電氣設備絕緣試驗技術(shù)課件

第一篇

高電壓絕緣與試驗第三章電氣設備絕緣試驗技術(shù)第一篇

高電壓絕緣與試驗第三章電氣設備絕緣1主要內(nèi)容1絕緣參數(shù)的測量(電氣設備絕緣預防性試驗)2工頻高電壓試驗(交流耐壓試驗)3直流高電壓試驗(直流耐壓試驗)4沖擊高電壓試驗(沖擊耐壓試驗)主要內(nèi)容2電氣設備絕緣缺陷分類

集中性缺陷(介質(zhì)中內(nèi)含氣泡、雜質(zhì)等)分布式缺陷(絕緣全面受潮、老化、變質(zhì)等)高壓絕緣試驗分類非破壞性試驗(檢查性試驗或特性試驗)破壞性試驗(耐壓試驗)絕緣預防性試驗準則

先進行非破壞性試驗，再進行破壞性試驗。在具體判斷某一電氣設備的絕緣狀況時，應根據(jù)多種非破壞性試驗的結(jié)果，注意與歷史資料并與同類設備比較，才能進行綜合判斷，才能較為準確地判斷絕緣缺陷。電氣設備絕緣缺陷分類31絕緣參數(shù)的測量1.1絕緣電阻和吸收比的測量1.2介質(zhì)損失角正切tgδ的測量1.3局部放電的測量1.4

