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1、绝缘电阻基本知识及部分设备绝缘电阻要求,制作 汉江集团 wyh,绝缘电阻,概念：绝缘就是使用不导电的物质将带电体本身或带不同电压等级带电体之间相互隔离或包裹起来。作用：保证电气设备、线路的安全运行，防止人身触电事故的发生。,原理,世界上没有绝对“绝缘”的物质，在绝缘物质两端加直流电压时，介质总会有电流流过，这个电流可以看成三种电流组成：电导组成的泄导电流（泄漏电流、电导电流）、快速极化决定的电容电流及缓慢极化产生的极化电流，其变化曲线如(图1).漏导电流，不随时间而改变。电容电流只是在加压的瞬间出现，立即衰减至零。吸收电流随时间逐渐衰减，这个时间与试品的容量大小有关，容量越大衰减时间越长。研究
2、表明，吸收电流与绝缘受潮有关，吸收电流与时间的曲线叫吸收曲线，不同的绝缘吸收曲线不同，同一绝缘受潮或绝缘有缺陷吸收曲线也不同，因此、可以通过吸收曲线来判断绝缘的好坏。,定义：,绝缘电阻是电气设备绝缘层在直流电压作用下呈现的电阻值。绝缘电阻是指加于试品上的直流电压与流过试品的漏导电流之比即：R=U/I吸收比试品加压60s测得的绝缘电阻与加压15s测得的绝缘电阻的比值。极化指数试品加压10min测得的绝缘电阻与加压1min测得的绝缘电阻的比值。,意义,电气设备停用、备用或存放，都有受潮、积灰的现象，影响电气设备的绝缘；长期使用的电气设备，绝缘也有可能老化，端线松弛。通过测量电气设备绝缘电阻值的大小
3、常能灵敏地反应绝缘情况，能有效地发现设备局部或整体受潮和脏污，以及绝缘击穿和严重过热老化等缺陷。通过绝缘电阻的测量就能发现这些问题，了解问题及时采取措施，不影响电气设备的安全运行或切换使用。测量电气设备的绝缘电阻，是检查电气设备绝缘状态最简便和最基本的方法。在现场普遍用绝缘电阻表（兆欧表）测量绝缘电阻。,测绝缘电阻工具,绝缘电阻表、兆欧表（摇表）：为了避免事故发生，用于测量各种电气设备的绝缘电阻的兆欧级电阻表。(图2）,兆欧表原理图,L-线路端,E-接地端,G-屏蔽端,（保护环）,原理图,绝缘电阻表的型式,绝缘电阻表（兆欧表）按电源型式通常可分为发电机型和整流电源型两大类。发电机型一般为手摇(
4、或电动)直流发电机或交流发电机经倍压整流后输出直流电压作为电源的机型。整流电源型由低压50Hz交流电经整流稳压(或直接采用电池电源)经晶体管振荡器升压和倍压整流后输出直流电压作为电源的机型。,如何选择绝缘电阻表的电压和量程,测量绝缘电阻一般使用绝缘电阻表，绝缘电阻表的输出电压通常有250V、500V、1000V、2500V、5000V和10000V等多种。也有可连续改变输出电压的。应按照电气设备预防性试验规程的有关规定选用适当的电压。对水内冷发电机采用专用兆欧表测量绝缘电阻。,如何选择绝缘电阻表的电压和量程,如果有关规程没有特殊规定，各种电压等级的电气设备在测试绝缘电阻时应按下列规定选用绝缘电
5、阻表的电压等级和绝缘电阻量程。100V以下电气设备选用250V、量程50M及以上的绝缘电阻表。100V以下至500V电气设备选用500V、量程100M及以上的绝缘电阻表。500V以上至3KV电气设备选用1000V、量程2000M及以上的绝缘电阻表。3KV以上至10KV电气设备选用2500V、量程10000M及以上的绝缘电阻表。10KV及以上的电气设备选用2500V或5000V、量程10000M及以上的绝缘电阻表。,绝缘电阻表的容量,绝缘电阻表的容量即最大输出电流值，一般可将绝缘电阻表（两端输出）经毫安表短路后测得，因此也称之为绝缘电阻表的输出短路电流值。绝缘电阻表的容量对吸收比和极化指数测量有
