《高压绝缘检测》复习解答.doc

《高压绝缘检测》复习重点
1、测量绝缘电阻能发现哪些缺陷？比较与测量泄漏电流试验项目的异同。
答： 测量绝缘电阻能发现被试品绝缘中存在的贯通的集中性缺陷、整体性受潮或脏污。
测量绝缘电阻主要项目是通过兆欧表给被试品加电压60s时测量所得的绝缘电阻值。测量时通过测量机构(如流比计)将泄漏电流换算成绝缘电阻值指示出来（兆欧表刻度不均匀，精度不高）。
测量泄露电流主要项目是通过加直流电压（比测量绝缘电阻时电压高，因此测量泄漏电流能够发现兆欧表不能发现的绝缘损坏或弱点）直接测量通过被试品的电流，同时也能测出泄露电流随试验电压的变化曲线（根据曲线的形状判断缺陷的性质）。（由于测量泄露电流时用的是微安表，测量的精度高）
1）测量绝缘电阻能有效发现下列缺陷：总体绝缘质量欠佳、绝缘受潮、两极间有贯穿性的导电通道，绝缘表面情况不良；
2）异同：两者的原理和适用范围一样；不同的是测量泄漏电流可以使用较高的电压因此比测绝缘电阻更有效地发现一些尚未完全贯通的集中性缺陷。

2、绝缘在干燥时和受潮后的特性有何不同？为什么测量吸收比能较好地判断绝缘是否受潮？
答：（待补充）
绝缘干燥时的吸收特性 ，而受潮后的吸收特性 。如果测试品受潮，那么在测试时，吸收电流不仅在起始时就减少，同时衰减也非常快，吸收比的比值会有明显不同，所以通过测量吸收比可以判断绝缘是否受潮。

3、简述西林电桥的工作原理和公式推导，为何桥臂中的一个电容要用标准电容器，这些测量项目的测量准确度受哪些因素的影响？
答：西林电桥的公式推导
西林电桥主要由四个桥臂组成
CA为被试品的等值电路
CB为无损空气电容器CN
AD为无感可变电阻
BD由无感电阻和可变电容并联组成。
在对角线AB上检流计G
如果电桥不平衡，那么检流计G中有电流流过，调节可变电阻和可变电容值，使电流等于0。

当电流为零时，电桥平衡，阻抗关系如下

在实际工程中，如果在一个桥臂使用标准电容器，那么，试验电压将加在被试验品和标准电容器上，则流过两者的电流相位差值就是夹角值，可以迅速测量tgδ，省去了电桥调平衡的过程，实现自动化测量
影响精度的因素：外部带电物体的干扰 现场电气设备磁场的干扰
这一试验项目的测量准确度受到下列因素的影响：处于电磁场作用范围的电磁干扰、温度、试验电压、试品电容量和试品表面泄露的影响。
4、如果在现场测量tanδ电桥无法平衡时，应考虑是什么情况造成的？并采用何种措施维持其平衡？
答：有可能是外部电场的干扰。外部电场的干扰相当于在流过R3的电流上叠加了一个干扰电流，如下图，当干扰结果使得I’落在阴影部分的时候，损耗角正切变为负数，在正常接线下无法平衡。必须把C4从桥臂4换接到桥臂3和R3并联，才能使电桥平衡，再根据新的平衡条件计算出损耗角正切。
答：此时可能是处于外加电场的干扰下，应采用下列措施使电桥调到平衡：
（1）加设屏蔽，用金属屏蔽罩或网把试品与干扰源隔开；
（2）采用移相电源；
（3）倒相法。

