高电压技术电气设备绝缘试验.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,高电压技术电气设备绝缘试验,高电压技术电气设备绝缘试验,绝缘诊断与绝缘试验主要内容,1,绝缘测试和诊断的基本概念,2,绝缘电阻和泄漏电流的测量,3,介质损耗角正切的测量,4,局部放电的测量,5,耐压试验与预防性试验方法的特点总结,6,绝缘的在线监测,1,、绝缘测试和诊断的基本概念,绝缘的测试和诊断技术概念：,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，以致出现缺陷，造成故障，引起供电中断。通过对绝缘的试验和各种特性的测量，了解并评估绝缘在运行过程中的状态，从而能早期发现故障的技术称为绝缘的监测和诊断技术,绝缘的测试和诊断技术分类：,1,）,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：,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，采用综合分析的方法来判断绝缘内部的缺陷,包含的种类：,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,破坏性试验，即耐压试验：,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,包含的种类：,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,2,）按照设备是否带电的方式分类（两类）,离线：,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，试验周期由电力设备预防性试验规程（,DL/T 596,）规定,特点：,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,在线：,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，通常是自动进行的,特点：,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，从而显著提高了其判断的准确性,绝缘预防性试验概念：,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。,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：,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；,数据处理：,对原始的杂乱信息加以分析处理,(,数据处理,),，去除干扰，提取反映被试对象运行状态最敏感、有效的特征参数；,绝缘诊断：,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、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根据。,绝缘诊断规则：,规则分类：,逻辑诊断，模糊诊断，统计诊断,逻辑诊断：,逻辑诊断中将特征只归结为“有”和“无”两种,(,或特征参数大于某给定的阈值则为“有”该特征，否则为“无”,),，诊断对象的状态同样只归结为“有”和“无”，或“好”和“坏”两种，即特征和状态均采用二值逻辑量来描述。,逻辑诊断简单明了，应用较广，但把问题过于简化，诊断准确度较低,模糊诊断：,考虑到被试对象的特征及状态评价的主观不确定性，即模糊性，许多情况不能简单地用“有”、“无”和“好”、“坏”来评定。