6、一定的影响。测量吸收比和极化指数时应尽量采用大容量的兆欧表，即选用最大输出电流1mA及以上的兆欧表，以得到较准确的测量结果。极化指数测量时，绝缘电阻表短路电流不应低于2mA。,绝缘电阻表的负载特性,绝缘电阻表的负载特性,即被测绝缘电阻R和端电压U的关系曲线,随兆欧表的型号而变化。（图3）为兆欧表的一般负载特性：当被测绝缘电阻阻值降低时,绝缘电阻表的端电压明显下降。,选用兆欧表时应注意负载特性的影响,在测试绝缘电阻时，如果被试品的绝缘电阻合格范围要求十分严格，则应选用负载特性较好的绝缘电阻表，以免由于绝缘电阻表的容量太小、负载特性太差，使测量结果误差太大而造成误判断。对有介质吸收现象的发电机、电
7、动机和变压器等设备，绝缘电阻值、吸收比值和极化指数随兆欧表电压高低而变化，因此历次试验应选用相同特性的绝缘电阻表。对二次回路或低压配电装置及电力布线测量绝缘电阻，并兼有进行直流耐压试验的目的时，可选用2500V兆欧表。由于低压装置的绝缘电阻一般较低(120M)，兆欧表输出电压因受负载特性影响，实际端电压并不高。用2500V兆欧表代替直流耐压试验时，应考虑到低绝缘电阻时端电压降低的因素。,兆欧表的使用,兆欧表的使用：（1）兆欧表放置平稳牢固，被测物表面擦干净，以保证测量正确。（2）正确接线。兆欧表有三个接线柱：线路（L）、接地（E）、屏蔽（G）。根据不同测量对象，作相应接线。测量线路对地绝缘电阻
8、时，E端接地，L端接于被测线路上；测量电机或设备绝缘电阻时，E端接电机或设备外壳，L端接被测绕组的一端；测量电机或变压器绕组间绝缘电阻时先拆除绕组间的连接线，将E、L端分别接于被测的两相绕组上；测量电缆绝缘电阻时E端接电缆外表皮（铅套）上，L端接线芯，G端接芯线最外层绝缘层上。（3）由慢到快摇动手柄，直到转速达120r/min左右（转速快，测量值偏大），保持手柄的转速均匀、稳定，一般转动1 min，待指针稳定后读数。（4）测量完毕，待兆欧表停止转动和被测物接地放电后方能拆除连接导线。,绝缘电阻、吸收比及极化指数测试步骤,1、断开被试品的电源，拆除或断开对外的一切连线，将被试品接地放电。对电容量
9、较大者(如发电机、电缆、大中型变压器和电容器等)，应充分放电(5min)。放电时应用绝缘棒等工具进行，不得用手碰触放电导线。2、用干燥清洁柔软的布擦去被试品外绝缘表面的脏污，必要时用适当的清洁剂洗净。3、兆欧表上的接线端子“E”是接被试品的接地端的，“L”是接高压端的，“G”是接屏蔽端的。应采用屏蔽线和绝缘屏蔽棒作连接。将兆欧表水平放稳，当兆欧表转速尚在低速旋转时，用导线瞬时短接“L”和“E”端子，其指针应指零。开路时，兆欧表转速达额定转速其指针应指“”。然后使兆欧表停止转动，将兆欧表的接地端与被试品的地线连接，兆欧表的高压端接上屏蔽连接线，连接线的另一端悬空(不接试品)，再次驱动兆欧表或接通
10、电源，兆欧表的指示应无明显差异。然后将兆欧表停止转动，将屏蔽连接线接到被试品测量部位。如遇表面泄漏电流较大的被试品(如发电机、变压器等)，还要接上屏蔽护环。,绝缘电阻、吸收比及极化指数测试步骤,4、驱动兆欧表达额定转速，或接通兆欧表电源，待指针稳定后(或60s)，读取绝缘电阻值。5、测量吸收比和极化指数时，先驱动兆欧表至额定转速，待指针指“”时，用绝缘工具将高压端立即接至被试品上，同时记录时间，分别读出15s和60s(或 1min和10min)时的绝缘电阻值。6、读取绝缘电阻后，先断开接至被试品高压端的连接线，然后再将兆欧表停止运转。测试大容量设备时更要注意，以免被试品的电容在测量时所充的电荷
