第三章電氣設備絕緣特性的檢測和診斷3-1絕緣電阻和吸收比的測量3-2泄漏電流的測量3-3介質損失角正切值的測量3-4局部放電的測量3-5絕緣油實驗3-6交流耐壓實驗3-7直流耐壓試驗絕緣試驗，可分為型式試驗、出廠試驗、交接試驗、預防性試驗等。1、絕緣預防性試驗的定義

——對運行中的電氣設備絕緣按規定定期進行的試驗工作。2、絕緣預防性試驗的意義

——及時發現運行中電氣設備的絕緣缺陷，防患于未然。第三章電氣設備絕緣特性的檢測和診斷一、絕緣試驗及其意義二、絕緣缺陷的分類⒈集中性缺陷２、分布性缺陷三、絕緣預防性試驗的分類1、絕緣特性試驗（非破壞性試驗）——實驗電壓較低，不會損壞絕緣;主要包括：絕緣電阻及吸收比測量、泄漏電流測量、介損測量、局部放電測量、色譜分析等等。2、耐壓試驗（破壞性試驗）——實驗電壓較高，有可能損傷絕緣。主要包括：交流耐壓（又分為工頻、串聯諧振、三倍頻、超低頻0.1HZ）、直流耐壓和沖擊耐壓等。先做非破壞性實驗，再做破壞性實驗。一、測試設備——兆歐表1、類型按電源類型分：手搖式和晶體管式。按輸出的額定直流電壓分：500、1000、2500、5000V；測試1KV及以上的電氣設備一般選用2500V的兆歐表;

測試1KV以下的電氣設備一般選用1000V或500V的兆歐表。3-1絕緣電阻和吸收比的測量2、原理接線——流比計原理辨識四種類型絕緣電阻表3、兆歐表的接線端子（1）E（接地端子）——非被試導體短接并接地（2）L（線路端子）——接到被試導體（3）G（屏蔽端子）——接被試導電附近的絕緣表面上。屏蔽端子的作用：消除被試品絕緣表面泄漏電流對測量結果的影響。以變壓器、三芯電力電纜為被試品的試驗接線圖二、測試功效1、絕緣電阻2、吸收比K一般地，K＞1.3絕緣良好;K＜1.3可能受潮或有嚴重的集中性缺陷。通常規定加壓60s時所測得的數值為被試品的絕緣電阻注意：如果被試品容量很小或絕緣較均勻時不無實用價值絕緣良好時，PI一般不小于1.5。對大型電機或大型電力變壓器以及電容器等3、極化指數PI4、測試的有效性與局限性有效性：（1）嚴重受潮（2）有穿透性的導電通道（3）表面污穢局限性：非貫穿性的局部缺陷保證測試的安全性與準確性防止反充電而燒壞絕緣表的電流線圈三、測量步驟1、測試前：停電

→

放電→拆線→選表→驗表2、測試時：接好電路（但L端子除外）→驅動搖表（120轉/分）→待指針指向“∞”→接上L線開始記時→讀取R15S讀取R60S→→3、測試后拆下L線停止搖表

放電→→

四、影響測量結果的主要因素

1、溫度

T↑→R∞↓↓，按指數函數的規律下降

2、濕度：

h↑→R∞↓3、放電時間要保證放電時間>充電時間，否則測試結果偏大

4、表面狀態的影響

有、無屏蔽的測試結果比較？？

通常采用三比較法，即

①與規程比較

②與歷史資料比較（縱向比較）

③與同類產品比較（橫向比較）五、測量結果的分析判斷高電壓技術—絕緣試驗概述

絕緣試驗意義1絕緣試驗分類2試驗相關要求3在線監測技術4目錄CONTENTS絕緣試驗概述01絕緣試驗意義意義：按照規定的試驗方法對絕緣性能進行測試或試驗，以發現設備絕緣缺陷，掌握電氣設備絕緣的狀況。02絕緣缺陷有一些是制造時潛伏下的，另一些則是運行中在外界作用的影響下發展起來的。如工作電壓、過電壓、大氣影響(潮濕等)、機械力、熱、化學等。01絕緣試驗意義懸式絕緣子的瓷質開裂，發電機絕緣局部磨損，以及其他的機械損傷、開裂等等電機、變壓器、套管等絕緣中的有機材料的受潮、劣化、變質等等集中性缺陷分布性缺陷絕緣試驗意義02絕緣試驗分類緣特特性試驗也稱非破壞性試驗，是在較低的電壓下或是用其他不會損傷絕緣的辦法來測量絕緣的各種特性，判斷絕緣內部有無缺陷。如：絕緣電阻試驗、泄漏電流試驗、局部放電試驗、介質損失角正切值tan試驗等。缺點：不能只靠它來可靠地判斷絕緣耐壓水平絕緣試驗分類絕緣耐壓試驗也稱破壞性試驗。這類試驗對絕緣的考驗是嚴格的，能揭露那些危險性較大的集中性缺陷，保證絕緣有一定的水平或裕度。如：直流耐壓試驗、交流耐壓試驗、雷擊和操作過電壓沖擊耐壓試驗等。缺點是可能會在耐壓試驗時給絕緣造成一定的損傷。絕緣試驗分類絕緣試驗絕緣特性試驗絕緣電阻試驗直流泄漏試驗介質損耗正切值（tanδ）的試驗局部放電試驗其他試驗等絕緣耐壓試驗交流耐壓試驗直流耐壓試驗雷電沖擊電壓試驗操作沖擊電壓試驗常見絕緣試驗項目絕緣試驗分類各類設備預防性試驗項目設備名稱試驗項目電力變壓器電力電纜高壓套管斷路器發電機SF6真空絕緣電阻試驗√√√√√√直流泄漏試驗√√—√—√直流耐壓試驗—√———√介質損耗因數試驗√√√——〇絕緣油試驗√√△——√微量水分試驗△—△√——油中溶解氣體試驗△—△———局部放電試驗——△———交流耐壓試驗〇√〇〇√—備注：“√”表示須進行；“—”表示不進行；“△”表示僅高電壓及大容量設備需進行；“〇”表示大修后進行。絕緣試驗分類03試驗相關要求（1）試驗日期及天氣條件。如試驗日期、天氣、溫度、濕度等（2）被試設備的銘牌數據，產品序號，安裝位置（3）試驗設備及儀表、儀器的型號及校驗狀況（4）試驗方法和接線。（5）試驗數據。（6）試驗分析及結論。（7）試驗人員的簽名。試驗記錄試驗報告試驗數據的確定試驗結果的分析試驗相關要求試臉記錄試驗報告（1）試驗接線、試驗方法是否合理，試驗電壓，電流測量是否準確（2）儀器、儀表損壞、容量不足或型號選擇不對也會對試驗結果產生較大的影響（3）被試設備的表面狀況會對試驗結果會產生很大的影響（4）環境條件，特別是溫度、濕度對試驗結果會造成很大的影響（5）試驗時要采取切實可行的措施來排除電磁場干抗試驗數據的確定試驗結果的分析試驗相關要求（1）將試驗結果與規程、標準進行對比。（2）將試驗結果與歷史數掲進行對比（3）將試驗結果與同類設備的試驗結果進行對比（4）將試驗結果與多種試驗項目數據進行綜合分析（5）將試驗結果同設備的結構和組成結合起來（6）將試驗結果同設備的運行情況結合起來進行分析試臉記錄試驗報告試驗數據的確定試驗結果的分析試驗相關要求04絕緣在線監測技術213可診斷設備的缺陷有過熱缺陷(導體接觸不良、鐵芯漏磁異常等)，非過熱缺陷(設備缺油、受潮等)紅外熱成像利用氣相色譜分析儀對絕緣油中溶解氣體的組分及其含量進行分析測試，可有效判斷變壓器和其他充油電氣設備內部的潛伏性故障油中溶解氣體分析測量其在運行電壓下的總泄漏電流及阻性電流分量、避雷器閥片的受潮、老化等故障金屬氧化物避雷器阻性電流分量測試絕緣在線監測技術高電壓技術—絕緣電阻和吸收比的測量絕緣電阻表的工作原理1絕緣電阻和吸收比的測量2影響測量結果的主要因素4實操演練6目錄CONTENTS試驗步驟和注意事項3測量結果的分析判斷5絕緣電阻和吸收比的測量了解兆歐表的工作原理、分類及三個外接端子（L、G、E）目標領會絕緣電阻、吸收比和極化指數的含義掌握用兆歐表測量絕緣電阻的接線方法和測試方法知曉影響絕緣電阻測試結果的因素及注意事項能初步分析判斷絕緣電阻的測試結果（三比較法）絕緣電阻和吸收比的測量導言絕緣電阻、吸收比的測量

