兆欧表测电缆绝缘电阻的的接线图接线图1 1铅铠外皮铅铠外皮 2 2绝缘绝缘 3 3导芯导芯 测量绝缘电阻测量绝缘电阻能有效能有效发现下列缺陷发现下列缺陷n总总体绝缘体绝缘质量质量欠佳欠佳n绝缘绝缘受潮受潮n两极间有两极间有贯穿性贯穿性的的导电导电通道通道n绝绝缘缘表表面面情情况况不不良良（比比较较有有或或无无屏屏蔽蔽极极时所测得的值即可知）时所测得的值即可知）测量绝缘电阻测量绝缘电阻不能发现不能发现下列缺陷下列缺陷n n绝绝缘缘中中的的局局部部缺缺陷陷（如如非非贯贯穿穿性性的的局局部损伤、含有部损伤、含有气泡气泡、分层脱开分层脱开等）等）n n绝缘的绝缘的老化老化测量绝缘电阻测量绝缘电阻注意事项注意事项n试验试验前前将被试品将被试品放电放电5-10minn高压连线架空，高压连线架空，注意绝缘注意绝缘n吸吸收收比比和和极极化化指指数数电电源源电电压压稳稳定定再再接接试品试品并并开始计时开始计时n绕组类首尾短接绕组类首尾短接再接再接 L L等等n测测量量绝绝缘缘电电阻阻与与温温度度有有十十分分显显著著的的关关系系，绝绝缘缘温温度度升升高高时时，绝绝缘缘电电阻阻大大致致按按指指数数规规律律下下降降，吸吸收收比比和和极极化化指指数数也也会会有有所所改变，需要准确记录改变，需要准确记录绝缘温度绝缘温度。n泄漏电流的测量泄漏电流的测量T.O.被试品被试品H 高电位电极高电位电极L 低电位电极低电位电极PA 直流微安表直流微安表R 保护电阻保护电阻P 放电管放电管C 缓冲电容缓冲电容K 旁路开关旁路开关S 屏蔽系统屏蔽系统微安表直读法（微安表直读法（两种接法两种接法）n泄漏电流泄漏电流的的测量测量测量测量电力变压器电力变压器主绝缘泄漏电流主绝缘泄漏电流的的接线接线 T1：调压器；：调压器；T2：高压试验变压器；：高压试验变压器；D：高压硅堆：高压硅堆 R：保护电阻；：保护电阻；C：滤波电容；：滤波电容；T：被试变压器：被试变压器 泄漏电流泄漏电流测量试验测量试验特点特点n所所加加直直流流电电压压较较高高，能能揭揭示示兆兆欧表不能发现的欧表不能发现的某些缺陷某些缺陷n在在升升压压过过程程中中，从从所所测测得得电电流流与与电电压压关关系系的的线线性性度度，可可以以指指示示绝缘情况绝缘情况n泄漏电流泄漏电流的的测量测量第第4 4章章 电气设备绝缘试验电气设备绝缘试验n绝缘监测和诊断的基本概念绝缘监测和诊断的基本概念n绝缘电阻绝缘电阻和和泄漏泄漏电流的测量电流的测量n介介质损质损耗耗角正切的测量角正切的测量n局局部部放放电的测量电的测量n耐压耐压试验试验n预防性预防性试验方法的特点总结试验方法的特点总结n绝缘绝缘的的在线监测在线监测 第第2 2节节 介介质质损损耗角耗角正切正切的的测量测量电桥电桥的基本原理的基本原理存存在在外外界界电电磁磁场场干干扰扰时时的测量的测量电流比较式电流比较式电桥电桥测测试试无无线线电电材材料料：常常采采用用高高频施压法频施压法，所加的电压不高，所加的电压不高在在电电工工界界：测测量量tg的的仪仪器器和和方方法法有有多多种种，西西林林电电桥桥测测法法和和电流比较式电流比较式电桥测法电桥测法在在线线监监测测：采采用用微微计计算算机机对对tg的测量的测量电桥电桥的的平衡条件平衡条件电桥原理图电桥原理图 令令Z Z2 2为纯电容为纯电容为纯电容为纯电容Z Z3 3为纯电阻为纯电阻为纯电阻为纯电阻Z Z1 1为被测绝缘的等效阻抗为被测绝缘的等效阻抗为被测绝缘的等效阻抗为被测绝缘的等效阻抗Z