11、经兆欧表放电而使兆欧表损坏。7、断开兆欧表后对被试品短接放电并接地。8、测量时应记录被试设备的温度、湿度、气象情况、试验日期及使用仪表等。,影响因素及注意事项,在测试绝缘电阻时，应注意可能影响测试结果的各种因素，特别要注意以下几个方面：1、温度的影响 温度对绝缘电阻的影响很大，一般绝缘电阻时随温度上升而减小的。原因在于当温度升高时，绝缘介质中的极化加剧，电导增加，致使绝缘电阻值降低，并与温度变化的程度、与绝缘材质的性质和结构有关。因此，测量绝缘电阻时必须记录温度，以便将其换算到同一温度，进行比较。测量绝缘电阻时，试品温度宜在1040之间。绝缘电阻随着温度升高而降低，但目前还没有一个通用的固定换
12、算公式。如果相应的规程中对被试品没有提供具体的绝缘电阻温度换算系数，则最好以实测决定：例如正常状态下，当设备自运行中停下来，在自行冷却过程中，可在不同温度下测量绝缘电阻，从而求出其温度换算系数。,影响因素及注意事项,2、湿度的影响 由于某些绝缘材料有毛细管作用，当空气中的相对湿度较大时，会吸收较多的水分，增加了电导，使绝缘电阻值降低。一般应在空气相对湿度不高于80%条件下进行试验。在相对湿度大于80%的潮湿天气测量时，此时，应如(图4)所示在引出线瓷套上装设屏蔽环（用细铜丝或细熔丝紧扎12圈）接到绝缘电阻表屏蔽端子。屏蔽环应接在靠近绝缘电阻表高压端所接的瓷套端子，远离接地部分，以免造成绝缘电阻
13、表过载，使端电压急剧降低，影响测量结果。湿度对表面泄漏电流的影响很大。绝缘表面吸附潮气，瓷套表面形成水膜，常使绝缘电阻显著降低。,影响因素及注意事项,屏蔽环应接在靠近绝缘电阻表高压端所接的瓷套端子，远离接地部分，以免造成绝缘电阻表过载，使端电压急剧降低，影响测量结果。（图4）,影响因素及注意事项,3、放电时间的影响 若试品在上一次试验后，接地放电时间t不充分，绝缘内积聚的电荷没有放净，仍积滞有一定的残余电荷，会直接影响绝缘电阻、吸收比和极化指数值。每测完一次绝缘电阻后，应将被试品充分放电，放电时间应大于充电时间，以利将剩余电荷放尽。否则，在重复测量时，由于剩余电荷的影响，其充电流和吸收电流将比
14、第一次测量时小，因而造成吸收比减小，绝缘电阻值增大的虚假现象。（图5）,影响因素及注意事项,4、感应电压的影响 测量高压架空线路绝缘电阻，若该线路与另一带电线路有一段平行，则不能进行测量，防止静电感应电压危及人身安全，同时以免有明显的工频感应电流流过兆欧表使测量无法进行5、选用兆欧表型号的影响 测量同一试品应选用同一型号的兆欧表。（注）绝缘电阻表屏蔽端“G”端作用：在测量绝缘电阻时，希望测得的数值等于或接近绝缘体内部绝缘电阻的实际值。但是由于被测物表面总是存在着一定的泄漏电流，并且这一电流的大小直接影响测量结果。为判断是内部绝缘本身不好，还是表面漏电的影响，就需要把表面和内部绝缘电阻分开。其方
15、法是用一金属遮护环包在绝缘体表面，并经导线引到兆欧表的屏蔽端，使表面泄漏电流不流过测量线圈，从而消除了泄漏电流的影响，使所测得的绝缘电阻真正是介质本身的体积电阻。,影响因素及注意事项,1、因兆欧表本身工作时产生高压电，为避免人身及设备事故必须重视以下几点：2、不能在设备带电的情况下测量其绝缘电阻。测量前被测设备必须切断电源和负载，并进行放电；已用兆欧表测量过的设备如要再次测量，也必须先接地放电。3、兆欧表测量时要远离大电流导体和外磁场。4、与被测设备的连接导线应用兆欧表专用测量线或选用绝缘强度高的两根单芯多股软线，两根导线切忌绞在一起，以免影响测量准确度。5、测量过程中，如果指针指向“0”位，
