第三章_电气设备绝缘的检测和诊断.ppt

第三章电气设备绝缘的检测和诊断、缺陷的产生原因、制造和修理过程中潜在的运输和保管过程中形成的、运转中绝缘恶化加剧的缺陷分类、局部性(集中性)缺陷、整体性(分布性)缺陷、电气设备绝缘试验方法分类、非破坏性(检查性)试验、破坏性(耐压)试验、第一节绝缘电阻和吸收兆欧表的工作原理，二，绝缘电阻和吸收比的测定，吸收比，极化指数，三，测定绝缘电阻时的注意事项1 .测定试验前的被试验品必须充分放电的2.k及PI时，电源电压稳定后，投入被试验品3 .试验中试验品电容器中充电的电荷放电引起兆欧表的四、影响测定结果的主要因素有：1.湿度、2 .温度、3 .表面污垢和湿气4 .放电时间(残馀电荷)和感应电压的影响；5 .测定结果的分析判断与规程规定的容许值进行比较；2 .与历史资料进行比较(纵向比较)；3 .与同类产品进行比较(横向比较)。 第二节直流漏电流的测量，一、试验布线，一.微计与高压侧连接，av -自耦合调节器是用于减小为了调节电压而使用的用于供给T-整流前的交流高压的试验变压器V-整流用高压硅堆C-输出整流电压的脉动的平滑电容器， 在被试验品的电容器CX大的情况下，不需要c，在CX小的情况下，为了减小电压波动而需要投入0.1F左右的电容器的R-保护电阻，用于限制试验品破坏时的短路电流来保护变压器和高压硅堆，其值以10/V选择该配线适用于试验绝缘的极接地的情况。测微计与高压侧连接，不受高压对地浮游电流的影响，测定结果比较正确，从测微计到被试验品的配线中产生的电晕和沿着测微计的绝缘支柱表面的漏电流流过测微计测微计位于高压端，给读数和范围的切换带来不便。 2 .测微计与低压侧连接，测微计与接地端连接，读取和范围的切换安全、方便的高压部分在外界物体的浮动电流进入地面时不会流入测微计，因此无需加上屏蔽，测量比较准确。 要求试验绝缘的两极不能接地，只适用于接地端能够与接地分离的电气设备。 二、微表保护，1 .增压电阻r :微表内阻小，两端电压降不足，使放电管放电，故串联连接增压电阻r的UF-放电管的实际放电电压(v) Ie-微表额定电流(A )，二、微表保护， 二.电感l :防止突然短路时放电管不动作，3 .开关k :一般应短路微表，只在读取时接通，读取数据后立即关闭，保护微表。 二、微表保护，4 .电容器c :去除泄漏电流中的交流成分和通过微表的交流电流，减少微表的晃动，5 .放电管f :电路中发生危害微安全计的大电流时，可以迅速放电，使微安全计自动短路。 二、微安计的保护，三、测量时的注意事项，一.微安计必须保护2 .被试验品的容量小时应加上稳定容量3 .试验结束后应充分放电。 四、影响测量结果的因素，1 .温度的影响2 .表面漏电流的影响3 .残馀电荷的影响。 五、测量结果的分析判断是否符合规程的规定值2 .与上次测试结果相比无明显变化3 .同一设备的三相间或同种设备间的比较。 第三节介质损耗正切值的测定、第一、QS1型硅桥的基本原理、现场的电气设备的壳体一般是固定接地的，因此只能使用图3-6所示的逆布线。 二、测量时的注意事项，1 .无论采用什么接线方式，桥本体都必须良好地接地。 2 .为了防止电流表损坏，电流表灵敏度最低时必须接通或切断电源。 3 .分开的被试验品应尽量分开测试。在体积大的设备中有局部缺陷的话，测定的全体的tg值难以反映这些局部缺陷，所以在小型的设备中，测定tg值时容易发现局部缺陷。 三、影响测量结果的主要原因是1 .外部电场干扰、外部电场干扰主要由干扰电源(包括试验用高压电源和试验现场高压带电体)带电设备和被试验设备之间的电容耦合引起。 为了避免干扰，最根本的方法是尽量远离干扰源，或者施加电场屏蔽，但是在现场很难实现。 另外，对于同一频率的干扰，可采用相移或反相法来消除或减少TG测量误差。 移相法利用移相器改变试验电源的相位，使被试验品中的电流为同相或反相，此时测量的是真实的值，也就是说，通常在试验电源和干扰电流的同相和反相两方面分别测量2次，取其平均值。 正相和反相两次测量的电流分别为和，因此，被试验品的电容器的实际值必须是正相和反相两次测量的平均值。 反相法是移相法中的特例。 测量时用正连接和反连接分别测量电源1次，得到2组测量结果，根据这2组数据计算电容和介质损耗。 