高压设备检测方法及影响因素 西昌供电段变电检修车间 张颖文 2012年4月.

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1 高压设备检测方法及影响因素 西昌供电段变电检修车间 张颖文 2012年4月

2 主要内容 一 高压设备试验的目的和要求 二 三 1 2 3 4 5 6 四 试验设备的管理 高压设备试验的分类 绝缘电阻、吸收比试验
高压设备的检测重点试验及其测试结果分析 三 绝缘电阻、吸收比试验 1 泄漏电流和直流耐压试验 2 电气设备的介质损失角正切值试验 3 交流耐压试验 4 高压设备绝缘试验的结果分析 5 大型接地网的接地电阻测试 6 四 试验设备的管理

3 一、高压设备试验的意义和分类 高压设备试验的意义： 对高压设备进行试验可以及时发现电气设备内部隐患，配合检修
加以消除，以避免设备在运行过程中发生故障造成事故。 其中高压设备发生故障最多的原因为绝缘的劣化，而绝缘劣化的主要原因为： 1、电介质的热老化 2、电介质的电老化 3、机械应力和环境的影响

4 1、电介质的热老化 在高温的作用下，电介质在短时间内就会发生明显的劣化；即使温度不太高，但如作用时间很长，绝缘性能也会发生不可逆的劣化，这就是介质的热老化，温度越高，绝缘老化得越快，寿命越短。 耐热性能是绝缘材料的一个十分重要的性能指标，如下表；如果实际工作温度超过表中规定值时，介质将迅速老化，寿命大大缩短。

5 绝缘材料耐热等级 等级 极限温度（℃） 绝缘材料 O 90 A 105 E 120 B 130 F 155 H 180 C ＞180
木材、纸、纸板、棉纤维、天然丝；聚乙烯；聚氯乙烯；天然橡胶 A 105 油性树脂漆及其漆包线；矿物油和浸入其中或经其浸渍的纤维材料 E 120 酚醛树脂塑料；胶纸板、胶布板；聚酯薄膜；聚乙烯醇缩甲醛漆 B 130 沥青油漆制成的云母带、玻璃漆布、玻璃胶布板，聚酯漆；环氧树脂 F 155 聚酯亚胺漆及及漆包线；改性硅有机漆及其云母制品及玻璃漆布 H 180 聚酰胺亚胺漆及其漆包线，硅有机漆及其制品，硅橡胶及其玻璃布 C ＞180 聚酰亚胺漆及薄膜，云母，陶瓷、玻璃及其纤维；聚四氟乙烯

6 2、电介质的电老化 电老化系指在外加高电压或强电场作用下发生的老化，介质电老化的主要原因是介质中出现局部放电。

7 3、机械应力和环境的影响 机械应力对绝缘老化的速度有很大的影响。例如瓷绝缘子的 老化往往与机械应力有明显的关系，通常悬式绝缘子串中最易
损坏的元件是靠近横担的那一片，而该片绝缘子在串中分的电 压并不高，不过受到的机械负荷是最大的。 环境条件对绝缘的老化也有明显的影响，例如紫外线的照射 会使包括变压器油在内的一些绝缘材料加速老化，有些绝缘材 料不宜用于日晒雨淋的户外条件。对在湿热地区应用的绝缘材 料还应注意其抗生物（霉菌、昆虫）作用的性能。

8 二、高压设备试验的分类 高 压 设 备 试 验 的 分 类 绝缘试验 特性试验
非破坏性试验：指在较低的电压下或者用其它不会损伤绝缘的办法来测量绝缘的各种特性，从而判断绝缘内部的缺陷。例如测量绝缘电阻和泄漏电流、介质损耗、绝缘油的气体色谱分析，空载试验、局部放电的超声波测量等 高 压 设 备 试 验 的 分 类 绝缘试验 破坏性试验：破坏性试验又称耐压试验。它能揭露那些危险性较大的集中性缺陷，它能保证绝缘有一定的水平和裕度。例如工频耐压试验、直流耐压试验、感应耐压试验、操作波试验、冲击试验等均属破坏性试验。其缺点是可能会在耐压试验时给绝缘带来一定的损伤。 主要是表征设备的电气或机械的某些特性，例如直流电阻试验、变比试验以及断路器的接触电阻、跳合闸时间及速度特性试验均属特性试验。 特性试验

9 三、高压设备的检测重点试验及其测试结果分析
1、绝缘电阻、吸收比试验。 2、泄漏电流和直流耐压试验 3、电气设备的介质损失角正切值试验 4、交流耐压试验 5、大型接地网的接地电阻测试 6、断路器的接触电阻、跳合闸时间及速度特性试验

10 1、绝缘电阻和吸收比（极化指数）试验 ⑴、绝缘电阻试验使用范围 电力行业标准：DL474.1-92
现场绝缘试验实施导则 绝缘电阻、吸收比和极化指数试验 ⑴、绝缘电阻试验使用范围 绝缘电阻试验是电气设备绝缘试验中一种最简单、最常用的试验方法。在现场普遍用兆欧表测量绝缘电阻。绝缘电阻值的大小常能灵敏地反应绝缘情况，能有效地发现设备局部或整体受潮和脏污，以及绝缘击穿和严重过热老化等缺陷。通常读取施加电压后60秒后数值或稳定值，作为工程上的绝缘电阻值。 用于测量： 是否受潮、脏污等 绝缘缺陷

