绝缘诊断与绝缘试验(一)

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绝缘诊断与绝缘试验(一)

绝缘监测和诊断的基本概念 绝缘电阻和泄漏电流的测量 介质损耗角正切的测量

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一、绝缘监测和诊断的基本概念绝缘的监测和诊断技术：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

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绝缘的监测和诊断技术分类：1. 按照对设备造成的影响程度分类 非破坏性试验，即检查性试验：在较低电压下或用其它不会损伤绝缘的方法测量绝缘的各种情况，判断绝缘 内部的缺陷 包含的种类：绝缘电阻试验、介质损耗角正切试验、 局部放电试验、绝缘油的气相色谱分析等

破坏性试验，即耐压试验：以等价或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 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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2. 按照设备是否带电的方式分类(两类)

离线： 要求被试设备退出运行状态，通常是周期性间断地施行

特点：可采用破坏性试验和非破坏性试验两种方式。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， 尤其周期性的离线试验更不易判断准确

在线： 在被试设备处于带电运行的条件下，对设备的绝缘状况进行连续或定时的监测

特点：只能采用非破坏性试验方式。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，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：为了对绝缘状态作出判断，需对绝缘进行各种试验和监测，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特性，采集各种特 性参数； 数据处理：对原始信息加以分析处理，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； 绝缘诊断：根据提取的特征参数和绝缘老化过程 相关知识及运行经验，参照有关规程对绝缘运行 状态进行识别、判断，并对绝缘的发展趋势进行 预测，对故障提供预警，并能为下一步的维修决 策提供技术根据。

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二、绝缘电阻和泄漏电流的测量

测量绝缘电阻与吸收比的工作原理 测量绝缘电阻与吸收比的方法 泄漏电流的测量

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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i t U / R1 R2 U R2C2 R1C1 / C1 C2 R1 R2 R1 R2 e t / 2 2

C1 C2 R1 R2 / R1 R2

双层介质等值电路图

吸收和泄漏电流及绝缘电阻的变化曲线

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ia U R2C2 R1C1 / C1 C2 R1 R2 R1R2 e t / 2 2

Ke t /

在工程应用上，把介质处在吸收过程时的U/i也称为绝缘 电阻R

吸收和泄漏电流及绝缘电阻的变化曲线

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定义吸收比K:加压60秒时的绝缘电阻与15秒时绝缘绝缘电阻之比值 K R60 / R15

定义极化指数P:为加压10分钟时的绝缘电阻与1分钟时电阻之比值

P R10 / R1

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;大型发电机采用环 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，推荐测量

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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。

不同绝缘状态下的绝缘电阻的变化曲线

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2.测量绝缘电阻与吸收比的方法测量仪表：兆欧表 摇表：带有手摇直流发电机的 兆欧表，俗称摇表 晶体管兆欧表：采用电池供电， 晶体管振荡器产生交变电压， 经变压器升压及倍压整流后输 出直流电压 兆欧表的电压：500、1000、 2500、5000V等 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

兆欧表的原理结构图

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例：用兆欧表测量电缆绝缘电阻

用兆欧表测电缆绝缘电阻的接线图 1-铅铠外皮 2-绝缘 3-导芯

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测量绝缘电阻能发现的缺陷 总体绝缘质量欠佳 绝缘受潮 两极间有贯穿性的导电通道 绝缘表面情况不良

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测量绝缘电阻不能发现的缺陷 绝缘中的局部缺陷 绝缘的老化

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测量绝缘电阻注意事项 试验前后将试品接地放电 高压测试连线架空 测吸收比和极化指数时，应待电源电压稳定后再接入试品 防止试品向兆欧表反向放电 绕组的影响 绝缘电阻与温度的关系

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3.泄漏电流的测量微安表直读法(两种接法)

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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直流电源的要求 输出电压(幅值、极性) 输出电流 电源保护(保护电阻，放电管、并联电容、 旁路开关)

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注意事项 与测绝缘电阻相同 电压保持时间1分钟(待电容电流和吸收电 流充分衰减),泄漏电流稳定