电气设备的绝缘试验.ppt

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1、电气设备的绝缘试验,绝缘中的缺陷可分为两类:一类是局部性或集中性的缺陷,试验目的：检验电气设备绝缘的耐电强度，判断设备能否投人运行，是否存在缺陷、预防设备损坏，以保证安全运行。,另一类是整体性或分布性的缺陷:整体绝缘老化、变质、受潮、绝缘性能下降,试验也可分成两大类：绝缘特性试验（非破坏性试验）耐压试验（破坏性试验）,总的原则：应先作绝缘特性试验，再做耐压试验，以避免不应有的损伤,绝缘试验的分类和特点,绝缘试验的分类和特点,绝缘电阻和吸收比的测量泄漏电流的测量介质损失角正切的测量工频耐压试验直流耐压试验冲击耐压试验,任 务,绝缘电阻的测量（见工单）泄漏电流的测量（见工单）介质损耗角的测量（见工

2、单）工频耐压试验的意义、测量方法、试验接线、操作注意事项。（给出工频耐压试验的任务单）直流耐压试验的意义、测量方法、试验接线、操作注意事项。（给出工频耐压试验的任务单）,绝缘电阻和吸收比测量,绝缘电阻测量应在绝缘上施加直流电压。,一、兆欧表的工作原理和接线,绝缘电阻试验是电气设备绝缘试验中一种最简单、最常用的试验方法。当电气设备绝缘受潮，表面变脏，留有表面放电或击穿痕迹时，其绝缘电阻会显著下降。,试验目的（1）检查变压器的绝缘是否良好，有无受潮、部件表面脏污及贯穿性绝缘损伤（不一定能查出局部绝缘缺陷）如：绕组短路、断线、瓷件破裂、引线接地等。（2）确定变压器主绝缘性能是否良好，决定变压器能否进

3、行高压试验。（3）决定变压器能否继续运行和出厂。,图41 手摇式兆欧表原理接线图,Rv-分压电阻；RA-限流保护电阻；Rx-试品的绝缘电阻,E接地端子；L高压（线路）端子；G屏蔽端子,图4-3 用兆欧表测量套管绝缘的接线图,屏蔽端子的作用是吸收套管表面的泄漏电流，测出绝缘的体电阻，减小测量误差，屏蔽电极越靠近高压端对被试绝缘电场的畸变越小，测量效果越好。,绝缘电阻：加压60s时所测得的数值为被试绝缘的绝缘电阻。吸收比K：加压时间为60s与15s时所测绝缘电阻之比。对容量较大的试品则采用P来指示绝缘状况。极化指数：试品在加压10min和1min所测绝缘电阻之比。通常用吸收比来反映绝缘状况。干燥时

4、绝缘良好，吸收现象明显，K1；存在贯穿性的导电通道或严重受潮时，吸收现象不明显，K1.3。,二、绝缘电阻和吸收比的测量方法,吸收比与绝缘电阻不同之处：吸收比是同一被试品的两个绝缘电阻之比，与被试品绝缘尺寸无关；绝缘电阻与被试品绝缘的尺寸有关，只有同型号的设备间的绝缘电阻相比较才有意义。,二、绝缘电阻和吸收比的测量方法,（一）测量规定1试验前应拆除试品电源及一切外连线，并将试品短接后接地放电1min，电容量较大的应至少放电2min，以免触电。2校验兆欧表是否指零或无穷大。3用干燥清洁的柔软布擦去试品的表面污垢，必要时可先用汽油洗净套管的表面积垢，以消除表面的影响。一般测量只用L、E两个端钮，对表

5、面不干净或潮湿的对象进行时，才用G。4测量前，要进行开路实验（将兆欧表的接线端L、E开路，摇动手柄至额定转速，指针应指在位置）和短路实验（将L、E端子短路，轻摇手柄，指针应指在0位置）。,三、测量时注意的几个问题,接好线，如用手摇式兆欧表时，应用恒定转速（120r/min）转动摇柄，兆欧表指针逐渐上升，待1min后读取其他绝缘电阻值。测量时手不得靠近或接触被测电路及接线桩，扶表的手应靠近手柄一侧。5在测量吸收比时，为了在开始计算时就能在试品上加上全部试验电压，应在兆欧表达到额定转速时再将表笔接于试品，同时计算时间，分别读取15s和60s的读数。6试验完毕或重复进行试验时，必须将试品短接后对地充

6、分放电。这样除可保证安全外，还可提高测试的准确性。7被试品的铭牌、规范、所在位置及气象条件等。（二）应选用合适电压等级的兆欧表。常用兆欧表额定电压有500V、1000V、2500V等几种。,三、测量时注意的几个问题,兆欧表的选择：测量变压器额定电压在1KV以上的绕组时，要选用2500V的兆欧表，其量程不低于10000M；测试额定电压在1KV以下的绕组时，要选用1000V的兆欧表，量程为2000M；测试额定电压在500V及以下的绕组时，选用500V的兆欧表。（三）禁止在雷电时或附近有高压导体的设备上测绝缘。油浸变压器注油后要静放56（大变压器应为12）小时后再测试绝缘电阻和吸收比等。,三、测量时

