高电压技术_西南交通大学6 6 1--教案4 1_W

1、第二篇电器绝缘与高电压试验4.1绝缘电阻、吸收比与泄漏电流的测量4.1.1绝缘电阻与吸收比测量本节内容4.1.2泄漏电流的测量4.1.3目前常用的绝缘电阻测试方法2绝缘电阻能不能用数字万用表测？一般是对绝缘物体而言，用于不同电压等级的用电器，其中绝缘物体对绝缘要求也是不同的。 常用的家用电器，电源电压是220V交流电，对绝缘物体的绝缘要求是：在500V的条件下，绝缘电阻应大于等于5兆欧姆，可以使用500V的绝缘摇表检测。44.1绝缘电阻、吸收比与泄漏电流的测量1.绝缘电阻电介质和绝缘结构的绝缘状态最基本的综合性特性参数由于电气设备中大多采用组合绝缘和层式结构，故在直流电压下均会有明显的吸收现象

2、，使外电路中出现一个随时间而衰减的吸收电流。如果在电流衰减过程中的两个瞬间测得两个电流值或两个相应的绝缘电阻值，则利用其比值（吸收比）可检验绝缘介质是否严重受潮或存在局部缺陷。绝缘性能是最基本的指标之一，通常用兆欧表来测量。规定以加压后1min时测得的电阻值作为试品的绝缘电阻。34.1.1 绝缘电阻与吸收比的测量2. 兆欧表兆欧表俗称摇表，接线原理图如图4-1所示。被试物接到两个测量端子L和E之间时，摇动发电机手柄，直流电压就加到两个并联的支路上。M为流比计式的测量机构，包括电压线圈LV和电流线圈LA。U为手摇(或电动)直流发电机，也可以是交流发电机经晶体二极管整流。图4-1 兆欧表的原理接线

3、图44.1.1 绝缘电阻与吸收比的测量第一个支路的电流IV 通过电阻RV 和电压线圈LV。第二个支路电流I V 通过被试电阻Rx 和电流线圈LA。兆欧表的测量结果不受电源电压波动影响，这是其重要优点。两个线圈中电流产生的力矩方向相反力矩差的作用可动部分旋转，两个线圈所受的力也随之改变受力平衡并联支路电流分配与电阻成反比，故偏转角的大小可以反映出被试电阻的大小。5指针偏转角度正比IV兆欧表于I V /I A4.1.1 绝缘电阻与吸收比的测量G是兆欧表的屏蔽端子用以消除被试品表面泄漏电流的影响不接屏蔽极测得的绝缘电阻是表面电阻与体积电阻的并联值把绝缘介质表面缠上几匝裸铜线，并接到端子G上，则沿面泄

4、漏电流经过G直接回到发电机，而不经过电流线圈。可测得消除了表面泄漏电流影响的真实体积电阻值。图4-2 兆欧表屏蔽极的使用64.1.1 绝缘电阻与吸收比的测量由于采用了流比计的测量机构，仪表的读数与发电机的端电压绝对值关系不大，一般只要使手柄的转速达到额定转速的80%就可以了，重要的是要保持恒定转速。因为试品有一定的电容量，电压的变动也会引起电容电流的变化，使指针摇摆不定。试品电容较大时停止转动发电机避免被试品电容电流反充损坏仪表断开兆欧表对于电容较大的设备，利用前面的吸收现象来测量这些设备的绝缘电阻随时间的变化，可以更有利于判断绝缘的状态。7104.1.1 绝缘电阻与吸收比的测量3.等效电路R

5、 0 和R 分别表示t =0和t = 时测得的绝缘电阻rRR=R= R(4.2)(4.1)0r + RR R= 1+ RrR = R + R(4.3)(4.4)120R R (R + R )(C + C)2r = 121212(4.5)(R C - RC)21122过渡过程的时间常数R1R2T =(C + C )(4.6)R + R1212对于实际绝缘来说，由于结构不均匀，吸收电流的起始值常大于泄漏电流值，此时： =1+ 2(4.7)图3-16 双层复合电介质及其等效电路o84.1.1 绝缘电阻与吸收比的测量4.缺陷判断绝缘介质受潮后，R 值明显减小，r 值则因为各层的不均匀程度的减小而有所增

6、加。因此，比值R /R 0 减小为1，同时时间常数T也明显减小，通过测量R/R 0 可以知道绝缘介质是否受潮。对大型发电机还可以采用10min和1min的绝缘电阻比值作为极化指数，可以反映绝缘介质是否有严重集中性缺陷。除受潮外，当绝缘介质有严重集中性缺陷时，K值也能反映出来。通常测定的是15s及60s时的绝缘电阻R 15及R60，并把后者对前者的比值称为绝缘的吸收比K。一般认为如K1.3，就可判断绝缘介质可能受潮。94.1.1 绝缘电阻与吸收比的测量虽然测量绝缘电阻能发现一些缺陷，但还是有一部分缺陷难以用此方法发现，需要其他补充手段。能有效地发现的缺陷不能有效地发现的缺陷绝缘介质中的局部缺陷；