16、表示被测设备短路，应立即停止转动手柄。6、测量过程中不得触及设备的测量部分，以防触电。7、测量电容性设备的绝缘电阻时，测量完毕，应对设备充分放电。,绝缘电阻测试结果的分析判断,绝缘电阻值的测量是常规试验项目中的最基本的项目。根据测得的绝缘电阻值，可以初步估计设备的绝缘状况，通常也可决定是否能继续进行其他施加电压的绝缘试验项目等。在试验规程中，有关绝缘电阻的标准，除少数结构比较简单和部分低电压设备规定有最低值外，多数高压电气设备未明确规定最低值。对于这种情况，除了测得的绝缘电阻值很低，试验人员认为该设备的绝缘不良外，在一般情况下，应按照以下原则进行分析判断：,绝缘电阻测试结果的分析判断,（1）所
17、测得的绝缘电阻值应等于或大于一般容许的数值（见后设备绝缘电阻规程规定允许值）。（2）将所测得的绝缘电阻值，换算至同一温度，并与出厂、交接、历年、大修前后和耐压前后的数值进行比较。（3）与同型设备、同一设备相互间比较。比较结果均不应有明显的降低或较大的差异。否则应引起注意，对重要的设备必须查明原因。,电气设备绝缘电阻规程规定 电力设备预防性试验规程DL/T 596-1996,一、变压器1)采用2500V或5000V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，尽量使每次测量温度相近4)绝缘电阻换算至同一温度下，与前一次测试结果相比应无明显变化5)吸收比(1030范围)不低于1.3
18、或极化指数不低于1.5(吸收比和极化指数不进行温度换算)6)尽量在油温低于50时测量，不同温度下的绝缘电阻值一般可按下式换算.式中R1、R2分别为温度t1、t2时的绝缘电阻值,变压器不同温度下绝缘电阻参考值,额定电压/温度10 2030405060 70 803-10KV4503002001309060402520-35KV60040027018012080503563-220KV120080054036024016010070220KV 500030002500200017001200800500500KV1000KV注：铁芯、铁轭夹件、穿心螺栓，采用2500V兆欧表（运行已久的可用1000
19、V兆欧表），220KV及以上者一般不低于500M，其它自行规定。,二、互感器,电流互感器1)采用2500V或5000V兆欧表2)绕组绝缘电阻与初始值及历次数据比较，不应有显著变化3)电容型电流互感器末屏对地绝缘电阻一般不低于1000M电磁式电压互感器1）自行规定2）一次绕组用采用2500V兆欧表，二次绕组用1000V或2500V兆欧表电容式电压互感器采用2500V兆欧表,极间绝缘电阻，一般不低于5000M,三、断路器(开关）,1、多油断路器和少油断路器采用2500V或5000V兆欧表1)整体绝缘电阻自行规定2)断口和有机物制成的提升杆的绝缘电阻不应低于下表数值：(M)试验类别 额定电压kV 2
20、4 2440.5 72.5252 363大修后1000 2500 5000 10000运行中300 1000 3000 5000,2、空气断路器,1)整体绝缘电阻自行规定2)断口和有机物制成的提升杆的绝缘电阻同多油断路器和少油断路器绝缘电阻参考值3、真空断路器 1)整体绝缘电阻参照制造厂规定或自行规定2)断口和用有机物制成的提升杆的绝缘电阻不应低于下表中的数值：M试验类别 额定电压kV 24 2440.572.5大修后1000 25005000运行中300 10003000,4、SF6断路器和GIS,采用2500V或5000V兆欧表1)整体绝缘电阻参照制造厂规定或自行规定2)断口和用有机物制成