11 ⑵、绝缘电阻试验的主要参数及技术指标 电气设备的绝缘，不能等值为单纯的电阻，其等值电路往往是电阻电容的混合电路。很多电气设备的绝缘都是多层的，如图1-1为双层电介质的一个简化等值电路。 双层电图1-1介质简化等值电路

12 图1-2吸收曲线及绝缘电阻变化曲线 化如图1-2中曲线所示，开始电流很大，以后逐渐减小，最后趋近 于一个常数Ig；
当合上开关K将直流电压U加到绝缘上后，等值电路中电流i的变 化如图1-2中曲线所示，开始电流很大，以后逐渐减小，最后趋近 于一个常数Ig； 图1-2中曲线i和稳态电流Ig之间的面积为绝缘在充电过程中从电 源“吸收”的电荷Qa。这种逐渐“吸收”电荷的现象就叫做“吸收现象”。 在实际试验中，规程规定，只需测量60s时的绝缘电阻值，即R60S的值，当电容量特别大时，吸收现象特别明显，如大型发电机，可以采用10min时的绝缘电阻值。 图1-2吸收曲线及绝缘电阻变化曲线

13 工程上用“吸收比”来反映绝缘状态是否良好，吸收比一般用K表示
，其定义为： K 1＝ R60s / R15s （1－1） 式中 R60s为t=60s测得绝缘电阻值，R15s为t=15s时测得的绝缘电阻值。 对于电容量较大的绝缘试品，K可采用下式表示： K2 ＝ R10min / R1min （1－2） 式中 R10min为t=10min时测得的绝缘电阻值，R1min为t=1min时测得的 绝缘电阻值，K2在工程上称为极化指数。 当绝缘状况良好时，K值较大，其值远大于1，当绝缘受潮时，K值将变小，检规规定如K1<1.3或K2<1.5就可判断绝缘可能受潮。 应当指出，有时绝缘具有较明显的缺陷（例如绝缘在高压下击穿），吸 收比值仍然很好。吸收比不能用来发现受潮、脏污以外的其他局部绝缘缺 陷。 关于吸收比与温度的关系，有文献认为，对于绝缘十分好的绝缘，温度升高，吸收比增大，对于油或纸绝缘，绝缘不好时，温度升高，吸收比将减小

14 ⑶、试验设备 工程上进行绝缘电阻试验所采用的设备为兆欧表，兆欧表按电源型式
通常可分为发电机型和整流电源型两大类。发电机型一般为手摇（或电动）直流发电机或交流发电机经倍压整流后输出直流电压；整流电源型 由低压50HZ交流电（或电池）经整流稳压、晶体管振荡器升压和倍压整 流后输出直流电压。 兆欧表通常有100v、250V、500V、1000V、2500V、5000V、10000V等多 种。应按照《电气设备预防试验规程》的有关规定针对试品的额定电压选用当的电压。 兆欧表的容量即最大输出电流值（输出端经毫安表短路测得）对吸收比 和极化指数测量有一定的影响。测量吸收比和极化指数时应尽量采用大容 量的兆欧表，即选用最大输出电流1mA及以上的兆欧表，以期得到较准确 的测量结果。 对有介质吸收现象的发电机、变压器等设备，绝缘电阻、吸收比和极化 指数随兆欧表电压高低而有变化，故历次试验应选用相同电压的兆欧表。

15 兆欧表有三个接线端子：线路端子（L），接地端子（E），屏蔽（或保护）端子（G），被试品接在L和E之间，G用以消除绝缘试品表面泄漏电流的影响，其试验原理接线如右图1－3所示。
1－电缆金属铠装；2－电缆绝缘；3－导电芯 图1－3 绝缘电阻试验原理接线示意图 W M 1 2 3 E L G

16 ⑷ 试验步骤 4.1 断开被试品的电源拆除或断开对外的一切连线将被试品接地放电。对电容量较大者（如发电机、电缆、大中型变压器和电容器等)，应充分放电5mi)放电时应用绝缘棒等工具进行不得用手碰触放电导线。 4.2 用干燥清洁柔软的布擦去被试品外绝缘表面的脏污必要时用适当的清洁剂洗净。 4.3 兆欧表上的接线端子“E”是接被试品的接地端的，“L”是接高压端的、”G“是接屏蔽端的。应采用屏蔽线和绝缘屏蔽棒作连接。 将兆欧表水平放稳，当兆欧表转速尚在低速旋转时用导线瞬时短接“L”和“E”端子其指针应指零。开路时兆欧表转速达额定转速其指针应指” ∞“。然后使兆欧表停止转动将兆欧表的接地端与被试品的地线连接，兆欧表的高压端接上屏蔽连接线，连接线的另一端悬空（不接试品)，再次驱动兆欧表，兆欧表的指示应无明显差异。然后将兆欧表停止转动，将屏蔽连接线接到被试品测量部位。如遇表面泄漏电流较大的被试品如（发电机、变压器等)，还要接上屏蔽护环。 4.4 驱动兆欧表达额定转速或接通兆欧表电源待指针稳定后或60s)，读取绝缘电阻值。 4.5 测量吸收比和极化指数时先驱动兆欧表至额定转速待指针指” ∞“时，用绝缘工具将高压端立即接至被试品上，同时记录时间分别读出15和60s(或1min和10mi)n时的绝缘电阻值。 4.6 读取绝缘电阻后先断开接至被试品高压端的连接线然后再将兆欧表停止运转。测试大容量设备.时更要注意，以免被试品的电容在测量时所充的电荷经兆欧表放电而使兆欧表损坏。 4.7 断开兆欧表后对被试品短接放电并接地。 4.8 测量时应记录被试设备的温度、湿度、气象情况、试验日期及使用仪表等。