5、什么是测量tanδ的正接法和反接法？它们各适用于何种场合？
答：正接线：高电压由被试品的一端加入，电桥处于低压端
优点：操作比较安全方便，电桥内部不受强电场干扰，准确度较高。
该接线被试品对地必须绝缘，而现场的高压电气设备绝缘的一端通常是接地的，正接线不适应现场试验要求。
在实验室测量时应尽量使用正接线，以保证测量的准确度。
反接法：交流高压从电桥操作部分介入，被试品一端接地。
西林电桥反接线时，交流高电压从电桥操作部分加入，被试品Cx一端接地。
但是反接线时，电桥内R3、 C4均处于高压下。所以，为保证操作安全，必须采取相应的安全措施。
这样的方法适合在实际工程操作中测量。
正接线是被试品CX的两端均对地绝缘，连接电源的高压端，而反接线是被试品接于电源的低压端。反接线适用于被试品的一极固定接地时，而正接线适用于其它情况
6、电气设备绝缘缺陷的分类有哪些？它们各是什么？
答：电气设备绝缘缺陷分为两类：集中性缺陷和分布性缺陷。
集中性缺陷：表现为绝缘局部性的损伤（开裂、磨损、腐蚀等）、局部性的受潮和局部性的内部气泡。这类缺陷只影响一部分绝缘的性能。
分布性缺陷：表现为绝缘整体性的受潮、老化、污秽等。这类缺陷将造成绝缘整体性能的下降。

7、什么是吸收现象？
答：如图所示，当S2处于断开状态，合上S1直流电压U加在电介质上，通过电介质的电流随时间而衰减，最终达到某一稳定值，这种现象为吸收现象。

将直流电压加在固体电介质时，通过介质中的电流将随时间而衰减，最终达到某一稳定值，这种绝缘介质在充电过程中逐渐吸收电荷的现象称为吸收现象。

8、绝缘预防性试验的分类、概念以及优缺点分别是什么？
答：绝缘预防性试验可分为绝缘特性试验和绝缘耐压试验两类。
①绝缘特性试验是在较低的电压(相对于正常工作电压)下或用其他不会损伤绝缘的办法来检测绝缘的各种特性或表征量，如绝缘电阻、泄漏电流，油中各种气体含量等，进而判断绝缘的状态和可能的缺陷。
优点：试验本身不会造成绝缘的损伤，所以又称为非破坏性试验。
缺点：由于各种特性试验方法能够反映不同绝缘材料和绝缘结构中缺陷的差异，需要采用多种方法进行试验，并对试验结果进行综合分析比较后才能作出正确的判断。
②绝缘耐压试验是在较高的试验电压(其大小与电气设备在运行中可能受到的过电压相当)下考验绝缘的耐电强度(绝缘强度)。
优点：对绝缘的检验最为严格和有效，特别是能暴露那些危害性较大的集中性的缺陷;
缺点：对绝缘有一定程度的损伤，甚至有时可能导致绝缘的击穿破坏。应在绝缘特性试验合格后才能考虑进行耐压试验，以避免绝缘不必要的损坏。
两类绝缘试验各有所长，互为补充，不能偏废一方。

9、什么是介质损耗角正切tanδ？
答：介质损耗角正切tanδ是绝缘介质在交流电压作用下，电介质中电流的有功分量和无功分量的比值。

10、什么是IEC的三比值法？具体内容是什么？如何用它来分析故障类型？
答：《变压器油中溶解气体分析和判断导则》中推荐采用五种特征气体的三对比值作为判断故障的主要方法，称为IEC三比值法。也就是根据电气设备内油、纸绝缘故障时裂解而产生气体组分的相对浓度和温度有着相互依赖关系，将两种溶解度和扩散系数相近的气体组分的比值作为判断故障性质的依据。
下面的表和数据可能会出现在三比值法的问答题，一定会在计算题里考到，不知道表会不会给；希望大家一定要记住，计算题就是这个题，三十分啊少年们~~~~

下面还有几个比较隐秘的知识点，至少有一个会出现在计算题中。
①三比值法必须在上面的气体已经达到了注意值时使用才有意义，否则就是瞎搞
注意值如下：

②当你的计算结果发现，和上面的故障判别表没有完全一样的时候，不要慌张，这只能说明这个故障可能是多种故障的集合。考试的时候就写是多种故障的集合，必须综合其他实验的结果才能具体判断故障类型。

11、什么是接地电阻？它有哪几部分组成？如何测量接地电阻？
答： 接地体(网)的接地电阻定义为接地体的电位U与流经该接地体(网)并流入大地时电流I的比值。
接地电阻的组成：①接地线的电阻;②接地体本身的电阻;③接地体与土壤接触部分的接触电阻;④当电流由接地体流入土壤时，土壤呈现的电阻。
测量接地体接地电阻的原理如下图所示。要使电流由接地体流入大地，除了被测接地体X之外，还需另设一个辅助接地体B，才能构成一回路。采用第三个用作测量电压的电极A(以下称电压极)。当电流在接地体附近流动时，电流密度大，电压降也大;离接地体远，电流密度小，电压降也小。当接地体X与电流极B相距较近时，在X与B之间某点的电位为零(若B接地极与X接地体相同时，零电位点就在中点)。当X与B相距较远时，就会出现一段零电位区，此时电压、电流比值即为接地体X的接地电阻。