21、的提升杆的绝缘电阻不应低于下表中的数值：M试验类别 额定电压kV 3152040.5 63220 330500大修后 3000 5000 10000 20000运行中 1200 3000 6000 10000,5、重合器,采用2500V或5000V兆欧表1)整体绝缘电阻自行规定2)用有机物制成的拉杆的绝缘电阻不应低于下列数值：大修后 1000M 运行中 300M6、SF6分段器 一次回路用2500V兆欧表，控制回路用1000V兆欧表1)整体绝缘电阻值自行规定2)用有机物制成的拉杆的绝缘电阻值不应低于下列数值：大修后 1000M运行中 300M3)控制回路绝缘电阻值不小于2M,四、隔离开关,采用
22、2500V或5000V兆欧表 1)用兆欧表测量胶合元件分层电阻 2)有机材料传动提升杆的绝缘电阻值不得低于下表数值：M试验类别额定电压kV 24 2440.5大修后1000 2500运行中300 1000二次回路的绝缘电阻采用1000V兆欧表绝缘电阻不低于2M,五、管套,主绝缘及电容型套管末屏对地绝缘电阻采用2500V兆欧表1)主绝缘的绝缘电阻值不应低于10000M2)末屏对地的绝缘电阻不应低于1000M六、支柱绝缘子和悬式绝缘子采用2500V及以上兆欧表1)针式支柱绝缘子的每一元件和每片悬式绝缘子的绝缘电阻不应低于300M，500kV悬式绝缘子不低于500M2)半导体釉绝缘子的绝缘电阻自行规
23、定棒式支柱绝缘子不进行此项试验,七、电机,1、直流电机 1)用1000V兆欧表 2)对励磁机应测量电枢绕组对轴和金属绑线的绝缘电阻 3）绝缘电阻值一般不低于0.5M2、交流电动机 1)500kW及以上的电动机，应测量吸收比(或极化指数)。吸收比或极化指数：沥青浸胶及烘卷云母绝缘吸收比不应小于1.3或极化指数不应小于1.5；环氧粉云母绝缘吸收比不应小于1.6或极化指数不应小于2.0；,2)3kV以下的电动机使用1000V兆欧表；3kV及以上者使用2500V兆欧表 3)小修时定子绕组可与其所连接的电缆一起测量，转子绕组可与起动设备一起测量 4)绝缘电阻值：a)额定电压3000V以下者，室温下不应低
24、于0.5M b)额定电压3000V及以上者，交流耐压前，定子绕组在接近运行温度时的绝缘电阻值不应低于UnM(取Un的千伏数，下同)；投运前室温下(包括电缆)不应低于UnM c)转子绕组不应低于0.5M 5)吸收比自行规定,八、发电机,1、容量为6000kW及以上的同步发电机 1)额定电压为1000V以上者，采用2500V兆欧表，量程一般不低于10000M 2)水内冷定子绕组用专用兆欧表 3)200MW及以上机组推荐测量极化指数 4）绝缘电阻值 a)绝缘电阻值自行规定。若在相近试验条件(温度、湿度)下，绝缘电阻值降低到历年正常值的1/3以下时，应查明原因,b)各相或各分支绝缘电阻值的差值不应大于