絕緣油的色譜分析1絕緣參數(shù)的測量41.1絕緣電阻和吸收比的測量原理t=0+，雙層介質(zhì)上電壓按電容反比分配t→∞，雙層介質(zhì)上的電壓按電阻分配此時回路電流為電導電流1.1絕緣電阻和吸收比的測量原理51.1絕緣電阻和吸收比的測量（續(xù)1）由于吸收現(xiàn)象，從合閘到穩(wěn)態(tài)過渡過程存在時間常數(shù)：電流：試品電流由傳導電流和吸收電流組成。如果吸收電流很小，吸收現(xiàn)象不明顯，反之亦然絕緣上的電阻值為1.1絕緣電阻和吸收比的測量（續(xù)1）由于吸收現(xiàn)象，61.1絕緣電阻和吸收比的測量（續(xù)2）意義絕緣電阻指吸收電流按指數(shù)規(guī)律衰減完畢后測得的穩(wěn)態(tài)電阻值，測量絕緣電阻可有效反應絕緣整體受潮、局部嚴重受潮或貫穿性缺陷等。試品容量小，吸收比：試品容量大，吸收比：如絕緣良好，吸收現(xiàn)象顯著，K>>1；如絕緣嚴重受潮或有大的缺陷，K接近1。1.1絕緣電阻和吸收比的測量（續(xù)2）意義71.1絕緣電阻和吸收比的測量（續(xù)3）測量定義：工程上常用兆歐表(搖表)進行測量，以加壓60s后讀數(shù)為試品的絕緣電阻。原理：電壓線圈與電流線圈中電流在磁場中產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩，在力矩差作用下，旋轉(zhuǎn)到平衡為止。關(guān)系：1.1絕緣電阻和吸收比的測量（續(xù)3）測量81.2介質(zhì)損失角正切tgδ的測量tgδ是絕緣品質(zhì)的重要指標，測量tgδ是判斷電氣設備絕緣狀態(tài)的靈敏有效的方法tgδ能反映絕緣的整體性缺陷(全面老化)和小容量試品中的嚴重局部性缺陷tgδ隨電壓變化的曲線可以判斷絕緣是否受潮，含有氣泡及老化的程度大容量的設備絕緣存在局部缺陷時，應盡可能將設備解體后分解測量進行分析1.2介質(zhì)損失角正切tgδ的測量tgδ是絕緣品質(zhì)的重要指標91.2介質(zhì)損失角正切tgδ的測量（續(xù)1）1.tgδ的測量方法－西林電橋(QS1型)當電橋平衡時，檢流計的電流為0此時有：代入?yún)?shù)可得：1.2介質(zhì)損失角正切tgδ的測量（續(xù)1）1.tgδ的測量101.2介質(zhì)損失角正切tgδ的測量（續(xù)2）2.QS1型西林電橋接線原理圖正接法反接法1.2介質(zhì)損失角正切tgδ的測量（續(xù)2）2.QS1型西林111.2介質(zhì)損失角正切tgδ的測量（續(xù)3）3.電橋測量的影響因素雜散電容電流雜散電導電流試品表面泄漏周圍其它試品的影響外界電源對電橋的干擾解決方法：加設屏蔽；采用移相電源；采用倒相法消除磁場干擾方法：將電橋移到磁場干擾范圍以外將檢流計極性開關(guān)置于不同位置時調(diào)節(jié)電橋平衡測得試品介損和電容值再求平均值1.2介質(zhì)損失角正切tgδ的測量（續(xù)3）3.電橋測量的影響121.2介質(zhì)損失角正切tgδ的測量（續(xù)4）4.試驗結(jié)果分析溫度試驗電壓濕度試品表面泄漏試品電容量1.2介質(zhì)損失角正切tgδ的測量（續(xù)4）4.試驗結(jié)果分析131.3局部放電的測量1.局部放電的基本知識氣隙上電壓為：放電過程：Ug↑→氣隙放電至Ur→熄滅完成局放，電壓下降真實放電量為：(無法確定)1.3局部放電的測量1.局部放電的基本知識141.3局部放電的測量（續(xù)1）Ca上的電壓變化為：視在放電量：(可以測量)由于ΔUa及q是可以測量的，常將q作為度量局放強度參數(shù)在直流電壓下，單位時間內(nèi)放電次數(shù)要比交流下低得多，直流下局部放電產(chǎn)生的破壞作用遠比交流下小。1.3局部放電的測量（續(xù)1）Ca上的電壓變化為：151.3局部放電的測量（續(xù)2）表征局部放電的重要參數(shù)：放電重復率放電能量式中氣隙中出現(xiàn)局放時外施電壓為Ui，則令Ur=0，則1.3局部放電的測量（續(xù)2）表征局部放電的重要參數(shù)：161.3局部放電的測量（續(xù)3）2.局部放電的檢測方法電測法超聲波法1.3局部放電的測量（續(xù)3）2.局部放電的檢測方法171.4絕緣油的色譜分析1.充油設備因故障產(chǎn)生的氣體2.油中溶解氣體氣相色譜分析法1.4絕緣油的色譜分析1.充油設備因故障產(chǎn)生的氣體182工頻高電壓試驗2.1高壓試驗變壓器2.2交流高電壓的測量2工頻高電壓試驗19國標規(guī)定：在設備絕緣上加上工頻試驗電壓1min，不發(fā)生閃絡或擊穿現(xiàn)象，認為設備合格，否則不合格。工頻耐壓原理接線：國標規(guī)定：在設備絕緣上加上工頻試驗電壓1min，不發(fā)202.1高壓試驗變壓器1.