主要是测试现场附近漏磁通大的设备产生的交变磁场作用于桥式电流计内的电流线圈电路。 您可以将桥移出磁场噪声范围，以消除磁场噪声。 如果不能，改变电流计的极性开关进行2次测定，将2次测定的平均值作为测定结果，可以减小磁场噪声的影响。 2、外部磁场干扰、温度对TG的影响因材料、结构而异。 一般来说，tg随温度上升而增加。 在现场试验中，由于设备温度有变化，为了便于比较，将在不同温度下测量的tg值换算为20。 受试者的实际平均温度很难正确测定，换算方法也不正确，换算后大多会有大的误差，因此尽量在1030的温度下进行测定。 3 .在温度的影响下，良好绝缘的TG不会随着电压的上升显着增加，绝缘内部有缺陷时，TG会随着试验电压的上升显着增加。 4 .对于小容量设备，测量测试电压的影响可以有效地发现局部性和整体性缺陷。 在电容量大的设备中，局部缺陷造成的损失增加仅占总损失的极小一部分，此时测量TG只能发现绝缘的整体缺陷。 对于能够分解成几个相互绝缘的部分的实验对象，通过测量各个部分的TG值，能够更有效地发现缺陷。 5 .被试件的电容量的影响、被试件的表面泄漏可能会影响反映被试件内部绝缘状况的tg值。 原型的CX时间需要特别注意。 为了消除或减少这种影响，测试前可清洁被测试品的表面，必要时进行屏蔽。 6 .表面泄漏电流的影响，4 .测量结果的分析判断，是否符合规程规定值2 .与上次测试结果相比无明显变化3 .同一设备的三相间或同种设备间的比较。 第四节的局部放电的测量，是在被电场绝缘的局部区域发生放电短路的现象。 另一方面，测定的基本原理是us-气隙放电电压ur-残留电压，式中，当qr的实际放电量q与放电量Cg的气隙电容Cb和与该气隙串联连接的绝缘部分电容Ca的残留部分电容与其他条件相同时，直流下的部分放电在交流以下1 .非电检测方法是利用在局部放电中产生的各种非电信息来测量局部放电的方法。(1)超声波法(2)光检测法(3)热检测法(4)分解物测定法、二、局部放电的检测方法、二.电检测法(1)无线电干扰法(RIV法) (2)介电损耗法(3)脉冲电流法(IEC推荐的通用方法之一) a .直接法b .平衡法、测定图3-13局部放电的基本电路(a )、(b )直接法； (c )平衡法为了抑制内部干扰和外部干扰，主要措施是：1.选择无内部放电的试验变压器和耦合电容器，对于露出电极需要适当的屏蔽罩。 2 .选择抗干扰性高的测量电路。 3 .屏蔽测量线。 如果有条件，可将整个试验回路放入屏蔽室进行测量。 4 .试验电源最好采用独立电源。 三、测量时的注意事项，5 .提高高压试验电路中各元件的电晕电压。 6 .高压试验变压器、检测电路和测量仪三者的接地线连成一体，用接地线连接。 7 .合理选择放大电路的频带或调谐放大电路的谐振频率。 8 .请尽量缩短测量回路与被试验品的连接。 试验电路应尽量紧凑，被试验品周围物体应良好接地。 试验规程可规定某设备在规定电压下的容许放电量，并将测定结果与规定值进行比较。 规章未给予规定值的，应当在实践中积累数据，获得判断标准。 四、测定结果的分析判断、第五节绝缘油试验、第一、绝缘油的检测分为新油、输入前油和运行中油的检测三个阶段。 不同阶段油质检测有不同的试验项目和标准要求。 二、绝缘油的电学性能试验1 .电学性能试验的意义是用来检测油中的水分、杂质和老化情况。 2 .电强度(破坏电压)试验-标准油杯3 .介电损耗系数(tg值)的测定-用绝缘油的电阻率代替高精度的硅桥tg-专用的电阻率测定器，三、油中溶解气体的气相色谱分析1 .充油设备内部故障产生的气体新绝缘油中溶解气体主要为空气设备正常运行时，由于电磁场、温度、水分等因素，绝缘油和绝缘材料缓慢分解和氧化，产生少量的CO2、CO和微量的低分子烃，设备内部发生故障时，主要由于过热性故障(电流效应)和放电性故障(电压效应)，绝缘油和固体绝缘材料的开裂速度大幅加快，油中的CO 在故障初期，通过分析溶于油的这些气体，可以尽早确定设备的内部故障。 2、特征气体通常与故障性质密切相关的气体成分称为特征气体。 表3-1从油中气体含量判断设备内部的故障，3 .油中溶解气相色谱分析方法的概要抽出油中溶解气体送入气相色谱仪，分离不同气体进行鉴定，可以得到各种气体成分和含量。 4 .