Z4 4为阻容并联为阻容并联为阻容并联为阻容并联西林电桥的基本回路西林电桥的基本回路西林电桥的基本回路西林电桥的基本回路 西林电桥西林电桥的的基本原理基本原理高高高高压压压压臂臂臂臂：代代代代表表表表试试试试品品品品(C Cx x 、R Rx x ）的的的的Z Z1 1；无无无无损损损损耗耗耗耗的的的的标标标标准准准准电电电电容容容容C CN N，它以阻抗，它以阻抗，它以阻抗，它以阻抗Z Z2 2作为代表作为代表作为代表作为代表低低低低压压压压臂臂臂臂：处处处处在在在在桥桥桥桥箱箱箱箱体体体体内内内内的的的的可可可可调调调调无无无无感感感感电电电电阻阻阻阻R R3 3，以以以以Z Z3 3来来来来代代代代表表表表；无无无无感感感感电电电电阻阻阻阻R R4 4和和和和可可可可调调调调电电电电容容容容C C4 4的的的的并并并并联，以联，以联，以联，以Z Z4 4来代表来代表来代表来代表 保护：保护：保护：保护：放电管放电管放电管放电管 P P电桥平衡：电桥平衡：电桥平衡：电桥平衡：检流计检流计检流计检流计G G 检零检零检零检零屏蔽：屏蔽：屏蔽：屏蔽：消除消除消除消除杂散电容杂散电容杂散电容杂散电容的影响的影响的影响的影响西林电桥的基本回路西林电桥的基本回路西林电桥的基本回路西林电桥的基本回路 串联等值回路串联等值回路西林电桥的基本回路西林电桥的基本回路 并联等值回路并联等值回路 tg2 极小，两种等极小，两种等值电路的值电路的Cx 相等相等 取取如如如如C C4 4以以以以 F F计，则在数值上计，则在数值上计，则在数值上计，则在数值上高高压压电电源源对对桥桥体体杂杂散散电电容的影响容的影响高高压压引引线线与与低低压压臂臂之之间间有有电电场场的的影影响响，可可以以看看作其间有杂散电容作其间有杂散电容CsCx和和CN值值很很小小，如如CN一一般般只只有有50 100pF，杂杂散散电电容容Cs的的引引入入，会会产产生测量误差生测量误差西林电桥的基本回路西林电桥的基本回路西林电桥的基本回路西林电桥的基本回路 影响电桥准确度影响电桥准确度的因素的因素外界电场的干扰外界电场的干扰 其其间间的的杂杂散散电电容容C Ci i会会引引入入干干扰扰电电流流，造成测量误差造成测量误差外界磁场干扰外界磁场干扰 电电桥桥处处在在交交变变磁磁场场中中，将将在在桥桥体体感感应应出一干扰电势出一干扰电势屏屏蔽蔽：将将电电桥桥的的低低压压部部分分，包包括括被被试试品品和和标标准准电电容容器器的的低低压压电电极极在在内内，用用接接地地的的金属网屏蔽起来金属网屏蔽起来存在外界存在外界电磁场电磁场干扰时干扰时的的测量测量现现场场的的试试品品：难难难难以以以以实实实实现现现现屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽，故故故故干扰较严重干扰较严重干扰较严重干扰较严重两两次次测测量量法法：倒倒倒倒换换换换试试试试验验验验变变变变压压压压器器器器原边原边原边原边电源线的电源线的电源线的电源线的两头两头两头两头 第一次测得第一次测得第一次测得第一次测得tgtg 1 1和和和和C Cx x 第二次测得第二次测得第二次测得第二次测得tgtg 2 2和和和和C Cx x 准确的准确的准确的准确的tgtg 和和和和C Cx x值计算公式：值计算公式：值计算公式：值计算公式：西林电桥的基本回路西林电桥的基本回路西林电桥的基本回路西林电桥的基本回路 