第3章 電氣設(shè)備的絕緣試驗

第3章電氣設(shè)備的絕緣試驗

3.1絕緣電阻及吸收比的測量3.2泄漏電流的測量3.3介質(zhì)損失角tanδ的測量3.4局部放電的測量3.5絕緣油的氣相色譜分析3.6交流耐壓試驗

3.7直流耐壓試驗3.8各種試驗方法的特點3.9絕緣在線監(jiān)測3.10試驗記錄、試驗報告及試驗結(jié)果分析

缺陷產(chǎn)生根源制造或修理過程中潛伏下來的運輸及保管過程中形成的運行中絕緣老化發(fā)展起來的缺陷分類局部性（集中性）缺陷整體性（分布性）缺陷預(yù)防性試驗方法的分類：a.破壞性試驗，或叫耐壓試驗。b.非破壞性試驗（在較低的電壓下或用其它不會損傷絕緣的辦法來測量絕緣的各種特性，從而判斷絕緣的內(nèi)部缺陷）破壞性試驗和非破壞性試驗各有其特點，所反映的絕緣缺陷的性質(zhì)是不同的，且對不同的絕緣結(jié)構(gòu)和材料的有效性也不一樣。電氣設(shè)備絕緣缺陷的分類：集中性缺陷（例如懸式絕緣子的瓷質(zhì)開裂；發(fā)電機絕緣局部磨損、擠壓破裂；電纜絕緣逐漸損壞等）b.分布式缺陷（電氣設(shè)備整體絕緣性能下降，如電機、變壓器、套管中有機絕緣材料的受潮、老化、變質(zhì)）

集中性的缺陷3.1絕緣電阻及吸收比的測量3.1.1絕緣電阻的測量規(guī)定以加壓1min時測定的電阻值作為被試品的

----絕緣電阻作用：能發(fā)現(xiàn)絕緣受潮或有集中性的導(dǎo)電通道、表面臟污、絕緣油劣化、絕緣擊穿和絕緣老化等。兆歐表的原理

直流輸出電壓：250V、500V、1000V、2500V、5000VI1I2RX試驗接線L—接被試品的高壓導(dǎo)體E—接被試品外殼或地G—接被試品的屏蔽環(huán)或屏蔽電極

測量電力電纜絕緣電阻的試驗接線

雙層介質(zhì)的吸收現(xiàn)象雙層介質(zhì)的等值電路吸收曲線陰影部分的面積為絕緣在充電過程中逐漸“吸收”的電荷。這種逐漸“吸收”電荷的現(xiàn)象叫做“吸收現(xiàn)象”，對應(yīng)的電流稱為吸收電流。它是由于介質(zhì)中偶極子逐漸轉(zhuǎn)向，并沿電場方向排列而產(chǎn)生的。3.1.2吸收比的測量組合絕緣和層式絕緣結(jié)構(gòu)的電氣設(shè)備，在直流電壓下均有明顯的吸收現(xiàn)象，即電路中的電流隨時間而衰減。當試品絕緣比較均勻時，有，則吸收電流甚小，吸收現(xiàn)象不明顯。當試品絕緣很不均勻時，，則吸收電流較大，吸收現(xiàn)象很明顯。雙層介質(zhì)的等值電路

當絕緣受潮或有缺陷時，電流的吸收現(xiàn)象不明顯，總電流隨時間下降較緩慢，而試品的絕緣電阻與電流成反比。因此，根據(jù)的變化，就可以初步判斷絕緣的狀況。

顯然，對于不均勻試品的絕緣，如果絕緣狀況良好，則吸收現(xiàn)象明顯，值遠大于1；如果絕緣嚴重受潮，由于Ig大增，Ia迅速衰減，K值接近于1。絕緣正常絕緣可能受潮極化指數(shù)定義：t=10min和t=1min時的絕緣電阻的比值如絕緣良好，P則值應(yīng)大于某一定值