故障判定(1)特征气体法，表3-3的不同故障产生的气体，(2)油中溶解气体的注意值和气体发生率，表3-4的各种油充电电气设备油中的气体含量的注意值，(3)故障的性质和故障类型的判定三比法，表3-6的代码规则，表3-7故障类型的诊断方法， 5 .色谱分析判定中的注意事项(l )检查时油电焊设备在电焊前后取样进行色谱分析验证，防止误判。 (2)检查时在变压器内使用1211灭火剂或使用其他卤化物时，应予以记录。 (三)注意气体的其他来源； (4)特征气体含量正常时，气体继电器可能会因空气泄漏或呼吸道阻塞而起作用，检测O2含量的变化进行具体分析。 第六节耐压试验具有破坏性试验的性质，一般在非破坏性试验项目合格后进行，以避免或减少不必要的损失。 另一方面，交流耐压试验是以规定的升压速度使作用于被试验品的电压上升，直到与必要的试验电压相等为止。保持1分钟，未发现绝缘破坏或局部损伤，认为合格。 绝缘上加工频率的试验电压后，要求持续1分钟，这个时间规定的目的是全面观察被试验品的状况，保证露出绝缘中的危险缺陷，第二，由于时间过长不应该发生的绝缘损伤，本来是合格的绝缘根据运行经验，经得起1min商用频率耐压试验的电气设备，一般能保证安全运行。 二、直流耐压试验直流耐压试验是直流电气设备的基本耐压方式。 对于大容量的交流电气设备，在现场进行交流耐压试验时，由于必要的试验设备容量大，难以满足的情况较多，所以转换为直流耐压试验。 直流耐压试验的特征是，(1)设备轻，(2)兼顾漏电流的测定，(3)能够制作伏安图，(4)能够发现对有机绝缘的损伤小的(5)基于直流电压的绝缘内部的电压分布和基于交流电压的电压分布不同，相对于绝缘二、冲击耐压试验验证了高压电气设备对雷电过电压和操作过电压的耐受性。 冲击耐压试验对试验设备和试验设备的要求高，投资大，试验技术复杂，冲击后会给绝缘带来累积效应，因此仅在制造厂型式试验和出厂试验中进行，在运行部门预防试验中一般不进行，而用等效工频耐压试验来代替。 超高压设备被认为不能代替商用频率耐压试验进行冲击耐压试验，因此应该对超高压设备进行操作冲击耐压试验。 在电气设备内绝缘的雷电冲击耐压试验采用三次冲击法，对被试验品施加三次正极性和三次负极性的雷电冲击试验电压(1.2/50s )，进行变压器和电抗器类的内绝缘，以及雷电冲击切断(1.2/25s )耐压试验。 电力系统外绝缘的冲击高压试验通常可采用15次冲击法。 即，对被试验品各施加15次正、负极性冲击全波试验电压，使相邻的2次冲击的时间间隔为1min以上。 每组15次冲击试验，如果破坏和闪络的闪烁数不超过2次，则认为该外绝缘试验合格。 内外绝缘的操作冲击耐压试验方法与雷击全波试验完全相同。 第七节绝缘在线监测、第一、在线监测系统、第二、变压器在线监测1 .变压器局部放电在线监测(1)差动平衡检查法、(2)脉冲极性鉴别法、(3)超声波法在箱壁安装压电超声波传感器测量超声波信号(4)电超声联合检测法，2 )变压器油中溶解气体在线检测(1)油中溶解气体的现场脱气方法-渗透膜透析或吹气，(2)油中溶解气体的现场测定方法-柱或气体传感器，3，发电机在线检测目前，在线检测大部分采用局部放电测定、温度(局部过热)测定等四、电容型设备在线监测电容型设备的在线监测主要以测量绝缘的介电特性，即介电损耗因子为基础，即以测量相电压下流经绝缘介质的电流为基础。 主要方法是1 .不平衡补偿法，图3-27不平衡补偿法的原理图，2 .桥法桥内部搭载低压标准电容器CN，变压器TV是基准电压源，通过将变压器t、移相元件c与r隔离来移动相位，补偿测量系统的误差。 此外，图3-30桥法的原理接线图，3 .过零检测法测定流过设备的绝缘电流与作用于设备的电压信号波形的相邻过零之间的时间差，并转换为角差。图3-34过零检测方法的原理框图，图3-35过零检测的动作波形，4 .数字波形分析法根据谐波分析法实现，数字波形收集装置记录电压和电流信号，计算机对收集到的u、I的时域波形进行频域分析，分离为基波和各谐波信号， 根据电压和电流的基波振幅值U1m和I1m以及初始相位角1u和i1i，介电损耗角=1u-1i和电容，图3-36介电损耗测量原理接线图，图3-37介电损耗测量相量图，5、金属氧化物避雷器的在线监测主要测量运行电压下的总漏电流和电阻成分。 1 .监测总泄漏电流，2 .用补偿法测量电阻电流，图3-40LCD