7、注意的几个问题,（四）对于同杆双回架空线或双母线，当一路带电时，不得测量另一回路的绝缘电阻，以防感应高压损坏仪表和危及人身安全。对于平行线路，也同样要注意感应电压，一般不应测其绝缘电阻。在必须测量时，要采取必要措施才能进行，如用绝缘棒接线等。（五）测量大容量电机和长电缆的绝缘电阻时，充电电流很大，因而兆欧表开始指示数很小，但这并不表示试品绝缘不良，必须经过较长时间，才能得到正确的结果。使用手摇式兆欧表测量大容量设备的绝缘电阻时，试验结束时手不能停，要先断开L线与被测设备之间的联接，再停止转动摇表，并立即对被测设备放电和接地，防止试品对兆欧表反充电损坏兆欧表和被测设备所带高电压电人。,三、测量时

8、注意的几个问题,（六）如所测绝缘电阻过低，应进行分解试验，找出绝缘电阻最低的部分。（七）测量时应记录当时的温度，以便进行温度换算。一般应在干燥、晴天、环境温度不低于50时进行测量。在阴雨潮湿的天气及环境湿度太大时，不应进行测量。（八）测量绝缘的吸收比时，应避免记录时间带来的误差。若用极化指数来监测吸收过程，上述误差可以忽略。（九）采取兆欧表测量时，应设法消除外界电磁场干扰引起的误差。在现场有时在强磁场附近或在未停电的设备附近使用兆欧表测量绝缘电阻，由于电磁场干扰也会引起很大的测量误差。（十）屏蔽环装设位置。为了避免表面泄漏电流的影响，测量时应在绝缘表面加等电位屏蔽环，且应靠近E端子装设。,三、

9、测量时注意的几个问题,（十一）兆欧表的L和E端子接线不能对调。用兆欧表测量电气设备绝缘电阻时，其正确接线方法是L端子接试品与大地绝缘的导电部分，E端子接试品的接地端。对带有绕组的试品应将绕组首末端短接再接入到高压端。（十二）兆欧表与试品间的连线不能铰接或拖地，否则会产生测量误差。（十三）为便于比较，对同一设备进行测量时，应采用同样的兆欧表、同样的接线。当采用不同型式的兆欧表测绝缘电阻，特别是测量具有非线性电阻的阀型避雷器时，往往会出现很大的差别。当用同一只兆欧表测量同一设备的绝缘电阻时，应采用相同的接线，否则将测量结果放在一起比较是没有意义的。,三、测量时注意的几个问题,试验方法：（以变压器为

10、例）（1）测试前，断开被试变压器的电源，并且断开变压器所有的连接线。然后将被试绕组接地充分放电。清除套管表面污垢。当测试对象为线圈时应将线圈的两个线头短接，如变压器或互感器等设备有多个线圈时，应根据所测绝缘将相应线圈短接。（目的：释放残余电荷、消除线圈对地电容对测量结果的影响、避免外磁场的干扰、避免绝缘破损时产生的反电势打表头）（2）检查兆欧表是否正常。（3）平稳放置，接线。,（4）一手扶稳兆欧表，一手以120转/分钟的速度均匀转动手柄。（5）1分钟后（或待指针稳定）读数，如果被测量的电容较大，摇的时间要更长。（6）有储能元件（L、C）的回路，在读数后，不应立即停止摇动，应用绝缘工具先取下L接

11、线，将接线拆除后再停摇。（7）一般先测低压绕组，这时高压绕组和外壳短接接地。测完后再测高压绕组对低压绕组及地。最后测高压、低压绕组对地。（8）测量后对被试设备放电。,试验方法：,绝缘电阻越大越好，一般低压电机设备的绝缘电阻大于1M 即可认为合格，在比较潮湿的地方可不小于0.5 M。变压器的绝缘电阻值不应低于变压器出厂试验值的70%。测量绝缘电阻可发现下列缺陷：1.总体绝缘质量不良；2.绝缘受潮；3.贯穿性的导电通道；4.绝缘表面情况不良。但不能发现绝缘中的局部损伤、裂缝、分层脱开、内部含有气隙等局部缺陷和绝缘化。排除了大气条件的影响后，所测绝缘电阻值和吸收比应与其出厂时的值比较，与历史数据相比

12、较，与同批设备相比较，其变化不能超过规程允许的范围。同时，应结合绝缘电阻值与吸收比的变化结合起来综合考虑。,四、测量结果的分析判断,1湿度2温度不同温度下的绝缘值换算：R2=R11.5(t1-t2)/10式中R1.R2分别为在t1.t2下的绝缘电阻值3表面脏污和受潮由于试品的表面脏污或受潮会使其表面电阻率大大降低，绝缘电阻将明显下降 4试品剩余电荷5兆欧表容量兆欧表的容量对绝缘电阻、吸收比和极化指数的测量结果都有一定的影响。兆欧表容量愈大愈好,推荐选用最大输出电流1mA及以上的兆欧表，这样可以得到较准确测量结果。返回,五、影响测试绝缘电阻的主要因素,泄漏电流的测量,泄漏电流测量的特点：1.所用