7、非贯穿性的 局部损伤、气泡等； 绝缘介质的老化；总体绝缘质量欠佳；绝缘介质受潮；两极间有贯穿性的导电通道； 绝缘介质表面情况不良。104.1.1 绝缘电阻与吸收比的测量有些绝缘介质，特别是油浸的或电压等级较高的绝缘介质，即使有严重缺陷，用兆欧表测得的绝缘电阻值、吸收比，仍可能满足规定要求，这主要是因为兆欧表的电压较低的缘故，所以常用三比较法。与规定标准相比较；与本绝缘介质过去试验的历史资料相比较；与同类设备以及同类数据的不同部分的数据相比较，还应该与本绝缘介质的其它试验结果相比较。不论是绝缘电阻的绝对值还是吸收比都只是参考性的。如不满足最低合格值，则绝缘中肯定存在某种缺陷。但是，如已满足最低合

8、格值，也还不能肯定绝缘介质是良好的。114.1.1 绝缘电阻与吸收比的测量5.测量绝缘电阻时应注意事项试验前应将试品接地放电一定时间。对容量较大的试品，一般要求5-10min。绝缘电阻与试品温度有十分显著的关系。对带有绕组的被试品，应先将被测绕组首尾短接，再接到L端子：其他非被测绕组也应先首尾短接后再到相应接端子。高压测试连接线应尽量保持架空，确需使用支撑时，要确认支撑物的绝缘性能对被试品绝缘测量结果的影响极小。每次测试结束，应在保持兆欧表电源电压的条件下，先断开L端子与被试品的连线，以免试品对兆欧表反向放电，损坏仪表。测量吸收比时，应待电源电压达稳定后再接入被试品，并开始计时。124.1.1

9、绝缘电阻与吸收比测量本节内容4.1.2泄漏电流的测量4.1.3目前常用的绝缘电阻测试方法134.1.2 泄漏电流测量1.泄漏电流除了用兆欧表之外，还可以利用高压直流装置和微安表测量被测绝缘介质的泄漏电流，两者 的原理和适用范围是一样的。但是测量泄漏电流有其优点。测泄漏电流法优点使用电压更高直流电压逐渐增大加在被试品上的直流电压要比兆欧表的工作电压高得多，故能发现兆欧表所不能发现的某些缺陷。施加在试品上的直流电压是逐渐增大的，这样就可以在升压过程中监视泄漏电流的增长。144.1.2 泄漏电流测量曲线1；绝缘良好的发电机，泄漏电流值较小，且随电压呈线性上升。2.泄漏电流变化曲线曲线2；如果绝缘受潮

10、，电流值变大，但基本上仍随电压线性上升。曲线3；表示绝缘中已有集中性缺陷，应尽可能找出原因加以消除。曲线4；在电压尚未到直流耐压试验电压的1/2时，泄漏电流就已急剧上升，则这台发电机在运行电压可能发生击穿。由图可知t -发电机直流耐压试验电压图4-3 发电机的泄漏电流变化曲线1-良好绝缘3-有集中性缺陷的绝缘2-受潮绝缘4-有危险的集中缺陷的绝缘154.1.2 泄漏电流测量3.测量泄漏电流接线图下图测量泄漏电流的接线图，交流电源经调压器接到试验变压器T的一次绕组上。其电压用电压表PV1测量；试验变压器输出的交流高压经高压整流元件VD(一般采用高压硅堆)接在稳压电容C上。R为保护电阻，以限制初始

11、充电电流和故障短路电流不超过整流元件和变压器的允许值。整流所得的直流高压可用高压静电电压表PV2 测得，而泄漏电流则以接在被试品TO高压侧或接地侧的微安表来测量。图4-4泄漏电流试验接线图164.1.2 泄漏电流测量4.微安表保护电路测量用的微安表是很灵敏、很脆弱的仪表，在使用过程中很容易被损坏，需要使 用专门的保护电路保护器安全。放电管V：当微安表电流超过一定值，电阻的电压降会引起V放电而保护微安表。 SLRA电感L：电感在试品意外击穿时会限制电流脉冲并加速V的动作。C电容C：使微安表的指示更加平稳。V微安表保护回路图4-5开关S:为了减小微安表损坏的可能性，除必要时候，其余时间都短接174.1.1绝缘电阻与吸收比测量本节内容4.1.2泄漏电流的测量4.1.3目前常用的绝缘电阻测试方法184.1.3 常用绝缘电阻的测量方法数字兆欧表在电气领域得到广泛的应用，已经基本上取代了手摇式的兆欧表，它由以下三部分组成，其中，BY2671是目前比较常用的一种测量绝缘电阻的仪器。自动量程切换显示电路高压发生器测量桥路其工作原理：经电子线路构成的高压发生器将低压转换成高压试验电源，供给测量桥路；测量桥路实现比例式测量，将测量结果送