17 ⑸影响因素及注意事项 5.1外绝缘表面泄漏的影响（湿度） ,设备引出线瓷套表面会凝结一层极薄的水膜,造成表面泄漏通道,使绝缘电阻明显降低。此
一般应在空气相对湿度不高于80%条件下进行试验，在相对湿度大于80%的潮湿天气电气 ,设备引出线瓷套表面会凝结一层极薄的水膜,造成表面泄漏通道,使绝缘电阻明显降低。此 时应在引出线瓷套上装设屏蔽环(用细铜线或细熔丝紧扎1-2圈)接到兆欧表屏蔽端子。常用 的接线如图1-4所示。屏蔽环应接在靠近兆欧表高压端所接的瓷套端子,远离接地部分,以免 造成兆欧表过载,使端电压急剧降低，影响测量结果. 图1-4所示

18 若试品在上一次试验后接地放电时间不充分绝缘内积聚的电荷没有放净仍积滞有一定的残余电荷会直接影响绝缘电阻、吸收比和极化指数值.
5.2 残余电荷的影响. 若试品在上一次试验后接地放电时间不充分绝缘内积聚的电荷没有放净仍积滞有一定的残余电荷会直接影响绝缘电阻、吸收比和极化指数值. 5.3 感应电压的影响测量 高压架空线路绝缘电阻若该线路与另一带电线路有一段平行则不能进行 测量防止静电感应电压危及人身安全同时以免有明显的工频感应电流流过 兆欧表使测量无法进行。 5.4 温度的影响 试品温度一般应在10-4oc之间。绝缘电阻随着温度升高而降低温度换算 系数最好以实测决定。例如正常状态下当设备自运行中停下在自行冷却过 程中可在不同温度下测量绝缘电阻值从而求出其温度换算系数。检规中对 变压器温度换算规定如下： 换算式中R1、R2分别为温度t1、t2时的绝缘电阻值

19 5.5表面脏污和受潮 由于被试的表面脏污或受潮会使其表面电阻大大降低 ，绝缘电阻将明显下降。必须设法消除表面泄漏电流的 影响，以获得正确的测量结果。 5.6兆欧表容量 实测表明，兆欧表的容量对绝缘电阻、吸收比和极化 指数的测量结果都有一定影响。

20 被试品 环氧玻璃布绝缘管 10KV 旧变压器 MOA 新油纸电缆 绝缘电阻（MΩ） 正确 10000 ∞ 60 错误 8000 75
5.7测试接线的影响 L和E端的接线对调，下表列出一组实测结果（设备ZC-7/2500）： 被试品 环氧玻璃布绝缘管 10KV 旧变压器 MOA 新油纸电缆 绝缘电阻（MΩ） 正确 10000 ∞ 60 错误 8000 75 又比如，我们曾用DMG2671G型摇表对一台20000KVA平衡变试验时，高对低及地，正确时测试为30GΩ以上，而错误时，只有245 MΩ.而对测试铁芯时，正确时，测试结果为10.16GΩ，而错误时，只有2.3GΩ

21 对于不同的兆欧表，L、E互换，测试结果的影响可能会有不同，但对ZC-7型可以如下分析：
a正确接法

22 b错误接法 由上两图可以看出，因屏蔽环的作用，正确接线时兆欧表外壳的泄漏电流，可以直接回到发电机，而不影响测试结果，而错误接线时，泄漏电流却要流过测量线圈，从而造成测试结果不准。

23 连线状态 绝缘电阻（ MΩ） 悬空，相互不接触 ＞10000 悬空，相互绞接 8000 相互绞接后拖地 6000
兆欧表的连线相互绞接或L端接线拖地。 下表为一试品在不同情况下的绝缘电阻值。（兆欧表的连线绝缘电阻为10000 MΩ） 连线状态 绝缘电阻（ MΩ） 悬空，相互不接触 ＞10000 悬空，相互绞接 8000 相互绞接后拖地 6000 我们曾用DMG2671G型摇表对一台20000KVA平衡变试验时，高对低及地，连线悬空，相互不接触时测试为32GΩ；连线悬空，相互绞接时测试，有30GΩ，而连线相互绞接后拖地时，测试结果也为30GΩ。而用另一台数字兆欧表对一台10KV变压器测试时，连线绞接或接地，对测试结果影响更是巨大（由30G以上，变成15G以下）。 连线的状态对测试结果的影响，最要是受导线自身以及绝缘体自身绝缘电阻的影响，不能一一而论，但我们用多台仪器的试验结果来看，都是有一定影响的。

