当K>2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
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电气设备绝缘试验
3 介质损耗角正切的测量
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
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
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•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
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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
电气设备绝缘试验
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2021年3月4日星期四
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
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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
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绝缘预防性试验概念：为了对绝缘状态
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•西林电桥的基本回路
电气设备绝缘试验
•2）反接法的西林电 桥
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
钟时电阻R1′之比值 P= R10′/ R1′
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1.3，P值应不小于1.5
大发电机当采用环氧粉云母者：K值应不小于1.6，P应不 小于2.0。
发电机容量在200MW及以上者推荐测量
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•西林电桥的基本回路
电气设备绝缘试验
电桥的平衡条件： Z1/Z3 = Z2/Z4 串联等值回路
tgδ=ωR4 C4 Cx = R4C0/R3 并联等值回路
tgδ=ωR4 C4 Cx = R4C0/[R3 (1+tg2δ)] Cx：因为tg2δ极小 ，故两种等值电路的 Cx相等
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）
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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）、历史资料 （2）、同类设备数据 （3）、同一设备不同部位（不同相）的数据
西林电桥
•反接法西林电桥的接线
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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tgδ1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 tgδ2和Cx″，可用下式计算 得准确的tgδ和Cx值。 tgδ=（Cx′tgδ1+Cx″tgδ2）
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。
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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；
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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
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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
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
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•绝•吸缘收电和阻泄的漏变电化流曲及线
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定义吸收比K：为加压60秒时的绝缘电阻R
时电阻R 15″之比值
60″与15秒
K = R60″/ R15″
定义极化指数P：为加压10分钟时的绝缘电阻R10′与1分
在线监测：采用微计算机对tgδ的测量
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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
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•解之得：
• GxG4 – ω2CxC4 = 0 (1)
• G4Cx + GxC4 = G3C0 (2)
•由（2）得：
• tgδ = IRx/ICx=Gx/ ωCx
•
= ωC4/G4= ωR4C4
•取R4=104/л Ω ω=100 л
•则 tgδ = 106C4（F）=C4（μF）
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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τ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，τ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。
/(Cx′+Cx″) Cx = (Cx′+Cx″)/2
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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。
晶体管兆欧表：采用电池供
电，晶体管振荡器产生交•变屏蔽电
压，经变压器升压及倍压环整流
后输出直流电•压G
•G
兆欧表的电压：500、1000、
2500、5000V等•L
•L
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
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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
•将 Gx=ωCx tgδ ; C4 = G4tgδ/ω
•代入（3）得： •IRx
••C•x西=林R电4C0桥/•[I的CRx•3δ基(1本•+I t回g2路δ••)t=]gδ
•Cx
Gx
•U IRx/ICx
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Hale Waihona Puke 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
i（t）=[U/( R1+R2)]+{U(R1 C1－R1 C2)2/ [(C1+C2)2( R1+R2) R1R2]} exp(-t/τ)
τ＝R1R2(C1+C2)/ ( R1+R2)