绝缘诊断与绝缘试验一Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望一、绝缘监测和诊断的基本概念一、绝缘监测和诊断的基本概念 绝缘的监测和诊断技术：绝缘的监测和诊断技术：电力设备绝缘在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状态，从而能早期发现故障的技术绝缘的监测和诊断技术分类：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：非破坏性试验，即检查性试验：在较低电压下或用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内部的缺陷包含的种类：包含的种类：绝缘电阻试验、介质损耗角正切试验、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：破坏性试验，即耐压试验：以等价或高于设备的正常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：包含的种类：交流耐压试验、直流耐压试验、雷电冲交流耐压试验、直流耐压试验、雷电冲击耐压试验及操作冲击耐压试验击耐压试验及操作冲击耐压试验 2. 按照设备是否带电的方式分类（两类）按照设备是否带电的方式分类（两类）离离线线：要要求求被被试试设设备备退退出出运运行行状状态态，通通常常是是周周期性间断地施行期性间断地施行特特点点：可可采采用用破破坏坏性性试试验验和和非非破破坏坏性性试试验验两两种种方方式式。耐耐压压试试验验往往往往是是在在非非破破坏坏性性试试验验之之后后才才进进行行。缺缺点点是是对对绝绝缘缘耐耐压压水水平平的的判判断断比比较较间间接接，尤其周期性的离线试验更不易判断准确尤其周期性的离线试验更不易判断准确 在在线线：在在被被试试设设备备处处于于带带电电运运行行的的条条件件下下，对对设备的绝缘状况进行连续或定时的监测设备的绝缘状况进行连续或定时的监测特特点点：只只能能采采用用非非破破坏坏性性试试验验方方式式。除除测测定定绝绝缘缘特特性性的的数数值值外外，还还可可分分析析特特性性随随时时间间的的变变化化趋势，显著提高了其判断的准确性趋势，显著提高了其判断的准确性 绝缘预防性试验概念：绝缘预防性试验概念：为了对绝缘状态作出判为了对绝缘状态作出判断，需对绝缘进行各种试验和监测，通称为绝缘断，需对绝缘进行各种试验和监测，通称为绝缘预防性试验。预防性试验。 绝缘的监测和诊断技术的三个基本环节：绝缘的监测和诊断技术的三个基本环节：传传感感器器与与测测量量方方法法：正正确确选选用用各各种种传传感感器器及及测测量量手手段段，检检测测或或监监测测被被试试对对象象的的特特性性，采采集集各各种种特特性参数；性参数；数数据据处处理理：对对原原始始信信息息加加以以分分析析处处理理，去去除除干干扰扰，提提取取反反映映被被试试对对象象运运行行状状态态最最敏敏感感、有有效效的的特特征征参数；参数；绝绝缘缘诊诊断断：根根据据提提取取的的特特征征参参数数和和绝绝缘缘老老化化过过程程相相关关知知识识及及运运行行经经验验，参参照照有有关关规规程程对对绝绝缘缘运运行行状状态态进进行行识识别别、判判断断，并并对对绝绝缘缘的的发发展展趋趋势势进进行行预预测测，对对故故障障提提供供预预警警，并并能能为为下下一一步步的的维维修修决决策提供技术根据。策提供技术根据。二、绝缘电阻和泄漏电流的测量 n测量绝缘电阻与吸收比的工作原理n测量绝缘电阻与吸收比的方法n泄漏电流的测量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 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 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 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 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，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K1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 2.测量绝缘电阻与吸收比的方法测量仪表：测量仪表：兆欧表摇摇表表：带有手摇直流发电机的兆欧表，俗称摇表晶晶体体管管兆兆欧欧表表：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兆兆欧欧表表的的电电压压：500、1000、2500、5000V等兆兆欧欧表表选选择择：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 例：用兆欧表测量电缆绝缘电阻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 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 3.泄漏电流的测量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）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），泄漏电流稳定试验特点所加直流电压较高，可以发现一些兆欧表不能发现的缺陷直流电压逐渐升高，可观察电流与电压关系的线性度线性刻度，能精确读取三、介质损耗角正切的测量 n西林电桥的基本原理n存在外界电磁场干扰时的测量n测试功效n注意事项测试无线电材料：常采用高频施压法，所加的常采用高频施压法，所加的电压不高电压不高电工界：最常用的是西林电桥法最常用的是西林电桥法在线监测：采用微机对采用微机对tgtg进行测量进行测量1.西林电桥的基本原理西林电桥：高高压压臂臂：代表试品的Z1；无损耗的标准电容CN，它以阻抗Z2作为代表。低低压压臂臂：处在桥箱体内的可调无感电阻R3，以Z3来代表；无感电阻R4和可调电容C4的并联，以Z4来代表 保护：保护：放电管P电桥平衡：电桥平衡：检流计G检零屏蔽：屏蔽：消除杂散电容的影响电桥的平衡条件： Z1/Z3 = Z2/Z4串联等值回路 tg=R4 C4 Cx = R4CN/R3并联等值回路 tg=R4 C4 Cx = R4CN/R3 (1+tg2) Cx：因为tg2 极小，故两种等值电路的Cx相等西林电桥的基本回路 屏蔽：杂杂散散电电容容：高压引线与低压臂之间有电场的影响，可看作其间有杂散电容Cs。由于低压臂的电位很低，Cx和CN的电容量很小，如CN一般只有50100pF，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 需要屏蔽，消除杂散电容的影响西林电桥的基本回路 2.存在外界电磁场干扰时的测量现场试品：现场试品：难以实现屏蔽，干扰较严重两两次次测测量量法法：第一次测得tg1和Cx，然后倒换试验变压器原边电源线的两头(试验电压U的相位转180)，测得第二次的数值tg2和Cx，可用下式计算得准确的tg和Cx值：磁场干扰时介损的测量检流计正反接抗磁场干扰的原理：设无磁干扰时，两个测量臂的数值分别为R3和C4；设存在磁干扰时，两个测量臂的数值分别为(R3+R3)和(C4+C4)；把检流计和电桥两臂相接的两端倒换一下，两个测量臂的数值将分别为 (R3R3)和(C4 C4) 当检流计正接时测得：当检流计反接时测得：因无磁场干扰时：故可得：测试功效有效受潮穿透性导电通道气泡电离、绝缘分层、脱壳绝缘老化劣化绝缘油脏污、劣化无效局部损坏小部分绝缘的老化劣化个别绝缘弱点注意事项分部测试与温度的关系与试验电压的关系护环和屏蔽