模糊诊断中被试对象的特征和状态不用二值逻辑量描述，而用多值逻辑的特征函数来描述，如某特征“很强”、“强”、“一般”、“弱”、“很弱”，某故障“严重”、“较严重”、“一般”、“轻微”、“无”等，然后按特征或状态参数的取值量确定归入某一类别。如采用连续变化的特征函数，判断可更加准确。,统计诊断：,考虑到被试对象特征参数分布的不确定性，即统计性。对于处于同样状态的同类设备，其特征参数并不相同，而按一定的统计规律分布。利用这些规律进行绝缘诊断,(a),绝缘完好和损坏时,(b),两者重叠图,概率密度曲线不重叠,某特征参数的概率密度,2,绝缘电阻和泄漏电流的测量,1,）测量绝缘电阻与吸收比的工作原理,2,）测量绝缘电阻与吸收比的方法,3,）泄漏电流的测量,4,）测量绝缘电阻和泄漏电流的功效,5,）测量绝缘电阻和泄漏电流的注意事项,1,）测量绝缘电阻与吸收比的工作原理,双层介质模型的电流时间特性,i,（,t,）,=U/(R,1,+R,2,)+U(R,1,C,1,R,1,C,2,),2,/,(C,1,+C,2,),2,(R,1,+R,2,)R,1,R,2,exp(-t/),R,1,R,2,(C,1,+C,2,)/(R,1,+R,2,),双层介质等值电路图,吸收和泄漏电流及,绝缘电阻的变化曲线,i,（,t,）,=K,exp,(-t/),R,1,R,2,(C,1,+C,2,)/(R,1,+R,2,),在工程应用上的表达方便，把介质处在吸收过程时的,U/i,也称呼为绝缘电阻,R,双层介质等值电路图,吸收和泄漏电流及,绝缘电阻的变化曲线,定义吸收比,K,：,为加压,60,秒时的绝缘电阻,R,60,与,15,秒时电阻,R,15,之比值,K=R,60,/R,15,定义极化指数,P,：,为加压,10,分钟时的绝缘电阻,R,10,与,1,分钟时电阻,R,1,之比值,P=R,10,/R,1,我国电力行业标准,DL/T596,1996,即电力设备预防性试验规程等规定：,电力变压器及大型发电机凡采用沥青浸胶及烘卷云母绝缘者：,K,值应不小于，,P,值应不小于,大发电机当采用环氧粉云母者：,K,值应不小于，,P,应不小于。,发电机容量在,200MW,及以上者推荐测量,绝缘状态的判定,若绝缘内部有集中性导电通道，或绝缘严重受潮，则电阻,R1,、,R2,会显著降低，泄漏电流大大增加，时间常数,大为减小，吸收电流迅速衰减。即使绝缘部分受潮，只要,R1,与,R2,中的一个数值降低，,值也会大为减小，吸收电流仍会迅速衰减，仍可造成吸收比,K,（及极化指数,P,，下同）的下降。当,K,1,或接近于,1,，则设备基本丧失绝缘能力。,不同绝缘状态下的绝缘电阻的变化曲线,2,）测量绝缘电阻与吸收比的方法,测量仪表：一般用兆欧表进行绝缘电阻与吸收比的测量,摇表：为了测准吸收比需用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机的兆欧表，俗称摇表,晶体管兆欧表：采用电池供电，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出直流电压,兆欧表的电压：,500,、,1000,、,2500,、,5000V,等,兆欧表选择：根据设备电压等级的不同，选用不同电压的兆欧表。例：额定电压,1kV,及以下者使用,1000V,兆欧表；,1kV,以上者使用,2500V,兆欧表,兆欧表的原理结构图,屏蔽端子,G,：主要用于屏蔽表面泄漏电流,E,G,L,E,G,L,表面电导,体积电导,绝 