检流计正反接检流计正反接抗抗磁磁场场干扰：干扰：设设设设无无无无磁磁磁磁干干干干扰扰扰扰时时时时，两两两两个个个个测测测测量量量量臂臂臂臂的的的的数数数数值值值值分分分分别别别别为为为为R R3 3和和和和C C4 4；设设设设存存存存在在在在磁磁磁磁干干干干扰扰扰扰时时时时，两两两两个个个个测测测测量量量量臂臂臂臂的的的的数数数数值值值值分分分分别别别别为为为为(R(R3 3+R R3 3)和和和和(C(C4 4+C C4 4)；把把把把检检检检流流流流计计计计和和和和电电电电桥桥桥桥两两两两臂臂臂臂相相相相接接接接的的的的两两两两端端端端倒倒倒倒换换换换一一一一下下下下，两个测量臂两个测量臂两个测量臂两个测量臂的数值将分别为的数值将分别为的数值将分别为的数值将分别为 (R(R3 3-R R3 3)和和和和(C(C4 4-C C4 4)当当检流计正接时检流计正接时测得：测得：当当检流计反接时检流计反接时测得：测得：故可得：故可得：因因无磁场干扰无磁场干扰时：时：跳过！跳过！第第 9 9 讲讲 电气设备绝缘试验电气设备绝缘试验n绝缘监测和诊断的基本概念绝缘监测和诊断的基本概念n绝缘电阻绝缘电阻和和泄漏泄漏电流的测量电流的测量n介介质损质损耗耗角正切的测量角正切的测量n局局部部放放电的测量电的测量n耐压耐压试验试验n预防性预防性试验方法的特点总结试验方法的特点总结n绝缘绝缘的的在线监测在线监测 第第3 3节节 局部放电局部放电的的测量测量 测测量量局局部部放放电的几种方法电的几种方法局局部部放放电的电的脉冲脉冲电流测量法电流测量法脉脉冲冲电电流流法法测测PDPD的的基基本本回回路路和和检检测测阻抗阻抗脉冲脉冲电流法的电流法的测测量量仪仪器器及及其其校正校正简简称称为为PD-Partial Discharge，指指由由于于电电气气设设备备内内部部绝绝缘缘里里面面存存在在的的弱弱点点，在在一一定定外外施施电电压压下下发发生生的的局局部部的的重复击穿重复击穿和和熄灭熄灭现象现象局局部部放放电的电的概念：概念：局局部部放放电电发发生生在在一一个个或或几几个个绝绝缘缘内内部部的的气气隙隙或或气气泡泡之之中中，在在这这个个很很小小的的空空间间内内电电场场强强度度很很大大。它它的的放放电电能能量量很很小小，所所以以它它的的存存在在并并不不影影响响电电气气设设备备的的短短时时绝绝缘缘强强度度。但但如如一一个个电电气气设设备备在在运运行行电电压压下下长长期期存存在在局局部部放放电电现现象象，这这些些微微弱弱的的放放电电能能量量和和由由此此产产生生的的一一些些不不良良效效应应，如如不不良良化化合合物物的的产产生生，就就可可以以慢慢慢慢地地损损坏坏绝绝缘缘，日日积积月月累累，最最后后可可导导致致整整个个绝缘被击穿绝缘被击穿，发生电气设备的，发生电气设备的突发性突发性故障故障局局部部放放电的电的危害：危害：当当介介质质内内部部发发生生局局部部放放电电时时，伴伴随随着着发发生生许许多多现现象象。