24 各种情况分析如下： 图1，示意图

25 图2，绞接等值电路

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27 ⑹测量结果的判断 6.1 将所测得的结果与有关数据比较，这是对实验结果进行分析判 断的重要方法，通常用来作为比较的数据包括：同一设备的各相
间的数据、出厂试验数据、耐压前后数据等。绝缘电阻换算至同 一温度下，与前一次测试结果相比应无明显变化；（一般不低于 上次值的70％） 6.2 部分结构比较简单和部分低电压设备在《电气设备预防性试验 规程》中作出绝缘电阻允许值，可作为一般参考。

28 2、 泄漏电流和直流耐压试验 电力行业标准： DL474.2-92 现场绝缘试验实施导则 直流高电压试验
现场绝缘试验实施导则 直流高电压试验 ⑴、泄漏电流试验特点 在直流电压下测量绝缘的泄漏电流与绝缘电阻的测量在原理上一致的，但这一试验项目仍具有自己的特点，能发现兆欧表所不能显示的某些绝缘损伤和弱点： 1.1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。如对变压器测量泄漏电流值，能相当灵敏地发现瓷套开裂、绝缘纸筒沿面炭化、变压器油劣化及内部受潮等缺陷。

29 发电机的泄漏变化曲线 1.2 泄漏试验时，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，监视泄漏电流值的增长动向。此外，在电压升到规定的试验电压值后，要保持1分钟再读出最后的泄漏电流值。在这段时间内，还可观察泄漏电流是否随时间的延续而变大。当绝缘良好时，泄漏电流应保持稳定，且其值很小。 发电机的泄漏电流变化曲线 1-良好绝缘；2-受潮绝缘；3-有集中性缺陷的 绝缘；4-有危险的集中性缺陷的绝缘； Ut-发电机的直流耐压试验电压

30 ⑵测量原理 半波整流直流耐压（泄漏测试）原理接线图
当直流电压加于被试设备时，其充电电流（几何电流和吸收电流）随时间的增加而逐渐衰减至零，而泄漏电流保持不变。故微安表在加压一定时间后其指示数值趋于恒定，此时读取的数值则等于或近似等于漏导电流即泄漏电流。 半波整流直流耐压（泄漏测试）原理接线图 T1—自耦调压器；T2—试验变压器；V—高压整流硅堆；R1—限流保护电阻； R2—高压测量串联电阻；Cx—被试品；C—滤波电容器；PA1—测量泄漏电流 微安表；PA2—高压测量装置微安表

31 ⑶试验电压及直流高电压的测量的要求 3.1 对试验电压的要求 式中：Umax为直流电压最大值，Uims为直流电压最小值，Ud为直流电压平均值
依据GB311.3《高电压试验技术》规定，在输出工作电流下直流电压的脉动因数S应按下式计算，且S＜3%， 式中：Umax为直流电压最大值，Uims为直流电压最小值，Ud为直流电压平均值 3.2 直流高电压的测量准确度的要求 3.2.1 直流电压平均值的测量误差应不大于3% 3.2.2 脉动幅值的测量误差不大于实际脉动幅值的10%及其直流电压算术平均值的1%，二者数值中较大者。

32 ⑷、测量时的操作规定 4.1 按接线图接好线，并由专人认真检查接线和仪器设备，当确认无 误后，方可通电及升压。
4.2 在升压过程中，应密切监视被试设备、实验回路及有关表记。微 安表的读数应在升压过程中，按规定分阶段进行，且需要有一定 的停留时间，以避开吸收电流。从试验电压值的75%开始，以每 秒2％的速度上升。 4.3 在测量过程中，若有击穿、闪络等异常现象发生，应马上降压， 以断开电源，并查明原因，详细记录，待妥善处理后，再继续测 量。 4.4 实验完毕、降压、断开电源后，均应对被试设备进行充分放电。 4.5 若是三相设备，同理应进行其它两项测量。 4.6 按照规定的要求进行详细记录。

33 4.7直流耐压试验后，放电的规定 试验完毕后，首先切断高压电源，一般需待试品上的电压降至1／2试验电压以下，将被试品经电阻接地放电，最后直接接地放电。如果直接对地放电，可能产生频率极高的振荡过电压，对试品的绝缘有危害。放电棒示意图如下：

34 ⑸、影响测量结果的主要因素 5.1 高压连接导线 5.2 表面泄漏电流 必须采用粗而短的屏蔽线作为引线，并且增加导线对地距离，避免导
线有毛剌，还要用金属外壳把微安表屏蔽起来，以减少电晕放电对测量 结果的影响。 5.2 表面泄漏电流 泄漏电流可分为体积泄漏电流和表面泄漏电流两种。表面泄漏电流的 大小，只要决定于被试设备的表面情况，如表面受潮、脏污等。为真实 反映绝缘内部情况，在泄漏电流测量中，所要测量的只是体积电流。但 是在实际测量中，表面泄露电流往往大于体积泄漏电流，这给分析、判 断被试设备的绝缘状态带来了困难，因而必须消除表面泄漏电流对真实 测量结果的影响。 消除影响的办法实施被试设备表面干燥、清洁、且高压端导线与接地 端要保持足够的距离；另一种是采用屏蔽环将表面泄漏电流直接短接， 使之不流过微安表。

