【文章內(nèi)容簡介】 緣電阻、吸收比與泄漏電流的測量方法 了解介質(zhì)損耗角正切測量的電磁干擾和其他影響因素 掌握介質(zhì)損耗角正切測量的基本原理重點(diǎn)、難點(diǎn)：介質(zhì)損耗角正切測量的基本原理教具：教材 粉筆教學(xué)方法：講授法時(shí)間分配：回顧 10分鐘 授課 65分鐘 小結(jié) 10分鐘 作業(yè)布置 5分鐘教學(xué)過程： 絕緣電阻、吸收比與泄漏電流的測量 絕緣電阻與吸收比的測量絕緣電阻是反映絕緣性能的最基本的指標(biāo)之一，通常都用兆歐表來測量絕緣電阻。用兆歐表來測量電氣設(shè)備的絕緣電阻被廣泛的運(yùn)用在常規(guī)絕緣試驗(yàn)中。 測量絕緣電阻能有效地發(fā)現(xiàn)下列缺陷：總體絕緣質(zhì)量欠佳；絕緣介質(zhì)受潮；兩極間有貫穿性的導(dǎo)電通道；絕緣介質(zhì)表面情況不良。 測量絕緣電阻不能發(fā)現(xiàn)下列缺陷：絕緣介質(zhì)中的局部缺陷，如非貫穿性的局部損傷、含有氣泡、分層脫開等；絕緣介質(zhì)的老化。 泄漏電流的測量 測量泄漏電流可使用較高的電壓(10kV及以上), 測量泄漏電流能夠發(fā)現(xiàn)一些尚未完全貫通的集中性缺陷。 目前常用的絕緣電阻測試方法目前數(shù)字兆歐表已經(jīng)基本上取代了手搖式的兆歐表。數(shù)字兆歐表由高壓發(fā)生器、測量橋路和自動(dòng)量程切換顯示電路等三大部分組成。 介質(zhì)損耗角正切的測量tanδ能反映絕緣的整體性缺陷(例如整體老化)和小電容試品中的嚴(yán)重局部性缺陷。由tanδ隨電壓而變化的曲線，可判斷絕緣介質(zhì)是否受潮、含有氣泡及老化的程度。 西林電橋測量法的基本原理圖中Cx，Rx為被測試樣的等效并聯(lián)電容與電阻，RR4表示電阻比例臂，Cn為平衡試樣電容Cx的標(biāo)準(zhǔn)電容，C4為平衡損耗角正切的可變電容。 西林電橋測量法的電磁干擾消除或減小由于電場干擾引起的誤差，可以采取下列措施 ：（1）加設(shè)屏蔽，用金屬屏蔽罩或網(wǎng)把試品與干擾源隔開（2）采用移相電源（3）倒相法 西林電橋測量法的其他影響因素 溫度對(duì)tanδ值的影響很大，具體的影響程度隨絕緣材料和結(jié)構(gòu)的不同而異。一般來說，tanδ隨溫度的增高而增大。現(xiàn)場試驗(yàn)時(shí)的絕緣溫度是不一定的，所以為了便于比較，應(yīng)將在各種溫度下測得的tanδ值換算到20℃時(shí)的值。2. 試驗(yàn)電壓的影響 對(duì)于電容量較小的被試品(例如套管、互感器等)，測量tanδ能有效地發(fā)現(xiàn)局部集中性缺陷和整體分布性缺陷。但對(duì)電容量較大的試品(例如大中型發(fā)電機(jī)、變壓器、電力電纜、電力電容器等)測量tanδ只能發(fā)現(xiàn)整體分布性缺陷。 試品表面泄漏電阻總是與試品等值電阻Rx并聯(lián)，顯然會(huì)影響所測得的tanδ值，這在試品的Cx較小時(shí)尤需注意。 