有有些些属属于于电电的的：如如电电脉脉冲冲的的产产生生，介介质质损损耗耗的的增增大大和和电电磁磁波波放放射射；有有些些属属于于非非电电的的：如如光光、热热、噪噪音音、气气体体压压力力的的变变化化和和化学变化化学变化这这些些现现象象都都可可以以用用来来判判断断局局部部放放电电是是否否存存在在，因因此此检检测测的的方方法法也也可可以以分分为为电电的的和和非非电电的两类的两类局局部部放放电的电的特点：特点：局局部部放放电的电的检测：检测：测量局部放电测量局部放电的的几种方法几种方法绝绝绝绝缘缘缘缘油油油油的的的的气气气气相相相相色色色色谱谱谱谱分分分分析析析析法法法法：这这这这项项项项试试试试验验验验是是是是通通通通过过过过检检检检查查查查电电电电气气气气设设设设备备备备油油油油样样样样内内内内所所所所含含含含的的的的气气气气体体体体组组组组成成成成的的的的含含含含量量量量来来来来判判判判断设备内部的隐藏缺陷断设备内部的隐藏缺陷断设备内部的隐藏缺陷断设备内部的隐藏缺陷超超超超声声声声波波波波探探探探测测测测法法法法：在在在在电电电电气气气气设设设设备备备备外外外外壁壁壁壁放放放放上上上上由由由由压压压压电电电电元元元元件件件件和和和和前前前前置置置置放放放放大大大大器器器器组组组组成成成成的的的的超超超超声声声声波波波波探探探探测测测测器器器器，用用用用以以以以探探探探测测测测局局局局部部部部放放放放电电电电所所所所造造造造成成成成的的的的超超超超声声声声波波波波，从从从从而而而而了了了了解解解解有有有有无无无无局局局局部放电的发生，测其强度和发生的部位部放电的发生，测其强度和发生的部位部放电的发生，测其强度和发生的部位部放电的发生，测其强度和发生的部位脉脉脉脉冲冲冲冲电电电电流流流流法法法法：测测测测PDPDPDPD所所所所形形形形成成成成的的的的脉脉脉脉冲冲冲冲电电电电流流流流大大大大小小小小以以以以判判判判断断断断绝绝绝绝缘缘缘缘PDPDPDPD的的的的强强强强弱弱弱弱程程程程度度度度，这这这这种种种种方方方方法法法法可可可可以以以以给给给给出出出出定定定定量量量量的结果，目前规程中已规定了定量的指标的结果，目前规程中已规定了定量的指标的结果，目前规程中已规定了定量的指标的结果，目前规程中已规定了定量的指标 局部放电局部放电的的脉冲电流测量法脉冲电流测量法局局局局部部部部放放放放电电电电的的的的三三三三电电电电容容容容模模模模型型型型：以以以以三三三三个个个个电电电电容容容容来来来来表表表表征征征征介介介介质内部存在缺陷时的局部放电的机理质内部存在缺陷时的局部放电的机理质内部存在缺陷时的局部放电的机理质内部存在缺陷时的局部放电的机理 C C C Cg g g g：气泡的电容气泡的电容气泡的电容气泡的电容 C C C Cb b b b：和和和和C C C Cg g g g相串联部分的介质电容相串联部分的介质电容相串联部分的介质电容相串联部分的介质电容 C C C Cm m m m：其余大部分绝缘的电容其余大部分绝缘的电容其余大部分绝缘的电容其余大部分绝缘的电容介质内部气隙放电的三电容模型介质内部气隙放电的三电容模型介质内部气隙放电的三电容模型介质内部气隙放电的三电容模型 (a)(a)具有气泡的介质剖面具有气泡的介质剖面具有气泡的介质剖面具有气泡的介质剖面 (b)(b)等值电路等值电路等值电路等值电路 气泡很小，气泡很小，气泡很小，气泡很小，C Cg g比比比比C Cb b大，大，大，大，C Cmm比比比比C Cg g大很多大很多大很多大很多电极间加上交流电压电极间加上交流电压电极间加上交流电压电极间加上交流电压u u，则，则，则，则C Cg g上的电压为上的电压为上的电压为上的电压为u ug g，介质内部气隙放电的三电容模型介质内部气隙放电的三电容模型介质内部气隙放电的三电容模型介质内部气隙放电的三电容模型 (a)(a)具有气泡的介质剖面具有气泡的介质剖面具有气泡的介质剖面具有气泡的介质剖面 (b)(b)等值电路等值电路等值电路等值电路 ugug随随随随外外外外加加加加电电电电压压压压u u升升升升高高高高，当当当当u u上上上上升升升升到到到到UsUs瞬瞬瞬瞬时时时时值值值值，ugug到到到到达达达达CgCg的的的的放放放放电电电电电电电电压压压压UgUg时时时时，CgCg气气气气隙隙隙隙放放放放电电电电。