特點：測量吸收比與測量絕緣電阻相似，但它所加的直流電壓高的多，可以發(fā)現(xiàn)兆歐表測量絕緣電阻不能發(fā)現(xiàn)的某些缺陷。2.試驗方法和影響測量結(jié)果的因素（1）為了避免被試品上可能存留殘余電荷而造成誤差，試驗前應(yīng)將試品接地放電一段時間；（2）試驗時，將被試品接于L、E之間，如果被試品表面的泄漏電流較大，為避免表面泄漏電流的影響，必須加以屏蔽，屏蔽線應(yīng)接在兆歐表屏蔽端G上；（3）驅(qū)動兆歐表達到額定轉(zhuǎn)速，并保持恒定；（4）測量吸收比時，先驅(qū)動兆歐表達額定轉(zhuǎn)速，待指針指到∞時，用絕緣工具將火線迅速接至試品上，同時記錄時間，分別讀取15s和60s的絕緣電阻值；（5）測試時必須記錄溫度。3.1.3測量絕緣電阻的規(guī)定1)測試前應(yīng)先拆除被試品的電源及對外的一切連線，將其接地，并充分放電。2)測試時保持手搖發(fā)電機手柄的轉(zhuǎn)速均勻，大約每分鐘120轉(zhuǎn)，待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，接上被試品，待指針讀數(shù)穩(wěn)定后，開始讀數(shù)。3)測試完畢后，先斷開接線端L，再停止搖手柄M，以免被試品電容在測量時充電電荷經(jīng)兆歐表放電而損壞兆歐表。這一點在測試大電容量設(shè)備時更要注意。4)測量時記錄溫度，不同溫度下的測量值應(yīng)換算到同一溫度下方可比較。5)兆歐表的線路端子與接地端子引出線不要靠在一起，接線路端的導(dǎo)線不可放在地上。6)為消除殘余電荷的影響，試驗前應(yīng)將被試品充分放電，大電容量設(shè)備放電時間至少需要5～10min。3.1.4影響測量絕緣電阻的因素溫度的影響2.濕度及表面臟污的影響相對濕度絕緣吸收水分表面形成水膜絕緣電阻溫度離子數(shù)離子運動速度電導(dǎo)電流絕緣電阻3.殘余電荷的影響4.感應(yīng)電壓的影響3.1.5

測量結(jié)果的分析判斷

1.與《規(guī)程》規(guī)定的允許值比較；

2.與歷史資料比較（縱向比較）；

3.與同類產(chǎn)品比較（橫向比較）。3.2泄漏電流的測量作用：試驗原理和作用與絕緣電阻試驗相似，只是試驗電壓較高，用微安表監(jiān)視，因而測量靈敏度較高。

它能較靈敏有效地發(fā)現(xiàn)像變壓器套管密封不嚴進水，高壓套管有裂紋，絕緣紙杯沿面炭化，變壓器油劣化以及內(nèi)部受潮等其他試驗項目不易發(fā)現(xiàn)的缺陷。泄漏電流的測量電路測量泄漏電流的電路圖T.O.—被試品；H—高電位電極；L—低電位電極；A—直流電位表；R—保護電阻；P—放電管；T.O.某設(shè)備絕緣的泄漏電流曲線

曲線1：絕緣良好；曲線2：絕緣受潮；曲線3：絕緣中有未貫通的集中性缺陷；曲線4：絕緣有擊穿的危險

絕緣材料受潮后，與吸收電流相比，泄漏電流會增加。當介質(zhì)上所加電壓去掉后，介質(zhì)放電會出現(xiàn)吸收過程類似的過程，但沒有泄漏電流現(xiàn)象。由此可根據(jù)下面的極化指數(shù)和泄漏指數(shù)來判斷受潮程度。

對于旋轉(zhuǎn)電機，如果極化指數(shù)小于1.5，泄漏指數(shù)大于30，就可以判定為受潮。3.2.1試驗接線測量泄漏電流電路原理接線圖

測量泄漏電流本質(zhì)上也是測量絕緣電阻，只是所用的直流電壓較高(10kV以上)，因此能發(fā)現(xiàn)一些尚未完全貫通的集中性缺陷，比兆歐表更有效。注意事項：電流表的位置屏蔽(電流表、屏蔽)試驗完畢泄放剩余電荷

此接線適合于被試絕緣一極接地的情況：微安表接于高壓端，不受高壓對地雜散電流的影響，測量結(jié)果較準確；為了避免由微安表到被試品的連線上產(chǎn)生的電暈及沿微安表絕緣支柱表面的泄漏電流流過微安表，需將微安表及從微安表至被試品的引線屏蔽起來。微安表處于高壓端，給讀數(shù)及切換量程帶來不便。微安表接于高壓側(cè)(PA1)微安表接在接地端，讀數(shù)和切換量程安全、方便；高壓部分對外界物體的雜散電流入地時都不會流過微安表，所以不用加屏蔽，測量比較精確。要求被試絕緣的兩極都不能接地，僅適合于那些接地端可與地分開的電氣設(shè)備。2.微安表接于低壓側(cè)(PA3)3.微安表接在試驗變壓器T2一次（高壓）繞組尾部成套直流高壓裝置中的微安表采用這種接線對于良好的絕緣，電流值較小，泄漏電流隨電壓而線性上升，如曲線1；如果絕緣受潮，那么電流值加大，如曲線2；絕緣中有集中性缺陷，如曲線3。當泄漏電流超過一定數(shù)值，應(yīng)盡可能找出原因加以消除。如果0.5Ut（試驗電壓為Ut）附近泄漏電流已經(jīng)迅速上升，如曲線4，則這臺發(fā)電機在運行時（不計及過電壓）就有擊穿的危險。3.3.2影響測量泄漏電流的因素