作業(yè)布置：審批：小結(jié)：絕緣電阻、吸收比與泄漏電流的測量方法 介質(zhì)損耗角正切測量的電磁干擾和其他影響因素 介質(zhì)損耗角正切測量的基本原理后記：周次：時(shí)間：課題： 局部放電的測量 課時(shí)：2課時(shí)教學(xué)目標(biāo)：了解局部放電測量的基礎(chǔ) 掌握局部放電的測量方法和絕緣油的分析檢測 了解絕緣油的電氣試驗(yàn)重點(diǎn)、難點(diǎn)：測量方法教具：教材 粉筆教學(xué)方法：講授法時(shí)間分配：回顧 10分鐘 授課 65分鐘 小結(jié) 10分鐘 作業(yè)布置 5分鐘教學(xué)過程： 局部放電的測量 局部放電測量的基礎(chǔ) 局部放電測量的脈沖電流法 當(dāng)發(fā)生局部放電時(shí)，試品兩端會(huì)出現(xiàn)一個(gè)幾乎是瞬時(shí)的電壓變化，在檢測回路中引起一高頻脈沖電流，將它變換成電壓脈沖后就可以用示波器等測量其波形或幅值，由于其大小與視在放電量成正比，通過校準(zhǔn)就能得出視在放電量(一般單位用pC)。此法靈敏度高、應(yīng)用廣泛。 局部放電測量的非電檢測法 當(dāng)絕緣介質(zhì)中發(fā)生局部放電時(shí)，其瞬時(shí)釋放的能量將放電源周圍的介質(zhì)加熱使其蒸發(fā)，效果就像一個(gè)小爆炸。此時(shí)放電源如同一個(gè)聲源，向外發(fā)出聲波。由于放電持續(xù)時(shí)間很短，所發(fā)射的聲波頻譜很寬，可達(dá)數(shù)MHz。 絕緣介質(zhì)內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)當(dāng)然會(huì)釋放光子而產(chǎn)生光輻射放電所發(fā)出的光量。不過只有在透明介質(zhì)的情況下，才能實(shí)現(xiàn)。有時(shí)可用光電倍增器或影像亮化器等輔助儀器來增加檢測靈敏度。 用氣相色譜儀對(duì)絕緣油中溶解的氣體進(jìn)行氣相色譜分析，是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的試驗(yàn)方法252。 優(yōu)點(diǎn) 能夠發(fā)現(xiàn)充油氣體設(shè)備中一些用其他試驗(yàn)方法不易發(fā)現(xiàn)的局部性缺陷（包括局部放電）。 絕緣油的電氣試驗(yàn) 電氣強(qiáng)度試驗(yàn)是變壓器油的一項(xiàng)常規(guī)試驗(yàn)。它是用來闡明變壓器油被水分和其他懸浮物質(zhì)物理污染的程度。電氣強(qiáng)度試驗(yàn)方法是：將變壓器油倒入專門設(shè)備油杯中，以一定速率上升的交流電壓加在油杯上，直至變壓器油擊穿，變壓器油擊穿時(shí)的電壓，即為此次變壓器油的擊穿電壓。 2. 絕緣油的電阻率 絕緣油的電阻率即體積電阻率，可看成在一個(gè)單位立方體積內(nèi)的體積電阻，用其電場強(qiáng)度與穩(wěn)態(tài)電流密度之商來度量。 油中溶解氣體的氣相色譜分析當(dāng)電器中存在局部過熱、電弧放電或某些內(nèi)部故障時(shí)絕緣油或固體絕緣材料會(huì)發(fā)生裂解，就會(huì)產(chǎn)生較大量的各種烴類氣體和 HCO 、CO2等氣體，因而把這類氣體稱為故障特征氣體。具體步驟為：先將油中溶解的氣體脫出，再送入氣相色譜儀，對(duì)不同氣體進(jìn)行分離和定量。 