于于于于是是是是CgCg上上上上的的的的电电电电压压压压一一一一下下下下子子子子从从从从Ug Ug 下下下下降降降降到到到到UrUr，然后放电熄灭，然后放电熄灭，然后放电熄灭，然后放电熄灭 UrUr叫叫叫叫做做做做残残残残余余余余电电电电压压压压，它它它它可可可可以以以以接接接接近近近近为为为为零零零零值值值值，也也也也可可可可以以以以为为为为小小小小于于于于UgUg（均均均均绝绝绝绝对对对对值值值值）的其它值的其它值的其它值的其它值 局部放电时气隙中的局部放电时气隙中的局部放电时气隙中的局部放电时气隙中的电压和电流的变化电压和电流的变化电压和电流的变化电压和电流的变化 局部放电机理局部放电机理局部放电时气隙中局部放电时气隙中局部放电时气隙中局部放电时气隙中的电压和电流的变化的电压和电流的变化的电压和电流的变化的电压和电流的变化 放放放放电电电电火火火火花花花花熄熄熄熄灭灭灭灭，CgCg上上上上的的的的电电电电压压压压将将将将再再再再次次次次上上上上升升升升，此此此此时时时时CgCg及及及及C Cb b已已已已经经经经有有有有了了了了一一一一个个个个初初初初始始始始的的的的直直直直流流流流电电电电压压压压，此此此此后后后后的的的的ugug值值值值与与与与上上上上式式式式表表表表达达达达的的的的值值值值在在在在绝绝绝绝对对对对值值值值上上上上要要要要小一个（小一个（小一个（小一个（Ug-UrUg-Ur）值）值）值）值外外外外加加加加电电电电压压压压仍仍仍仍在在在在上上上上升升升升，CgCg上上上上的的的的电电电电压压压压也也也也顺顺顺顺势势势势而而而而上上上上升升升升，当当当当它它它它再再再再次次次次升升升升到到到到UgUg时时时时，CgCg再再再再次次次次放放放放电电电电，电电电电压压压压再再再再次次次次降降降降到到到到UrUr，放电再次熄灭放电再次熄灭放电再次熄灭放电再次熄灭 CgCg上上上上的的的的电电电电压压压压从从从从UgUg突突突突变变变变为为为为UrUr（均均均均绝绝绝绝对对对对值值值值）的的的的一一一一瞬瞬瞬瞬间间间间，就就就就是是是是局局局局部部部部放放放放电电电电脉脉脉脉冲冲冲冲的的的的形形形形成成成成的的的的时时时时刻刻刻刻，此此此此时时时时通通通通过过过过CgCg有有有有一一一一脉脉脉脉冲冲冲冲电电电电流流流流，局局局局部部部部放电时气泡中的电压和电流的变化如图所示放电时气泡中的电压和电流的变化如图所示放电时气泡中的电压和电流的变化如图所示放电时气泡中的电压和电流的变化如图所示局部放电时气隙中的电压和电流的变化局部放电时气隙中的电压和电流的变化局部放电时气隙中的电压和电流的变化局部放电时气隙中的电压和电流的变化 当当当当CgCg放电时，放电时，放电时，放电时，放电总电容放电总电容放电总电容放电总电容CgCg ：CgCg 上上上上的的的的电电电电压压压压变变变变化化化化为为为为(Ug(Ug Ur)Ur)，故故故故一一一一次次次次脉脉脉脉冲冲冲冲放放放放出出出出的的的的电电电电荷荷荷荷 q qr r：当当当当Cm CbCm Cb，Cg CbCg