1、試驗一 絕緣電阻、吸收比的測量一、實驗目的1.了解兆歐表的原理，掌握兆歐表的使用方法；2學習絕緣電阻、吸收比的測量方法，掌握分析絕緣狀態、判斷故障位置的方法。3.分析設備絕緣狀況。二、實驗內容1.用兆歐表（搖表）測量試品（三相電纜）的絕緣電阻和吸收比；2.測量高壓直流下的試品泄漏電流。三、實驗原理 測量絕緣電阻及吸收比就是利用吸收現象來檢查絕緣是否整體受潮，有無貫通性的集中性缺陷，規程上規定加壓后60s和15s時測得的絕緣電阻之比為吸收比。即 KR60/R15/ 當K1.3時，認為絕緣干燥，而以60s時的電阻為該設備的絕緣電阻。(a)原理圖 （b） 等值電路圖11 雙層介質的吸收現象下面以雙層

2、介質為例說明吸收現象，如圖1-1。在雙層介質上施加直流電壓，當K剛合上瞬間，電壓突變，這時層間電壓分配取決于電容即而在穩態(t)時，層間電壓取決于電阻，即若被測介質均勻，C1C2，r1r2，則，在介質分界面上不會出現電荷重新分配的過程。若被測介質均勻C1C2，r1r2，則。這表明K合閘后，兩層介質上的電壓要重新分配。若C1>，r1>r2，則合閘瞬間U2>U1；穩態時，U1> U2，即U2逐漸下降，U1逐漸增大。C2已充上的一部分電荷要通過r2放掉，而C1則要經R和r2從電源再吸收一部分電荷。這一過程稱為吸收過程。因此，直流電壓加在介質上，回路中電流隨時間的變化，如圖1-

3、2所示。圖1-2吸收曲線初始瞬間由于各種極化過程的存在，介質中流過的電流很大隨時間增加。電流逐漸減小，最后趨于一穩定值Ig，這個電流的穩定值就是由介質電導決定的泄漏電流。與之相應的電阻就是介質的絕緣電阻，圖12中陰影部分面積就表示了吸收過程中的吸收電荷，相應的電流稱為吸收電流。它隨時間增長而衰減，其衰減速度取決于介質的電容和電阻(時間常數為)。對于燥絕緣，r很大，故很大，吸收過程明顯，吸收電流衰減緩慢，吸收比K大；而絕緣受潮后，電導增大，r減小，Ig也增大，吸收過程不明顯。因此，可根據絕緣電阻和吸收比K來判斷絕緣是否受潮。四、實驗裝置及接線圖1.用兆歐表測量試品絕緣電阻和吸收比的接線圖圖13

4、兆歐表測量絕緣電阻圖中：R1、R2：串聯電阻； E：搖表接地電極；G：搖表屏蔽電極； L：搖表高壓電極；A、B、C：三相電纜的三個單相端頭。2.用數字式兆歐表測量電纜護套的絕緣電阻圖14 數字式兆歐表測量絕緣電阻接線圖四、實驗內容用兆歐表測量試品絕緣電阻和吸收比的接線圖1.斷開被試設備的電源及一切外聯線將被試品對地充分放電，容量較大的放電不得少于2min。2.用清潔干凈的軟布擦去被試品表面污垢：3.檢驗搖表，不接試品，搖動手柄指針指向“”；短接L，E兩端緩緩搖動手柄指針應指零。4.按圖13接線，經檢查無誤之后，以每分鐘120轉的速度搖動搖表手柄。5.讀取15秒及60秒時的讀數，即為R15及R6

5、06.對電容較大的試品，在試驗快結束時候，應設法在搖表仍處于額定轉速時斷開L或者E引線，以免搖表停止轉動時，試品向搖表放電而沖擊指針，造成搖表指針的損壞。7.表停轉后，對試品進行放電，然后分別將B相和C相作為被試對象，重復步驟2和3。8.測量時應記錄當時試品溫度氣象情況和日期。用數字式兆歐表測量電纜護套的絕緣電阻1.機械零位校準：檔位開關撥至OFF位，調節機械零位調節鈕使儀表指針標準到標度尺的“”分度線上。2.連接測試線：將紅色測試線的紅色插頭插到兆歐表的高壓輸出端，黑色插頭插入屏蔽端，將另一黑色插頭插入儀器接地端插座。將測試線的另一端接至被測試品的測試端，在進行高阻測量時，為消除表面泄漏電流

6、的影響，還應使屏蔽端接至被測試品測試端與地之間絕緣外表地屏蔽層（屏蔽環）上。3.測量a.按測試要求的電壓將檔位開關置于相應電壓位置，此時表盤電源指示燈亮，此時LCD數字顯示使用場合的環境溫度。b.接通電源，按下高壓開關按鈕五、實驗數據處理1.列出所試電纜的型號、電壓等級、相應的絕緣電阻的測量結果。2.分析測量結果的正誤、每個數據測量五組，求其誤差的平方均值。3.根據絕緣電阻值求取試品的吸收比，判斷電纜是否受潮。吸收比是指設備絕緣60秒時的絕緣電阻與15秒時的絕緣電阻的比值。對于未受潮的電氣設備吸收比應在1.32范圍內，電氣設備受潮時，此比值近與1。對于電容量不大，絕緣正常的試品，因吸收比不顯著