絕緣油的高效液相色譜分析 高效液相色譜法是以液體作為流動(dòng)相的一種色譜分析法，它的基本概念及理論基礎(chǔ)與氣相色譜是一致的，但又有不同之處 。 與氣相色譜相比，高效液相色譜同樣具有高靈敏、高效能和高速度的特點(diǎn)，但它的應(yīng)用范圍更加廣泛。 在充油電氣設(shè)備中，由于構(gòu)成固體絕緣的纖維質(zhì)材料的老化導(dǎo)致纖維素的分解而產(chǎn)生幾種化合物，如糠醛和呋喃衍生物，呋喃衍生物大部分被吸附在紙上，而小部分溶于油中。這些物質(zhì)的存在可以作為運(yùn)行設(shè)備固體絕緣老化程度的診斷依據(jù)，也可以作為對(duì)溶解氣體分析的補(bǔ)充。 糠醛化合物是纖維性絕緣材料絕緣裂化的特有產(chǎn)物，其來源具有唯一性、其濃度高低代表了變壓器老化的最佳指標(biāo)。變壓器在投運(yùn)初期，因不會(huì)涉及到絕緣油的處理問題，可以通過測量油中糠醛含量值作為判斷變壓器絕緣狀況的原始依據(jù)。作業(yè)布置：審批：小結(jié)：局部放電測量的基礎(chǔ) 局部放電的測量方法和絕緣油的分析檢測 絕緣油的電氣試驗(yàn)后記：周次：時(shí)間：課題：課時(shí)：2課時(shí)教學(xué)目標(biāo)：了解工頻高壓的產(chǎn)生 掌握工頻高壓的測量方法 掌握絕緣的工頻耐壓試驗(yàn)重點(diǎn)、難點(diǎn)：工頻高壓的測量方法教具：教材 粉筆教學(xué)方法：講授法時(shí)間分配：回顧 10分鐘 授課 65分鐘 小結(jié) 10分鐘 作業(yè)布置 5分鐘教學(xué)過程： 工頻高電壓的產(chǎn)生高壓試驗(yàn)變壓器是高壓試驗(yàn)室最基本的、不可缺少的主要設(shè)備之一，它被當(dāng)作電源，并且是交流、直流和沖擊電壓試驗(yàn)設(shè)備的組成部分。 高壓試驗(yàn)室中的工頻高電壓通常采用高壓試驗(yàn)變壓器或其串級(jí)裝置來產(chǎn)生，但對(duì)電容量較大的被試樣，可采用串聯(lián)諧振回路來獲得工頻高電壓。 高壓試驗(yàn)變壓器大多數(shù)為油浸式，有金屬殼及絕緣殼兩類。金屬殼變壓器又可分為單套管和雙套管兩種2. 試驗(yàn)變壓器串級(jí)裝置由于受到體積重量的限制，單個(gè)試驗(yàn)變壓器的額定電壓不可能做得太高。但所需工頻電壓很高，往往采用串級(jí)線路把幾臺(tái)試驗(yàn)變壓器串接起來。3. 試驗(yàn)變壓器的調(diào)壓試驗(yàn)變壓器的電壓必須從零調(diào)節(jié)到指定值，這是其運(yùn)行方式的特點(diǎn),要靠連到變壓器初級(jí)繞組電路中的調(diào)壓器來進(jìn)行。4. 串聯(lián)諧振電路交流高壓可以通過由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)或電池供電的振蕩器產(chǎn)生，但是最常用的試驗(yàn)裝置是由110V或240V、50/60Hz的電源供電。 工頻高電壓的測量試品上工頻高壓的測量目前最常用的測量方法有：用測量球隙或峰值電壓表測量交流電壓的峰值，用靜電電壓表測量交流電壓的有效值2. 峰值電壓表峰值電壓表的制成原理通常有兩種，一種是利用整流電容電流測量交流高壓，另一種利用整流充電電壓測量交流高壓。3. 靜電電壓表 4. 