文档介绍：高电压工程基础
第六章电气设备绝缘的预防性试验
任课教师:赵彤
山东大学电气工程学院
高电压工程基础
绝缘检测和诊断技术:通过对绝缘的试验和各种特性的测量,可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。
离线检测:要求被测设备退出运行状态,只能是周期性间断的进行。试验周期由试验规程规定。
在线监测:在被测设备处于带电运行的情况下,对设备的绝缘状态进行连续或定时的检测,通常是自动进行的。
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为了对绝缘状态做出判断,需对绝缘进行各种试验和检测,统称为绝缘预防性试验。
对于离线式试验又可分为两类:
绝缘特性试验(非破坏性试验、检查性试验):在较低的电压下或用其它不会损伤绝缘的办法来测量绝缘的各种特性,从而判断绝缘的内部缺陷。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不易判断准确。
耐压试验(破坏性试验):对绝缘考验严格,能保证绝缘具有一定的绝缘水平;缺点是只能离线进行,并可能因耐压试验对绝缘造成一定的损伤。
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在线监测采用的是非破坏性试验方法,由于可连续检测,故除测定绝缘特性的数值外,还可分析绝缘特性随时间的变化趋势,从而显著提高判断的准确性。
绝缘特性试验方法有多种,各种方法能够反映绝缘缺陷的性质是不同的,对不同的绝缘材料和绝缘结构,各种方法的有效性也不一样。所以,一般需要采用多种不同的方法来试验,对试验结果进行综合分析比较后,才能作出正确的判断。
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电气设备绝缘缺陷的分类:
集中性缺陷如悬式绝缘子的瓷质开裂;发电机绝缘局部磨损、挤压破裂;电缆绝缘逐渐损坏等。
分布式缺陷电气设备整体绝缘性能下降,如电机、变压器、套管中有机绝缘材料的受潮、老化、变质等。
一、绝缘电阻的测试
二、泄漏电流的测量
三、介质损耗角正切值的测量
四、局部放电的测试
五、电压分布的测量
六、绝缘油的电气试验和气相色谱分析
七、绝缘状态的在线监测
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第六章电气设备绝缘的预防性试验
绝缘电阻的测试
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测量电气设备的绝缘电阻,是检查其绝缘状态最简便的辅助方法。电气设备由休止状态转为运行状态前,或在进行绝缘耐压试验前,必须进行绝缘电阻的测试,以确定设备有无受潮或绝缘异常。
电气设备的绝缘电阻在测量过程中是随加压时间的增长而逐步上升并最终趋于稳定的。当绝缘良好时,不仅稳定的绝缘电阻值较高,而且吸收过程相对较慢;绝缘不良或受潮时,稳定的绝缘电阻值较低,吸收过程相对较快。
多层介质的吸收现象
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凡是由多种不同的电介质组成的绝缘结构,在加上直流电压后,各层电压将从开始时按电容分布逐渐过渡到稳态时按电导(电阻)分布。在电压重新分配的过程中,夹层界面上会积聚起一些电荷,使整个介质的等值电容增大,这种极化称为夹层介质界面极化,简称夹层极化。
以双层电介质为例说明:
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t=0时开关闭合,介质上的电压按电容分压:
双层介质的等值电路
t→∞时,介质上的电压按电阻分压:
一般情况,对双层不同电介质,
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即C1、C2上的电荷需要重新分配,设C1 > C2 ,而R1 > R2 ,则可得:
双层介质的等值电路
t→∞时,
t=0时,
分界面上将积聚起一批多余的空间电荷,这就是夹层极化引起的吸收电荷,电荷积聚过程所形成的电流称为吸收电流。
这种在双层介质分界面上出现的电荷重新分配的过程,就是夹层极化过程。
由于夹层极化中有吸收电荷,故夹层极化相当于增大了整个电介质的等值电容。