缘,屏蔽环,例：,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,1,铅铠外皮,2,绝缘,3,导芯,4-,屏蔽环,微安表直读法（高电位和低电位两种接法）,测量电力变压器主绝缘泄漏电流的接线,T1,调压器；,T2,高压试验变压器；,D,高压硅堆,R,保护电阻；,C,滤波电容；,T,被试变压器,3,）泄漏电流的测量,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能有效地发现的缺陷：,1,、两极间穿透性的导电通道,2,、绝缘受潮,3,、表面污垢,测量绝缘电阻和泄漏电流不易发现的缺陷：,1,、绝缘的局部缺陷（局部损伤或裂缝、含有气泡、,绝缘分层、脱开等）,2,、绝缘的老化（此时的绝缘电阻还相当高）,5,）测量绝缘电阻和泄漏电流的注意事项,A、测量结果不应作为最后定论，应与下列数据比较：,（1）、资料,（2）、同类设备数据,（3）、同一设备不同部位（不同相）的数据,当K2时，有缺陷存在,(4)、其它实验结果,B、要考虑测量时温度的影响，只有同一温度下的结果才能比较,C、测量电压要稳定，直流脉动不应大于3%,D、测量仪表的保护与屏蔽,E、测量前应充分放电，避免残余电荷造成误差,F、被试品的接地问题,3,介质损耗角正切的测量,1,）西林电桥的基本原理,2,）反接法的西林电桥,3,）存在外界电磁场干扰时的测量,4,）测量介损的功效,5,）测量介损的注意事项,测试无线电材料：,常采用高频施压法，所加的电压不高,在电工界：,测量,tg,的仪器和方法有多种，西 林电桥测法和电流比较式电桥测法,在线监测：,采用微计算机对,tg,的测量,测量介损的方法,1,）西林电桥的基本原理,高压臂：一个是代表试品的,Z1,；另一个是无损耗的标准电容,C0,，它以阻抗,Z2,作为代表。,低压臂：一个处在桥箱体内，一个是可调无感电阻,R3,；另一个是无感电阻,R4,和可调电容,C4,的并联回路。前者以,Z3,来代表，后者以,Z4,来代表,保护：放电管,P,电桥平衡：检流计,G,检零,屏蔽：消除杂散电容的影响,西林电桥的基本回路,电桥的平衡条件：,Z,1,/Z,3,=Z,2,/Z,4,串联等值回路,tg=R,4,C,4,Cx=R,4,C,0,/R,3,并联等值回路,tg=R,4,C,4,Cx=R,4,C,0,/R,3,(1+tg,2,),Cx,：,因为,tg,2,极小，故两种等值电路的,Cx,相等,西林电桥的基本回路,解之得：,G,x,G,4,2,C,x,C,4,=0 (1),G,4,C,x,+G,x,C,4,=G,3,C,0,(2),由（,1,）得：,tg,=I,Rx,/I,Cx,=G,x,/C,x,=C,4,/G,4,=R,4,C,4,取,R,4,=10,4,/,=100,则,tg,=10,6,C,4,（,F,）,=C,4,（,F,）,将,G,x,=,C,x,tg,;C,4,=G,4,tg,/,代入（,2,）得：,Cx=R,4,C,0,/R,3,(1+tg,2,)Cx G,x,I,Cx,I,Rx,I,U,tg,=I,Rx,/I,Cx,屏蔽：,杂散电容：高压引线与低压臂之间会有电场的影响，可以看作其间有杂散电容,由于低压臂的电位很低，,Cx,和,C0,的电容量很小，如,C0,一般只有,50,100pF,。所以杂散电容,Cs,的引入，会产生测量误差,若附近另有高压源，其间的杂散电容,Cs1,会引入干扰电流,iS,，也会造成测量误差,所以需要屏蔽，消除杂散电容的影响,西林电桥的基本回路,在实验室内：通常测试材料及小设备，被试品是对地绝缘的,现场试验中：有许多一端接地的试品，如敷设在地下的电缆及摆在地面的重大电气设备，要改成对地绝缘是不可能的，只能改变电桥回路的接地点。这样就产生了一种反接法的西林电桥,反接法西林电桥的接线,2,）反接法的西林电桥,3,）存在外界电磁场干扰时的测量,现场的试品：难以实现屏蔽，故干扰较严重,两次测量法：消除或减小外界电场影响的测试方法，是采用两次测量。第一次先调电桥到平衡，测得,tg,1,和,Cx,，然后倒换试验变压器原边电源线的两头，即把试验电压,U,的相位转一个,180,，然后再测得第二次的数值,tg,2,和,Cx,，可用下式计算得准确的,tg,和,C,x,值,。