溫度的影響溫度升高，絕緣電阻下降，泄漏電流增大。2.升壓速度的影響由于泄漏電流存在吸收過程，lmin時的泄漏電流不一定是真實的泄漏電流，可能包括一定的電容電流和吸收電流，因此加壓速度對試驗結(jié)果也有影響。3.殘余電荷的影響4.高壓引線的影響高壓引線對地雜散電流及表面泄漏電流示意圖

測量泄漏電流應(yīng)注意的事項：電壓的穩(wěn)定性

直流電壓的脈動系數(shù)不大于3%，電壓降落盡可能低。雜散電流造成的誤差

要求直流高壓部分不發(fā)生電暈，或者高壓引線采用屏蔽線，被試品的低壓極和測量裝置用接地屏蔽籠屏蔽起來。微安表必須進行保護；被試品電容量小時應(yīng)加穩(wěn)壓電容；試驗結(jié)束后應(yīng)充分放電。

被試品的接地有些設(shè)備一端必須直接接地，測量系統(tǒng)串接在高壓側(cè)回路中。應(yīng)將測量系統(tǒng)放在屏蔽籠中，盡可能將試品的高壓極和引線屏蔽起來。測量泄漏電流應(yīng)注意的事項：測量結(jié)果的分析判斷:是否符合規(guī)程規(guī)定值；2.與前一次測試結(jié)果相比應(yīng)無明顯變化；3.同一設(shè)備三相之間或同類設(shè)備間相互比較。3.3介質(zhì)損失角tanδ的測量3.3.1測量介質(zhì)損失角tanδ的意義及適用范圍意義：介質(zhì)的功率損耗P與介質(zhì)損失角正切tanδ成正比，在一定的電壓和頻率下，它能夠反映電介質(zhì)內(nèi)單位體積中能量的損耗，而與介質(zhì)尺寸大小無關(guān)。

適用范圍：是判斷絕緣狀態(tài)的一種比較靈敏和有效的方法，特別是對于絕緣整體受潮，老化等集中性缺陷和小容量試品的嚴重局部性缺陷。判斷絕緣內(nèi)部是否存在局部放電及絕緣老化的程度不能靈敏反映大容量發(fā)電機、變壓器和電力電纜絕緣中的局部性缺陷，體積越大也越不靈敏。3.3.2西林電橋的基本原理平衡電橋法、不平衡電橋法、瓦特表法、相敏電路法QS1型西林電橋的原理接線圖(a)正接線(b)反接線試品為Cx,Rx，CN為標準電容器，G為檢流計，R3，C4和R4為電橋的低壓臂。正接法：被試品兩端均不接地反接法：被試品一端接地，電橋調(diào)節(jié)部分處于高電位之下使用方法：調(diào)節(jié)R3、C4，使電橋平衡，即檢流計中的電流為零。*通常取R4為106，則C4(以微法表示)的值即為tg。高電壓工程基礎(chǔ)數(shù)字化測量方法

數(shù)字化測量tg，不僅可以很容易地調(diào)節(jié)電橋平衡，而且可以防止外界干擾。原理：利用傳感器從試品上取得所需的電壓信號U和電流信號I，經(jīng)前置A/D轉(zhuǎn)換電路數(shù)字化后，送至數(shù)據(jù)處理計算機或單片機，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后算出電流電壓之間的相位差，最后得到tg的測量值。3.3.3影響tanδ測量的因素外界電場干擾下的tanδ試驗（電容耦合）2.外界磁場的影響（電磁場干擾）3.溫度的影響4.試驗電壓的影響5.表面泄漏電流的影響

外界電場干擾主要是干擾電源（包括試驗用高壓電源和試驗現(xiàn)場高壓帶電體）通過帶電設(shè)備與被試設(shè)備之間的電容耦合造成的。1.外界電場干擾下的tanδ試驗（電容耦合）

為避免干擾，最根本的辦法是盡量離開干擾源，或者加電場屏蔽，但在現(xiàn)場中往往難以實現(xiàn)。對于同頻率的干擾，可以采用移相法或倒相法來消除或減小對tan的測量誤差。