35 5.3 温度 与绝缘电阻测量相似，温度对泄漏电流测量结果有显著影响。所不同的 是温度升高，泄漏电流增大。因此最好在以往试验相近的温度条件下进 行测量，以便于进行分析比较。 5.4 残余电荷的影响 试验前应对试品充分放电。 5.5 电源电压的非正弦波形 在进行泄漏电流测量时，供给整流设备的交流低压应该是正弦波形。 如果供给整流设备的交流低压不时正线波，则对测量结果是有影响的。 影响电压波形的主要是三次谐波。 5.6 加压速度 对大容量的设备试验时，加压速度不能太快，否则会因吸收现象影响 测量结果。 5.7 微安表接在不同位置时 在测量接线中，微安表接的位置不同，测得的泄漏电流数值也不同， 推荐以下两种接法。

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37 5.8 试验电压极性 在现场直流电压绝缘试验中，为了防止外绝缘的闪络和易于发现绝缘受潮缺陷，通常规定采用负极性直流电压。

38 ⑹、测量中的问题 在电力系统交接和预防性实验中，测量泄漏电流时，常遇到的主要异常情况下： 6.1 从微安表中反映出来的情况
6.1.1指针来回摆动。这可能是由于电源波动、整流后直流电压的脉动系数比较 大以及试验回路和被试设备有充放电过程所致。若摆动不大，又不十分影响 读数，则可取其平均值；若摆动很大，影响读数，则可增大主回路和保护回 路中的滤波电容的电容量。必要时可改变滤波方式。 6.1.2指针周期性摆动。这可能是由于回路存在的反充电所致，或者是被试设备 绝缘不良产生周期性放电造成的。 6.1.3指针突然冲击。若向小冲击，可能是电源回路引起的；若向大冲击，可能 是试验回路或被试设备出现闪络或产生间歇性放电引起的。 6.1.4指针指示数值随测量时间而发生变化。若逐渐下降，则可能是由于充电电 流减小或被试设备表面绝缘电阻上升所致；若逐渐上升，往往是被试设备绝 缘老化引起的。 6.1.5测压用微安表不规则摆动。这可能是由于测压电阻断线或接触不良所致。 6.1.6测压指针反指。这可能是由于被试设备经测压电阻放电所致。 6.1.7接好线后，未加压时，微安表有指示。这可能是外界干扰太强或地电位抬高引起的。

39 6.2 从泄漏电流数值上反映出来的情况 6.2.1泄漏电流过大。这可能是由于测量回路中各设备的绝缘状况不佳或屏蔽不好所致，遇到这种情况时，应首先对实验设备和屏蔽进行认真检查，例如电缆电流偏大应先检查屏蔽。若确认无上述问题，则说明被试设备绝缘不良。 6.2.2泄漏电流过小。这可能是由于线路接错，微安表保护部分分流或有断脱现象所致。

40 ⑺、测量结论 对泄漏电流测量结果进行分析、判断可从下述几方面着手。 7.1 与规定值比较
泄漏电流的规定值就是其允许的标准，它是在生产实践中根据积累多 年的经验制订出来的，一般能说明绝缘状况。对于一定的设备，具有一 定的规定标准。这是最简便的判断方法。 7.2 比较对称系数法 在分析泄漏电流测量结果时，还常采用不对称系数（即三相之中的最 大值和最小值的比）进行分析、判断。一般说来不对称系数不大于2。 7.3 与前一次试验（温度相差不大）结果比较，变化一般不应超过30% 7.4 直流耐压时，将试验电压值保持规定的时间后，如试品无破坏性放电 ，微安表指针没有向增大方向突然摆动，则认为直流耐压试验通过。

41 3、电气设备的介质损失角正切值试验 电力行业标准 DL 474.3-92 现场绝缘实验实施导则 介质损耗因数 试验
现场绝缘实验实施导则 介质损耗因数 试验 3.1 tanδ测量的目的就是检测设备的绝缘是否整体受潮、劣化、贯通性缺陷。 绝缘介质在电压作用下都有能量损耗，如果损耗很大，会使介质温 度升高得很高，促使材料发热劣化，如果介质温度不断上升，甚至会把介质熔化、烧焦，从而造成绝缘击穿。因此介质损耗大小是衡量绝缘介质电气性能的一项重要指标。

42 tanδ测量的原理和意义 原理 理想介质无损耗 除电容电流外的，电导电流和泄漏电流会有损耗，这二个电流产生的能量损耗------介质损耗。
可用δ来表征交流电压作用下，绝缘介质内部有功的损耗程度 δ称介质损耗角。 可见介质损耗与外施电源的电压的平方、频率（ω=2πf）以及损耗角正切值 成正比，如果外施电压的大小及频率保持不变，则介质损耗就可以用 tanδ 表征

43 tanδ测量方法 正接线：用于被试品可整体与地隔离 反接线：用于被试品不可能与地隔离 (a)正接线 (b)反接线 西林电桥原理接线图
Cx、Rx—被试品等值电容和电阻；Cn—标准电容；R3—可调标准电阻；C4—可变电容；R4—无感电阻；G—检流计；T—试验变压器 西林电桥原理接线图

