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高压实验二：绝缘预防性试验
一．实验目的
电气设备绝缘的预防性试验是保证设备安全运行的重要措施.通过试验掌握
电气设备绝缘的情况,及早发现其缺陷,从而进行相应的维护与检修,以保证设备
正常运行,防止运行中设备在工作电压或过电压作用下击穿所造成的停电甚至严重损坏设备的事故,起着预防的作用.
预防性试验方法也可以分成两大类.第一类是破坏性试验(或耐压试验),这类试验对绝缘的考验是严格的,特别是能揭露那些危险性较大的集中性缺陷,它能保证绝缘有一定的水平或裕度;缺点是可能会在耐压试验时给绝缘造成一定的损伤.第二类是非破坏性试验,是指在较低的电压下或是用其他不会损伤绝缘的办法来测量绝缘的各种特性,从而判断绝缘内部的缺陷.实践证明,这类方法是有效的,但目前还不能只靠它来判断绝缘的耐压水平,所以迄今耐压试验仍然是预防性试验中的一项重要试验方法.耐压试验往往是在非破坏性试验之后才进行,如果非破坏性试验已表明绝缘存在不正常情况,则必须在查明原因并加以消除后再进行耐压试验以避免不应有的击穿.
本试验通过进行直流耐压试验,并测量电气设备的绝缘电阻和吸收比,掌握其物理意义,测量方法,并了解如何通过预防性工频耐压试验来反映电气设备的绝缘状况.
二、实验原理
1、绝缘电阻和吸收比测量
（1）吸收现象
在一个固体电介质上加直流电压U，观察流过电介质电流的变化，如图1所示。当开关K合上后，可以观察到回路中流过一个微小的电流i，它随时间逐渐衰减，最后达到某个稳定值，这个现象称为吸收现象。流过电介质的电流i由三个分量组成，如图2所示：