外電場干擾加設(shè)屏蔽采用移相電源采用倒相法采用異頻電源2.外界磁場的影響（電磁場干擾）

主要是由測試現(xiàn)場附近漏磁通較大的設(shè)備產(chǎn)生的交變磁場作用于電橋檢流計內(nèi)的電流線圈回路造成的。為了消除磁場干擾，可設(shè)法將電橋移到磁場干擾范圍以外。若不能做到，則可以改變檢流計極性開關(guān)進行兩次測量，用兩次測量的平均值作為測量結(jié)果，以減小磁場干擾的影響。外磁場干擾檢流計極性轉(zhuǎn)換開關(guān)倒向溫度對tan的影響隨材料、結(jié)構(gòu)的不同而不同。一般情況下，tan隨溫度上升而增加?，F(xiàn)場試驗時，設(shè)備溫度是變化的，為便于比較，應(yīng)將不同溫度下測得的tan值換算至20℃。由于被試品真實的平均溫度很難準確測定，換算方法也不很準確，換算后往往有很大誤差，因此，應(yīng)盡可能在10～30℃的溫度下進行測量。3.溫度的影響

良好絕緣的tan不隨電壓的升高而明顯增加,當絕緣內(nèi)部有缺陷時，tan將隨試驗電壓的升高而明顯增加。4.試驗電壓的影響良好絕緣(A)：試驗電壓上升至額定工作電壓前，tg一直是恒定的，僅當電壓很高時才略有增加。tg-U特性曲線含氣隙的絕緣(B)和外加電壓達到局部放電起始電壓后，tg急劇增加，這是因氣隙中的放電增加了功率損失；而電壓下降時tg曲線在電壓上升時曲線的上側(cè)，直到局部放電熄滅，曲線才又重合，成為閉合回線。已老化的絕緣(C)在低電壓時，其tg甚至可能比良好的絕緣還低，但當電壓升至超過局部放電起始電壓后，急劇增加，且也具有閉合回線部分。受潮絕緣(D)在較低電壓時tg已較大，隨電壓的升高tg繼續(xù)增大，但當當逐步降壓時，因絕緣已發(fā)熱、溫度升高，tg不能與原數(shù)值相重合，形成開口曲線。被試品表面泄漏可能影響反映被試品內(nèi)部絕緣狀況的tan值。在被試品的CX小時需特別注意。為了消除或減小這種影響，測試前將被試品表面擦干凈，必要時可加屏蔽。5.表面泄漏電流的影響對電容量較小的設(shè)備，測量tan能有效地發(fā)現(xiàn)局部性的和整體性的缺陷。對電容量較大的設(shè)備，由于局部性的缺陷所引起的損失增加只占總損失的極小部分，此時測量tan只能發(fā)現(xiàn)絕緣的整體性缺陷。對于可以分解為幾個彼此絕緣的部分的被試品，應(yīng)分別測量其各個部分的tan值，這樣能更有效地發(fā)現(xiàn)缺陷。6.被試品電容量的影響1.無論采用何種接線方式，電橋本體必須良好接地。2.為防止檢流計損壞，應(yīng)在檢流計靈敏度最低時接通或斷開電源。3.對能分開的被試品應(yīng)盡量分開測試。因為當體積較大的設(shè)備中存在局部缺陷時，測量總體的tan值不易反映出這些局部缺陷；而對體積較小的設(shè)備，測tan值就容易發(fā)現(xiàn)局部缺陷。測量時的注意事項:測量結(jié)果的分析判斷:是否符合規(guī)程規(guī)定值；2.與前一次測試結(jié)果相比應(yīng)無明顯變化；3.同一設(shè)備三相之間或同類設(shè)備間相互比較。3.4局部放電的測量3.4.1局部放電的物理過程當外施電壓升高到一定程度時，高壓設(shè)備絕緣內(nèi)部缺陷部位的場強超過了該處物質(zhì)的電離場強，該處物質(zhì)就產(chǎn)生電離放電，稱之為局部放電。檢測意義：絕緣內(nèi)部存在局部性缺陷，將加速絕緣物的老化和破壞，慢慢的損壞絕緣，日積月累，可能最終導(dǎo)致整個絕緣被擊穿。因此，測定電氣設(shè)備在不同電壓下的局部放電強度和發(fā)展趨勢，就能判斷絕緣內(nèi)是否存在局部缺陷以及介質(zhì)老化的速度和目前的狀態(tài)。局部放電的測試局部放電的檢測量：視在放電量q、放電能量W