測量電氣設備的絕緣電阻，是檢測絕緣狀態的最簡便和最常用的方法之一，通過測量可以發現絕緣整體或貫通性受潮、臟污，絕緣油劣化，絕緣擊穿和嚴重老化等缺陷。絕緣電阻通常采用絕緣電阻表（也稱兆歐表、搖表）進行測量。絕緣電阻和吸收比的測量第一部分絕緣電阻表的工作原理絕緣電阻和吸收比的測量手搖式絕緣電阻表數字式絕緣電阻表常用的絕緣電阻表的額定電壓有500V、1000V、2500V、5000V等幾種絕緣電阻表一.絕緣電阻表的工作原理G為電源，電壓線圈LV和電流線圈LA繞向相反、相互垂直且固定在同一轉軸上，它們處在同一個永久磁場中，由于沒有彈簧游絲，當沒有電流通過時，指針可以停留在任一偏轉角α位置，RV、RA分別為分壓電阻（包括電壓線圈的電阻）和限流電阻（包括電流線圈的電阻），RX為被試品絕緣電阻。01流比計原理一.絕緣電阻表的工作原理02線路端子L接于被試設備的高壓導體上，接地端子E接被試品的接地端、外殼等處，屏蔽端子G直接與電源的負極相連，接于被試設備的屏蔽環。流比計原理一.絕緣電阻表的工作原理目前現場已廣泛采用數字式絕緣電阻表，它采用整流電源，可根據需要選擇電壓量程，當在被試品絕緣上施加電壓時，取被試品電壓、電流信號經A/D轉換，簡單數值計算，用液晶數顯方式給出結果。一.絕緣電阻表的工作原理第二部分絕緣電阻和吸收比的測量絕緣電阻和吸收比的測量01絕緣介質在直流電壓的作用下會產生極化、電導等物理過程，直流電壓下的流過絕緣介質的總電流i由電容電流i1、吸收電流i2、電導電流i3構成。02由于電介質的極化吸收現象，流過絕緣的電流要經過一個過渡過程才達到穩態值，通常認為加壓60s時，通過絕緣的吸收電流已衰減至接近于零。二.絕緣電阻和吸收比的測量KR60”P通常取加壓60s時所測得的數值為被試品的絕緣電阻。絕緣電阻R60”絕緣電阻極化指數P絕緣電阻吸收比K吸收比K與被試絕緣的尺寸無關，只取決于絕緣本身的特性。大型電機或大型電力變壓器及電容器等，吸收現象特別顯著。二.絕緣電阻和吸收比的測量第三部分試驗步驟和注意事項絕緣電阻和吸收比的測量檢查絕緣電阻表對被試品斷電放電清潔被試品選擇絕緣電阻表絕緣電阻表使用前應進行“0”、“∞”校驗選擇合適的測試電壓，避免損壞被試品絕緣測試前應進行充分放電，尤其是大容量設備清潔外表面臟污等三.試驗步驟與注意事項測量絕緣電阻對被試品放電記錄接線待示數穩定后讀取數值，數據異常的應進行分解試驗、加屏蔽按要求接線，測試連接線應盡可能短測試結束后，應進行充分放電記錄時應包含溫度、天氣狀況等三.試驗步驟與注意事項第四部分影響測量結果的主要因素絕緣電阻和吸收比的測量濕度與臟污主要影響絕緣表面泄漏電流，使絕緣電阻降低剩余電荷的存在，影響吸收比與絕緣電阻測量一般溫度每上升10℃，絕緣電阻約減小1.5～2倍1.溫度的影響2.濕度和表面臟污的影響4.感應電壓的影響感應電壓造成指針不穩定甚至損壞儀器3.放電時間的影響四.影響測量結果的主要因素第五部分測量結果的分析判斷絕緣電阻和吸收比的測量1、絕緣電阻、吸收比和極化指數的數值所測得的絕緣電阻、吸收比和極化指數的數值不應小于一般允許值(參照相關規程)。若低于一般允許值，應進一步分析，查明原因。對電容量較大的高壓電氣設備的絕緣狀況，除了絕緣數值外，主要還以吸收比和極化指數的大小作為判斷的依據。如果吸收比和極化指數有明顯下降者，說明絕緣受潮或油質嚴重劣化。五.測量結果的分析判斷2、試驗數值的相互比較1）與被試設備出廠、交接、大修前后和耐壓前后的數值進行比較（縱比）2）與其他同類設備比較，同一設備各相間比較（橫比）。比較結果均不應有明顯的降低或較大的差異，否則應引起注意，對重要的設備必須查明原因五.測量結果的分析判斷3、排除溫度、濕度、臟污的影響由于溫度、濕度、臟污等條件對絕緣電阻的影響根明顯，所以在對試驗結果進行分析判斷時，應排除這些因素的影響，特別應考慮溫度的影響。應設法將不同溫度下所測得的絕緣電阻換算到同一溫度的基礎上再進行比較。R1、R2分別為溫度t1、t2時絕緣電阻。五.測量結果的分析判斷第六部分實操演練絕緣電阻和吸收比的測量10kV變壓器絕緣電阻測試原理接線圖屏蔽環安裝位置示意10kV變壓器絕緣電阻試驗實操演練六.實操演練各類絕緣電阻表10kV變壓器絕緣電阻試驗實操演練六.實操演練變壓器實物示意圖10kV變壓器絕緣電阻試驗實操演練六.實操演練第三章電氣設備絕緣特性的檢測和診斷3-1絕緣電阻和吸收比的測量3-2泄漏電流的測量3-3介質損失角正切值的測量3-4局部放電的測量3-5絕緣油實驗3-6交流耐壓實驗3-7直流耐壓試驗一、泄漏電流的概念3-2泄漏電流的測量泄漏電流是表征絕緣材料絕緣性能的一個重要參數。泄漏電流是在絕緣介質的兩個電極之間施加直流電壓后，絕緣介質內部導電離子定向移動形成的電阻性電流。二、泄漏電流測量試驗的特點發現缺陷有效性高所加的直流電壓一般要比兆歐表電壓高，并可任意調節易判斷缺陷性質在泄漏試驗時，記下不同電壓下的泄漏電流值并畫成曲線。根據曲線的形狀可判斷缺陷的性質發現缺陷的靈敏度高采用靈敏度很高的微安表測量，其刻度均勻，讀數精確泄漏電流/μAUsI1I21234某發電機泄漏電流與試驗電壓的關系

測量功效試驗原理與測量絕緣電阻類似，但還有其特點：

(1)試驗電壓較高，能發現一些尚未完全貫穿的集中性缺陷;(2)測試電壓可調，可制作泄漏電流與試驗電壓的關系曲線，更有助于對絕緣狀況的全面分析;(3)直流耐壓試驗可與泄漏電流試驗（分級加壓）同時進行

