电气设备绝缘预防性试验学习教案

1、会计学1电气设备绝缘电气设备绝缘(juyun)预防性试验预防性试验第一页，共70页。第1页/共70页第二页，共70页。第2页/共70页第三页，共70页。第3页/共70页第四页，共70页。放置固体放置固体(gt)(gt)介质时介质时, ,电容量将增大为电容量将增大为: :对于对于(duy)(duy)平行平板电容器，极间为真空时：平行平板电容器，极间为真空时：平板电容器中的电荷和电场分布平板电容器中的电荷和电场分布(fnb)(fnb)(a)(a)真空真空 (b) (b)充以介质充以介质第4页/共70页第五页，共70页。 相对相对(xingdu)介介电常数：电常数：第5页/共70页第六页，共70页。

2、第6页/共70页第七页，共70页。绝 缘(juyun)-+绝 缘绝 缘(juyun)第7页/共70页第八页，共70页。第8页/共70页第九页，共70页。E0|E第9页/共70页第十页，共70页。第10页/共70页第十一页，共70页。第11页/共70页第十二页，共70页。特点特点(tdin)过程特别缓慢，一般在过程特别缓慢，一般在10-1s以上，甚至数小时；以上，甚至数小时；伴有介质损耗。伴有介质损耗。第12页/共70页第十三页，共70页。第13页/共70页第十四页，共70页。极化种类极化种类产生场合产生场合所需时间所需时间能量损耗能量损耗产生原因产生原因电子式极化电子式极化任何电介质任何电介质

3、10-15 s无无束缚电子运束缚电子运行轨道偏移行轨道偏移离子式极化离子式极化离子式结构离子式结构电介质电介质10-13 s几乎没有几乎没有离子的相对离子的相对偏移偏移偶极子极化偶极子极化极性电介质极性电介质10-1010-2 s有有偶极子的定偶极子的定向排列向排列夹层极化夹层极化多层介质的多层介质的交界面交界面10-1 s数小时数小时有有自由电荷的自由电荷的移动移动电介质极化的本质：电介质极化的本质：在外加电场作用下，极化介质内部在外加电场作用下，极化介质内部(nib)形成反电场，通过向电极补充电荷以抵消反电场的作用，从而增加了电容量，并可能消耗能量！形成反电场，通过向电极补充电荷以抵消反电

4、场的作用，从而增加了电容量，并可能消耗能量！第14页/共70页第十五页，共70页。材料类别材料类别名名 称称相对介电常数，相对介电常数，r(r(工频，工频，20)20)气体介质气体介质(1.0132105 Pa）空气空气1.00058 液液体体介介质质弱极性弱极性变压器油变压器油硅有机液体硅有机液体2.22.52.22.8极性极性蓖麻油蓖麻油氯化联苯氯化联苯4.54.65.2强极性强极性丙酮丙酮酒精酒精水水223381 固固体体介介质质中性或中性或弱极性弱极性石蜡石蜡聚苯乙烯聚苯乙烯聚四氟乙烯聚四氟乙烯松香松香2.02.52.52.62.02.22.52.6极性极性纤维素纤维素胶木胶木聚氯乙烯

5、聚氯乙烯6.54.53.03.5离子性离子性云母云母电瓷电瓷575.56.5工程工程(gngchng)(gngchng)意义意义：1 1）选择绝缘材料）选择绝缘材料2 2）多层介质合理配合）多层介质合理配合3 3）判断绝缘状态）判断绝缘状态第15页/共70页第十六页，共70页。电导。电导。第16页/共70页第十七页，共70页。体积电阻测量图体积电阻测量图AdIsISIV?（2 2）表面电阻率：单位长度的正方形表面积上，相对两边）表面电阻率：单位长度的正方形表面积上，相对两边(lingbin)(lingbin)之间测得的电阻。之间测得的电阻。第17页/共70页第十八页，共70页。率大，故不宜率大

6、，故不宜(by)(by)作为绝缘作为绝缘材料（水）。材料（水）。n电导率电导率与温度间具有指数关与温度间具有指数关系：系：第18页/共70页第十九页，共70页。固体介质电导电流密度与固体介质电导电流密度与外加场强的关系外加场强的关系第19页/共70页第二十页，共70页。水滴在两类介质上的分布状态水滴在两类介质上的分布状态(a)(a)亲水介质亲水介质 (b)(b)疏水介质疏水介质 第20页/共70页第二十一页，共70页。W=P+jQ=U(Ir+jIC)=UIr+j UIC介质损失角的正切介质损失角的正切(zhngqi)tg(zhngqi)tg：衡量介质的损：衡量介质的损耗特性耗特性 第21页/共