高壓試驗變壓器的特點(1)電壓高(2)容量小試驗變壓器高壓側(cè)電流I和額定容量P主要取決于試品的電容，即(3)體積小根據(jù)高壓套管可以分為：全絕緣單套管式(絕緣按額定電壓U設計)半絕緣雙套管式(絕緣按1/2U設計)(4)絕緣裕度小(5)連續(xù)運行時間短(6)漏抗較大(短路電流較小)2.1高壓試驗變壓器1.高壓試驗變壓器的特點212.1高壓試驗變壓器（續(xù)1）2.串級試驗變壓器2.1高壓試驗變壓器（續(xù)1）2.串級試驗變壓器222.1高壓試驗變壓器（續(xù)2）各繞組電壓電流關(guān)系：T3T2T1即第1、2、3級變壓器總?cè)萘繛?P3裝置的利用率為n級裝置容量利用率2.1高壓試驗變壓器（續(xù)2）各繞組電壓電流關(guān)系：T3232.1高壓試驗變壓器（續(xù)3）常用的調(diào)壓裝置有：(1)自耦調(diào)壓器(2)移圈式調(diào)壓器(3)電動發(fā)電機組(4)感應調(diào)壓器4.工頻試驗中的過電壓(1)穩(wěn)態(tài)性的電壓升高(容升效應)(2)瞬態(tài)性的電壓升高串聯(lián)諧振－－初級繞組側(cè)接入保護設備閃絡短路－－在試變高壓側(cè)出線端串接保護電阻以限制過電壓、過電流2.1高壓試驗變壓器（續(xù)3）常用的調(diào)壓裝置有：242.2交流高電壓的測量1.球隙使用時，必須接上保護電阻以限制放電時的電流和振蕩球隙在峰值放電，測量電壓是峰值，可測量直流、交流、和沖擊電壓2.靜電電壓表dl很小時可測量直流、交流2.2交流高電壓的測量1.球隙252.2交流高電壓的測量（續(xù)1）3.電容分壓器基本要求：(1)無波形畸變(2)分壓比恒定(3)分壓器接入對被測電壓影響微小高壓臂電容器電容量要小且承受大部分高壓及較小損耗，一般采用標準電容器；低壓臂電容器電容要大，承受電壓低，可采用油浸紙電容器、云母電容器等2.2交流高電壓的測量（續(xù)1）3.電容分壓器263直流高電壓試驗3.1產(chǎn)生直流高電壓的方法3.2直流高電壓的測量3.3直流高電壓試驗和泄漏電流試驗3直流高電壓試驗273.1產(chǎn)生直流高電壓的方法1.半波整流回路3.1產(chǎn)生直流高電壓的方法1.半波整流回路283.1產(chǎn)生直流高電壓的方法（續(xù)1）平均直流電壓：脈動幅值：脈動系數(shù)：對半波整流電路根據(jù)IEC和國標要求加在試品上的脈動電壓的脈動系數(shù)不超過3%3.1產(chǎn)生直流高電壓的方法（續(xù)1）平均直流電壓：293.1產(chǎn)生直流高電壓的方法（續(xù)2）2.倍壓整流回路3.1產(chǎn)生直流高電壓的方法（續(xù)2）2.倍壓整流回路303.1產(chǎn)生直流高電壓的方法（續(xù)3）3.串級直流發(fā)生器電壓脈動：最大電壓平均值：平均電壓電壓降落：脈動系數(shù)：3.1產(chǎn)生直流高電壓的方法（續(xù)3）3.串級直流發(fā)生器313.2直流高電壓的測量1.用球隙測量直流高電壓的最大值2.高電阻串聯(lián)微安表測量3.電阻分壓器3.2直流高電壓的測量1.用球隙測量直流高電壓的最大值323.3直流高電壓試驗和泄漏電流試驗直流耐壓試驗的特點：(1)試驗設備容量較小、重量輕，適于現(xiàn)場試驗；(2)“U-I”曲線能有效反映絕緣內(nèi)部缺陷和受潮狀況；(3)有利于發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)電機端部絕緣缺陷；(4)帶有非破壞性試驗的性質(zhì)。3.3直流高電壓試驗和泄漏電流試驗直流耐壓試驗的特點：334沖擊高電壓試驗4.1沖擊高電壓的產(chǎn)生4.2沖擊高電壓的測量4沖擊高電壓試驗344.1沖擊高電壓的產(chǎn)生1.單級沖擊電壓發(fā)生器波前形成過程：波尾形成過程：4.1沖擊高電壓的產(chǎn)生1.單級沖擊電壓發(fā)生器354.1沖擊高電壓的產(chǎn)生（續(xù)1）波頭時間：波尾時間：沖擊電壓發(fā)生器特性參數(shù)：(1)額定電壓(2)沖擊電壓發(fā)生器的級數(shù)(3)沖擊電壓發(fā)生器的最大沖擊能量(4)效率4.1沖擊高電壓的產(chǎn)生（續(xù)1）波頭時間：364.1沖擊高電壓的產(chǎn)生（續(xù)2）2.多級沖擊電壓發(fā)生器并聯(lián)充電；串聯(lián)放電4.1沖擊高電壓的產(chǎn)生（續(xù)2）2.多級沖擊電壓發(fā)生器374.1沖擊高電壓的產(chǎn)生（續(xù)3）3.操作沖擊高壓的獲得4.1沖擊高電壓的產(chǎn)生（續(xù)3）3.操作沖擊高壓的獲得384.2沖擊高電壓的測量1.沖擊高電壓測量的一般方法(1)球隙測量沖擊電壓最大值；(2)分壓器＋峰值電壓表測量幅值(3)分壓器＋高壓示波器記錄電壓波形2.高壓示波器4.2沖擊高電壓的測量1.沖擊高電壓測量的一般方法39第一篇