,tg=,（,C,x,tg,1,+C,x,tg,2,）,/(C,x,+C,x,),C,x,=(C,x,+C,x,)/2,西林电桥的基本回路,磁场干扰时介损的测量,检流计正反接抗磁场干扰的原理：,先设想当无磁干扰时，调电桥到平衡，两个测量臂的数值分别为,R,3,和,C,4,。如存在磁干扰时，调节电桥到平衡，两个测量臂的数值分别为（,R,3,+R,3,）和（,C,4,+C,4,），此时电桥两臂实际上是有电位差的，由于它克服了磁干扰电势，才使检流计指零。假若把检流计和电桥两臂相接的两端倒换一下，由于其他条件不变，此时如又调电桥到平衡，两个测量臂的数值将分别为,(R,3,R,3,),和,(C,4,C,4,),当检流计正接时测得：,tg,1,=(C,4,+C,4,)R,4,C,X1,=C,0,R,4,/,（,R,3,+R,3,）,当检流计反接时测得：,tg,2,=(C,4,C,4,)R,4,C,X2,=C,0,R,4,/,（,R,3,R,3,),因无磁场干扰时：,tg=C,4,R,4,C,X,=C,0,R,4,/R,3,，,故可得：,tg=(tg,1,+tg,2,)/2,C,X,=2,X1,C,X2,/,（,C,X1,+C,X2,）,4,）测量介损的功效,测量介损能有效地发现的缺陷：,（,1,）绝缘受潮,（,2,）穿透性导电通道,（,3,）绝缘内含气泡的游离、绝缘分层、脱壳等,（,4,）老化劣化，绕组上附积油泥,（,5,）绝缘油脏污、劣化等,测量介损不易发现的局部性缺陷：,（,1,）非穿透性局部损坏（测介损时没有发生局部放电）,（,2,）很小部分绝缘的老化劣化,（,3,）个别的绝缘弱点,例,1,：当试品绝缘有两种不同绝缘并联组成,则：,当,C,2,/C,x,越小，,C,2,中缺陷（,tg,增大）在测整体的 时越难发现,解决办法是将整体绝缘分解后分部测量（如分别对变压器线圈和套管的,tg,进行测量）,5,）测量介损时的注意事项,（,1,）尽可能地分部测试,（,2,）与温度的关系：,不同温度下的测量结果不能换算,为进行比较，要求在相同温度条件下测试。,（,3,）与电压的关系：,试验电压过低，不易发现缺陷，因接近工作电压。,（,4,）表面泄漏要排除：加屏蔽环,（,5,）抗干扰措施：屏蔽和接地要好,（,6,）测量绕组绝缘时，应将绕组首尾短接，避免电感和,励磁铁损造成误差,4,局部放电的测量,1,）局部放电概念和特点,2,）测量局部放电的几种方法,3,）局部放电的脉冲电流测量法,4,）脉冲电流法测,PD,的基本回路和检测阻抗,5,）实施,PD,测量的其它技术问题,1,）,局部放电的概念和特点：,局部放电的概念：,Partial Discharge,简称为,PD,，指在一定外施电压作用下，电气设备内部绝缘里面存在的弱点处发生的局部重复击穿和熄灭现象,局部放电的危害：,这种局部放电发生在一个或几个绝缘内部的缺陷中（如气隙或气泡），因为在这个很小的空间内电场强度很大。虽然其放电能量很小，在短时间内对电气设备的绝缘强度并不造成影响，但电气设备在工作电压下长期运行时，局部放电会逐步扩大，并产生不良化合物，使绝缘慢慢地损坏，日积月累，最后可导致整个绝缘被击穿，发生电气设备的突发性故障,局部放电的特点：,当介质内部发生局部放电时，伴随着发生许多现象。有些属于电的：如电脉冲的产生，介质损耗的增大和电磁波放射；有些属于非电的：如光、热、噪音、气体压力的变化和化学变化。,局部放电的检测：,这些现象都可以用来判断局部放电是否存在，因此检测的方法也可以分为电的和非电的两类,2,）测量局部放电的几种方法,A-,局部放电源,B-,电磁波的传播,C-,高压端的电压下落,D-,高压端对地杂散电容的电场传播,E-,流经接地线电流信号和磁场传播,电磁测量方法,:,绝缘油的气相色谱分析法：,这项试验是通过检查电气设备油样内所含的气体组成的含量来判断设备内部的隐藏缺陷,超声波探测法：,在电气设备外壁放上由压电元件和前置放大器组成的超声波探测器，用以探测局部放电所造成的超声波，从而了解有无局部放电的发生，粗测其强度和发生的部位,PD,非电量法的检测,用兆欧表测电缆绝缘电阻的接线图,发电机容量在200MW及以上者推荐测量,第一次先调电桥到平衡，测得tg1和Cx，然后倒换试验变压器原边电源线的两头，即把试验电压U的相位转一个180，然后再测得第二次的数值tg2和Cx，可用下式计算得准确的tg和Cx值。