綜上所述，泄漏電流試驗比測量絕緣電阻更有效、更靈敏。

三、實驗接線

（1）微安表在高壓側優點：測量誤差較小。缺點：操作不方便、不安全。（2）微安表在低壓側又可分為試品兩極可對地絕緣與試品一極需接地兩種情況。優點：操作較方便較安全。缺點：測量誤差較大。實驗接線圖的解析T1為調壓器----------調節電壓T2為工頻試驗變壓器------交流低壓變交流高壓使得電壓滿足實驗要求，現場實驗時可采用電壓互感器代替（被試品電導較小，實驗電流一般不超過1MA二極管即高壓硅堆--------整流作用C為濾波電容-------使得整流電壓平穩，C越大，加于被試品上的電壓越平穩，數值越接近交流高壓幅值。CX為被試品電容------當其值較大時，可以不加濾波電容器，但其值較小時，需接入一個0.1UF左右的電容器，減小電壓脈動。R為保護電阻或叫限流電阻-------限制被試品被擊穿時的短路電流的大小不超過高壓硅堆和實驗變壓器的允許值。其值取10Ω/V,通常用玻璃管或有機玻璃管沖入水溶液制成。微安表-----做測量泄漏電流用，量程根據被試品的種類和絕緣情況適當選擇試驗方法1、對被試品施加電壓額定電壓為35KV及以下的電氣設備施加30KV的直流電壓；對額定電壓為110KV及以上的設備施加40KV的直流電壓；2、讀數試驗時按每級0.5倍試驗電壓階段升高電壓，每階段停留1MIN后，微安表的讀數即為泄漏電流值3、把泄漏電流與加壓時間的關系，泄漏電流與試驗電壓的關系繪制成曲線。

五、測量時的注意事項

（1）微安表必須進行保護(讀數值時才打開)

（2）試驗電容量小的被試品應加穩壓電容脈動系數S不應大于3%

（3）實驗完畢后，應對被試品充分放電。

六、影響測量結果的主要因素

1、溫度、時間的影響一般讀取60秒時的數值

2、表面泄漏的影響

3、試驗回路出現電暈造成的誤差七、測量結果的分析判斷（1）作i=f（u）曲線，即絕緣伏安特性（2）三比較法微安表及保護高電壓技術—泄漏電流的測量了解原子的結構及電離的概念學習目標能初步分析判斷泄漏電流的測試結果（i-u曲線）了解各種直流高壓產生的基本原理及試驗回路介紹掌握直流泄漏電流的接線方法和測試方法知曉影響泄漏電流測試結果的因素及注意事項理解直流泄漏電流試驗的目的和特點01泄漏電流的概念泄漏電流的概念泄漏電流是表征絕緣材料絕緣性能的一個重要參數。泄漏電流是在絕緣介質的兩個電極之間施加直流電壓后，絕緣介質內部導電離子定向移動形成的電阻性電流。泄漏電流的概念02泄漏電流測量試驗的特點泄漏電流測量試驗的特點發現缺陷有效性高所加的直流電壓一般要比兆歐表電壓高，并可任意調節易判斷缺陷性質在泄漏試驗時，記下不同電壓下的泄漏電流值并畫成曲線。根據曲線的形狀可判斷缺陷的性質發現缺陷的靈敏度高采用靈敏度很高的微安表測量，其刻度均勻，讀數精確泄漏電流測量試驗的特點泄漏電流測量試驗的特點泄漏電流測量試驗的特點某發電機泄漏電流與試驗電壓的關系泄漏電流測量試驗的特點測量功效

試驗原理與測量絕緣電阻類似，但還有其特點：

(1)試驗電壓較高，能發現一些尚未完全貫穿的集中性缺陷;(2)測試電壓可調，可制作泄漏電流與試驗電壓的關系曲線，更有助于對絕緣狀況的全面分析;(3)直流耐壓試驗可與泄漏電流試驗（分級加壓）同時進行綜上所述，泄漏電流試驗比測量絕緣電阻更有效、更靈敏。03實驗接線(1）微安表在高壓側優點：測量誤差較小。缺點：操作不方便、不安全。（2）微安表在低壓側又可分為試品兩極可對地絕緣與試品一極需接地兩種情況。優點：操作較方便較安全。缺點：測量誤差較大。實驗接線實驗接線實驗接線實驗接線圖的解析實驗接線實驗接線圖的解析T1為調壓器----------調節電壓T2為工頻試驗變壓器------交流低壓變交流高壓使得電壓滿足實驗要求，現場實驗時可采用電壓互感器代替（被試品電導較小，實驗電流一般不超過1MA二極管即高壓硅堆--------整流作用C為濾波電容-------使得整流電壓平穩，C越大，加于被試品上的電壓越平穩，數值越接近交流高壓幅值。CX為被試品電容------當其值較大時，可以不加濾波電容器，但其值較小時，需接入一個0.1UF左右的電容器，減小電壓脈動。R為保護電阻或叫限流電阻-------限制被試品被擊穿時的短路電流的大小不超過高壓硅堆和實驗變壓器的允許值。其值取10Ω/V,通常用玻璃管或有機玻璃管沖入水溶液制成。微安表-----做測量泄漏電流用，量程根據被試品的種類和絕緣情況適當選擇04實驗方法實驗方法1、對被試品施加電壓額定電壓為35KV及以下的電氣設備施加30KV的直流電壓；對額定電壓為110KV及以上的設備施加40KV的直流電壓；2、讀數試驗時按每級0.5倍試驗電壓階段升高電壓，每階段停留1MIN后，微安表的讀數即為泄漏電流值3、把泄漏電流與加壓時間的關系，泄漏電流與試驗電壓的關系繪制成曲線。05測量時注意事項123微安表必須進行保護(讀數值時才打開)試驗電容量小的被試品應加穩壓電容脈動系數S不應大于3%實驗完畢后，應對被試品充分放電。測量時注意事項06影響測量結果的主要因素影響測量結果的主要因素

1、溫度、時間的影響一般讀取60秒時的數值

2、表面泄漏的影響

3、試驗回路出現電暈造成的誤差07測量結果的分析判斷電壓作用時間測量結果的分析判斷

（1）作i=f（u）曲線，即絕緣伏安特性（2）三比較法測量結果的分析判斷微安表及保護測量結果的分析判斷測量結果的分析判斷第三章電氣設備絕緣特性的檢測和診斷3-1絕緣電阻和吸收比的測量3-2泄漏電流的測量3-3介質損失角正切值的測量3-4局部放電的測量3-5絕緣油實驗3-6交流耐壓實驗3-7直流耐壓試驗一、試驗目的與特點1、介質損耗角正切的概念。3-3介質損失角正切值的測量tanδ——反映絕緣介質在交流電壓作用下，介質中有功電流分量和無功電流分量的比值，是衡量交流有功損耗大小的特征參數，其值越小，意味著絕緣的介質損耗越小二、介質損耗角正切測量目的有效性（1）受潮；（2）穿透性導電通道（3）絕緣內含氣泡的游離，絕緣分層、脫殼（4）絕緣有臟污、劣化老化；（5）小等值電容被試品存在嚴重局部缺陷局限性對非穿透的局部損壞則不易發現，并且被試絕緣體積越大，反映局部缺陷越發不容易,故對尺寸較大的設備應分解測試。三、介質損耗角正切測量的特點假設集中性缺陷部分的絕緣與良好部分絕緣為并聯關系

結論：對非穿透的局部損壞則不易發現，并且被試絕緣體積越大，反映局部缺陷越發不容易,故對尺寸較大的設備應分解測試。局部缺陷被掩蓋！tgδ如果C4的單位取μf，則在數值上tgδ=C4四、測試設備1、用西林電橋測量tgδ的工作原理西林電橋基于西林電橋微機產品ZX——被試品CN——無損耗標準電容器（真空，約50pf）

R3——可調無感電阻

Z4——無感電阻R4與可調電容C4并聯高壓臂，在電橋外低壓臂，在電橋本體內2、接線方式（1）正接線特點：被試品兩端均對地絕緣優點：測試誤差較小，測試時較為安全（電橋本體處于低電位）缺點：不便于進行現場測試（現場設備多為一端接地）（2）反接線特點：被試品一端接地優點：便于進行現場測試缺點：測試誤差較大，測試時較危險（電橋本體處于高電位）3、測量時的注意事項（1）無論采用何種接線，電橋本體必須良好接地。（2）應在檢流計靈敏度最低時切合電源（3）應盡量解體測試4、影響測量結果的主要因素（1）外界電場干擾（2）外界磁場干擾（3）溫度的影響（4）試驗電壓的影響現場測試電壓一般取10KV（5）被試品電容量的影響（6）表面泄漏電流的影響測試前應清除絕緣表面的積污和水分，必要時可在絕緣表面安裝屏蔽環5、減小誤差的措施（1）加設屏蔽（2）采用移相電源（可消除同頻率的電場干擾）通過改變試驗電源的相位，使得與干擾源反相（3）采用倒相法將電源正接、反接各測一次（4）采用數字濾波技術時域信號→頻域信號→采用軟件技術濾除干擾信號→計算tgδ真實值TE2000抗干擾介質損耗全自動測試儀信號輸入接地柱電源插座及電源開關高壓輸出指示燈電流表過流開關高壓輸出端口可以拖地使用的高壓線電力變壓器高壓側對低壓側現場試驗試品試驗方法試驗電壓高壓輸出測量端屏蔽接地C1反接法1kV低壓線圈地高壓線圈外殼C2正接法10kV高壓線圈低壓線圈外殼C3反接法10kV高壓線圈地低壓線圈外殼電力變壓器介損測試等值電路