44 调整电桥，使电桥平衡，此时电桥四个臂的导纳分别为：
得出被试品电容

45 介损自动测试仪接线方法

46 3.4 影响 几个因素 tgδ 3.4.1与温度的关系 在通常情况下，介质损耗是随着温度上升而
3.4 影响 几个因素 tgδ 3.4.1与温度的关系 在通常情况下，介质损耗是随着温度上升而 增加的，相此对于同一设备在不同温度下的变化必须将结果归算到20℃进行比较。 另外，由实践经验得知，当温度低于＋5 ℃时，测试的结果就不准确，因此介损的测定应在周围环境温度不低于＋5 ℃的条件下进行。 3.4.2与电压的关系（如右图） 良好干燥的绝缘，介损与电压无关。 介质内部有局部放电的绝缘，曲线有明显转折点。 受潮或劣化的绝缘，介损在低电压时就比较大，以后随电压升高还会继续增大， 曲线呈开口状。

47 3.5、测量中的抗干扰措施 3.5.1 在已运行中的变电所测试电气设备介损时，往往由于周围带电体的电磁场干扰，影响介损的测量。可采取如下措施: 在试品上采取适当屏蔽（如屏蔽伞）。 远离干扰电源。 3.5.2 湿度影响 介损测试应在空气相对湿度小于80%下进行; 绝缘的清洁度和表面泄漏电流的影响; 采用清洁试品表面或涂防污涂料的方法消除影响。

48 3.6 测试结果分析 3.6.1 和《电力设备预防性试验规程》的要求值作比较。
3.6.2 对逐年的试验结果应进行比较，在两个试验间隔之间的试验测 量值不应该有显著的增加或降低。 3.6.3 当值未超过规定值时，可以补充电容量来分析，电容量不应该 有明显的变化。 3.6.4 通过测=f（U）的曲线，观察是否随电压而上升，来判断绝缘 内部是否有分层、裂纹等缺陷。

49 4、工频耐压试验 电力行业标准 DL.474.4-92 现场绝缘试验实施导则 交流耐压试验
现场绝缘试验实施导则 交流耐压试验 交流耐压试验是对电气设备绝缘外加交流试验电压，该试验电压 比设备的额定工作电压要高，并持续一定的时间（一般为1min）。交流耐压试验是一种最符合电气设备的实际运行条件的试验，是避免发生绝缘事故的一项重要的手段。 实践证明，通过这一试验能够发现很多绝缘缺陷，尤其是对局部缺陷更为有效。因此，交流耐压试验是各项绝缘试验中具有决定性意义的试验。

50 4、耐压试验的目的 考核设备是否具备规定的裕度 受不了了！ 高很多 被试设备

51 4、工频耐压试验接线原理 TS—调压器；T—升压试验变压器；C1、C2—电容分压器高、低压臂；G—球隙；R1、R2—限流电阻；K—电源隔离刀闸；V1—高压测量电压表；V2—低压测量电压表；Ma—高压侧测量试验电流用毫安表；A—低压侧电流表；Cx—被试品；V3—第3绕组测量电压表，可以部分解决容升问题，测量数据更接近高压实际电压值。

52 ⑵ 试验设备的选择 试验变压器 根据被试品的试验电压，选用具有合适电压的试验变压器。 试验变压器的容量选择： 电流：

53 高压断路器、电流互感器及电磁式电压互感器
常见试品的电容量 试 品 电容量，PF 绝 缘 子 100以下 高 压 套 管 50－600 高压断路器、电流互感器及电磁式电压互感器 100－1000 电力变压器1MVA/100MVA 3000／25000 架空导线（每米） 8－10 全封闭组合电器（每米） 30－50 电容式电压互感器 3000－5000 电力电缆（每米） 150－400

54 调压设备 调压器尽量采用接触压器，它最大的特点是波形畸变小和阻抗电压低，容量也可以 作得很大。 调压器容量按（0.75－1）倍试验变压器容量选择。 保护电阻器（R1） R1用来降低试品闪络工击穿时变压器高压绕组出口端的过电压，并能限制短路电流。 按0.1－0.5Ω／V取值。并且保护电阻的长度选择的原则为：当试品击穿和闪络时， 保护电阻器应不发生沿面闪络，它的长度应能耐受最大试验电压，并有适当裕度。保护 电阻器的最小长度可参照下表： 试验电压（KV） 电阻器长（mm） 50 250 100 500 150 800

55 电容分压器原理接线外形图 简便易行，准确度高
UT—试验电压；Zc—被试设备；C1—高压分压电容；C2—低压分压电容器；R—泄放电容C2上残余电荷的并联电阻；V—电压表；1—电容分压器外观；2—多值电压表，可直接直流、交流有效值和峰值 简便易行，准确度高

56 ⑶、试验方法 3.1一般规定 有绕组的被试品进行耐压试验时，应将被试品绕组自身的两个端 子短接，非被试品绕组亦应短接并与外壳连接后接地。
交流耐压试验时加至试验标准电压后的持续时间，凡无特殊说明， 均为1分钟。 调整保护球隙，使其放电电压为试验电压的115%~120%。 升压必须从零开始，切不可冲击合闸，升压速度在75%试验电压以 前，可以是任意的，自75%电压开始应均匀升压，约为每秒2%试验 电压的速率升压，耐压试验后，迅速均匀降压到零，然后切断电源。