12、接地装置有哪几种分类？
答：接地是通过接地引下线及直接埋入地中的接地体两部分组成的接地装置来实现。
接地装置分别是:
(1)工作接地。在电力网中因运行需要的接地，如中性点接地。
(2)安全接地。电力设备的金属外壳、钢筋混凝上杆和金属杆塔，由于绝缘损坏有可能发生带电，为防止这种电压危及人身安全而设的接地。
(3)过电压保护接地。为了消除过电压危险影响而设的接地。
( 4 )防静电接地。易燃油、天然气储罐和管道等，为了防止危险影响而设的接地。

13、接地体的作用有哪些？
答：(1)电网在正常情况下，通过接地引下线使设备外壳处在地电位。
(2)电网在故障短路情况下，接地网的电位升高和厂(所)内外的接触电动势、跨步电动势不超过规定的要求。
作用在人身及设备上的电压不达到危险的程度，地电位升高以及接触电动势和跨步电动势不超过有关规程所列的计算范围。
(3)在接地故障点与主变压器中性点或厂(所)内两异点接地短路之间有良好的通路，也即接地网格的阻抗很小，短路电流不会危及操作电缆和控制电缆等弱电设备。

14、什么是电介质？
答：电介质是指具有绝缘作用的材料，又称为绝缘介质或绝缘材料，它们构成电气设备的绝缘结构。绝缘是电气设备结构中的重要组成部分。绝缘的作用是将电位不等的导体分隔开，从而都能保持不同的电位。

15、什么是局部放电？
答：在绝缘介质局部区域中发生放电，而没有贯穿施加电压的导体之间，这种现象称为局部放电。
局部放电可能发生在绝缘介质表面的局部区域中,如电晕放电；也可能是发生在绝缘介质内部局部区域中的放电，如固体绝缘介质内部局部区域中的放电。

16、说明脉冲电流法测量局部放电的原理，并画出电路图。
答：当被试绝缘上加试验电压U后，若内部发生局部放电，其端电压就会突然下降U，这个一般只有微伏级的电压脉冲是叠加在数量级为千伏级的外施电压上的。脉冲电流法就是要将这种微小的电压脉冲检测出来。
(a)所示外加藕合电容Ck，给脉冲电流提供低阻抗的通道。为了防止电源中的高频电流流入测量回路，也为了防止被试品局部放电脉冲电流流到电源去，在电源回路中串入一个低通滤波器Z以允许工频电流流过而将高频电流阻断。
(b)中将Cx与Ck互换位置。图a、图b两个测试回路对高频脉冲电流的作用是相同的。
在理论上，两者的灵敏度也是相等的，但在实际上，a测试回路的优点是允许被试品一端接地，对认较大的被试品，可以避免较大的工频电容电流流过Zm。

17、什么是交流耐压、直流耐压试验，两者的区别和特点分别是什么？
答：交流耐压试验是对电气设备绝缘加上比额定电压高得多的交流试验电压，并维持一定时间来考验绝缘的耐压能力。
直流耐压试验是对电气设备绝缘施加高出它的额定工作电压一定值的直流试验电压，并持续一定的时间，观察绝缘是否发生击穿或其他异常情况。
(1)直流耐压试验的特点：
①试验设备轻小。
在对电气设备进行交流耐压时，通过的是电容电流，对电容大的被试品，在交流试验电压时电容电流比较大。需要容量较大的试验变压器。
直流耐压试验，所通过的是泄漏电流，其数值最多只达毫安级，核算到试验变压器的容量小。直流耐压试验设备比较轻便，便于在现场进行预防性试验。
②对绝缘损伤较小
在绝缘上施加直流高压时，如果绝缘中有气泡，在直流电压作用下，气泡中因局部放电而产生的正、负电荷将反向运动，停留在气泡壁上。这样便使外电场在气泡里的强度不断减弱，从而抑制了气泡内部的局部放电过程。
与交流耐压试验相比，直流耐压试验的缺点是:由于交、直流下绝缘内部的电压分布不同，直流耐压试验对绝缘的考验不如交流耐压那样接近设备绝缘运行的实际。
与交流耐压相比，直流耐压试验在一定程度上还带有非破坏性试验的性质。
(2)交流耐压试验的特点
交流耐压试验是最符合电气设备实际运行条件的耐压试验，对有效发现绝缘缺陷(尤其是集中性缺陷)从而避免发生绝缘事故起到决定性的作用。
交流耐压试验会给绝缘留下隐患
由于试验电压较高，有可能使设备绝缘在试验中被击穿而不可恢复，或者虽未导致击穿，却使绝缘中的某些轻微弱点，在高电压作用下更加发展，给绝缘留下隐患(累积效应)。
交流耐压试验的种类：
①工频交流耐压试验。
②谐振交流耐压试验。
③感应交流耐压试验。
④0.1Hz超低频交流耐压试验。