電力變壓器介損試驗接線3C2C1C3C2C1C3C2C1C高壓繞組低壓繞組高壓繞組高壓繞組低壓繞組低壓繞組（a）高壓繞組-對低壓繞組及地；（b）低壓繞組-對高壓繞組及地；（c）高、低壓繞組-對地(a)(b)(c)1.三比較法2.繞組的tgδ在20℃時不大于下列數值：330～500kV為0.6%；66～220kV為0.8%；35kV及以下為1.5%3.除tanδ值以外，還應注意CX的變化情況五、測量結果的分析判斷高電壓技術—介質損耗角正切值的測量

導言介質損失角正切值tgδ的測量介質損失角正切值tgδ是設備絕緣品質的重要指標，測量tgδ是判斷電氣設備絕緣狀態的一項靈敏有效的方法。通過測量可以發現電氣設備絕緣整體受潮、劣化變質以及小體積被試品中的嚴重局部性缺陷。基本原理-西林電橋1影響測試的主要因素2試驗步驟和注意事項4實操演練6目錄CONTENTS試驗設備及常用接線3試驗數據分析判斷5介質損失角正切值tgδ的測量了解測量介質損耗因數tgδ的基本原理目標領會介質損耗因數tgδ測量的目的和特點掌握測量介質損耗因數tgδ的接線方法和特點知曉影響tgδ測試結果的因素及注意事項能初步分析判斷tgδ的測試結果介質損失角正切值tgδ的測量01基本原理-西林電橋反接法西林電橋是一種交流電橋，配以合適的標準電容器，可在高電壓下測量電氣設備電容值和tgδ值。橋臂1為被試品；Cx、Rx為被試品的電容和電阻；橋臂2為高壓標準電容器；橋臂3、4處在電橋本體內，分別為可調無感電阻和定值無感電阻與可調電容器的并聯支路；G為交流檢流計。基本原理-西林電橋反接法正接線時，被試品處于高壓側，兩端均對地絕緣，此時橋體處于低壓側，操作安全方便，測試誤差較小；但不便現場測試。反接線時，被試品一端接地，檢流計G及調節元件R3、C4均處于高壓端，相對不安全不方便，測試誤差較大。但便于現場測試。基本原理-西林電橋02影響測試的主要因素主要因素1.外界電場干擾2.外界磁場干擾3.溫度5.被試品電容量4.試驗電壓6.表面泄漏電流影響測試的主要因素1外界電場的干擾電場干擾的示意圖外界電場干擾主要是干擾電源（包括試驗用高壓電源和試驗現場高壓帶電體）通過帶電設備與被試設備之間的電容耦合造成的。影響測試的主要因素電場干擾時的相量圖當干擾結果使的相量端點落在陰影部分的圓弧上時，tgδ值將變為負值，這時電橋在正常接線下已無法達到平衡，只有把C4從橋臂4換接到橋臂3與R3并聯（即將倒向開關打到-tgδ的位置），才能使電橋平衡，此時：1外界電場的干擾影響測試的主要因素電場干擾時的相量圖為避免干擾，最根本的辦法是盡量離開干擾源，或者加電場屏蔽，即用金屬屏蔽罩或網將被試品與干擾源隔開，并將屏蔽罩與電橋本體相連，以消除的影響，但在現場中往往難以實現。對于同頻率的干擾，還可以采用移相法或倒相法來消除或減小對tgδ的測量誤差。1外界電場的干擾影響測試的主要因素電場干擾時的相量圖測量時將電源正接和反接各測一次，得到兩組測量結果C1、tgδ1和C1、tgδ1，根據這兩組數據計算出電容Cx和tgδ。為分析方便，可假定電源的相位不變，而干擾的相位改變180°，這樣得到的結果與干擾相位不變電源相位改變180°是完全一致的。1外界電場的干擾影響測試的主要因素用倒相法消除干擾的相量圖當干擾不大，即tgδ1與tgδ2相差不大，C1與C2相差不大時：1外界電場的干擾影響測試的主要因素外界磁場干擾主要是測試現場附近有漏磁通較大的設備（電抗器、通信的濾波器等）時，其交變磁場作用于電橋檢流計內的電流線圈回路而造成的。為了消除磁場干擾，可設法將電橋移到磁場干擾范圍以外。若不能做到，則可以改變檢流計極性開關進行兩次測量，用兩次測量的平均值作為測量結果，以減小磁場干擾的影響。2外界磁場的干擾影響測試的主要因素溫度對tgδ占有直接影響，影響的程度隨材料、結構的不同而異。一般情況下，tgδ是隨溫度上升而增加的。現場試驗時，設備溫度是變化的，為便于比較，應將不同溫度下測得的tgδ值換算至20℃。應當指出，由于被試品真實的平均溫度是很難準確測定的，換算方法也不很準確，故換算后往往有很大誤差，因此，應盡可能在10～30℃的溫度下進行測量。3溫度的影響影響測試的主要因素4試驗電壓的影響tgδ與電壓的關系曲線良好絕緣的tgδ不隨電壓的升高而明顯增加,當絕緣內部有缺陷時，則tgδ將隨試驗電壓的升高而明顯增加。幾種典型的情況：1)曲線1是絕緣良好的情況，其tg

幾乎不隨電壓的升高而增加，僅在電壓很高時才略有增加。2)曲線2為絕緣老化時的示例，在氣隙起始游離之前，tg

比良好絕緣的低，過了起始游離點后則迅速升高，而且起始游離電壓也比良好絕緣的低。影響測試的主要因素tgδ與電壓的關系曲線3)曲線3為絕緣中存在氣隙的示例，在試驗電壓未達到氣體起始游離之前，tg

值穩定，但電壓增高氣隙游離后，tg

急劇增大，曲線出現轉折，當逐步降壓后測量時，由于氣體放電可能已隨時間和電壓的增加而增強，故tg

高于升壓時相同電壓下的值。直至氣體放電終止，曲線才又重合，因而形成閉口環路狀。4試驗電壓的影響影響測試的主要因素tgδ與電壓的關系曲線4)曲線4是絕緣受潮的情況，在較低電壓下，tg