局部放電的危害：局部放電將加速絕緣物的老化和破壞，發(fā)展到一定程度時，可能導(dǎo)致整個絕緣的擊穿。所以，測定電氣設(shè)備在不同電壓下局部放電強度與變化規(guī)律，能預(yù)示設(shè)備的絕緣狀態(tài)，也是估計絕緣電老化速度的重要依據(jù)。衡量局部放電強度的參量：放電的重復(fù)率（放電頻率），平均放電電流、平均放電功率、局部放電的起始電壓與熄滅電壓等。3.4.2局部放電的測量原理及其主要參數(shù)局部放電的三電容模型：以三個電容來表征介質(zhì)內(nèi)部存在缺陷時的局部放電的機理介質(zhì)內(nèi)部氣隙放電的三電容模型(a)具有氣泡的介質(zhì)剖面(b)等值電路Cg：氣泡的電容；Cb：和Cg相串聯(lián)部分介質(zhì)的電容；Cm：其余大部分絕緣的電容氣泡很小，Cg比Cb大，Cm比Cg大很多電極間加上交流電壓u，Cg上的電壓為Ug含氣泡的介質(zhì)(a)示意圖(b)等值電路1－電極；2－絕緣介質(zhì)；3－氣泡1.ug隨外加電壓u升高，當u上升到Us瞬時值，ug到達Cg的放電電壓Ug時，Cg的氣隙放電。于是Cg上的電壓一下子從Ug下降到Ur，然后放電熄滅。Ur叫做殘余電壓，它可以接近為零值，也可以為小于Ug（均絕對值）的其他值.局部放電時氣隙中的電壓和電流變化2.放電火花熄滅，Cg上的電壓將再次上升，此時Cg及Cb已經(jīng)有了一個初始的直流電壓，此后的ug值與上式表達的值在絕對值上要小一個（Ug-Ur）值。外加電壓仍在上升，Cg上的電壓也順勢而上升，當它再次升到Ug時，Cg再次放電，電壓再次降到Ur，放電再次熄滅局部放電時氣隙中的電壓和電流變化Cg上的電壓從Ug突變?yōu)閁r（均絕對值）的一瞬間，就是局部放電脈沖的形成時刻，此時通過Cg有一脈沖電流，局部放電時氣泡中的電壓和電流的變化如圖所示:局部放電時氣隙中的電壓和電流變化局部放電時的電壓電流變化曲線

(a)電壓變化曲線(b)電流變化曲線局部放電的檢測量：1）視在放電量（視在電荷量）2）放電重復(fù)率（脈沖重復(fù)率）（N）3）單次放電能量（W）還包含：平均放電電流、放電的均方率、放電功率、局部放電起始和熄滅電壓。

3.4.3局部放電的測量方法1．非電檢測法超聲波探測法

利用超聲波探測器，檢測局部放電產(chǎn)生的超聲波光檢測法光電倍增技術(shù)絕緣油的氣相色譜分析法油樣內(nèi)所含的氣體組成的含量2．電氣測量法無線電干擾測量法、介損測量法、脈沖電流測量法

測量局部放電的基本回路(a)并聯(lián)測試回路(b)串聯(lián)測試回路(c)橋式測試回路檢測原理：耦合電容器為被試品和測量阻抗之間提供一個低阻抗的通道。被試品一發(fā)生局部放電，因被試品Cx、耦合電容Ck和檢測阻抗Zm構(gòu)成的回路內(nèi)有電流流過，就可由檢出阻抗把與脈沖電流成比例的脈沖電壓檢測出來，檢測到的信號通過放大器送到測量儀器上。并聯(lián)法—試品一端接地串聯(lián)法—試品對地絕緣直接法橋式測量檢測特點：

抗干擾能力好

3.4.4局部放電測量中的抗干擾措施建屏蔽室，在屏蔽室內(nèi)作局部放電試驗。2)選用沒有內(nèi)部放電的試驗變壓器和耦合電容器，外露電極應(yīng)有合適的屏蔽罩。3)選取抗干擾性能優(yōu)越的測量回路4)將高壓試驗變壓器、檢測回路和測量儀器三者的地線連成一體，并采用一根地線相連5)試驗電源采用獨立電源，可避免來自電網(wǎng)的干擾。6)提高試驗回路中各元件的起暈電壓7)合理選擇放大器的頻帶和調(diào)諧放大電路的諧振頻率

試驗規(guī)程規(guī)定了某些設(shè)備在規(guī)定電壓下的允許視在放電量，可將測量結(jié)果與規(guī)定值進行比較。如規(guī)程中沒有給出規(guī)定值，則應(yīng)在實踐中積累數(shù)據(jù)，以獲取判斷標準。測量結(jié)果的分析判斷:3.5絕緣油的氣相色譜分析

分新油、投運前的油和運行中的油的檢驗三個階段。不同階段的油質(zhì)檢驗有不同的試驗項目和標準要求。絕緣油電氣性能試驗:1.電氣性能試驗的意義用于檢測油中所含水分、雜質(zhì)及老化情況。