18、什么是电介质电导和吸收现象，以及它们在工程中实际应用的意义？什么是极化指数？各适用于什么设备？
答：(1)电介质电导是：电介质上加电压后会有微小的电流流过，这是因为在电介质内部还是存在数量很少的带电粒子，这些带电粒子在电场作用下就会不同程度地作定向迁移形成微小的传导电流，这就是电介质的电导过程。
(2)吸收现象（见第7题）
(3)工程中实际应用的意义：
①根据绝缘电阻和泄漏电流值的变化判断绝缘情况。
绝缘存在整体性的受潮、脏污或贯通性集中缺陷，则泄漏电流明显增大，绝缘电阻明显下降。
由于泄漏电流和绝缘电阻值与绝缘材料、形状、尺寸等诸多因素有关，我们不能根据它们的具体数值的大小来判断绝缘性能的好坏，而只能与该绝缘的过去测量值(如出厂试验测量值、历次试验测量值)作比较来判断绝缘良好与否。
②利用吸收现象，测绝缘的吸收比，来判断等值电容量较大设备的绝缘情况。
吸收比K定义为加电压后60s时的电阻值与15s时电阻值之比，即：

③利用电导率取得合理的电压分布。
直流电压下多层绝缘介质的电压分布与电导成反比，这在设计直流设备时，要注意各层电介质电导率的合理搭配，使绝缘材料尽可能得到合理使用。
直流电压下多个电容器串联使用时，如果它们的绝缘电阻有较大的差异，就应在每个电容器上并联均压电阻，以防止电压分布不均匀引起电容器绝缘的击穿。
④降低表面电阻率来提高沿面闪络电压。
对于绝缘电阻来讲，通常是希望高一些好。但也并非一定如此，例如高压套管法兰附近的绝缘表面涂了半导体釉，以及高压电机定子绕组出槽口部分的绝缘表面涂半导体漆来减小其表面绝缘电阻，可降低这些部位表面的电场强度，以消除电晕，提高沿面闪络电压。
(4)极化指数：给被试品加上直流电压后，测量10min和1min时的绝缘电阻的比值。
(5)适用范围：极化指数适用于大型电机或大型电力变压器以及电容器等，吸收现象显著、时间常数较大的设备；而吸收比则适用于时间常数小，极化较快的电气设备。

19、什么是在线监测？有什么特点？
答：（此答案通过其他书籍所得，可能不准）在线监测是被测设备处于带电运行条件下，对设备的状况进行连续或定时的监测，通常是自动进行的。
特点：
①采用的是非破坏性试验方法，但能连续监测，故除了能测定绝缘特性的数值外，能分析绝缘特性随时间变化的趋势，能显著提高判断的准确性。
②被监测设备处于工作电压下（电压高），理论上能全面暴露绝缘问题，实时性好。
③技术尚不成熟（只有对于变压器油的在线监测取得了良好的效果），而且成本较高。
④由于存在谐波和背景干扰，实际运用中准确度较低，只能起到预警作用。

20、请解释：出现绝缘电阻现场测试数据比厂家出厂数据明显偏高，而吸收比相近，其可能的原因是什么？
答：电磁干扰、温度和兆欧表可能是主要原因。（待补充）

考试类型：
1、名词解释（4*5’=20’）
2、问答题（5*10’=50’）
3、计算分析（1*30’=30’）