已較大，隨電壓的升高tg

繼續增大，在逐步降壓時，由于介質損失的增大已使介質發熱溫度升高，所以tg

不能與原數值相重合，而以高于升壓時的數值下降，形成開口環狀曲線。4試驗電壓的影響影響測試的主要因素5被試品電容量的影響對電容最較小的設備（套管、互感器、耦合電容器等），測量tgδ能有效地發現局部集中性的和整體分布性的缺陷。但對電容量較大的設備（如大、中型發電機、變壓器，電力電纜，電力電容器等），測量tgδ只能發現絕緣的整體分布性缺陷，因為局部集中性的缺陷所引起的損失增加只占總損失的極小部分。對于可以分解為幾個彼此絕緣的部分的被試品，應解體分別測量其各個部分的tgδ值，這樣能更有效地發現缺陷。影響測試的主要因素6表面泄漏電流的影響被試品表面泄漏可能影響反映被試品內部絕緣狀況的tgδ值。在被試品的Cx較小時需特別注意。為了消除或減小這種影響，測試前將被試品表面擦干凈，必要時可加屏蔽。影響測試的主要因素03介質損耗正切角試驗設備變頻介質損耗因數測試儀介質損耗正切值的工作環境基本都在變電站內，測試干擾十分嚴重時，采用變頻測量能得到準確可靠的結果。變頻介質損耗因數測量儀采用自動變頻在干擾頻率50Hz兩側（45Hz和55Hz）各測一個點，然后推算50Hz頻率下數據。實際上，平均前的兩個介損值已十分接近，即使不平均也完全有參考價值。介質損耗正切角試驗設備正接法、反接法原理接線圖介質損耗正切角試驗設備自激法原理接線圖C1：上節電容，C2：下節電容，δ：C2分壓電容低壓端介質損耗正切角試驗設備04試驗步驟和注意事項1試驗步驟a)將被試品斷電，先充分放電后有效接地。b)檢查電容量及介質損耗測試儀及測試線是否正常，記錄設備油溫等相應參數，對設備外絕緣及小套管等部位進行清潔，防止臟污等問題影響測試數據；c)根據被試品類型及內部結構選擇相應的接線方式。常見設備接線方式：變壓器、油浸倒立式電流互感器采用反接法；油浸正立式電流互感器及分壓電容采用正接法；CVT采用自激法測量；d)將被試品試驗接線并檢查確認接線正確，變壓器、電流互感器等設備非加壓繞組應短路接地。試驗步驟和注意事項e)設置試驗儀器參數。試驗電壓應根據加壓部位的絕緣水平選取，正常采用10kV，若加壓部位為小套管或互感器二次繞組等，應降低電壓至2.0-3.0kV；f)試驗電壓升壓至試驗電壓后讀取電容值和介損值，降壓至零，然后斷開電源；g)將測試數據與初值進行比對，確認無誤后對充分放電后拆線，恢復被試設備試驗前接線狀態，結束試驗。若試驗數據異常，應排除試驗接線，表面臟污等各種影響因素后重新按照以上步驟開展測試，直至確認數據的正確性。1試驗步驟試驗步驟和注意事項2注意事項a)測試時記錄現場溫度及空氣濕度。b)被試品連同油浸繞組測量溫度以上層油溫為準，盡量使每次測量的溫度相近，且應在變壓器上層油溫低于50℃時測量，不同溫度下的tanδ值應換算到同一溫度下進行c)測試完成切斷高壓電源并對被試品充分放電，在再次升壓前，先取下放電棒，防止帶接地放電棒升壓。d)測試過程中測試設備和被試品外殼必須良好接地。e)測試數據超標時應考慮被試品表面污穢、環境濕度等因素，必要時可對被試品表面進行清潔或干燥處理后重新測量。試驗步驟和注意事項05試驗數據分析判斷1電力變壓器介質損耗因數與歷年的數值比較不應有顯著變化（一般不大于30%），20℃時的tanδ按下表進行判斷Um（kV）35及以下66-220220330-50020℃時tanδ0.0150.0080.0080.006試驗數據分析判斷2高壓套管套管測得的tanδ(%)按下表進行綜合判斷；電容型套管的電容值與出廠值或上一次試驗值的差別超出±5%時應查明原因。Um（kV）20-3566-110220-500充油型0.0350.015/油紙電容型0.0100.0100.008充膠型0.0350.020/膠紙電容型0.0300.0150.010膠紙型0.0350.020/試驗數據分析判斷3電流互感器1）電容量初值差不超過±5%（警示值）2）運行中介質損耗因數tanδ不大于下表的數值要求（注意值）且與歷年數據相比不應有顯著變化。Um（kV）20-3566-110220330-500油紙電容型/0.010.0080.007充油型0.0350.025//膠紙電容型0.030.025//當電容型電流互感器末屏對地絕緣電阻小于1000MΩ時，應測量末屏對地tanδ，其值不大于2%試驗數據分析判斷4電壓互感器1）電磁式電壓互感器介質損耗因數tanδ不大于下表數值要求2）電容式電壓互感器a）電容量偏差不超過額定值的-5%至+10%。b）介質損耗因數tanδ：≤0.005（油紙絕緣）≤0.002（膜紙復合）溫度（℃）51020304035kV及以下0.020.0250.0350.0550.08035kV以上0.0150.0200.0250.0400.055試驗數據分析判斷

將各設備測試結果與有關數據比較，包括同一設備的各相的數據，同類設備間的數據，出廠試驗數據，耐壓前后數據，與歷次同溫度下的數據比較等。為便于比較，宜將不同溫度下測得的數值換算至20℃，20℃~80℃溫度范圍內,經驗公式為：

tanδ=tanδ0×1.3(t-t0)式中tanδ0：溫度為t0時的介質損耗因數值（一般取t0=20℃）

tanδ：溫度為t時的介質損耗因數值。若試驗結果超標，結合絕緣電阻、絕緣油試驗、耐壓、紅外成像、高壓介損等試驗項目結果綜合判斷。試驗數據分析判斷06實操演練本節主要結合110kV正立油浸式電流互感器的介質損耗正切值的測量的具體實操過程，詳細介紹介質損耗正切值的測量方法及相關安全注意事項。實操演練1一次繞組對末屏電流互感器正接法測量一次繞組對末屏的tanδ及電容（一次繞組最外層有末屏引出）采用高壓電橋正接線實操演練2末屏對地電流互感器反接法電流互感器進水受潮以后，水分一般沉積在底部，最容易使底部和末屏絕緣受潮。采用反接線測量末屏對地的tanδ和電容，在末屏與油箱座之間加壓，將初級繞組接到電橋的“E”端屏蔽，試驗時施加電壓根據末屏絕緣水平和測量靈敏度選擇，一般可取2～3kV。實操演練高電壓技術—局部放電測試

導言局部放電測試局部放電是指設備絕緣系統中有部分絕緣被擊穿的電氣放電現象，是由絕緣局部區域內的弱點所造成的。局部放電雖然不會立即形成貫穿性的導電通道，但它產生的物理和化學效應卻會使缺陷進一步擴大，到達一定程度后，就會導致絕緣的擊穿和損壞。測定絕緣在不同電壓下的局部放電強度和變化趨勢就能預示絕緣的狀況及電老化速度。基本原理1檢測方法2試驗步驟和注意事項4實操演練6目錄CONTENTS試驗接線3試驗數據分析判斷5局部放電測試一般了解局部放電產生的機理及相關參數目標了解局部放電的概念及測量的目的一般了解局部放電產生的測量方法一般了解局部放電試驗的干擾及消除措施一般了解局部放電試驗結果的分析判斷局部放電測試01局部放電基本原理絕緣內部氣隙局部放電的等值電路設在電介質內部g處存在一個氣隙（氣泡）Cg——氣隙的電容Cb——與氣隙串聯的絕緣部分的電容Ca——其余完好絕緣部分的電容g——放電間隙，擊穿值等于g處氣隙發生火花放電

Z——相應于氣隙放電脈沖頻率的電源阻抗一.局部放電基本原理局部放電時電壓電流變化曲線

在電源電壓的作用下，Cg上分到的電壓為：

虛線所示，當達到氣隙的放電電壓時，氣隙內發生火花放電，放電產生的空間電荷建立反電場，使其上的電壓急劇下降到剩余電壓時，火花熄滅，完成一次局部放電。一.局部放電基本原理局部放電時的電壓電流變化曲線隨著外加電壓的繼續上升，Cg重新獲得充電，當ug又達到Us時，氣隙發生第二次放電，依此類推。氣隙每放電一次，其電壓瞬間下降，同時產生一個對應的局部放電電流脈沖，由于發生一次局部放電過程的時間很短，約為10-8s數量級，可以認為是瞬時完成的，故放電脈沖電流表現為與時間軸垂直的一條直線。一.局部放電基本原理氣隙放電時，其放電電荷量為

因為，所以

qr為實際放電量，但因Cg、Cb等在實際中無法測定，因此qr很難測得。一.局部放電基本原理由于氣隙放電引起的電壓變動將按反比分配在Ca和Cb上（因從氣隙兩端看，Ca和Cb串聯連接），因而Ca上的電壓變動△Ua為