25、最小值的100%c)吸收比或极化指数：沥青浸胶及烘卷云母绝缘吸收比不应小于1.3或极化指数不应小于1.5；环氧粉云母绝缘吸收比不应小于1.6或极化指数不应小于2.0；水内冷定子绕组自行规定2、中频发电机1）1000V以下的中频发电机使用1000V兆欧表测量；2）1000V及以上者使用2500V兆欧表测量3）绝缘电阻值不应低于0.5M,九、电容器,1、高压并联电容器、串联电容器和交流滤波电容器1）极对壳绝缘电阻2)串联电容器用1000V兆欧表，其它用2500V兆欧表3)单套管电容器不测不低于2000M2、耦合电容器和电容式电压互感器的电容分压器 1）极间绝缘电阻 2）用2500V兆欧表，一般不低
26、于5000M,3、断路器电容器1）极间绝缘电阻2）采用2500V兆欧表，一般不低于5000M4、集合式电容器 1）相间和极对壳绝缘电阻2)采用2500V兆欧表3)仅对有六个套管的三相电容器测量相间绝缘电阻4）绝缘电阻自行规定,十、电力电缆,1、纸绝缘电力电缆1)额定电压0.6/1kV电缆用1000V兆欧表；2)0.6/1kV以上电缆用2500V兆欧表(6/6kV及以上电缆也可用5000V兆欧表)3)主绝缘电阻自行规定2、橡塑绝缘电力电缆（聚氯乙烯绝缘、交联聚乙烯绝缘和乙丙橡皮绝缘）1)额定电压0.6/1kV电缆用1000V兆欧表2)0.6/1kV以上电缆用2500V兆欧表(6/6kV及以上电缆
27、也可用5000V兆欧表),3)主绝缘电阻自行规定（可按下列参考值进行判断）电压（KV)1 3 610 2035 110220参考值 10 200750 4001000 6001500 4500 4）电缆外护套绝缘电阻采用500V兆欧表。当每千米的绝缘电阻低于0.5M5）电缆内衬层绝缘电阻每千米绝缘电阻值不应低于0.5M注：电力电缆投入运行前应测量绝缘电阻,4）、5）当每千米的绝缘电阻低于0.5M时应采用下列方法判断外护套是否进水,外护套是否进水判断方法橡塑电缆内衬层和外护套破坏进水的确定方法 直埋橡塑电缆的外护套，特别是聚氯乙烯外护套，受地下水的长期浸泡吸水后，或者受到外力破坏而又未完全破损时
28、，其绝缘电阻均有可能下降至规定值以下，因此不能仅根据绝缘电阻值降低来判断外护套破损进水。为此，提出了根据不同金属在电解质中形成原电池的原理进行判断的方法。橡塑电缆的金属层、铠装层及其涂层用的材料有铜、铅、铁、锌和铝等。这些金属的电极电位如下表所示：金属种类 铜Cu铅Pb 铁Fe 锌Zn 铝Al电位（V）+0.334-0.122-0.44-0.76-1.33,外护套是否进水判断方法,当橡塑电缆的外护套破损并进水后，由于地下水是电解质，在铠装层的镀锌钢带上会产生对地-0.76V的电位，如内衬层也破损进水后，在镀锌钢带与铜屏蔽层之间形成原电池，会产生0.334-(-0.76)1.1V的电位差，当进水
29、很多时，测到的电位差会变小。在原电池中铜为“正”极，镀锌钢带为“负”极。当外护套或内衬层破损进水后，用兆欧表测量时，每千米绝缘电阻值低于0.5M时，用万用表的“正”、“负”表笔轮换测量铠装层对地或铠装层对铜屏蔽层的绝缘电阻，此时在测量回路内由于形成的原电池与万用表内干电池相串联，当极性组合使电压相加时，测得的电阻值较小；反之，测得的电阻值较大。因此上述两次测得的绝缘电阻值相差较大时，表明已形成原电池，就可判断外护套和内衬层已破损进水。外护套破损不一定要立即修理，但内衬层破损进水后，水分直接与电缆芯接触并可能会腐蚀铜屏蔽层，一般应尽快检修。,小结,测量电气设备的绝缘电阻，是检查电气设备绝缘状态最简便和最基本的方法。通过测量设备绝缘电阻值能灵敏地反应绝缘介质状况，能有效地发现设备局部或整体受潮及脏污情况，能及发现绝缘击穿和严重过热老化等缺陷。通过绝缘电阻的现场测量发现问题、了解问题、解决问题并及时采取措施，保证设备的安全运行。,谢 谢,wyh,