图2 电介质中的电流和时间的关系

图1 测量电介质电流的电路

（2－4）
其中，ic为电容电流，它存在的时间极短，很快衰减到零。
剩下的流过试品的电流由两部分组成，第一部为传导电流Ig。其大小与试品总的绝缘电阻成反比。第二部分为吸收电流，其大小与试品绝缘的均匀程度密切相关。如果绝缘是比较均匀的，或，则吸收电流便甚小，吸收现象便看不出来。如果试品绝缘很不均匀，或与相差甚大，则吸收现象十分明显。此外，如果被试绝缘受潮严重，或是绝缘内部有集中性导电通道，由于绝缘电阻值显著降低，Ig将大大增加，ia将迅速衰减。
（2）绝缘电阻及吸收比
试品的绝缘电阻。由于吸收现象，加压后15秒时得绝缘电阻和60秒时的绝缘电阻不相同。通常用吸收比K来反映绝缘的情况。
（8－3）
对于大型电机，还采用10分钟和1分钟时绝缘电阻之比，即.
（3）绝缘电阻及吸收比的意义
如果绝缘受潮严重或是内部有集中性的导电通道，由于Ig大增，ia迅速衰减，当t=15秒和60秒时， 常显著变小，而或K值接近于1。所以利用绝缘吸收曲线的变化或K值的变化，可以有助于判断绝缘的状况。
显然，只是当被试品电容比较大时，吸收现象才明显，才能用来判断绝缘状况。对于电容量较大的设备，如电机，变压器，电容器等。利用上述吸收现象来测量这些设备的绝缘电阻随时间的变化，可以判断绝缘的状态。
当被试品绝缘中存在贯通的集中性缺陷时，反映Ig的绝缘电阻往往明显下降，于是用测量的绝缘电阻值的大小便可发现。例如变电站中用的针式支柱绝缘子，它的最常见缺陷为瓷质开裂，开裂后绝缘电阻会明显下降，测量绝缘电阻便可以检测出来。但对于许多电器设备例如电机，反映Ig的绝缘电阻往往变动甚大，它和被试品的体积尺寸有关系往往难以给出一定的绝缘电阻判断标准。通常是把处于同样运行条件下的不同相的绝缘电阻进行比较，或是把这一次测得的绝缘电阻和过去对它测出的绝缘电阻进行比较来发现问题。
由于吸收比K值是两个绝缘电阻的比值，它和电气设备绝缘的尺寸没有关系，可以更有利于反映绝缘的状态。
需要注意的是：有时，当某些集中性缺陷虽已发展的很严重，以致在耐压试验中被击穿，但耐压试验前测出的绝缘电阻值和吸收比均很高，这是因为这些缺陷虽然严重，但还没有贯通的缘故。因此，只凭绝缘电阻的测量来判断绝缘是不可靠的，但它毕竟是一种简单而有一定效果的方法，故使用十分普遍。
(4) 绝缘电阻和吸收比的测量
采用兆欧表。本实验采用的是5000V的电动兆欧表 .
常用的兆欧表电压为2500v，用于额定电压为1000伏以上的电气设备；对1000伏及以下设备常用1000伏或500伏兆欧表。兆欧表有三个接线端子：线路端子（L），接地端子（E）和保护端子（G），被试绝缘接在L和E之间。
测量时，为使兆欧表的读数不受绝缘表面的影响，只反映绝缘内部的质量，将被测设备的屏蔽连接到兆欧表的保护端子G上，使流过兆欧表电流线圈的电流只反映被测设备绝缘内部的电流，而沿绝缘表面的泄漏电流将由G端供给，不流过兆欧表的线圈。(主要用于测量电缆等的绝缘电阻)
2、直流泄漏电流测量
这种方法实际上也是绝缘电阻测量，不同的是用兆欧表施加直流电压测量设备的绝缘电阻，所以直流电压不超过2500服伏。而此试验所施加的直流电压较高（10千伏以上），因此可以比兆欧表更有效的发现一些尚未完全贯通的集中缺陷，经验证明，泄漏电流能反映其它试验项目所不能反映的变压器的局部缺陷，特别是对高压大容量变压器，做泄漏试验对保证安全运行能起积极的作用。如泄漏电流能够反映变压器套管的开裂、内部受潮、绝缘油变劣、绝缘纸沿面炭化等缺陷。对于变电站内压缩空气断路器用的支柱瓷套采用测量泄漏电流的方法也可以有效地发现一些缺陷，如瓷套出现裂纹，潮气侵入等。目前一般用10－40千伏的直流进行测量。
本实验主要对氧化锌避累器的阀片进行直流泄露电流试验.
介绍试验接线
三.实验内容
1.绝缘电阻及泄露电流试验内容
测量电容器及变压器绝缘电阻
电容器:

主要对变压器绝缘电阻测量方法进行讲解
电力设备交接和预防性试验规程对变压器绝缘电阻试验进行了如下规定:
绕组绝缘电阻、吸收比或极化指数
1）交接时
2）投运前
3）大修后
4）1-3年
5）必要时
1）绝缘电阻换算至同一温度下，与上一次试验结果相比应无明显变化，一般不低于上次值的70%
2）在10-30℃范围内，吸收比一般不低于1.3；极化指数不低于1.5
3）220KV及120MVA以上变压器应测量极化指数，用以判断绝缘状况
1）用2500V及以上兆欧表
2）测量前被试绕组应充分放电
3）测量温度以顶层油温为准，尽量在相近的温度下试验
4）尽量在油温低于50℃时试验，不同温度下的绝缘值一般可用下式换算：
R2=R1×1.5(t1-t2)/10
式中R1.R2分别为在t1.t2下的绝缘电阻值
5)吸收比和极化指数不进行温度换算
6变压器绝缘电阻大于10000MΩ时,吸收比和极化指数可公作为参考
7)电缆出线变压器的电缆出线侧绕组绝缘电阻由中性点套管处测量

主要测量数据:

ABC相
高压侧对地
绕组对地

2.直流泄露电流测量:

试验数据:
电压（kV）
2.5
5
7.5
10
12.5
15
17.5
泄漏电流值(μA)

四、实验设备
1) 高压直流发生设备
2) 静电电压表
3）微安表
4）兆欧表
5) 水电阻
6) 试品（电缆、电容器、环氧板，做试品用变压器等）
7）MOA
五、报告要求
自拟表格，整理实验数据。