分壓器 在被測電壓高于200kV時(shí)，直接用指示儀表測量高壓比較困難，通常采用電容分壓器配用低壓儀表測量高壓。 實(shí)際的電容分壓器有兩種主要形式：一種稱為分布式電容分壓器，它的高壓臂由多個(gè)電容器元件串聯(lián)組裝而成，要求每個(gè)元件盡可能為純電容，介質(zhì)損耗和電感盡可能?。?絕緣的工頻耐壓試驗(yàn)工頻交流耐壓試驗(yàn)是檢驗(yàn)電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度的最有效和最直接的方法。1. 工頻高壓試驗(yàn)的基本接線圖2. 試驗(yàn)中需注意的問題(1)防止工頻高壓試驗(yàn)中可能出現(xiàn)的過電壓 (2) 試驗(yàn)電壓的波形畸變與改善措施 作業(yè)布置：審批：小結(jié)：工頻高壓的產(chǎn)生 工頻高壓的測量方法 絕緣的工頻耐壓試驗(yàn)后記：周次：時(shí)間：課題： 直流高電壓試驗(yàn)課時(shí)：2課時(shí)教學(xué)目標(biāo)：了解直流高電壓的產(chǎn)生 掌握直流工頻高壓的測量方法 掌握絕緣的直流耐壓試驗(yàn)重點(diǎn)、難點(diǎn)：絕緣的直流耐壓試驗(yàn)教具：教材 粉筆教學(xué)方法：講授法時(shí)間分配：回顧 10分鐘 授課 65分鐘 小結(jié) 10分鐘 作業(yè)布置 5分鐘教學(xué)過程： 直流高電壓試驗(yàn) 直流高電壓的產(chǎn)生直流高電壓在其他科技領(lǐng)域也有廠泛的應(yīng)用，其中包括靜電噴漆、靜電紡織、靜電除塵、X射線發(fā)生器、等離子體加速以及原子核物理研究中都使用直流高壓作為電源。1. 半波整流回路 2. 倍壓整流回路 3. 串級(jí)直流發(fā)生器 直流工頻高電壓的測量 高阻可作為放大器或分壓器來使用。采用平均值型指示儀表對(duì)紋波小的直流電壓進(jìn)行測量，由于雜散電容的影響可以忽略。2. 旋轉(zhuǎn)電位計(jì)電極在電場中旋轉(zhuǎn)，由于電極間電容的變化，形成充放電電荷。通過測量充放電電荷的大小，從而求得直流電壓的最大值和平均值的一種裝置。旋轉(zhuǎn)電位計(jì)的測量精度高， 不確定度在 1％以內(nèi)。3. 靜電電壓表4. 標(biāo)準(zhǔn)棒一棒間隙用球間隙測量直流電壓時(shí)，會(huì)出現(xiàn)下述所提到的放電電壓的波動(dòng)5. 標(biāo)準(zhǔn)球間隙 測量裝置以及測量方法與測量交流電壓時(shí)一樣。但大氣中的灰塵或纖維等會(huì)引起放電電壓的變化，就是說長時(shí)間加壓時(shí)，放電電壓可能會(huì)變得特別低。6. 紋波電壓的測量 絕緣的直流耐壓試驗(yàn)直流高壓能反映設(shè)備受潮、劣化和局部缺陷等多方面的問題。它和交流耐壓試驗(yàn)相比主要有以下一些特點(diǎn)：（1）試驗(yàn)設(shè)備可以做得比較輕巧，適合于現(xiàn)場預(yù)防性試驗(yàn)的要求。（2）在試驗(yàn)時(shí)可以同時(shí)測量泄漏電流。（3）直流耐壓試驗(yàn)比之交流耐壓試驗(yàn)更能發(fā)現(xiàn)電機(jī)端部的絕 緣缺陷。（4）在直流高壓下，局部放電較弱。