,另一个是无感电阻R4和可调电容C4的并联回路。为进行比较，要求在相同温度条件下测试。,杂散电容：高压引线与低压臂之间会有电场的影响，可以看作其间有杂散电容,外加电压仍在上升，Cg上的电压也顺势而上升，当它再次升到Ug时，Cg再次放电，电压再次降到Ur，放电再次熄灭,高电压技术电气设备绝缘试验,B、要考虑测量时温度的影响，只有同一温度下的结果才能比较,当外施电压由零上升到Us时，Cg上的电压为Ug，即Ug=UsCb/(Cg+Cb),1）西林电桥的基本原理,真实放电量：qr=(UgUr)Cg+CmCb/(Cm+Cb),例：用兆欧表测量电缆绝缘电阻,即使绝缘部分受潮，只要R1与R2中的一个数值降低，值也会大为减小，吸收电流仍会迅速衰减，仍可造成吸收比K（及极化指数P，下同）的下降。,低压臂：一个处在桥箱体内，一个是可调无感电阻R3；,交流耐压试验实施办法：电力设备预防性试验规程（DL/T 596）已对各类设备的耐压值作出了规定。,脉冲测相位差法原理波形图,绝缘的测试和诊断技术概念：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，以致出现缺陷，造成故障，引起供电中断。,3,）局部放电的脉冲电流测量法,局部放电的三电容模型,以三个电容来表征介质内部存在缺陷时的局部放电的机理,Cg,：气泡的电容；,Cb,：和,Cg,相串联部分的介质电容；,Cm,：其余大部分绝缘的电容,介质内部气隙放电的三电容模型,(a),具有气泡的介质剖面,(b),等值电路,气泡很小，,Cg,比,Cb,大，,Cm,比,Cg,大很多,电极间加上交流电压,u,，则,Cg,上的电压为,ug,，,Ug=UCb/(Cg+Cb),介质内部气隙放电的三电容模型,(a),具有气泡的介质剖面,(b),等值电路,例如：,C,g,=1pF,C,b,C,m,=100pF,则：,U,g,=1kV;U=100kV,局部放电机理,Ug=UCb/(Cg+Cb),ug,随外加电压,u,升高，当,u,上升到,Us,瞬时值时，,ug,到达,Cg,的放电电压,Ug,，,Cg,气隙放电。于是,Cg,上的电压一下子从,Ug,下降到,Ur,，然后放电熄灭。,Ur,叫做残余电压，它可以接近为零值，也可以为小于,Ug,（均绝对值）的其它值,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,Ug=UCb/(Cg+Cb),放电火花一熄灭，,Cg,上的电压将再次上升，由于此时,Cg,及,Cb,已经有了一个初始的直流电压，所以此后的,ug,值不能直接用上式来表达，,ug,值与上式表达的值在绝对值上要小一个（,Ug,Ur,）值。外加电压仍在上升，,Cg,上的电压也顺势而上升，当它再次升到,Ug,时，,Cg,再次放电，电压再次降到,Ur,，放电再次熄灭,Cg,上的电压从,Ug,突变为,Ur,（均绝对值）的一瞬间，就是局部放电脉冲的形成的时刻，此时通过Cg,有一脉冲电流，局部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,介质内部气隙放电的三电容模型,(a),具有气泡的介质剖面,(b),等值电路,真实放电量：,qr=(Ug,Ur)Cg+CmCb/(Cm+Cb),U,g,C,g,(1kV*1pF=1000pC),实际无法测量,整体电压降落：,U=Cb,（,Ug-Ur)/,（,Cm+Cb),（）,可测,视在放电量：,q=UCm+CbCg/(Cb+Cg)=UCm,U,g,C,b,(1kV*0.01pF=10pC),可测,视在放电量是局部放电试验中的重要参量，国际和国家标准中，,对于各类高压设备的,q,的允许值均有所规定,放电能量,表征局部放电的基本参数，除了视在放电量,q,外，还有一次脉冲放电能量,W,W=qr(Ug-Ur)/2,=q(Cg+Cb)(Ug-Ur)/(2 