高電壓絕緣與試驗第三章電氣設備絕緣試驗技術(shù)第一篇

高電壓絕緣與試驗第三章電氣設備絕緣40主要內(nèi)容1絕緣參數(shù)的測量(電氣設備絕緣預防性試驗)2工頻高電壓試驗(交流耐壓試驗)3直流高電壓試驗(直流耐壓試驗)4沖擊高電壓試驗(沖擊耐壓試驗)主要內(nèi)容41電氣設備絕緣缺陷分類

集中性缺陷(介質(zhì)中內(nèi)含氣泡、雜質(zhì)等)分布式缺陷(絕緣全面受潮、老化、變質(zhì)等)高壓絕緣試驗分類非破壞性試驗(檢查性試驗或特性試驗)破壞性試驗(耐壓試驗)絕緣預防性試驗準則

先進行非破壞性試驗，再進行破壞性試驗。在具體判斷某一電氣設備的絕緣狀況時，應根據(jù)多種非破壞性試驗的結(jié)果，注意與歷史資料并與同類設備比較，才能進行綜合判斷，才能較為準確地判斷絕緣缺陷。電氣設備絕緣缺陷分類421絕緣參數(shù)的測量1.1絕緣電阻和吸收比的測量1.2介質(zhì)損失角正切tgδ的測量1.3局部放電的測量1.4