也就是說，當氣隙放電時，被試品兩端的電壓會下降，這相當于被試品放掉電荷

式中q為視在放電量，通常以它作為衡量局部放電強度的一個重要參數。一.局部放電基本原理通過上面兩個公式可得

由于，所以視在放電量q要比實際放電量qr小得多，但它們之間存在比例關系，因而q值可以相對地反映qr的大小。一.局部放電基本原理02局部放電檢測方法電氣設備絕緣內部發生局部放電時將伴隨著出現許多外部現象，有些外部現象屬于電現象，如產生電流脈沖、引起介質損耗增大、產生電磁波輻射等；有些屬于非電現象，如產生光、熱、噪聲、氣壓變化和分解物等。可以利用這些現象對局部放電進行檢測，根據被檢測量的性質不同，局部放電的檢測方法可分為電氣檢測法和非電檢測法兩大類。二.局部放電檢測方法非電檢測法的靈敏度較低，多用于定性檢測，即只能判斷是否存在局部放電，而不能作定量的分析。目前應用得比較廣泛和成功的是電氣檢測法，特別是測量絕緣內部氣隙發生局部放電時的電脈沖，它不僅可以靈敏地檢出是否存在局部放電，還可判定放電強弱程度。非電檢測法電氣檢測法二.局部放電檢測方法213利用超聲波檢測技術來測定局部放電產生的超聲波，從而分析放電的位置和放電的程度。這種方法較簡單，抗干擾性能好，但靈敏度較低超聲波法由于局部放電在放電點會發熱，當故障較嚴重時，局部熱效應明顯。既不靈敏又不能定量，因而很少在現場測量使用。熱檢測法利用光電倍增技術來測定局部放電產生的光。較適宜暴露在外表面的電暈放電和沿面放電的檢測光檢測法1非電檢測法4在局部放電作用下，有各種分解物或生成物出現，可以用色譜分析及光譜分析來確定分解物或生成物的成分和含量，從而判斷設備內部隱藏的缺陷類型和強度測分解物法二.局部放電檢測方法213由于局部放電會產生頻譜很寬的脈沖信號（從幾千赫到幾十兆赫），所以可以利用無線電干擾儀測量局部放電的脈沖信號。靈敏度很高。無線電干擾測量法局部放電產生的電荷交換，使被試品兩端出現電壓脈動，并在檢測回路中引起高頻脈沖電流。在回路中的檢測阻抗上就可取得代表局部放電的脈沖信號，從而進行測量。測量的是視在放電量。脈沖電流法由于局部放電伴隨著能量損耗，所以可以用電橋來測量被試品的介損值隨外施電壓的變化，由局部放電損耗變化來分析被試品的狀況。介質損耗法2電氣檢測法二.局部放電檢測方法03局部放電試驗接線a）試驗電壓下，試品的工頻電容電流超出測量阻抗Zm允許值，或試品的接地部位固定接地時，可采用圖a試驗回路，俗稱并聯法。b）試驗電壓下，試品的工頻電容電流符合測量阻抗Zm允許值時，可采用圖b試驗回路，俗稱串聯法。c）試驗電壓下，圖a、b試驗回路有過高的干擾信號時，可采用圖c試驗回路，俗稱平衡法。三.局部放電試驗接線局部放電測試儀局部放電接線圖三.局部放電試驗接線1變壓器局部放電接線圖(a)單相勵磁基本原理接線；(b)三相勵磁基本原理接線；(c)在套管抽頭測量和校準接線Cb—變壓器套管電容三.局部放電試驗接線2互感器局部放電接線圖(a)電流互感器；(b)電壓互感器Ck—耦合電容器；C—鐵芯；Zm—測量阻抗；F—外殼；L1、L2—電流互感器一次繞組端子；K1、K2—電流互感器二次繞組端子；A、X—電壓互感器一次繞組端子；a、x—電壓互感器二次繞組端子;三.局部放電試驗接線3套管局部放電接線圖Cb—套管電容；CS—雜散電容；L—電容末屏；Zm—測量阻抗備注：變壓器或電抗器套管局部放電試驗時，其下部必須浸入一合適的油筒內三.局部放電試驗接線04試驗步驟及注意事項1、校準視在放電量接好整個試驗回路，一般采用直接校準法將已知電荷量注入試品兩端，記錄指示系統響應值。2、測定背景噪聲水平測定并記錄所有測量電路上的背景噪聲水平，其值應低于規定的視在放電量的50%，當試品允許放電量較低(如小于10pC)時，則背景噪聲水平可以允許到試品允許放電量的100%。現場試驗時，如以上條件達不到，可以允許有個別能分辨是干擾信號并且不影響測量讀數的脈沖，過濾掉無法清除的背景局部放電量后，開始讀取放電量。1試驗步驟四.試驗步驟及注意事項3、開始加壓，進行局部放電試驗1）變壓器a) 首先將試驗電壓升到下進行測量，保持5min；然后試驗電壓升到U2，保持5min；b) 接著試驗電壓升到U1，除另有規定，當試驗電壓頻率等于或小于2倍額定頻率時，全電壓下試驗電壓時間為60s,當試驗電壓頻率大于2倍額定頻率時，全電壓下試驗時間為,但不少于15s。；最后電壓降到U2下再進行測量，保持30min/60min。當在感應耐壓試驗同時進行局部試驗時，U1值即為感應耐壓試驗值。當僅作為局部放電試驗時，U1則為預加電壓。1試驗步驟四.試驗步驟及注意事項3、開始加壓，進行局部放電試驗1）變壓器c) 測量應在所有分級絕緣繞組的線端進行。對于自耦連接的一對較高電壓、較低電壓繞組的線端，也應同時測量，并分別用校準方波進行校準。d) 在電壓升至U2及由U2再下降的過程中，應記下起始、熄滅放電電壓。e) 在整個試驗時間內應連續觀察放電波形，并按一定的時間間隔記錄放電量Q。放電量的讀取，以相對穩定的最高重復脈沖為準，偶爾發生的較高的脈沖可忽略，但應作好記錄備查。整個試驗期間試品不發生擊穿；在U2的第二階段的時間內，所有測量端子測得的放電量Q，連續地維持在允許的限值內，并無明顯地、不斷地向允許的限值內增長的趨勢，則試品合格。1試驗步驟四.試驗步驟及注意事項3、開始加壓，進行局部放電試驗1）變壓器f) 如果放電量曾超出允許限值，但之后又下降并低于允許的限值，則試驗應繼續進行，直到此后30min/60min的期間內局部放電量不超過允許的限值，試品才合格。利用變壓器套管電容作為耦合電容Ck，并在其末屏端子對地串接測量阻抗Zm。