13、设备为高压整流设备，试验直流电压较高，可发现一些兆欧表测量不能发现的某些缺陷，且试验电压可随意调节；2.所加直流电压逐渐升高，从所测电流与电压的线性关系，即可指示绝缘状况；3.泄漏电流由微安表随时监视，灵敏度高，测量重复性也较好，所测结果能精确读取。,试验原理：绝缘设备施加直流高压时，会流过泄漏电流，对于良好的绝缘，泄漏电流随试验电压U成直线上升，且数值较小（如图曲线1），当绝缘受潮时，电流数值如曲线2所示。如绝缘中有集中性缺陷时，则泄漏电流在超过一定试验电压时将剧烈增加，缺陷越大，泄漏电流值发生剧增的试验电压值愈低。,图4-4 某发电机绝缘的泄露电流随所加直流电压变化的曲线,2.直流泄漏试验

14、接线,(1)被试品不接地,图4-5 被试品CX不接地时测量泄 漏电流的接线图,(2)被试品一极接地,图4-6 被试品一极接地时的试验接线图,3.试验方法,被试品额定电压35kv及以下施加1030kv直流电压,被试品额定电压110kv及以上施加40kv直流电压,试验时按每级0.5倍试验电压分阶段升高,每阶段停留1min，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系曲线后进行分析,F放电管泄漏电流超过微安表的量程时，迅速放电，保护微安表R增压电阻泄漏电流过大时增大放电管两端电压加速动作C滤波电容过滤交流量，稳定表的读数L电感防止泄漏电流突然增大，放电管来不及动作，利用其

15、阻碍电流变化的特点，限制电流,微安表的保护,图4-7 微安表保护装置的接线,介质损失角正切的测量,如果电介质损耗很大，会使电介质温度升高，促使材料发生老化（发脆、分解等），如果介质温度不断上升，甚至会把电介质熔化、烧焦，丧失绝缘能力，导致热击穿，因此电介质损耗的大小是衡量绝缘介质电性能的一项重要指标。通过测量可以有效地测出绝缘受潮、老化等分布性缺陷；但对集中性缺陷不灵敏，体积越大也越不灵敏。,一、用高压西林电桥测量 的原理,我国目前使用的测 试验装置有西林电桥，M型介质试验器，还有P5026M型交流电桥、GWS-1型光导微机介质损耗测试仪等。,（一）测量原理1几种接线方法的比较反接法用于现场试

16、品为一极接地的设备，要求电桥有足够的绝缘，是现场应用较多的一种接线方式，由于R3和C4处于高电位，为保证操作的安全应采取一定的措施。,正接法用于两极对地绝缘的设备，用于试验室或绕组间测。这种方法，高压西林电桥的高压桥臂的阻抗比对应的低压臂阻抗大得多，所以电桥上施加的电压绝大部分都降落在高压桥臂上，只要把试品和标准电容器放在高压保护区，用屏蔽线从其低压端连接到低压桥臂上，则在低压桥臂上调节R3和C4就很安全，而且测量准确度较高。,1几种接线方法的比较,图4-5 高压西林电桥的原理接线图,2测量原理和接线,利用电桥平衡原理,（a）正接法,通常取,，f=50Hz，,，则,（,以F计）,所以，电桥平衡

17、时C4的微法数即为被试品的tg值。,图4-5 高压西林电桥的原理接线图,（b）反接线,在现场进行测量时，试品和桥体往往处于周围带电部分的电场作用范围之内，虽然桥体及桥体与标准电容器间的联接线采用了屏蔽措施，但试品无法做到全屏蔽。这时干扰就会通过试品高压极的杂散电容产生干扰，影响测量结果。1.电场干扰电场干扰是由周围带电部分通过与桥臂的电容耦合产生干扰电流，干扰电流流入桥臂造成测量误差。,（二）测量过程中的干扰及消除措施,图4-12 外界电源引起的电场干扰,图4-13 有电场干扰时的相量图,消除干扰措施,（1）加设屏蔽 当试品体积不大时，可用金属屏蔽罩或网将试品与干扰源隔开，可以减少测量误差。（

18、2）采用移相电源 由于干扰源的相位一般是无法改变的，因此，可以通过改变电源的相位，使得电源的相位和干扰的相位同相或反相，来达到消除或减少同频率干扰的目的。（3）倒相法 测量时将电源正接和反相各测量一次，测得两组结果tg1、C1和tg2、C2，而,即试品实际的tg约等于两次测量结果的平均值。,采用非平衡法测量时，可采用如下措施：采用异频电源。由于干扰的频率一般为工频或工频的谐波，因此，可将输入电源整流成直流后通过开关逆变电路逆变为异于工频的正弦波，避开干扰的频率范围，这样可大大提高测量精度。这种方法在非平衡法测量中使用较多，而且抗干扰的效果较好。（2）补偿法。通过计算机数据处理，将测量数据进行补