7、，故無實用價值。六、實驗結果分析1.絕緣電阻不同結構、不同容量、不同電壓等級的試品，其絕緣電阻有很大差異。因此，試驗規程中一般沒有也不應規定統一的絕緣電阻合格值。絕緣電阻的判斷是根據工廠、安裝、交接、大修及歷次試驗的歷史數據進行相互比較根據同期同型產品，同一產品不同相的數據進行相互比較。通常認為當絕緣電阻降至初始值的60時應查明原因。造成絕緣電阻顯著下降的原因有：1)全部或局部絕緣有貫穿性受潮；2)全部或局部表面有貫穿性臟污；3)絕緣中存在因局部放電造成的貫穿性燒傷導電通道。2.吸收比吸收比是同一設備兩個電阻的比值故排除了絕緣結構幾何尺寸的影響。規程規定了在100C300C ，吸收比不小于1.

8、3。七、思考題1.加在被試品上的電壓是什么極性?為什么要采用這種極性的電壓?2.測量絕緣電阻時為什么同時要記錄溫度?3.為什么幾何尺寸不同時絕緣電阻也不同?吸收比與幾何尺寸有關嗎?實驗二 泄漏電流及直流耐壓試驗一、實驗目的1掌握獲得直流高壓的方法；2學習測量泄漏電流的方法，并根據泄漏電流的變化狀況來分析絕緣狀況。二、試驗裝置及接線 測量泄漏電流所需的直流高壓是利用交流電壓經整流器整流而獲得的。用得較多、最簡單的是半波整流電路如圖6。圖中C為穩壓電容，可減小輸出電壓的脈動，一般取C為0.1PF即可，對大容量試品如電纜、電力電容器等其本身電容量就很大可不用電容器。 R1為保護電阻用以限制當被試設備

9、擊穿放電時在回路中造成的大電流，其阻值按硅堆整流器的短時最大允許電流來選擇R U/Im(M)式中，u為試驗時所加直流高壓，kV；Im為硅堆的短時最大允許電流，mA；為保證電阻R有一定熱容量，且電阻表面不發生閃絡，宜采用水阻，表面長度按lkv/cm設計。當硅堆串聯使用時為使硅堆電壓分布均勻，需并聯均壓電阻其阻值一般取硅堆反向電阻值的1/31/4。所產生的直流高壓可用靜電電壓表直接測量或通過高阻串聯微安表進行測量如圖6。高阻值電阻R2的選擇由被測電壓的大小而定，一般取流過R2的電流為數十微安到1mA并折算成kV數。利用微安表測量泄漏電流，其接線常有圖7(a)、(b)兩種。圖7(a)中微安表在低壓端

10、讀數比較安全，操作方便。但試品需對地絕緣在現場中實現困難。所以工程上常用圖7(b)所示接線，微安表在高壓端為避免高壓部分產生電暈和表面泄漏電流引起誤差將微安表放入屏蔽罩內且采用屏蔽的高壓引線，這樣測量準確，但操作不方便。為避免在試驗過程中大電流通過微安表微安表需進行保護，一般的保護線路如圖8。圖中C為濾波電容用來濾掉測量回路中的交流分量并使放電管F能穩定放電，一般取0.55uF300V；放電管F是保證回路中出現微安表不允許的電流時能迅速放電將微安表短接。放電管放電電壓約50150V，利用在微安表支路中串一適當增壓電阻R，其阻值為R UF/IA×106。其中UF為放電管實際放電電壓(V

11、)。IA為多量程微安表所用擋的電流滿刻毒值（A）。三、實驗原理泄漏電流測量原理與絕緣電阻的測量原理完全相同。兆歐表由于其容量小故絕緣電阻的測量受其負載特性的影響，絕緣劣化時影響尤為嚴重。用直流高壓裝置來測量絕緣的泄漏電流時，與兆歐表相比有以下優點：1)試驗電壓高，且可任意調節試驗電壓值，對一定電壓等級的被試品加以相應的試驗電壓，可使絕緣奉身的弱點更易顯示出來；同時在升壓過程中可隨時監視微安表的指示，以了解絕緣狀況：如絕緣良好則泄漏電流與電壓的關系應是成正比例增大：如絕緣有缺陷或受潮時，泄漏電流的增長比電壓增長快且電壓較高時泄漏電流急劇增加，還會有一些不正常現象；2)微安表的測量精度比兆歐表高：