2.電氣強度（擊穿電壓）試驗

---標準油杯中進行

3.介質(zhì)損耗因數(shù)（tanδ值）的測量

---使用精度較高的西林電橋

4.用絕緣油的電阻率代替tanδ---專用的電阻率測定儀3.5.1充油電氣設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生氣體被分析的氣體分析目的推薦檢測氣體O2了解脫氣程度和密封（或漏氣）情況，嚴重過熱時O2也會因極度消耗而明顯減少N2進行N2測定，可了解N2飽和程度，與O2的比值可更準確的分析O2的消耗情況。在正常情況下，N2、O2和CO2之和還能估算出油的總含氣量必測氣體H2與甲烷之比可判別并了解過熱溫度，或了解是否有局部放電情況和受潮情況CH4了解過熱故障的熱點溫度情況C2H6C2H4C2H2了解有無放電現(xiàn)象或存在極高的熱點溫度CO了解固體絕緣的老化情況或內(nèi)部平均溫度是否過熱CO2與CO結(jié)合，有時可了解固體絕緣有無熱分解根據(jù)油中氣體含量判斷設(shè)備內(nèi)部故障

新絕緣油中溶解的氣體主要是空氣，即N2（70%）、O2（30%）、CO2（0.3%）；設(shè)備正常運行時，在電磁場、溫度、水分等因素的作用下，絕緣油和絕緣材料會發(fā)生緩慢地分解和氧化，產(chǎn)生少量CO2、CO和微量的低分子烴；設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)故障時，主要是過熱性故障（電流效應(yīng)）和放電性故障（電壓效應(yīng)），絕緣油和固體絕緣材料裂解的速度大大加快，油中的CO2、CO、H2和低分子烴類的氣體含量顯著地增加。各種絕緣缺陷的特征：a.

變壓器內(nèi)部存在金屬部分局部過熱：總烴含量較高，其中甲烷（CH4）、乙烯（C2H4）也較多；b.

固體絕緣（如紙、木材等）熱分解：CO、CO2含量高；c.

局部放電：乙炔（C2H2）和H2的含量較大。氣相色譜試驗的優(yōu)點：

可以發(fā)現(xiàn)充油電氣設(shè)備中某些用tg等方法所不能發(fā)現(xiàn)的局部性缺陷（如局部過熱、局部放電），迅速簡便，不需要設(shè)備停電，適合于預(yù)防性試驗的要求。可以及時掌握變壓器、互感器等設(shè)備的運行情況，有效地防止了事故的發(fā)生。3.5.2氣相色譜分析法簡介高電壓工程基礎(chǔ)氣相色譜分析試驗方法：取出運行中電氣設(shè)備的油樣，將油樣經(jīng)噴嘴噴入真空罐內(nèi)，使油中溶解的氣體迅速釋放出來。然后將脫出的氣體壓縮至常壓，用注射器抽取試樣后進行分析。色譜柱：U形或圓盤形管，裝有吸附劑，當氣樣注入管中后，吸附劑便能使不同成分的氣體先后流出色譜柱H2、O2、CH4、CO2

CH4、C2H6、C2H4、C3H8、C2H2、C3H61．特征氣體法故障類型主要氣體組分次要氣體組分油過熱CH4，C2H4H2，C2H6油和紙過熱CH4，C2H4，CO，CO2H2，C2H6油紙絕緣中局部放電H2，CH4，C2H2，COC2H6，CO2油中火花放電C2H2，H2油中電弧H2，C2H2CH4，C2H4，C2H6油和紙中電弧H2，C2H2，CO2，COCH4，C2H4，C2H6進水受潮或油中有氣泡H2不同故障類型產(chǎn)生的氣體組分

2．依據(jù)氣體含量的注意值和產(chǎn)氣率

設(shè)備氣體組分含量≥330kV≤220kV≥220kV≤110kV變壓器和電抗器總烴150150乙炔15氫150150套管甲烷100100乙炔12氫500500電流互感器總烴100100乙炔12氫150150電壓互感器總烴100100乙炔23氫150150油中溶解氣體含量的注意值

產(chǎn)氣率：絕對產(chǎn)氣率、相對產(chǎn)氣率絕對產(chǎn)氣率：每運行日產(chǎn)生某種氣體的平均值相對產(chǎn)氣率：每運行一個月（或折算到月）某種氣體含量增加原有值的百分數(shù)的平均值。3．三比值法