Cb),当外施电压由零上升到,Us,时，,Cg,上的电压为,Ug,，即,Ug=UsCb/(Cg+Cb),可得,W=qUs(Ug-Ur)/(2 Ug),如,Ur0,，则,WqUs/2,放电重复率,放电重复率,N,：是表征,PD,的另一个基本参数。因为在加压半周期内能发生好几个脉冲。所以定义一秒钟内产生的脉冲数叫做放电重复率,N,，,N,也是一个重要参量。可以通过实验求得,如果每半周内的放电次数为,n,，则,N=2fn=100n,局部放电时气隙中的电压和电流的变化,局部放电的其它表示方法,为了表征局部放电在一定期间内的平均综合效应，还提出了各种累积参数，如平均放电电流，放电功率等。有时还测量局部放电的起始放电电压和熄灭电压。以及放电电流的时域表示法。,局部放电的统计表示法（在线检测常用）,:,n,-,q,-,三维统计谱图；以及,n-,和,q,两维谱图等,影响局部放电特性的多种因素：,主要有电压的幅值、电压的波形和频率、电压的作用时间、环境的温度及湿度和气压等,4,）脉冲电流法测,PD,的基本回路和检测阻抗,三种基本测量回路,电桥平衡回路,试品通过,Ck,后与检测阻抗,并联的回路,试品与检测阻抗,相串联的回路,5,）实施,PD,测量的抗干扰问题,1、周期性干扰：,连续的周期性干扰信号：如广播，电力系统中的载波通讯，通讯，高频保护信号，谐波，工频干扰等等，其波形一般是正弦形。,脉冲型周期性干扰信号：例如可控硅整流设备在可控硅开闭时产生的脉冲干扰信号。其特点是该脉冲干扰周期性地出现在工频的某相位上。,2、脉冲型随机干扰：高压输电线的电晕放电，相邻电气设备的内部放电，以及雷电，开关继电器的断、合，电焊操作等无规律的随机性干扰。旋转电机电刷和滑环间的电弧等。,抗干扰措施,背景噪音决定最小可见视在放电量，亦即决定测量系统的灵敏度，严重噪音将使局部放电测量无法进行。,目前常采用的抗干扰措施包括：软硬件滤波；平衡电路；差动电路；相位锁定或可移开窗；统计法等。,预加电压测量,PD,试验：国标规定对,220kV,及以上的电力变压器必须做,电力变压器,PD,测试的加压过程,图中,U1,为最高额定线电压,Um,U2,为,1.3Um/,或,1.5Um/,要求在,1.3Um/,的,U2,值下，,q300pC,或要求在,1.5Um/,的,U2,值下，,q500pC,包含的种类：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,Cx Gx,对主绝缘的耐受雷电过电压的能力，由交流耐压试验等值地承担,以及放电电流的时域表示法。,对于各类高压设备的q的允许值均有所规定,有些属于非电的：如光、热、噪音、气体压力的变化和化学变化。,局部放电时气隙中的电压和电流的变化,电力变压器及大型发电机凡采用沥青浸胶及烘卷云母绝缘者：K值应不小于，P值应不小于,（3）、同一设备不同部位（不同相）的数据,即使绝缘部分受潮，只要R1与R2中的一个数值降低，值也会大为减小，吸收电流仍会迅速衰减，仍可造成吸收比K（及极化指数P，下同）的下降。,国家标准规定额定电压220kV，容量120MVA的变压器出厂时应进行本项试验。,模糊诊断：考虑到被试对象的特征及状态评价的主观不确定性，即模糊性，许多情况不能简单地用“有”、“无”和“好”、“坏”来评定。