四.試驗步驟及注意事項1試驗步驟3、開始加壓，進行局部放電試驗2）互感器a) 電壓互感器試驗的預加電壓，可采用150Hz或其它合適的頻率作為試驗電源。b) 試驗應在不大于1/3測量電壓下接通電源，然后按試驗標準進行測量，最后降到1/3測量電壓下，方能切除電源。1試驗步驟四.試驗步驟及注意事項3、開始加壓，進行局部放電試驗3）套管a) 變壓器或電抗器套管局部放電試驗時，其下部必須浸入一合適的油筒內，注入筒內的油應符合油質試驗的有關標準，并靜止48h后才能進行試驗。套管局部放電的試驗電壓，由試驗變壓器外施產生，可選用電流互感器試驗時的試驗變壓器。b) 穿墻或其它形式的套管的試驗不需放入油筒。1試驗步驟四.試驗步驟及注意事項3、開始加壓，進行局部放電試驗4）耦合電容器(或電容式電壓互感器)a) 耦合電容器的試驗接線與套管相同，有電容末屏端子的，可利用該端子與下法蘭之間，串接測量阻抗Zm，下法蘭直接接地。b) 若無電容末屏端子引出的，則需將試品對地絕緣，然后在下法蘭對地之間串接測量阻抗Zm。4、記錄放電量在整個試驗時間內應連續觀察放電波形，并按5分鐘時間間隔記錄放電量Q。1試驗步驟四.試驗步驟及注意事項1、放電量校準a) 每次使用前應檢查校準方波發生器電池是否充足電。b) 從串聯電容到被試品的引線應盡可能短直并采用帶屏蔽層的電纜，串聯電容與校準方波發生器之間的連線最好選用同軸電纜，以免造成校準方波的波形畸變。2注意事項四.試驗步驟及注意事項2、局部放電的干擾與抑制試驗時，應使干擾水平抑制到最低水平。a) 采用屏蔽式電源隔離變壓器及低通濾波器抑制電源干擾。b) 選用沒有內部放電的試驗變壓器和耦合電容器，外露電極應有合適的屏蔽罩。c) 試驗回路采用一點接地，降低接地干擾。d) 將試品置于屏蔽良好的試驗室，并采用平衡法、對稱法和模擬天線法的測試回路，抑制輻射干擾。2注意事項四.試驗步驟及注意事項2、局部放電的干擾與抑制e) 遠離不接地金屬物產生的感應懸浮電位放電或采用接地的方式消除懸浮電位放電干擾。f) 在高壓端部采用防暈措施(如防暈環等)，高壓引線采用無暈的導電圓管，以及保證各連接部位的良好接觸等措施消除電暈放電和各連接處接觸放電的干擾。g) 使用的試驗變壓器和耦合電容器的局部放電水平應控制在一定的允許量以下，降低其內部放電干擾。建議采用無局部放電變壓器。h) 測量回路與被試品的連線應盡可能縮短。試驗回路應盡可能緊湊，被試品周圍的物體應良好接地。2注意事項四.試驗步驟及注意事項05試驗數據分析判斷有關設備局部放電量允許水平a)根據DL/T417《電力設備局部放電現場測量導則》要求，有關設備的局部放電量的允許水平如右表。b）若視在放電量超出標準，根據試品放電的特征、與施加電壓及時間的規律，區分并剔除由外界干擾引起的高頻脈沖信號。五.試驗數據及分析判斷06局部放電實操演練

本節主要結合110kV變壓器局部放電的具體實操試驗過程，詳細介紹變壓器局部放電試驗方法及相關安全注意事項。六.局部放電實操演練110kV變壓器局部放電測試接線示意圖六.局部放電實操演練第三章電氣設備絕緣特性的檢測和診斷3-1絕緣電阻和吸收比的測量3-2泄漏電流的測量3-3介質損失角正切值的測量3-4局部放電的測量3-5絕緣油實驗3-6交流耐壓實驗3-7直流耐壓試驗一、絕緣油的檢驗分新油、投運前的油、運行中的油。不同階段的油質檢驗有不同的試驗項目和標準要求。二、絕緣油電氣性能試驗1、電氣強度（擊穿電壓）試驗在標準油杯中進行2、介質損耗因數的測量使用精度較高的西林電橋3-5絕緣油實驗三、油中溶解氣體的氣相色譜分析1、基本原理變壓器油（碳氫化合物）——在電、熱、氧、水等因素作用下

逐漸裂解

H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2等氣體。

熱、電

產生絕緣紙

逐漸分解

CO、CO2及少量的碳氫化合物因此，利用所形成的氣體組分、含量及其增長規律，可以鑒別故障的性質、程度及其發展情況。典型色譜圖2、故障判斷法（1）特征氣體法“總烴”是指CH4、C2H6、C2H4、C2H2的總量。如右表所示（2）三比值法

C2H2/C2H4，CH4/H2，C2H4/C2H6故障的類型主要的氣體組分次要的氣體組分油過熱CH4、C2H4H2、C2H6油及紙過熱CH4、C2H4、CO、CO2H2、C2H6油紙中局部放電H2、CH4、C2H2、COC2H6、CO2油中火花放電C2H2、H2油中電弧H2、C2H2CH4、C2H4、C2H6油紙中電弧H2、C2H2、CO、CO2CH4、C2H4、C2H6受潮或油中有氣泡H2三、油中氣體的脫氣、分離與定量

脫氣:吹氣法、薄膜法分離：氣相色譜柱（可將不同氣體分離）、氣敏傳感器（僅對某種氣體敏感）定量：半導體元件高電壓技術—絕緣油試驗

導言絕緣油試驗在充油的高壓電氣設備中如變壓器、互感器、斷路器等，絕緣油起著絕緣、冷卻和滅弧的作用。用油浸漬的纖維性固體絕緣，能有效地防止潮氣的直接進入并填充了固體絕緣中的空隙，顯著地加強了絕緣。在采用油紙絕緣結構的設備中，通過對絕緣油的各種分析試驗，可以監測絕緣油的性能指標，了解設備內部的狀態及其發展趨勢。導言絕緣油試驗絕緣油的檢驗項目主要包括電氣性能試驗（擊穿電壓和介質損耗因數或電阻率）、雜質含量分析（如微量水等）、油中溶解氣體的色譜分析（氫氣、甲烷等）、油中糠醛含量以及物理化學性能分析（凝點、閃點、水溶性酸pH值等）。絕緣油電氣性能試驗1油中溶解氣體的氣相色譜分析2試驗數據分析判斷4目錄CONTENTS試驗步驟及注意事項3實操演練5絕緣油試驗了解絕緣油電氣試驗的意義及試驗方法目標了解絕緣油試驗的基本項目了解油中溶解氣體的氣相色譜分析的目的及原理一般了解油中溶解氣體色譜的分析方法絕緣油試驗01絕緣油電氣性能試驗絕緣油經常進行的電氣性能試驗主要有兩項，即電氣強度試驗和介質損耗因數試驗。影響絕緣油電氣強度的主要因素是油中的水分和雜質。油的介質損耗因數即tg

值能夠反映油質受到污染或老化，對油中可溶性的極性物質、輕微污染、老化產物或中性膠質以及微量的金屬化合物極為靈敏。這是因為電介質在交變電場作用下，因電導、松弛極化和電離要產生能量損耗，當含有較多的雜質時，這些雜質的離子都是油的電導和松弛極化的主要載流子，必然會使該油的tg

