第二节 电气设备的绝缘试验 电气设备绝缘预防性试验已成为保证现代电力系统安全可靠运行的重要措施之一。这种试验除了在新设备投入运行前在交接、安装、调试等环节中进行外，更多的是对运行中的各种电气设备的绝缘定期进行检查，以便及早发现绝缘缺陷，及时更换或修复，防患于未然。

绝缘故障大多因内部存在缺陷而引起，有些绝缘缺陷是在设备制造过程中产生和潜存下来的，还有一些绝缘缺陷则是在设备运行过程中由外界影响因素的作用下逐渐发展和形成的。就其存在的形态而言，绝缘缺陷可分为两大类：①集中性缺陷 ；②分散性缺陷 由于缺陷种类很多、影响各异，所以绝缘预防性试验的项目也就多种多样。每个项目所反映的绝缘状态和缺陷性质亦各不相同，故同一设备往往要接受多项试验，才能作出比较准确的判断和结论。

2.1 绝缘电阻、吸收比与泄漏电流的测量 绝缘电阻是一切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，使外电路中出现一个随时间而衰减的吸收电流。 测量泄漏电流从原理上来说，与测量绝缘电阻是相似的，但它所加的直流电压要高得多，能发现用兆欧表所不能显示的某些缺陷，具有自己的某些特点。

1.绝缘电阻与吸收比的测量 通常都用兆欧表来测量绝缘电阻。用兆欧表来测量电气设备的绝缘电阻被广泛的运用在常规绝缘试验中。 图4-1 兆欧表的原理接线图 兆欧表规格：500、1000、2500、5000V

1.绝缘电阻与吸收比的测量 测量穿墙套管的绝缘电阻的接线图

测量绝缘电阻时应注意下列几点： (1)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． (2)测量吸收比时，应待电源电压达稳定后再接入试品，并开始计时。 (3)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接到应接端子。 (4)绝缘电阻与试品温度有十分显著的关系。 (5)每次测试结束时，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。

测量绝缘电阻能有效地发现下列缺陷：总体绝缘质量欠佳；绝缘受潮；两极间有贯穿性的导电通道；绝缘表面情况不良。测量绝缘电阻不能发现下列缺陷：绝缘中的局部缺陷：如非贯穿性的局部损伤、含有气泡、分层脱开等；绝缘的老化。

2 泄漏电流的测量 测量泄漏电流相比测量绝缘电阻可使用较高的电压。泄漏电流能够发现一些尚未完全贯通的集中性缺陷。这是因为一方面加在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，另一方面，这时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动向。

如曲线1所示，绝缘良好的发电机；如曲线2所示，绝缘受潮；如曲线3，4表示绝缘中已有集中性缺陷。 发电机的泄漏电流变化曲线

泄漏电流试验接线图 交流电源经调压器接到试验变压器T的初级绕组上。其电压用电压表PV1测量；试验变压器输出的经高压整流元件V(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。

2.2 介质损耗角正切的测量 tanδ能反映绝缘的整体性缺陷(例如全面老化)和小电容试品中的严重局部性缺陷。由于tanδ随电压而变化的曲线，可判断绝缘是否受潮、含有气泡及老化的程度。但是，测量tanδ不能灵敏地反映大容量发电机、变压器和电力电缆(它们的电容量都很大)绝缘中的局部性缺陷，这时应尽可能将这些设备分解成几个部分，然后分别测量它们的tanδ。

1 西林电桥测量法的基本原理 西林电桥原理接线图及实物图 图中Cx，Rx为被测试样的等效并联电容与电阻，R3、R4表示电阻比例臂，Cn为平衡试样电容Cx的标准，C4为平衡损耗角正切的可变电容。

根据电容平衡原理，当: 式中Zx、Zn、Z3、Z4分别是电桥的试样阻抗，标准电容器阻抗以及桥臂Z3和Z4的阻抗 解所得方程式，得

由于绝大多数电气设备的金属外壳是直接放在接地底座上的，换言之，被试品的一极往往是固定接地的。这时就不能用上述正接线来测量它们的tanδ，而应改用图4-8所示的反接线法进行测量。 图4-8 西林电桥反接线原理图