7、70页第二十二页，共70页。液体介质损耗与温度的关液体介质损耗与温度的关系系n第22页/共70页第二十三页，共70页。干纸的损耗与温度的关系干纸的损耗与温度的关系1 11kHz1kHz2 210kHz10kHz3 3100kHz100kHz第23页/共70页第二十四页，共70页。绝缘绝缘C0C/rRCxRxIRxICx（a）（b）（c）第24页/共70页第二十五页，共70页。第二节第二节 绝缘电阻绝缘电阻(dinz)(dinz)的测量的测量 第25页/共70页第二十六页，共70页。双层介质的等值电路双层介质的等值电路吸收曲线吸收曲线v当在绝缘上施加直流电压时，流经绝缘的电流会随着时间当在绝缘上

8、施加直流电压时，流经绝缘的电流会随着时间逐渐下降，最终达到一个稳定值，这就是不均匀介质的吸收逐渐下降，最终达到一个稳定值，这就是不均匀介质的吸收现象现象(xinxing)(xinxing)v本质：夹层介质的界面极化本质：夹层介质的界面极化这些电荷这些电荷(dinh)被介被介质吸收了！质吸收了！第26页/共70页第二十七页，共70页。二、绝缘电阻二、绝缘电阻(dinz)(dinz)和吸收比测量和吸收比测量第27页/共70页第二十八页，共70页。第28页/共70页第二十九页，共70页。v仪器：兆欧表仪器：兆欧表v兆欧表一般有三个接线端子兆欧表一般有三个接线端子v被试品接在端子被试品接在端子“E”和

9、和“L”之间之间v保护端子保护端子“G”（与（与L相连）相连）v有时称为屏蔽端子有时称为屏蔽端子v输出电压输出电压(diny)为负极性为负极性直流（直流（why?）v有有500V、1000V、2500V、5000V等多个等级等多个等级第29页/共70页第三十页，共70页。第30页/共70页第三十一页，共70页。干燥前（受潮），干燥前（受潮），15C干燥完毕，干燥完毕，73.5C运行运行3天，冷却后天，冷却后 27C第31页/共70页第三十二页，共70页。v直接测量泄漏电流直接测量泄漏电流v因试验电压提高，试验灵敏度因试验电压提高，试验灵敏度和准确性较高和准确性较高v试验设备要求提高试验设备要求

10、提高第32页/共70页第三十三页，共70页。曲线曲线1 1：绝缘：绝缘(juyun)(juyun)良好的发电良好的发电机；机；曲线曲线2 2：绝缘：绝缘(juyun)(juyun)受潮；受潮；曲线曲线3 3：绝缘：绝缘(juyun)(juyun)中已有集中中已有集中性缺陷；性缺陷；曲线曲线4 4：有危险的集中性缺陷。：有危险的集中性缺陷。第33页/共70页第三十四页，共70页。v直流泄漏电流试验直流泄漏电流试验(shyn)(shyn)和直流耐压试验和直流耐压试验(shyn)(shyn)常利用同一套直流高压发生装置同时进行。常利用同一套直流高压发生装置同时进行。 Time?1min第34页/共7

11、0页第三十五页，共70页。v/2100%第35页/共70页第三十六页，共70页。v高压引线引起高压引线引起(ynq)(ynq)的杂散的杂散电流带来的测量误差电流带来的测量误差R1 LSACV微安表保护回路微安表保护回路第36页/共70页第三十七页，共70页。CXRxxIrIcI当电气设备绝缘整体性能下降，如普遍受潮、脏污或老化，以及绝缘中有间隙发生局部放电时，流过绝缘的有功电流分量当电气设备绝缘整体性能下降，如普遍受潮、脏污或老化，以及绝缘中有间隙发生局部放电时，流过绝缘的有功电流分量IRx将增大将增大(zn d)，tg也增大也增大(zn d)。通过测量通过测量tg值可以发现绝缘的分布性缺陷。