作業(yè)布置：審批：小結(jié)：直流高電壓的產(chǎn)生 直流工頻高壓的測量方法 絕緣的直流耐壓試驗(yàn)后記：周次：時(shí)間：課題：課時(shí)：2課時(shí)教學(xué)目標(biāo)：了解沖擊高電壓的產(chǎn)生 掌握沖擊高電壓的測量方法 掌握絕緣的沖擊耐壓試驗(yàn)重點(diǎn)、難點(diǎn)：沖擊高電壓的測量方法教具：教材 粉筆教學(xué)方法：講授法時(shí)間分配：回顧 10分鐘 授課 65分鐘 小結(jié) 10分鐘 作業(yè)布置 5分鐘教學(xué)過程： 基本原理:并聯(lián)充電，串聯(lián)放電 沖擊高電壓的測量目前最常用的測量沖擊電壓的方法有：①分壓器示波器； ②測量球隙；③分壓器峰值電壓表。（示波器）2. 標(biāo)準(zhǔn)球間隙 （1）多級(jí)法：以預(yù)期的50%放電電壓的2～3%作為電壓級(jí)差，對(duì)被測試品分級(jí)施加沖擊電壓，每級(jí)施加電壓10次，至少要加4級(jí)電壓。(2) 升降法 估計(jì)50%放電電壓的預(yù)期值后，取Ui的2%～3%為電壓增量△U，先施加沖擊電壓Ui一次，如未引起放電，則下次施加電壓應(yīng)為Ui＋△U。 絕緣的沖擊耐壓試驗(yàn)。，還要再進(jìn)行雷電沖擊截波（～5 ）耐壓試驗(yàn)，它對(duì)繞組絕緣（特別是其縱絕緣）的考驗(yàn)往往比雷電沖擊全波試驗(yàn)更加嚴(yán)格。作業(yè)布置：審批：小結(jié)：沖擊高電壓的產(chǎn)生 沖擊高電壓的測量方法 絕緣的沖擊耐壓試驗(yàn)后記：周次：時(shí)間：課題： 變壓器油中溶解氣體的檢測課時(shí)：2課時(shí)教學(xué)目標(biāo)：了解絕緣故障與油中溶解氣體 掌握油中氣體分析與故障診斷的方法 掌握溶解氣體的在線檢測重點(diǎn)、難點(diǎn)：油中氣體分析與故障診斷的方法教具：教材 粉筆教學(xué)方法：講授法時(shí)間分配：回顧 10分鐘 授課 65分鐘 小結(jié) 10分鐘 作業(yè)布置 5分鐘教學(xué)過程： 變壓器油中溶解氣體的檢測 絕緣故障與油中溶解氣體變壓器的絕緣發(fā)生故障時(shí)產(chǎn)生故障氣體，故障氣體部分溶解于油中，部分進(jìn)入氣體繼電器。變壓器絕緣故障主要分為三類：熱故障、電故障及其絕緣受潮，故障不同時(shí)，油中溶解的故障氣體成分不同，因此可以通過分析油中溶解氣體的成分來判斷變壓器存在的絕緣故障。1. 過熱故障 變壓器過熱故障是最常見的故障，空載損耗、負(fù)載損耗和雜散損耗等轉(zhuǎn)化為熱量，當(dāng)產(chǎn)生的熱量和散出的熱量平衡時(shí)，溫度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)發(fā)熱量大于預(yù)期值，而散熱量小于預(yù)期值時(shí)，就發(fā)生過熱現(xiàn)象。2. 放電故障 放電故障是由于電應(yīng)力作用而造成絕緣裂化，按能量密度不同可以分成電弧放電、火花放電和局部放電等。3. 絕緣受潮當(dāng)變壓器內(nèi)部進(jìn)水受潮時(shí)，油中的水分和含濕氣的雜質(zhì)容易形成“水橋”，導(dǎo)致局部放電而產(chǎn)生H2。水分在電場作用下的電解以及水和鐵的化學(xué)