編碼規(guī)則用三比值法判斷故障類型色譜分析判斷中的注意事項：(l)檢修時帶油電焊的設(shè)備應(yīng)在電焊前后均取樣進行色譜分析，以便查證，防止造成誤判斷。(2)檢修時在變壓器內(nèi)使用過滅火劑或曾使用其他鹵化物時，應(yīng)作好記錄。(3)注意氣體的其他來源。(4)在特征氣體的含量正常時，有時因空氣的漏入或呼吸通道堵塞而引起氣體繼電器動作，應(yīng)檢查O2含量的變化并作具體分析。3.6交流耐壓試驗工頻耐壓試驗感應(yīng)耐壓試驗沖擊電壓試驗

電氣設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)在運行中要經(jīng)受工作電壓、暫時過電壓、雷電過電壓以及操作過電壓的作用，而交流耐壓試驗是鑒定電氣設(shè)備絕緣強度的最嚴格、最有效和最直接的方法。

3.6.1工頻高壓的產(chǎn)生試驗變壓器:用于高壓試驗的特制變壓器特點：具有容量不很大、額定電壓較高、允許持續(xù)工作時間短、多工作在電容性負荷下、經(jīng)常要放電、通常高壓繞組一端接地、不需要附加散熱裝置、體積較小等特點。

調(diào)壓器：

自耦變壓器、感應(yīng)調(diào)壓器移圈式變壓器、電動發(fā)電機組特點：a.電壓國產(chǎn)單臺工頻試驗變壓器的額定電壓（kV）有以下等級：5、10、25、35、50、100、150、250、300、500、750b.調(diào)壓與波形電壓波形應(yīng)該是正負半波對稱的正弦波，頻率在45~55Hz之間；波頂系數(shù)在√2±0.07范圍內(nèi)；調(diào)壓裝置應(yīng)能夠按照要求的速度連續(xù)、平穩(wěn)調(diào)節(jié)電壓。c.容量

耐壓試驗工頻交流耐壓試驗?zāi)蛪涸囼瀸υ嚻返目己吮容^嚴格，但是它可能對試品造成潛在的傷害。試驗電壓值：一般考慮到運行中絕緣的變化，預(yù)防性試驗的工頻交流耐壓試驗電壓值均取得比出廠試驗電壓低些，而且對不同情況的設(shè)備區(qū)別對待，主要由運行經(jīng)驗來決定?！纠吭诖笮抟郧鞍l(fā)電機定子繞組的工頻試驗電壓取1.5倍額定電壓；對于運行20年以上的發(fā)電機，由于絕緣較老，可取1.3-1.5倍額定電壓或者更低些來做耐壓試驗；但對與架空線路直接連接的運行20年以上的發(fā)電機，考慮到運行中雷電過電壓侵襲的可能性較大，為了安全，仍要求用1.5倍額定電壓來做耐壓試驗?！纠縂IS現(xiàn)場試驗時，交流耐壓試驗的電壓值一般取為工廠試驗電壓的80%。試驗時間：交流耐壓試驗中，加至試驗標準的電壓后，要求持續(xù)1min的耐壓時間。規(guī)定是為了便于觀察被試品的情況，同時也是為了使已經(jīng)開始擊穿的缺陷來得及暴露出來。耐壓時間不應(yīng)過長，以免引起不應(yīng)有的絕緣損傷，甚至使本來合格的絕緣可能發(fā)生熱擊穿。試驗波形：試驗電壓的波形應(yīng)接近正弦。一般用高壓試驗變壓器及調(diào)壓器產(chǎn)生可調(diào)電壓。調(diào)壓器應(yīng)盡量采用自耦式，它不僅體積小，漏抗也小，因而試驗變壓器激磁電流中的諧波分量在調(diào)壓器上產(chǎn)生的壓降也小，故試驗變壓器的原邊電壓波形畸變較小，副邊電壓的波形也就接近正弦。如果自耦調(diào)壓器的容量不夠，則可以采用移圈式調(diào)壓器，不過后者的漏抗較大，會使電壓波形發(fā)生畸變，為改善波形可在試驗變壓器原邊并聯(lián)以由電感、電容串聯(lián)組成的濾波器把諧波濾掉。工頻試驗變壓器與電力變壓器的比較工頻試驗變壓器電力變壓器試驗變壓器與電力變壓器的比較