2 西林电桥测量法的电磁干扰 在现场进行测量时，试品和桥体往往处在周围带电部分的电场作用范围之内，虽然电桥本体及连接线都如前所述采取了屏蔽，但对试品通常无法做到全部屏蔽。这时等值干扰电源电压就会通过对试品高压电极的杂散电容产生干扰电流，影响测量。 图4-9 外接电源引起的电磁干扰

消除或减小由于电场干扰引起的误差，可以采取下列措施 ： （1）加设屏蔽，用金属屏蔽罩或网把试品与干扰源隔开。 （2）采用移相电源 （3）倒相法 移相电源消除干扰的接线图

3 局部放电的测量 当电气设备内部绝缘发生局部放电时，将伴随着出现许多现象。有些属于电的，例如电脉冲、介质损耗的增大和电磁波辐射，有些属于非电的，如光、热、噪音、气体压力的变化和化学变化。这些现象都可以用来判断局部放电是否存在，因此检测的方法也可以分为电的和非电的两类。

(1) 局部放电测量的基础 (a)示意图 (b)等值电路 绝缘内部气隙局部放电的等值电路

电容上分到的电压 ，气隙放电电压 ，熄灭电压（剩余电压） 。 电容上分到的电压 ，气隙放电电压 ，熄灭电压（剩余电压） 。 局部放电时 电压电流变化曲线 一次局部放电 的电流脉冲

(2) 局部放电测量检测法 脉冲电流法 噪声检测法 化学分析法 光检测法

4 绝缘耐压试验 绝缘的工频耐压试验 绝缘的直流耐压试验 绝缘的冲击耐压试验 雷电冲击耐压试验 操作冲击耐压试验

绝缘的工频耐压试验 作用：能确定电气设备绝缘的耐受水平试验电压。 工频耐压试验的优点是可准确地考验绝缘的裕度，能有效地发现较危险的集中性缺陷。但是交流耐压试验有重要缺点：即对于固体有机绝缘，在较高的交流电压作用时，会使绝缘中一些弱点更加发.

(1) 工频高压试验的基本接线图 以试验变压器或其串级装置作为主设备的工频高压试验（包括耐压试验）的基本接线如图所示。试验变压器的输出电压必须能在很大的范围内均匀地加以调节，所以它的低压绕组应由一调压器来供电。 工频高压试验的基木接线图 AV一调压器 PV1一低压侧电压表 T一工频高压装置 R1一变压器保护电阻 TO一被测试品 R2一测量球隙保护电阻 PV2一高压静电电压表 F一测量球隙 Lf一Cf一谐波滤波器

(2) 绝缘的直流耐压试验 直流高压能反映设备受潮、劣化和局部缺陷等多方面的问题。它和交流耐压试验相比主要有以下一些特点： （1）试验设备可以做得比较轻巧，适合于现场预防性试验的要求。 （2）在试验时可以同时测量泄漏电流。 （3）直流耐压试验比之交流耐压试验更能发现电机端部的绝缘缺陷。 （4）在直流高压下，局部放电较弱。

(3) 绝缘的冲击耐压试验 电气设备内绝缘的雷电冲击耐压试验采用三次冲击法，即对被测试品施加三次正极性和三次负极性雷电冲击试验电压（1.2/50 s）对变压器和电抗器类设备的内绝缘，还要再进行雷电冲击截波（1.2/2～5 s）耐压试验，它对绕组绝缘（特别是其纵绝缘）的考验往往比雷电冲击全波试验更加严格。

电力系统外绝缘的冲击高压试验通常可采用15次冲击法，即对被测试品施加正、负极性冲击全波试验电压各16次，相邻两次冲击的时间间隔应不小于1min。在每组15次冲击的试验中，如果击穿或闪络的闪数不超过2次，即可认为该外绝缘试验合格。内、外绝缘的操作冲击高压试验的方法与雷电冲击全波试验完全相同。