19、偿，使得测量波形为不畸变的正弦波形后，计算得到tg和C。,当电桥靠近电抗器等漏磁通较大的设备时，会产生显著的磁场干扰。可以将检流计的极性转换开关置于中间断开位置来判断是否存在磁场干扰，如果检流计的光带较宽就表明有磁场干扰。为消除这种干扰，可移动电桥位置使之远离干扰源，或将桥体就地转动改变角度，找到干扰最小的方位，再将检流计极性转换开关分别置于正、反两种位置进行两次测量，两次测量的的平均值可近似作为被试品真实的tg值。,2.磁场干扰,由于介质损耗角很小，如果直接测量其角差很困难，因此，传统的测量方法均采用平衡测量法。随着技术的进步及元器件的发展，可以通过直接测量电压和电流的角差来测量tg，即角差

20、法测量tg。这种方法免去了平衡测量法中需要调节平衡的繁琐，大大减少了试验的工作量，而且可以防止外界干扰，提高了测量准确度。角差法测量方法很多，如图4-13所示为角差法典型的测量原理接线图，其工作原理如下：,二、用数字化介质损耗测量仪测量（角差测量法测量）,测量tg实际上就是测量流过试品容性电流与全电流的相角差，在试验时同时测量流过标准电容器电流（其相角与流过试品的容性电流的相角一致）和流过试品的电流（全电流），这样可测得到二者之间的相角差，从而可以计算tg的数值。采样电阻是无感精密电阻。测量回路将电流信号变为数字信号，通过傅立叶变换能精确稳定地测量畸变波形的相位差。但测量精度完全由高速高精度器

21、件和计算处理的精度决定。考虑到正、反接线及高低压隔离问题，数据传输可以通过光纤传输或将数据转换为红外光并发送到接收器来进行隔离。,二、用数字化介质损耗测量仪测量（角差测量法测量）,二、用数字化介质损耗测量仪测量（角差测量法测量）,数字化介质损耗测量仪一般将升压变压器、标准高压电容器和测量装置安装在同一机箱内，在内部高压测量范围内（最高10kV）不需任何外部设备，便于携带至试验现场使用。,三、测量时主要的注意事项,（一）电桥本体接地良好（二）尽可能分部测试当绝缘受潮、老化时，有功电流将增大，tg也增大。通过测可以反映出绝缘的分布性缺陷。如果缺陷是集中性的，有时测tg就不灵敏，这是因为集中性缺陷为

22、局部的，可以把介质分为缺陷和无缺陷的两部分；无缺陷的部分为R1和C1的并联；有缺陷部分为R2和C2的并联。则：,当有缺陷部分占的比例很小时，缺陷的体积与整个绝缘的体积之比越小，则C2/CX越小，所以测整体的tg时就不易发现局部缺陷。所以对于可以分解为不同绝缘部分的被试品，应尽量分部进行测量。如测量变压器绕组连同套管的tg时，由于套管的电容比绕组的电容小得多，套管内的缺陷很难发现，但单独测量套管的tg时，其中的缺陷则很容易暴露出来。在电力设备预防性试验规程中对电机、电缆等绝缘，因为缺陷的集中性及体积较大，通常不做此项试验；而对套管、电力变压器、互感器、电容器等则做此项试验。,三、测量时主要的注意

23、事项,（三）测量时应选取合适的温度和湿度值tg受温度影响而变化，为了比较试验结果，对同一设备在不同温度下的变化必须将结果归算到一个固定的基准温度，一般归算到20。在不同的湿度下测得的值也是有差别的，应在空气相对湿度小于80%下进行试验。（四）反接法时,三根引线处于高压,必须悬空（五）测量时应选用合适的试验电压试验电压过低，不易发现缺陷，应接近工作电压。通过测tg=f（U）的曲线，观察tg是否随电压而上升，来判断绝缘内部是否有分层、裂纹等缺陷。,三、测量时主要的注意事项,（六）测量绕组的tg时必须将每个绕组的首尾短接绕组两端短路后，绝缘的容性电流将从绕组的两端进入，因电流方向相反，产生的磁通互相

24、抵消，电感和励磁铁损带来的误差都将大大减小。（七）测量时应注意消除被试品表面泄漏电流的影响表面泄漏电流对tg测量结果的影响程度与被试品电容量大小有关。表面泄漏电流大时，可以用清洁和干燥表面或加屏蔽环来将损失减到最小，也可采用涂硅油等办法来消除这种影响。,三、测量时主要的注意事项,每一项预防性试验项目对反映不同绝缘介质的各种缺陷的特点及灵敏度各不相同，因此对各项预防性试验结果不能孤立地、单独地对绝缘介质做出试验结论，而必须将各项试验结果全面地联系起来，进行系统地、全面地分析、比较，并结合各种试验方法的有效性及设备的历史情况，才能对试品的绝缘状态和缺陷性质做出科学的结论。例如，当利用兆欧表和电桥分