,1、绝缘测试和诊断的基本概念,绝缘分层、脱开等）,国家标准GB744987文件对波形的规定，基本上根据上述IEC文件，但明确了Tf应为20s250s，反极性的峰值U2。,5,耐压试验与预防性试验方法的特点总结,1,）交流耐压,2,）直流耐压,3,）雷电冲击耐压,4,）操作冲击耐压,5,）各种预防性试验方法的特点总结,1,）交流耐压,交流耐压：,是交流设备的基本耐压方式。适用于,220kV,以下的电力设备。以变压器为例如图所示,交流耐压试验实施办法：,电力设备预防性试验规程（,DL/T 596,）已对各类设备的耐压值作出了规定。以电力变压器为例，当大修而全部更换绕组后，按出厂试验电压值进行试验。在其它情况下，它们的耐压值取出厂试验电压的,85,。规程给出了电力变压器的交流工频耐压值如表所示,电力变压器交流试验电压值,括号内数值适用于不固定接地或经小电抗接地系统,额定,电压,kV,最高工作电压,kV,线端交流试验电压值,kV,中性点交流试验电压值,kV,全部更换,部分更换绕组,全部更换,部分更换绕组,35,40.5,85,72,85,72,66,72.5,140,120,140,120,110,126.0,200,170,（,195,）,95,80,220,252.0,360,395,306,336,85,（,200,）,72,（,170,）,330,363.0,460,510,391,434,85,（,230,）,72,（,195,）,500,550.0,630,680,536,578,85,140,72,120,2),直流耐压,直流耐压：,是直流电力设备的基本耐压方式。对于交流电网中的长电力电缆等，在现场进行交流耐压试验常出现困难，因为长电缆的电容量较大。为了减小试验电源的试验容量，规程规定采用直流耐压来检查电缆绝缘的质量。直流耐压基本上不会对绝缘造成残留性损伤,直流耐压,特点：,与交流耐压不同，直流耐压无局部放电损伤：,对于电缆等油纸绝缘，在交、直流电压作用下，在油和纸上的电压分布不一样,交流时电压按介电常数,分布：电压较多作用在油层上,直流时电压按电阻系数,分布：电压较多作用在纸上,纸的耐压强度较高，所以电缆能耐受较高的直流电压,为了加强绝缘的考验，电缆的直流耐压值规定得较高。尽管如此，对于使用在交流电网中的电缆，进行直流耐压对绝缘的考验不如交流耐压接近实际。,对电力电缆的直流耐压持续时间为,5,分钟，可同时进行泄漏电流的测量，加压极性为负,对电力变压器绝缘的泄漏电流测试时所施加的直流电压不很高，可以认为是非破坏性试验,对电机绝缘进行直流耐压，也是发现绝缘缺陷的重要方法,3,）雷电冲击耐压,雷电冲击耐压用作为考验电力设备承受雷电过电压的能力。对电力变压器类试品不仅考验了主绝缘，而且是考验纵绝缘的主要方法。只在制造厂进行本项试验，因为本项试验会造成绝缘的积累效应，所以在规定的试验电压下只施加,3,次冲击。对小变压器是作为型式试验进行的。国家标准规定额定电压,220kV,，容量,120MVA,的变压器出厂时应进行本项试验。电力系统中的绝缘预防性试验，不进行本项试验。对主绝缘的耐受雷电过电压的能力，由交流耐压试验等值地承担,4,）操作冲击耐压,330kV,电力设备的出厂试验应进行本项试验。对变压器进行出厂试验时，大多采用在高压绕组上直接加压法。在电力系统现场进行各个电压等级变压器的耐压试验时，可采用操作冲击感应耐压方式来取代工频耐压试验。由于利用被试变压器自身的电磁感应作用来升高电压，所以冲击电源装置电压较低，整个装备比较简单。因为工频耐压试验本来是等值地代表雷电和操作过电压的，所以从这个意义上来说，进行操作冲击耐压试验是合理的而且试验本身不会在绝缘中产生残留性损伤,IEC 1980,年,76,3,刊物对电力变压器内绝缘操作波试验的波形，作出了下述规定，第一个半波极性为负，视在波前时间,Tf,不小于,20s,，通常小于,250s,；视在波长时间,Tz,不小于,500s,，,90,峰值持续时间,Td,不小于,200s,IEC76-3,和国家标准规定的操作冲击波形,国家标准,GB7449,87,文件对波形的规定，基本上根据上述,IEC,文件，但明确了,Tf,应为,20s,250s,，反极性的峰值,U,2,。