12、3)測量泄漏電流可與直流耐壓合并進行。直流耐壓試驗與泄漏電流測量，方法一致，但試驗的作用有所不同。前者校核耐電強度，其試驗電壓較高：后者著重檢查絕緣狀況，其試驗電壓較低。二者均能反映設備受潮、劣化和局部缺陷等問題。而直流耐壓因電壓高對于發現局部缺陷更有效。四、實驗方法1根據現有條件選擇合適的試驗設備和接線圖。2按接線圖接線。通電前。應查看接線和所有表計數值是否正確，調壓器位置是否處在零位。3試驗中電壓逐漸升高，并讀取相應的泄漏電流值。4試驗中如有擊穿、閃絡、微安表指針大幅度擺動或電流突變等異常現象時，應馬上降壓、切斷電源，查明原因經處理后再做。5.試驗完后，降壓，切斷調壓器電源，最后切斷總電源

13、。6每次試驗完畢須將被試品經電阻對地充分放電。根據放電火花的大小也可大概了解被試品絕緣狀況。放電時應使用絕緣棒，放電完畢應在被試品上掛上接地棒方可拆線或更改接線。7再試驗時，須檢查接地線是否拆除。五、實驗結果分析與絕緣電阻一樣不同試品的泄漏電流不同。為正確判斷絕緣狀況，也應將所測得的泄漏電流值進行縱橫比較。同樣，溫度對其影響也較大，應盡量在接近溫度下測量，不同溫度下的泄漏電流應換算為同一溫度時的值再作比較。測試泄漏電流時，由于所加電壓較高，如達到試驗電壓時還可以兼作直流耐壓。規程中給出了不同試驗電壓下的泄漏電流參考值。直流耐壓可以發現一些未貫穿的集中性缺陷，甚至可能發現試品將擊穿，泄漏電流大大

14、增加。六、思考題1.泄漏電流及直流耐壓試驗中試品為變壓器及電纜時，接線圖如何?2.為提高測量準確度可采用哪些方法?實驗三 介質損耗正切角tan的測量一、實驗目的1.了解西林電橋的工作原理及結構，學習操作測試方法；2.學習絕緣介損角正切的測量方法；3.掌握用所得測量結果判斷被試品絕緣狀況的方法。二、實驗原理工程介質都不是理想的電介質，都是有損耗的在交流電壓作用下絕緣物中產生的損耗 稱為介質損耗。把絕緣的功率因數角的余角稱為介質損失角用表示有損介質可用串聯或并聯等值電路來分析如圖9。對并聯等值電路有： 對串聯等值電路有： 可見介質損耗P與外施電壓U，試品幾何尺寸均有關系，而tan卻與試品尺寸無關，

15、僅與試品的絕緣性能有關。因此可用tan值表征介質在交流下的絕緣性能：般介質的tan很小，故。因此，無論是串聯還是并聯等值電路，其計算表達式是一樣的。三、試驗裝置及接線儀器測量線路包括一標準回容(CN)和一被試回路(Cx)，如圖31所示。標準回路由內置高穩穩定度標準電容與測量線路組成，被試回路由試品和測量線路組成。測量線路由取樣電阻與前置放大器和A/D轉換器組成。通過測量電路分別測得標準回路電流與被試回路電流幅值及其相位差,再由單片機運用數字化實時采樣方法,通過矢量運算便可以得出試品的電容值和介質損耗正切值。高壓隔離數字傳輸通道RS232RS232變頻電源及升壓變壓器內部標準電容試品CN電流檢測

16、測量電路控制面板CX電流檢測圖31精密介損測量儀工作原理測試接線方式分為正接法和反接法兩種，正接法是采用儀器的專用高壓電纜從儀器后部的Cx端上引出接至被測電纜的高壓端（電纜導體），專用低壓電纜從儀器后部的Zx端引出接至被測電纜的低壓端，其接線圖見圖32（a）。反接法是用專用高壓電纜從儀器后部的Cx端上引出接至被測電纜，低壓端接地如圖32（b）。四、實驗內容：1.測量電纜的主絕緣的介質損耗正切角因數tan。2.測量電纜的護套絕緣的損耗因數tan。五、試驗步驟1.按要求進行正確接線，保證接地系統良好，選定試驗電壓等級。2.打開電源，啟動儀器進行測試。3.測試完成后，關閉儀器，對電纜進行放電，最后進行拆線。 六、實驗結果分析一般，絕緣良好的介質tan很小，絕緣受潮、老化后tan增大。由于tan與溫度有很大關系，溫度愈高，tan愈大。因此在比較時應注意在相同溫度下進行。不同溫度下應換算，換算公式為式中，為時絕緣的tan值；為試驗時實際溫度時的tan；K為換算系數，與絕緣類型有關。“規程”規定了時tan ()值。對大體積絕緣設備中的局部缺陷，測量tan是難以發現的。應盡可能將設備分解，逐一測試，直至找到有缺陷的部分。設備絕緣的tan單個值，雖能說明一些問題，但對于了解電氣設備的實際情況來說，更重 要的是觀察在不同試驗電壓下tan的變化。在不同試驗電壓下，t