25、别对变压器绝缘进行测量tg时，如果值不高，其绝缘电阻、吸收比较低，则往往表示绝缘中有集中性缺陷；如果tg值也高，则往往说明绝缘整体受潮。,四、测量结果的分析判断,一般地说，如果电气设备各项预防性试验结果（也包括破坏性试验）能全部符合规定，则认为该设备绝缘状况良好，能投入运行。但是对非破坏性试验而言，有些项目往往不作具体规定，有的虽有规定，然而，试验结果却又在合格范围内出现“异常”，即测量结果合格，增长率很快。对这些情况如何作出正确判断，则是每个试验人员非常关心的问题。根据现场试验经验，现将电气设备绝缘预防性试验结果的综合分析判断概括为比较法。它包括下列内容：,四、测量结果的分析判断,1.与设备

26、历年（次）试验结果相互比较。2.与同类型设备试验结果相互比较。3.同一设备相间的试验结果相互比较。4.与电力设备预防性试验规程规定的“允许值”相互比较。,四、测量结果的分析判断,表4-1 非破坏性试验基本方法的比较,工频交流耐压试验,1.作用：能确定电气设备绝缘的耐受水平试验电压：工频耐压试验的优点是可准确地考验绝缘的裕度，能有效地发现较危险的集中性缺陷。但是交流耐压试验有重要缺点：即对于固体有机绝缘，在较高的交流电压作用时，会使绝缘中一些弱点更加发展。大修前发电机定子绕组的试验电压取1.31.5倍额定电压，对于运行20年以上的发电机，取1.3倍额定电压做试验，对与架空线路有直接连接的发电机要

27、求用1.5倍额定电压做耐压试验。变压器和互感器取出厂试验电压的0.85，其他高压电器按出厂试验电压的0.9，绝缘子直接按出厂试验电压做耐压试验。,2.用试验变压器直接进行耐压试验,耐压时间一般不超过1分钟,图4-15 工频耐压试验的原理接线图,单相接触式调压器,各种接触式调压器,试验变压器,球隙测量器,保护电阻,（1）工频试验变压器,耐压试验对工频试验变压器的要求：1）其高压绕组的额定电压应不小于被试品的试验电压值；2）其额定容量应不小于由被试品试验电压及试验电压下流过被试品的电流决定的被试品容量，且在被试品击穿或闪络后能短时地维持电弧。试验变压器的最小容量：,某台电力变压器需进行72kV的工

28、频耐压试验，tg试验时测得其等值电容Cx=4200pF。现有数台容量不同的100/0.4(kV)的工频试验变压器，应选择一台额定容量为多少的试验变压器才能满足试验的要求？解：被试品的电容电流 Ic=cU=0.095(A)0.1(A)则变压器的额定电流应不小于0.1（A）变压器高压侧额定电压为100kV 因此变压器的容量应不小于S=1000.1=10(kVA)若变压器的容量仅根据试验电压和试品电容来选择，即 S=UI(kVA),（1）工频试验变压器,1)工频试验变压器与电力变压器的比较,工频试验变压器,电力变压器,试验变压器与电力变压器的比较,2)串接式工频试验变压器,图4-16 三台工频试验变

29、压器串接的原理接线1-低压绕组；2-高压绕组；3-供给第二级的激磁绕组,n级串接装置容量的利用系数,2)串接式工频试验变压器,串接工频试验变压器的台数一般不超过三台,移卷调压器,（3）调压设备,1）自耦调压器2）移卷式调压器3）感应调压器4）电动发电机组,调压原理,图4-17 移圈调压器原理接线及结构示意图（a）原理接线；（b）结构示意图,2.利用串联谐振进行耐压试验,图4-18 串联谐振试验线路电路图,容升效应：进行交流耐压试验时，被试品一般均属于电容性，试验变压器在电容性负载下，由于电容电流在线圈上会产生漏抗压降，使变压器高压侧电压发生升高现象。（避免方法：在高压侧测量）注意事项：一、球隙

30、的选择和布置，要求S/D0.75二、大气条件对放电的影响,球间隙所构成的电场为稍不均匀电场时，放电才比较稳定。我们就是利用这一特点来测量高压的。只有当球电极之间的距离与球的直径保持一定的比例时，才构成稍不均匀电场，使放电分散性较小。但是，同样的球电极在测量较高电压时，间隙距离将相应地增加，在测量更高电压时为保持球电极之间仍是稍不均匀电场，就应采用更大直径的球电极。当然，采用过大的球电极使设备费用和试验场地都大大增加也是不 恰当的。所以根据被测电压的大小选择合适的球电极，或者对于一定大小的球电极有一合适的使用范围，这是相当重要的。通常以 S/D0.75为限。其中S为球电极间距离，D为球电极直径。

31、在S/D0.5，且满足其他条件时，能使测量准确度在3 以内。当S/D0.75乃以后不仅放电分散性增加，而且周围物体对球间隙电场的分布一也将有较显著的影响。球电极与被测电压上限的关系可参照高电压试验标准。,在使用中，通常由球隙放电时的球隙距离，在相应的放电电压表中查出标准大气条件下的放电电压值,同时由试验时的大气条件算出 值，由此可得实际测量时，球隙的放电电压U=，该电压即为被测高压值。,二、工频高电压的测量,（1）低压侧测量（在试验变压器的低压侧或测量绕组的端子上测量，然后用变比换算）,（2）高电侧测量,1）用静电电压表测量工频电压的有效值：改变静电电压表两个电极的距离能够改变测量范围。额定电