絕緣油的色譜分析1絕緣參數(shù)的測量431.1絕緣電阻和吸收比的測量原理t=0+，雙層介質(zhì)上電壓按電容反比分配t→∞，雙層介質(zhì)上的電壓按電阻分配此時回路電流為電導電流1.1絕緣電阻和吸收比的測量原理441.1絕緣電阻和吸收比的測量（續(xù)1）由于吸收現(xiàn)象，從合閘到穩(wěn)態(tài)過渡過程存在時間常數(shù)：電流：試品電流由傳導電流和吸收電流組成。如果吸收電流很小，吸收現(xiàn)象不明顯，反之亦然絕緣上的電阻值為1.1絕緣電阻和吸收比的測量（續(xù)1）由于吸收現(xiàn)象，451.1絕緣電阻和吸收比的測量（續(xù)2）意義絕緣電阻指吸收電流按指數(shù)規(guī)律衰減完畢后測得的穩(wěn)態(tài)電阻值，測量絕緣電阻可有效反應絕緣整體受潮、局部嚴重受潮或貫穿性缺陷等。試品容量小，吸收比：試品容量大，吸收比：如絕緣良好，吸收現(xiàn)象顯著，K>>1；如絕緣嚴重受潮或有大的缺陷，K接近1。1.1絕緣電阻和吸收比的測量（續(xù)2）意義461.1絕緣電阻和吸收比的測量（續(xù)3）測量定義：工程上常用兆歐表(搖表)進行測量，以加壓60s后讀數(shù)為試品的絕緣電阻。原理：電壓線圈與電流線圈中電流在磁場中產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩，在力矩差作用下，旋轉(zhuǎn)到平衡為止。關(guān)系：1.1絕緣電阻和吸收比的測量（續(xù)3）測量471.2介質(zhì)損失角正切tgδ的測量tgδ是絕緣品質(zhì)的重要指標，測量tgδ是判斷電氣設備絕緣狀態(tài)的靈敏有效的方法tgδ能反映絕緣的整體性缺陷(全面老化)和小容量試品中的嚴重局部性缺陷tgδ隨電壓變化的曲線可以判斷絕緣是否受潮，含有氣泡及老化的程度大容量的設備絕緣存在局部缺陷時，應盡可能將設備解體后分解測量進行分析1.2介質(zhì)損失角正切tgδ的測量tgδ是絕緣品質(zhì)的重要指標481.2介質(zhì)損失角正切tgδ的測量（續(xù)1）1.tgδ的測量方法－西林電橋(QS1型)當電橋平衡時，檢流計的電流為0此時有：代入?yún)?shù)可得：1.2介質(zhì)損失角正切tgδ的測量（續(xù)1）1.tgδ的測量491.2介質(zhì)損失角正切tgδ的測量（續(xù)2）2.QS1型西林電橋接線原理圖正接法反接法1.2介質(zhì)損失角正切tgδ的測量（續(xù)2）2.QS1型西林501.2介質(zhì)損失角正切tgδ的測量（續(xù)3）3.電橋測量的影響因素雜散電容電流雜散電導電流試品表面泄漏周圍其它試品的影響外界電源對電橋的干擾解決方法：加設屏蔽；采用移相電源；采用倒相法消除磁場干擾方法：將電橋移到磁場干擾范圍以外將檢流計極性開關(guān)置于不同位置時調(diào)節(jié)電橋平衡測得試品介損和電容值再求平均值1.2介質(zhì)損失角正切tgδ的測量（續(xù)3）3.電橋測量的影響511.2介質(zhì)損失角正切tgδ的測量（續(xù)4）4.試驗結(jié)果分析溫度試驗電壓濕度試品表面泄漏試品電容量1.2介質(zhì)損失角正切tgδ的測量（續(xù)4）4.試驗結(jié)果分析521.3局部放電的測量1.局部放電的基本知識氣隙上電壓為：放電過程：Ug↑→氣隙放電至Ur→熄滅完成局放，電壓下降真實放電量為：(無法確定)1.3局部放電的測量1.局部放電的基本知識531.3局部放電的測量（續(xù)1）Ca上的電壓變化為：視在放電量：(可以測量)由于ΔUa及q是可以測量的，常將q作為度量局放強度參數(shù)在直流電壓下，單位時間內(nèi)放電次數(shù)要比交流下低得多，直流下局部放電產(chǎn)生的破壞作用遠比交流下小。1.3局部放電的測量（續(xù)1）Ca上的電壓變化為：541.3局部放電的測量（續(xù)2）表征局部放電的重要參數(shù)：放電重復率放電能量式中氣隙中出現(xiàn)局放時外施電壓為Ui，則令Ur=0，則1.3局部放電的測量（續(xù)2）表征局部放電的重要參數(shù)：551.3局部放電的測量（續(xù)3）2.局部放電的檢測方法電測法超聲波法1.3局部放電的測量（續(xù)3）2.局部放電的檢測方法561.4絕緣油的色譜分析1.充油設備因故障產(chǎn)生的氣體2.油中溶解氣體氣相色譜分析法1.4絕緣油的色譜分析1.充油設備因故障產(chǎn)生的氣體572工頻高電壓試驗2.1高壓試驗變壓器2.2交流高電壓的測量2工頻高電壓試驗58國標規(guī)定：在設備絕緣上加上工頻試驗電壓1min，不發(fā)生閃絡或擊穿現(xiàn)象，認為設備合格，否則不合格。工頻耐壓原理接線：國標規(guī)定：在設備絕緣上加上工頻試驗電壓1min，不發(fā)592.1高壓試驗變壓器1.高壓試驗變壓器的特點(1)電壓高(2)容量小試驗變壓器高壓側(cè)電流I和額定容量P主要取決于試品的電容，即(3)體積小根據(jù)高壓套管可以分為：全絕緣單套管式(絕緣按額定電壓U設計)半絕緣雙套管式(絕緣按1/2U設計)(4)絕緣裕度小(5)連續(xù)運行時間短(6)漏抗較大(短路電流較小)2.1高壓試驗變壓器1.高壓試驗變壓器的特點602.1高壓試驗變壓器（續(xù)1）2.串級試驗變壓器2.1高壓試驗變壓器（續(xù)1）2.串級試驗變壓器612.1高壓試驗變壓器（續(xù)2）各繞組電壓電流關(guān)系：T3T2T1即第1、2、3級變壓器總?cè)萘繛?P3裝置的利用率為n級裝置容量利用率2.1高壓試驗變壓器（續(xù)2）各繞組電壓電流關(guān)系：T3622.1高壓試驗變壓器（續(xù)3）常用的調(diào)壓裝置有：(1)自耦調(diào)壓器(2)移圈式調(diào)壓器(3)電動發(fā)電機組(4)感應調(diào)壓器4.工頻試驗中的過電壓(1)穩(wěn)態(tài)性的電壓升高(容升效應)(2)瞬態(tài)性的電壓升高串聯(lián)諧振－－初級繞組側(cè)接入保護設備閃絡短路－－在試變高壓側(cè)出線端串接保護電阻以限制過電壓、過電流2.1高壓試驗變壓器（續(xù)3）常用的調(diào)壓裝置有：632.2交流高電壓的測量1.球隙使用時，必須接上保護電阻以限制放電時的電流和振蕩球隙在峰值放電，測量電壓是峰值，可測量直流、交流、和沖擊電壓2.靜電電壓表dl很小時可測量直流、交流2.2交流高電壓的測量1.球隙642.2交流高電壓的測量（續(xù)1）3.電容分壓器基本要求：(1)無波形畸變(2)分壓比恒定(3)分壓器接入對被測電壓影響微小高壓臂電容器電容量要小且承受大部分高壓及較小損耗，一般采用標準電容器；低壓臂電容器電容要大，承受電壓低，可采用油浸紙電容器、云母電容器等2.2交流高電壓的測量（續(xù)1）3.電容分壓器653直流高電壓試驗3.1產(chǎn)生直流高電壓的方法3.2直流高電壓的測量3.3直流高電壓試驗和泄漏電流試驗3直流高電壓試驗663.1產(chǎn)生直流高電壓的方法1.半波整流回路3.1產(chǎn)生直流高電壓的方法1.半波整流回路673.1產(chǎn)生直流高電壓的方法（續(xù)1）平均直流電壓：脈動幅值：脈動系數(shù)：對半波整流電路根據(jù)IEC和國標要求加在試品上的脈動