57 3.2 试验步骤 任何被试品，在交流耐压前，应先进行其它绝缘试验，合格后再进行耐压
试验。充油设备若经滤油或运输，耐压试验前还应静置一段时间，如大容量 变压器，应使油静止12-20h，3~10kV变压器，应使油静止5~6h后再做试验。 通常实验前后应比较绝缘电阻、吸收比，不应有明显的变化。 接上试品，接通电源，开始升压进行试验。升压过程中应密切监视高压回 路，监听被试品有何异响。升至试验电压，开始计时并读取试验电压。时间 到后，降压然后断开电源。试验中如无破坏性放电发生，则认为通过耐压试 验。 在升压和耐压过程中，如发现电压表指针摆动很大，电流表指示急剧增加 ，调压器往上升方向调节，电流上升，电压基本不变甚至有下降的趋势，被 试品冒烟、出气、焦臭、闪络、燃烧或发出击穿响声（或断续放电声） ，应 即停止升压，降压停电后查明原因。这些现象如查明是绝缘部分出现的，则 认为被试品交流耐压试验不合格。如确定被试品的表面闪络是由于空气湿度 或表面脏污等所至，应将将试品清洁干燥处理后，再进行试验。 有时耐压试验进行了数十秒钟，中途因故失去电源，使试验中断，在查明 原因，恢复电源后，应重新进行全时间的持续耐压试验，不可仅进行“补足时 间“的试验。

58 ⑷、交流耐压试验结果的分析 （1）被试设备一般经过交流耐压试验，在规定的持续时间内不发生击穿为 合格，反之为不合格。
（2）当被试设备为有机绝缘材料，经试验后，立刻进行触摸，如出现普遍 或局部发热，都认为绝缘不良，需要处理（如烘烤），然后再进行试验。 （3）对组合绝缘设备或有机绝缘材料，耐压前后期绝缘电阻不应下降30％， 否则就认为不合格。对于纯瓷绝缘或表面以瓷绝缘为主的设备，易受当 时气候条件的影响，可酌情处理。 （4）在试验过程中若空气湿度、温度、或表面脏污等的影响，仅引起表面 滑闪放电或空气放电，则不应认为不合格。在经过清洁、干燥等处理后， 在进行试验；若并非由于外界因素影响，而是由于瓷件表面釉层绝缘损 伤、老化等引起的（如加压后表面出现局部红火），则应认为不合格。 （5）精心综合分析、判断。应当指出，有的设备及时通过了耐压试验，也 不一定说明设备毫无问题，特别是像变压器那样有绕组的设备，即使进 行了耐压试验，也往往不能检出匝间、层间等缺陷，所以必须汇同其他 试验项目所得的结果进行综合判断。除上述测量方法外，还可以进行色 谱分析、微水分析、局部放电测量等。

59 交流耐压试验中的容升效应 试验变压器所接被试品大多是电容性，在交流耐压时，容性电流在绕组上产生漏抗压降，造成实际作用到试品上的电压值超过按变比计算的高压侧所应输出的电压值，产生容升效应。被试品电容及试验变压器漏抗越大，则容升效应越明显。如图所示

60 被试品线端电压升高的数值，略去回路电阻的影响，可得：
为此在进行较大电容量试品的交流耐压试验时，要求直接在被试品端进行电压测量，以免被试品受到过高的电压作用。

61 ⑸串、并联谐振耐压试验介绍 对于大型发电机组、变压器、GIS、交联电缆等大容量较大的
试品的交流耐压试验，需要大容量的试验变压器、调压器以及电 源。现场往往难以办到，即使有试验设备，也需动用大型汽车、 吊车等，费力费时。在此情况下，可根据具体情况分别采用串联 、并联或串并联谐振的方法来进行现场试验。串并联谐振可通过 调节电感来实现，也可通过调节频率或电容来实现。但该试验大 多是针对现场大电容设备进行的，因而电容是确定的，一般采用 调感或调频来进行谐振补偿。

62 5.1 串联补偿 当试验变压器的额定电压小于所需试验电压，但电流额定量能满足试品试验电流的情况下，可采用串联补偿的方法进行试验。

63 利用串联谐振做耐压试验有两个优点：①若被试品击穿，则谐振 终止，高压消失；②击穿后电流下降，不致于造成被试品击穿点扩 大。
补偿电抗及试品组成串联回路。此时，如果电路中的 则电流为： 那么电压为： Q---- 电抗器的品质因数，一般电抗器的品质因数为10－40. 从以上可以看出，串联谐振法可在试品上产生10倍以上于试验变压器输出电压的电压，从而大大降低了试验变压器的额定电压和容量。 利用串联谐振做耐压试验有两个优点：①若被试品击穿，则谐振 终止，高压消失；②击穿后电流下降，不致于造成被试品击穿点扩 大。

64 5.2 并联谐振试验方法 当试验变压器的额定电压能满足试验电压的要求，但电流达不到
被试品所需的试验电流时，可采用并联谐振对电流加以补偿，以解 决容量不足的问题。