32、压1000V及以上的静电电压表的电极暴露在外面，现场使用时受外电磁场及环境影响大，多用于试验室内。,电容效应,测量,图4-19 工频试验变压器在耐压试验时的简化等值电路,图4-20 电容效应引起的电压升高,2）用电容分压器配用低压仪表（高压电容和低压电容串联分压，利用电压按电容值反比分配的原理，测量低压电容上的电压，再用分压比计算）,3）用球隙进行测量工频电压的幅值,5）用电压互感器测量,4）用高压电容器和整流装置串联测量,10kv电压互感器,三、操作规定,（1）试验前应了解被试设备的非破坏性试验项目是否合格，一殷应在所有非破坏试验项目全部做完，且合格以后才做交流耐压试验，若有缺陷或异常，应在

33、排除缺陷（如受潮时要干燥）或异常后再进行试验。（2）试验现场应围好遮栏，挂好标志牌，并派专人监视。（3）试验前应将被试设备的绝缘表面擦拭干净。对多油设备应按有关规定使油静止一定时间，如大容量变压器，应使油静止12-20h，310kV变压器，应使油静止56h后再做试验。（4）调整保护球隙，使其放电电压为试验电压的105%110%，连续试验三次，应无明显差别，并检查过流保护装置动作的可靠性。（5）根据试验接线图接好线后，应由专人检查，确认无误（包括引线对地距离、安全距离等）后方可准备加压。（6）加压铅要检查调压器是否在“零位”，若在“零位”方可加压，而且要在高呼“加高压”后才能实施操作。,（7）升

34、压过程中应监视电压表及其他表计的变化，当升至0.5倍额定试验电压时，读取被试设备的电容电流；当升至额定电压时，开始计算时间，时间到后缓慢降下电压。（8）对于升压速度，在1/3试验电压以下可以稍快一些，其后升压应均匀，约按每秒3%试验电压升压，或升至额定试验电压的时间为1015s。（9）实验中若发现表针摆动或被试设备、实验设备发出异常响声、冒烟、冒火等，应立即降下电压，在高压侧挂上地线后，查明原因。（10）被试设备无明显规定者，一般耐压时间为1min，对绝缘棒等用具，耐压时间为5min，实验后应在挂上接地棒后触摸有关部位，应无发热现象。（11）试验电压值要认真确定，特别是发电机的耐压试验，一定要

35、严格监督不要升高到规定值以上。（12）实验前后应测量被试设备的绝缘电阻及吸收比，两次测量结果不应有明显差别。,三、操作规定,1调压器的情况当接通电源，合上电磁开关，接通调压器后，调压器便发出沉重的声响，这可能是将220v的调压器错接到380v的电源上了，若此时电流出现异常读数，则又可能是调压器不在零位，并且其输出侧有短路或类似短路的情况，最常见的是接地棒忘记摘除。2电压表的情况（1）电压表有指示。接通电源后，电压表马上就有指示，这说明调压器不在零位，若电压表指示甚大，且伴有声响，则可能马上嗅出味来。（2）电压表无指示，接通电源后，调节调压器，电压表无指示，这可能是由于自耦变压器碳刷接触不良，或

36、电压表回路不通，若变压器测量线卷（或变压器输入线圈）有断线的地方所致。,四、交流试验中的问题,3升压过程中出现的情况（1）在升压或持续试验的过程中，出现限流电阻内部放电，这可能是由于管内没有水或水不够所致。有时出现管外表面闪络，这可能是由于水阻过大、管子短或表面脏污所致。,（2）在升压过程中，电压缓慢上升，而电流急剧上升，这可能是由于被试设备存在短路或类似短路的情况所致，也可能是被试设备容量过大或接近于谐振所致。（3）若随着调压器往上调节，电流下降，电压基本不变可有下降趋势，这可能是由于试验负荷过大、电流容量不够所致。在这种情况下，可改用大容量电源进行尝试。否则可能是由于波形畸变的影响所致。,

37、图 移卷调压器（12.5kVA）调压的试验变压器（150kV，25kVA）在工频耐压试验过程中的电压变化曲线（被试品电容为6410pF）,四、交流试验中的问题,（4）在升压过程中，随着移卷调压器调节把手的移动，输出电压不均匀地上升，而出现一个马鞍形，即通常所说的“形曲线”如图420所示。这是由于移卷调压器的漏抗与负载电容的容抗相匹配而发生串联谐振造成的，遇到这种情况可采用增大限流电阻或改变回路参数的办法来解决。4从被试设备方面反映出的情况被试设备在耐压试验时合格，但是在交流试验后却发现被击穿。这可能是由于试验者的疏忽，在试验后，忘记降压就拉闸所造成的。,五、交流耐压试验结果的分析（1）被试设备