值增大。絕緣油老化后，生成的極性基和極性物質，同樣也使油的電導和松弛極化加劇。絕緣油電氣性能試驗1電氣強度（擊穿電壓）試驗油擊穿強度試驗接線電氣強度試驗是基于測量在油杯中絕緣油的瞬時擊穿電壓值。試驗的接線如圖所示，絕緣油中放入一定形狀的標準試驗電極，在電極間施加工頻電壓，按一定的速度升壓，直至電極間的油隙擊穿。該電壓即為絕緣油的擊穿電壓（kV）或換算為擊穿強度（kV/cm）。絕緣油電氣性能試驗油擊穿強度試驗電極尺寸標準電極主要有平板電極、球形電極和球蓋形電極，由于平板電極對水分含量的反應不如球形電極敏感，所以現在普遍使用球形電極。1電氣強度（擊穿電壓）試驗絕緣油電氣性能試驗油樣應在不破壞原密封的狀態下在試驗室中放置一定時間，使油樣接近環境溫度。在倒油前應使油混勻并盡量避免產生氣泡，然后用油樣將油杯和電極沖洗2－3次，將油樣沿杯壁徐徐注人油杯，蓋上杯罩，靜置10min。試驗時零起升壓，速度約3kV/s（另一些方法規定為2kV/s)，直至油隙擊穿，記錄擊穿電壓值。這樣重復5次（另一些方法規定重復6次）取平均值為測定值。為了減少油擊穿后產生碳粒，應將擊穿時的電流限制在5mA左右。在每次擊穿后應對電極間的油進行充分攪拌，并靜置5min后再試驗。1電氣強度（擊穿電壓）試驗絕緣油電氣性能試驗測量絕緣油的介質損耗因數（tgδ值），首先取油樣后，將油倒入專用油杯中，利用高壓西林電橋在工頻電壓下進行測量絕緣油的tgδ值是隨溫度的升高而按指數規律劇增的。因此，除了在常溫下測量油的tgδ值外，還必須測量油樣高溫下的tgδ值，如變壓器油升溫至90℃，電纜油升溫到100℃。這是因為在低溫下，合格油與不合格油的測量值有時差別不大，所以判斷油質的好壞應以高溫下測得的tgδ值為準，同時由于合格油的tgδ值隨溫度升高增長的較慢，而不合格油的tgδ值卻隨著溫度升高增長的較快，這種差別，使我們更易于區分油質的好壞。2介質損耗因數的測量絕緣油電氣性能試驗由于絕緣油的介質損耗通常主要是由電導損耗所決定，所以絕緣油的電導（相應的絕緣電阻）也直接反映了它的tg值。因此，有時可以用測量絕緣油的電阻率來代替tg值的測量。測定油的電阻率采用專用的電阻率測定儀。電阻率儀所需的油樣量更少，并可同時測定多個油樣。2介質損耗因數的測量絕緣油電氣性能試驗02油中溶解氣體的氣相色譜分析在新絕緣油的溶解氣體中，通常含有約70％的N2、30％的O2以及0．3％左右的CO2氣體，一般不含有C1、C2之類的低分子烴（主要指甲烷、乙烷、乙烯和乙炔，合稱總烴）。但是由于一些油處理設備的加熱系統存在的死角，有時可能出現微量的乙烯甚至極微量的乙炔。1充油設備內部故障產生的氣體油中溶解氣體的氣相色譜分析設備正常運行時，在電磁場、溫度、水份等因素的作用下，絕緣油和絕緣材料會發生緩慢的分解和氧化，產生少量CO2、CO和微量的低分子烴，但其數量與故障產生的氣體量相比要少得多。當設備內部出現故障時，主要是過熱性故障（電流效應）和放電性故障（電壓效應），絕緣油和固體絕緣材料裂解的速度大大加快，油中的CO2、CO、H2和低分子烴類的氣體含量顯著地增加。在故障初期時，通過分析油中溶解的這些氣體，就能及早確定設備的內部故障。1充油設備內部故障產生的氣體油中溶解氣體的氣相色譜分析在故障情況下并不是所有的各種氣體成分都同時增長，而是有的氣體不增加，或不明顯地增加，這取決于故障的性質和類型，與故障性質密切相關的氣體則顯著地增加。油中各種溶解氣體對應的故障性質見表2特征氣體油中溶解氣體的氣相色譜分析2特征氣體分析的氣體分析目的推薦的氣體O2了解脫氣程度和密封的情況，嚴重過熱時O2也會極度消耗而明顯的減少N2在進行氮氣測定時，可了解氮氣飽和程度，與氧氣的比值可以更準確地分析氧氣的消耗程度。在正常情況下，氧氣、氮氣、二氧化之和還可以算出油的總含氣量必測的氣體H2與甲烷之比可判別并了解過熱溫度，或了解是否有過熱放電和受潮情況CH4甲烷了解過熱故障的熱點溫度情況C2H6乙烷C2H4乙烯C2H2乙炔了解有無放電現象或存在較高的熱點溫度CO了解固體絕緣的老化情況或者內部平均溫度是否過高CO2與一氧化碳結合，可了解固體絕緣是否有熱分解油中溶解氣體的氣相色譜分析（1）脫氣對油中溶解氣體進行分析，首先需要把溶于油中的氣體分離出來。目前普遍使用的脫氣方法是機械振蕩法，它是利用油中氣體在油氣兩相之間重建平衡的原理所建立起來的溶解平衡法。這種脫氣方法能把誤差降低到5％左右，提高了測試結果的準確性和可比性，其重復性和再現性能滿足要求。不足之處是在平衡后的氣體中所得到的氣體濃度（烯和炔）大約為油中原有濃度的1/2左右。3油中溶解氣體色譜分析方法油中溶解氣體的氣相色譜分析3油中溶解氣體色譜分析方法色譜工作站氣相色譜儀主要由氣源、減壓閥及管道系統、脫氣裝置、凈化器、色譜儀、工作站及電源組成。油中溶解氣體的氣相色譜分析3油中溶解氣體色譜分析方法常用色譜分析流程圖當前使用的氣相色譜儀一般是雙柱雙鑒定器的多氣路系統，一個鑒定器是“熱導檢測器”，用于測定組分中的H2、O2；另一個鑒定器是“氫火焰離子化檢測器”,用于測定CH4、C2H6、C2H4、C2H2和轉化成CH4形式的CO2、CO的含量。色譜儀的靈敏度和最小檢測濃度主要取決于所用的鑒定器。非電量信號經鑒定器轉變成電信號后，由記錄儀記錄下來，形成色譜圖。油中溶解氣體的氣相色譜分析3油中溶解氣體色譜分析方法典型色譜圖典型色譜圖：它是一個有序的脈沖峰圖，一個脈沖峰代表了一個氣體組分，而峰高或峰面積則反映了該氣體的濃度，所以通過色譜圖既可對被測的氣體定性也可對其定量分析。油中溶解氣體的氣相色譜分析4故障判斷故障類型主要氣體組分次要氣體組分油過熱CH4,C2H4H2,C2H6油和紙過熱CH4,C2H4,CO,CO2H2,C2H6油紙絕緣中局部放電H2,CH4,COC2H2,C2H6,CO2油中火花放電H2,C2H2

油中電弧H2,C2H2CH4,C2H4,C2H6油和紙中電弧H2,C2H2,C0,CO2CH4,C2H4,C2H6注：進水受潮或油中氣泡可能使氫氣含量升高。油中溶解氣體的氣相色譜分析當特征氣體明顯增加時，應與標準規定的注意值進行比較。各種氣體的注意值不是劃分設備有無故障的唯一標準，但當氣體濃度達到注意值時，應縮短檢測周期進行跟蹤分析，查明原因消除缺陷。要對設備故障的嚴重性做出正確的判斷，不能僅根據分析結果的絕對值，必須考慮故障的發展趨勢，進行產氣率的計算。產氣率有兩種表示方法——絕對產氣率和相對產氣率。絕對產氣率是指每運行日產生某種氣體的平均值；相對產氣率是指每運行月（或折算到月）某種氣體含量增加原有值的百分數的平均值，一般來說總烴的相對產氣率大于10％時，應引起注意，但對總烴起始含量很低的設備不宜采用此判據。4故障判斷油中溶解氣體的氣相色譜分析當油中溶解氣體中的總烴、乙炔和氫氣三項中有一項測定值和產氣率超過注意值時，應對幾種氣體的組合特征進行判斷或按相關氣體的比值進行判斷，以解故障的性質、類型。不同故障類型所形成的氣體組合特征見下表：4故障判斷序號故障類型氣體的組合特征1裸金屬過熱總烴高，CO、C2H2均在正常范圍2金屬過熱并涉及固體絕緣總烴高，開放式變壓器CO＞300ppm、乙炔在正常范圍3固體絕緣過熱總烴在100ppm左右，開放式變壓器CO＞300ppm4金屬過熱并有放電總烴高，C2H2＞5ppm，H2含量較高5火花放電總烴不高，C2H2＞10ppm，H2含量較高6電弧放電總烴高，乙炔含量高并成為總烴的主要成分，H2含量也高7H2含量＞100ppm，而其他指標均正常，有多種原因應具體分析油中溶解氣體的氣相色譜分析三比值法是在熱動力學和實踐的基礎上，用五種氣體的三對比值以不同的編碼表示作為判斷充油電氣設備故障類型的方法，編碼規則如下：4故障判斷氣體范圍比值范圍的編碼C2H2/C2H4CH4/H2C2H4/C2H6＜0.1010≥0.1～＜1100≥1～＜3121≥3222油中溶解氣體的氣相色譜分析三比值法故障類型的判別方法如下：4故障判斷C2H2/C2H4CH4/H2C2H4/C2H6故障類型判斷故障實例001低溫過熱＜150℃絕緣導線過熱，注意CO2和CO含量及CO2/CO20低溫過熱（150-300℃）分接開關接觸不良，引線夾件螺絲松動或接頭焊接不良，渦流引起的銅過熱，鐵芯漏磁，局部短路，層間絕緣不良，鐵芯多點接地21中溫過熱（300-700℃）0、1、22高溫過熱（＞7