試驗變壓器電力變壓器電壓等級更高、容量不大，僅單相電壓等級高、容量大，分單相、三相工作在電容性負荷下工作在電感性負荷下允許發(fā)生短時短路不允許發(fā)生短路工作時間短工作時間長漏磁通較大漏磁通較小溫度比較低、無散熱要求溫度比較高、有散熱要求絕緣裕度小絕緣裕度大串接式工頻試驗變壓器3U2I22U2I2U2I2W∑=6U2I2利用系數(shù)：η=WT/W∑=3W/6W=50%n級串接裝置容量的利用系數(shù)試驗變壓器調(diào)壓裝置要求：調(diào)壓質(zhì)量好（正弦波、電壓下限為0）調(diào)壓特性好（阻抗不大、特性曲線線性平滑、調(diào)節(jié)方便，可靠）分類：自耦式調(diào)壓器（接觸式調(diào)壓器）移圈式調(diào)壓器感應(yīng)調(diào)壓器電動發(fā)電機組調(diào)壓單相接觸式調(diào)壓器接觸式調(diào)壓器3.6.2工頻高壓試驗原理工頻高壓試驗的基本接線圖

AV—調(diào)壓器；PV1—低壓側(cè)電壓表；T—工頻高壓裝置；R1—變壓器保護電阻；Zx—被試品；R2—測量球隙保護電阻；PV2—高壓靜電電壓表；F—測量球隙；Lf、Cf—諧波濾波器3.6.3工頻高壓的測量低壓側(cè)測量2.高壓側(cè)測量

1）用靜電電壓表測量靜電電壓表原理圖1—固定電極，接高壓；2—屏蔽電極；3—可動電極，接地用球隙進行測量工頻電壓的幅值2）用球隙測量3）用電容分壓器測量(配用低壓儀表)電容分壓器

4)用電壓互感器測量3.6.4操作規(guī)定3.6.5試驗中可能出現(xiàn)的問題3.6.6試驗結(jié)果分析3.7直流耐壓試驗直流高壓試驗是考驗電氣設(shè)備抗電強度的，它能反映設(shè)備受潮、劣化和局部缺陷等多方面的問題；對容量較大的電力設(shè)備，用直流耐壓試驗代替交流耐壓試驗。3.7.1直流高壓的產(chǎn)生直流高壓發(fā)生器：額定輸出的直流電壓平均值Uav

額定輸出的直流電流平均值Iav

電壓脈動系數(shù)s

3.7.2直流高電壓的測量用高值電阻串聯(lián)微安表或高值電阻分壓器直流電壓的測量方法(a)高值電阻串聯(lián)微安表(b)高值電阻分壓器被測電壓兩種測量方法比較：(a)會受電阻元件上場強和溫度的影響，導(dǎo)致阻值不規(guī)則變換，影響測量準確度，而(b)方法高、低壓臂電阻元件的電阻溫度系數(shù)和電阻場強系數(shù)對分壓器的影響互相補償，測量較準確；(a)方法能測出電壓平均值，(b)方法除了測其平均值外，還可測量有效值、峰值，以及其脈動部分的波形與幅值；(a)方法高值電阻的下端經(jīng)電流表引到接地點的引線屬于電流引線，影響測量的準確度，測量時必須盡可能的短，而(b)中分壓器的分壓輸出僅為電壓輸出，可用同軸電纜引致較遠的方便處再接測量儀表，不會影響測量準確度。直流電壓的測量方法(a)高值電阻串聯(lián)微安表(b)高值電阻分壓器2.用靜電電壓表測量3.球隙測量直流電壓的平均值直流高壓的峰值3.7.3直流高壓試驗的特點及適用范圍直流耐壓試驗特點：直流耐壓試驗中只有微安級泄漏電流試驗時可同時測量泄漏電流，測量電壓高。更容易發(fā)現(xiàn)缺陷直流高壓試驗比起交流耐壓試驗，絕緣沒有極化損失，局部放電輕的多，避免了被試品的絕緣損壞。易于發(fā)現(xiàn)某些設(shè)備的局部缺陷。直流耐壓試驗相比交流耐壓試驗的優(yōu)點試驗設(shè)備輕便。對電容量大的試品，做直流耐壓試驗時只需供給絕緣泄漏電流，設(shè)備容量小；而如果做交流耐壓試驗，電容電流將很大。可同時測量泄漏電流?？梢栽谶M行直流耐壓試驗的同時，通過測量泄漏電流，更有效地反映絕緣內(nèi)部的集中性缺陷。對絕緣損傷較小。直流下局放活動弱相比交流耐壓試驗的缺點由于交、直流下絕緣內(nèi)部的電壓分布不同，直流耐壓試驗對絕緣的考驗不如交流下接近運行實際。不宜做直流耐壓的情況：但對于已運行的交鏈聚乙烯(XLPE)絕緣電纜，現(xiàn)不主張采用直流耐壓試驗的方法，因為如進行直流耐壓，沿著電纜中的樹枝放電的管壁將有離子注入，而試驗后的短路放電又難以將它全部散逸，以致在再投入運行時，此