38、一般经过交流耐压试验，在规定的持续时间内不发生击穿为合格，反之为不合格。被试设备是否击穿，可按下述情况分析：,1）根据试验时接入的表记进行分析。一般情况下，若电流表突然上升，则表明被试设备击穿。但当被试设备的容抗 与试验变压器的漏抗 之比等于2时，虽然被试设备击穿，电流表的指示也不会发生变化，因为此时回路电抗没有变化；而当 与 的比值小于2时，虽然被试设备被击穿，电流表的指示反而下降，这是由于此时回路电抗增大所致。上述现象可用图421进行分析，图中 为被试品的容抗，为试验变压器的漏抗。,图421 交流耐压试验的等值回路,当采用串并联补偿法或被试设备容量较大、试验变压器容量不够时，就有可能出现上

39、述异常现象。当采用电压互感器或电容分压器等方法测高压端部电压，被试设备击穿时，其表针指示会突然下降，低压侧的电压表也能反映出来。,2）根据试验控制回路的状况进行分析。若过流继电器整定值适当，则被试设备击穿时，过电流继电器要动作，电磁开关跟着就要跳开；若整定值过小，可能在升压过程中，并非被试设备击穿，而是由于被试品电流较大，造成电磁开关跳开；若整定值过大，即被试设备放电或发生小电流击穿，也不会有反映。3）根据被试设备状况进行分析。在被试过程中，如被试设备发生击穿声响，发生断续放电声响、冒烟、焦臭、跳火以及燃烧等，一般都是不允许的，当查明这种情况确实来自被试设备绝缘部分（如在绝缘中发现贯穿性小孔、

40、开裂等现象）时，则认为被试设备存在问题或早已被击穿。除此之外，若在被试过程中，出现局部放电，则应按各种不同的被试设备，就其有关规定，进行处理或判断。（2）当被试设备为有机绝缘材料，经试验后，立刻进行触摸，如出现普遍或局部发热，都认为绝缘不良，需要处理（如烘烤），然后再进行试验。,（3）对组合绝缘设备或有机绝缘材料，耐压前后期绝缘电阻不应下降30，否则就认为不合格。对于纯瓷绝缘或表面以瓷绝缘为主的设备，易受当时气候条件的影响，可酌情处理。（4）在试验过程中若空气湿度、温度、或表面脏污等的影响，仅引起表面滑闪放电或空气放电，则不应认为不合格。在经过清洁、干燥等处理后，在进行试验；若并非由于外界因素

41、影响，而是由于瓷件表面釉层绝缘损伤、老化等引起的（如加压后表面出现局部红火），则应认为不合格。（5）精心综合分析、判断。应当指出，有的设备及时通过了耐压试验，也不一定说明设备毫无问题，特别是像变压器那样有绕组的设备，即使进行了耐压试验，也往往不能检出匝间、层间等缺陷，所以必须汇同其他试验项目所得的结果进行综合判断。除上述测量方法外，还可以进行色谱分析、微水分析、局部放电测量等。,直流耐压试验,1.方法与测量直流泄漏电流一致，但它是检查绝缘情况，试验电压较低特点：试验设备轻小，在绝缘进行直流耐压试验的同时，可通过测量泄漏电流来观察绝缘内部集中性缺陷。接线同泄漏电流试验相同。试验时间：一般采用51

42、0分钟。不足：对绝缘的考验不如交流下接近实际和准确。试验电压值：发电机定子绕组取22.5倍额定电压电力电缆10kV及以下取56倍额定电压，35kV取45倍额定电压。,直流耐压试验和直流泄漏试验的原理、接线及方法完全相同，差别在于直流耐压试验的试验电压较高，所以它除能发现设备受潮、劣化外，对发现绝缘的某些局部缺陷具有特殊的作用、往往这些局部缺陷在交流耐压试验中是不能被发现的。直流耐压试验与交流耐压相比有以下几个特点：（1）设备较轻便。在对大容量的电力设备（如发动机）进行试验，特别是在试验电压较高时，交流耐压试验需要容量较大的试验变压器，而当进行直流耐压试验时，试验变压器的容量可不必考虑。通常负荷

43、的泄漏电流都不超过几毫安，核算到变压器侧的容量微不足道。因此，直流耐压试验的试验设备较轻便。,（2）绝缘无介质极化损失。在进行直流耐压试验时，绝缘没有极化损失，因此不致使绝缘发热，从而避免因热击穿而损坏绝缘。进行交流耐压试验时，既有介质损失，还有局部放电，致使绝缘发热，对绝缘的损伤比较严重，而直流下绝缘内的局部放电要比交流下的轻得多。基于这些原因，直流耐压试验还有些非破坏性试验的特性。,（3）可制作伏安特性。进行直流耐压试验时，可制作伏安特性曲线，可根据伏安特性曲线的变化来发现绝缘缺陷。并可由此来预测击穿电压，如图4-13所示。预测击穿电压的方法是将泄漏电流与电压关系曲线延长，泄漏电流急剧增长

44、的地方，表示即将击穿，此时即停止试验，如图中的即为近似的击穿电压。,图 延长伏安特性曲线预测击穿电压,根据预测的直流击穿电压，有人认为可以估算出交流击穿电压的幅值，换算公式为：交流击穿电压幅值 直流击穿电压,式中巩固系数，与设备的绝缘材料和结构有关，可用直流击穿电压与交流击穿电压的幅值来表示，其值一般在1.04.2范围内。,（4）在进行直流耐压试验时，一般都兼做泄漏电流测量，由于直流耐压试验时所加电压较高，故容易发现缺陷。（5）易于发现某些设备的局部缺陷。对电缆来说，直流试验也容易发现其局部缺陷。综上所述，直流耐压试验能够发现某些交流耐压所不能发现的缺陷。但交流耐压对绝缘的作用更近于运行情况，