12、值可以发现绝缘的分布性缺陷。第37页/共70页第三十八页，共70页。第38页/共70页第三十九页，共70页。R4C4R3CXCNCDABGRx当电桥当电桥(din qio)(din qio)平衡时，检流计中无电流流过，各臂阻抗满足关系式：平衡时，检流计中无电流流过，各臂阻抗满足关系式： xxxCjRZ11NnCjZ1第39页/共70页第四十页，共70页。v当电桥平衡当电桥平衡(pnghng)时，时，C4的微法数就等于被试品的的微法数就等于被试品的tg值。值。v在电桥的分度盘上，在电桥的分度盘上，C4的数值直接以的数值直接以tg的百分数（）来表示。的百分数（）来表示。v测量被试品的电容测量被试品

13、的电容Cx对于判断某些绝缘状况也是有价值的。对于判断某些绝缘状况也是有价值的。问题问题(wnt)：电容量大了意味着什么电容量大了意味着什么故障？故障？电容量小了意味着什么电容量小了意味着什么故障？故障？第40页/共70页第四十一页，共70页。R4C4R3CXCNCDABGRx第41页/共70页第四十二页，共70页。第42页/共70页第四十三页，共70页。西林西林(x ln)(x ln)电桥反接线原理图电桥反接线原理图 西林西林(x ln)(x ln)电桥接线原理图电桥接线原理图 第43页/共70页第四十四页，共70页。表面的泄漏影响。表面的泄漏影响。tg与试验电压的典型关系曲与试验电压的典型关

14、系曲线线1 1良好的绝缘良好的绝缘 2 2绝缘中存在气隙绝缘中存在气隙 3 3受潮绝缘受潮绝缘 第44页/共70页第四十五页，共70页。第45页/共70页第四十六页，共70页。绝缘绝缘(juyun)(juyun)内部气隙局部放电的等值电路内部气隙局部放电的等值电路 第46页/共70页第四十七页，共70页。Cx被试品的电容被试品的电容(dinrng)Ck耦合电容耦合电容(dinrng)Zm、Zm测量阻抗测量阻抗Z低通滤波器低通滤波器U电压电压(diny)源源M测量仪器测量仪器 A放大器放大器CX一端接地一端接地CX两端绝缘两端绝缘平衡电平衡电路路第47页/共70页第四十八页，共70页。第48页/

15、共70页第四十九页，共70页。第49页/共70页第五十页，共70页。局部局部(jb)放电测试仪（二）放电测试仪（二）第50页/共70页第五十一页，共70页。第51页/共70页第五十二页，共70页。第52页/共70页第五十三页，共70页。第53页/共70页第五十四页，共70页。v试验时电气设备可以不必停电！试验时电气设备可以不必停电！第54页/共70页第五十五页，共70页。n带电取油样化验分带电取油样化验分析结论析结论第55页/共70页第五十六页，共70页。：通过分析油中所含气体的组成和通过分析油中所含气体的组成和含量来判断设备内部的潜伏性含量来判断设备内部的潜伏性缺陷。缺陷。第56页/共70页

16、第五十七页，共70页。故障类型故障类型主要气体组分主要气体组分次要气体组分次要气体组分油过热油过热 油和纸过热油和纸过热 油纸绝缘中局部放电油纸绝缘中局部放电油中火花放电油中火花放电油中电弧油中电弧油和纸中电弧油和纸中电弧不同故障类型不同故障类型(lixng)(lixng)产生的产生的气体气体 分析方法：分析方法：特征特征(tzhng)(tzhng)气体法气体法三比值法三比值法第57页/共70页第五十八页，共70页。第58页/共70页第五十九页，共70页。载气载气载气载气第59页/共70页第六十页，共70页。第60页/共70页第六十一页，共70页。当！当！v固体有机绝缘会产生固体有机绝缘会产生(chnshng)(chnshng)累积效应。累积效应。第61页/共70页第六十二页，共70页。V220VBKRGTY被试品被试品B为试验变压器，为试验变压器，TY为低压为低压(dy)调压装置，调压装置，R为限流保护电阻，为限流保护电阻，G为保护球隙。为保护球隙。第62页/共70页第六十三页，共70页。V220VBKRGTY被试品被试品试验变压器试验变压器B B的特点的特点(tdin)(tdin)：单相，输出电压高、容量相对较小，绝缘裕度小，间歇性工作方式。单相，输出电压高、容量相对较小，绝缘裕度小，间歇性工作方式。 第63页/共70页第六十四页，共70