电力工业部的行业标准,DL/T 596,1996,规定的波形，基本上符合,IEC,标准，唯,Tf,规定为不小于,20s,，未作上限值的规定。因为感应法产生的操作波，其,Tf,常会超过,250s,。若强行规定,Tf,不大于,250s,，波形上所迭加的高频振荡的幅值有可能会较高,IEC76-3,和国家标准规定的操作冲击波形,5,）各种预防性试验方法的特点总结,各种预防性试验方法的特点,序号,试验方法,能发现的缺陷,1,测量绝缘电阻及泄漏电流,贯穿性的受潮、脏污和导电通道,2,测量吸收比,大面积受潮、贯穿性的集中缺陷,3,测量,tg,绝缘普遍受潮和劣化,4,测量局部放电,有气体放电的局部缺陷,5,油的气相色谱分析,持续性的局部过热和局部放电,6,交流或直流耐压试验,使抗电强度下降到一定程度的主绝缘局部缺陷,7,操作波或倍频感应耐压试验,(,限于变压器,),使抗电强度下降到一定程度的主绝缘或纵绝缘的局部缺陷,表中序号,6,和,7,两项为破坏性试验，,其它各项均属于非破坏性试验,1,）,tg,的在线监测,2,）局部放电（,PD,）的在线监测,6,绝缘的在线监测,绝缘预防性试验是在电力设备处于离线情况下进行的。离线监测的缺点是：,需停电进行，而不少重要的电力设备不能轻易地停止运行；,只能周期性进行而不能连续地随时监视，绝缘有可能在诊断期间发生故障；,停电后的设备状态，如作用电场及温升等和运行中不相符合，影响诊断的正确性。譬如前述的绝缘,tg,检测，采用电桥法时，由于标准电容器的额定电压的限制，一般只加到,10kV,，这对于,220 kV,500 kV,的电力设备而言，电压是很低的,离线监测的缺点,在线监测和诊断是电力设备在运行状态下进行的，故可避免离线监测及诊断的上述缺点，可使判断更加准确。自70年代以来，随着传感、信息处理及电子计算机技术的快速发展，在线监测和诊断技术也得到迅速的发展。根据在线监测和诊断的结论，还可以做到有的放矢地进行维修，这种维修称为预知性维修。,在线监测和诊断技术的不足是 费用较大，只适用于大型和重要设备及变电所,在线监测和诊断的优缺点,1,）,tg,的在线监测,a,、电桥法,在线监测,tg,时，仍可用前述的西林电桥测量方法。但由于原来应用在电桥中的标准电容器的工作电压大多仅为,10kV,，因此对于较高电压的现场电力设备的测量，需引入一电压互感器,PT,降压，以适应标准电容器的额定电压,电桥法在线监测,tg,原理图,C,X,试品,Co,标准电容器,PT,电压互感器,G,指零仪,角差：,互感器所带来的角差，可通过,RC,移相电路予以校正。然而角差会随负载大小等因素的影响有所变动，所以校正也不可能是很理想的。电桥中,R,3,、,C,4,的调节可以手动，也可以自动。由于是有触头的调节，为了长年的使用，必须选择十分可靠的,R,3,、,C,4,可调节元件,电桥法在线监测,tg,原理图,C,X,试品,Co,标准电容器,PT,电压互感器,G,指零仪,脉冲测相位差法原理波形图,b,、计数脉冲测相位差法,这是一种直接测量介质损失角,的方法。一般情况下，,角很小，所以可以用测出的,来代表,tg,即：,tg,（,/2,）,c,、,全数字测量法,又称数字积分法。这是一种用,A/D,转换器分别对电压和电流波形进行数字采集，然后根据付里叶分析法的原理，进行数字运算，最终可求得,tg,值,2,）局部放电（,PD,）的在线监测,电力变压器,PD,的在线声电联合监测,CD,电流脉冲检测器,MC,超声压力传感器,RC,罗戈夫斯基线圈,声电信号图形识别,电力变压器,PD,在线监测时所获得,的电流脉冲及超声信号,谢谢观看！,