45、因而能检出绝缘在正常运行时的最弱点。因此，这两试验不能互相代替，必须同时应用于预防性试验中，特别是电机、电缆等更应当作直流试验。,2.直流高压的获得,图4-20 倍压整流电路,图4-21 三级串级直流高压装置接线,3.直流高压的测量,图4-22 直流电压的测量接线(a)用高值电阻串联微安表；(b)用高值电阻分压器,冲击高压试验,1.作用,用来检验高压电气设备在雷电过电压和操作过电压作用下的绝缘性能和保护性能,2.冲击电压发生器的基本回路,图4-23 冲击电压发生器的基本回路（a）回路1；（b）回路2,3.回路元件与输出冲击电压波形的关系,图4-24 回路2的简化等值电路（a）决定波前；（b）决

46、定半峰值时间,4.多级冲击电压发生器的基本电路,图4-25 多级冲击电压发生器的基本电路,5.测量方法,（1）测量球隙（2）分压器峰值电压表（3）分压器示波器,试验记录、试验报告和试验结果分析电气设备在运行中受到运行条件和外部条件的影响一些参数会发生变化，如负载电流的影响，各种过电压的影响，短路故障的影响，和温度、湿度的影响，另外绝缘介质在运行过程中会产生自然老化，承受内、外过电压影响时会产生绝缘积累效应。预防性试验的目的就是每隔一定的周期通过一定的试验项目把电气设备的运行状态和参数测试出来，从而判别电气设备是否能够安全运行，有无安全隐患。一、试验记录及试验报告试验记录应全面、准确的记录如下内

47、容和数据1、试验日期及天气条件：如试验日期、天气、温度、湿度等。2、被试设备的铭牌数据，产品序号，安装位置。3、试验设备及仪表、仪器的型号，编号及校验状况。4、试验方法和接线。5、试验数据。6、试验分析及结论。7、试验人员的签名。,二、试验数据的确定（1）试验接线、试验方法误差，接线试验方法是否正确，试验电压、电流测量是否准确，比如做直流泄漏试验时，试验电压是否从高压测直接测量，微安表所接的位置是否合适，是否加了合格的滤波电容？特别是在做避雷器等非线性元件的直流泄漏电流试验时如果电压测量不准则会造成泄漏电流较大的误差。还有做介质损试验时接线不同测量结果也会有较大的差异。（2）仪表、仪器误差，仪

48、表、仪器在长途运输，搬运和使用中会损坏，或产生较大误差，如不能及时检查、校对就会对试验结果造成严重形响。特别是一些测量表计、仪器如分压器、互感器，各种仪表等损坏后如不能及时发现，就会对试验结果产生较大的影响。还有仪器的容量问题和仪表的读数范围问题，如仪器的容量不足，或型乎选择不对也会对试验结果产生较大的影响。而对仪表的选择，则是应这择在仪表读数刻度的30-80范围内，如果靠近上限或下限读数则误差就较大。（3）被试品的表面状况，对绝缘试验来说，被试品的表面状况对试验结果会产生很大的影响，所以在试验前应彻底清擦被试品表面或采取屏蔽措施排除被试品表面污秽对试验结果的影响。,（4）环境条件，特别是温度

49、、湿度对试验结果会造成很大的影响，所以一般绝缘试验不要在阴雨天气进行，不要在气温低于5，和高于40时做，不要在空气湿度大于80时做，如能换算到标准状态的应尽量换算到标准状态。（5）各种干扰的影响，对于发电厂、变电所的电气设备，往往处于电场干扰、磁场干扰等复杂的电磁环境下，而大多项目如绝缘介质损试验，局部放电试验等，容易受干扰的影响，会使试验结果产生较大的偏差，因而在试验时要采取切实可行的措施来排除干扰对试验的影响。在完成某个试验项目后，特别是当某个试验数据有问题时，不要急着对被试品下结论，而是要对试验接线、试验方法，仪、器仪表进行反复检查，对试验条件、外部环境进行仔细分析，对被试品表面状况进行

50、认真处理，对各种干扰进行排除，必要时要采用不同的方法，不同的仪器、仪表，不同的接线进行复试。当这些都排除后，再确定试验数据。,三、试验结果的分析（1）把试验结果与规程、标准比，看是否符合规程标准的要求。在电力系统中，交接试验有交接试验标准，预防性试验有预防性试验标准，对绝大多数产品来说还有国家标准，那么我们做什么试验，就要和什么标准相对照，看试验结果是否符合国家标准和行业标准的要求？试验数据是否在规程标准的范围内？如是，则是正常的。如超出规程、标准的范围，则应找出原因。（2）把试验结果与历史数据比，有些参数在规程标准中并没有给出合格的绝对值，有些不做规定，有些要求与出厂，或前次试验数据相比较，