65 并联谐振时， ，试品上的电压等于电源电压，但变
压器输出的电流： 5.3采用串联、并联谐振和串并联谐振法的注意事项 5.3.1电源电压和频率要求稳定，应避免用电阻器调压； 5.3.2回路电阻R1要求足够的热容量，并保持稳定； 5.3.3试验电压直接在被试品两端测量； 5.3.4电感线圈应满足电流和绝缘强度的要求； 5.3.5对于并联谐振法，当被试品击穿而谐振停止时，试验变压器有过流的可能，因此，要求过流速断保护能可靠动作； 5.3.6对于串联谐振法，当被试品击穿时，回路中的电流减小电压降低，所以，除了正常的过流保护外，还应有欠压保护措施。

66 ⑸高压设备绝缘试验的结果分析 5.1试验数据的确定
在高电压试验中除了要采用正确的试验方法和接线外，重要的是能够根据试验数据对被试设备的状态进行正确的分析和判断，这就要求试验人员熟悉每项试验项目的作用，熟悉电气设备的结构和每个试验项目所能反映的问题。 5.1.1，下表是根据现场的试验经验，对各项预防性试验方法发现电力设备绝缘缺陷的效果的归纳。

67 各种预防试验方法能发现的绝缘缺陷及其效果
序号 方法 发现缺陷的可能性 总评 分布于整个试品的缺陷 在电极间构成桥路连续的贯穿性缺陷 没有构成贯穿性缺陷 磨损与污闪 电气强度的裕度降低 1 绝缘电阻及泄漏电流 当严重受潮，贯穿性电导增长时能发现 按R或泄漏与电压的关系曲线能很好的发现。 不易检出 能很好发现 对某些缺陷可给出间接指示 基本方法之一 2 吸收比 发现受潮很有效 能检出，必须积累经验 不能发现 估计受潮程度 3 介质损耗因数 由tanδ－U曲线发现 小电容量的试品，能很好地检出 小电容量的试品，能发现 能检出

68 序号 方法 发现缺陷的可能性 总评 分布于整个试品的缺陷 在电极间构成桥路连续的贯穿性缺陷 没有构成贯穿性缺陷 磨损与污闪 电气强度的裕度降低 4 耐压试验 能发现 当电气强度降低时可能发现 与其他方法配合检查最低电气强度 5 直流电阻 线径不一 分接开关不良 焊接不良 基本方法之一

69 除此之外，还要能够及时的排除试验误差。 5.1.2，试验接线、试验方法误差。
接线试验方法是否正确，试验电压、电流测量是否准确，比如做交流耐压时，试验电压是否从高压侧直接测量，会对结果造成较大的误差影响，又比如，做介损试验时接线不同测量结果也会有较大的差异。如下表，一组110KV流互不同方法测试介损情况，由于反接法时，因末屏对地杂散电容的影响，造成电容值和介损不同，所以一般规程都要规定试验方法，在比较时，也必须在同一方法下比较。 相 空气相对湿度28%，温度26℃ 反接法 正接法 电容（PF） 介损（％） A 75 1.6 50 2.5 C 72 1.9 49 2.6

70 又比如，下表列出几台进水受潮的电压互感器用末端屏蔽法与常规法的测量结果，两者差别很大：
序号 常规法 末端屏蔽法 1 2.44 6.1 2 5 17.6 3 8.7 26.7 4 3.35 11 5.1 16 6 15 13.5

71 5.1.3，仪表、仪器误差。 仪表、仪器在长途运输，搬运和使用中会损坏，或产生较大误差，如不能及时检查、校对就会对试验结果造成严重影响。

72 5.1.4，被试品的表面状况影响误差 对绝缘试验来说，被试品的表面状况对试验结果会产生很大的影响，所以在试验前应彻底清擦试品表面或采取屏蔽措施排除被试品表面污秽对试验结果的影响。我们实际的经验看，推荐用憎水性材料室温硫化硅橡胶（RTV）涂料来处理试品的表面脏污。下表为一台变压器套管在处理前后的测试数据（用硅油处理） 110KV油纸电容式套管 温度（℃） 相对湿度（％） 介损值（％） 26 81 处理前 处理后 A －6.0 0.4 B －6.5 0.3 C －7.2 0.5

73 数量 高低温均良好 不能正确分析判断情况 低温不良高温良好 低温良好高温不良 低温良好高温可运行 低温不良高温可运行 低温不不能下结论 件
5.1.5，环境条件误差 环境条件，特别是温度、湿度对试验结果会造成很大的影响，所以一般绝缘试验不要在阴雨天气进行，不要在气温低于5℃，和高于40 ℃时做，不要在空气湿度大于80%时做，如能换算到标准状态的应尽量换算到标准状态。 如某电业局曾在低于5℃时，对106件充油设备及套管的介损值进行测试，并在13－20 ℃时进行复试，其结果如下表，由此可以看出，约58.5%的设备难以根据低温试验结果作出判断。 数量 高低温均良好 不能正确分析判断情况 低温不良高温良好 低温良好高温不良 低温良好高温可运行 低温不良高温可运行 低温不不能下结论 件 44 14 8 4 2 34 占百分比（％） 41.5 13.2 7.54 3.77 1.89 32.1

74 又如下表，是一支LCLWD-220型电流互感器在不同空气相对湿度下的介损测量值：
相别 湿度（70%－80%） 湿度（36%） A 1.255 0.433 B 1.525 0.525 C 1.215 0.627 湿度对测试结果的影响，主要有两大原因：一是水膜的影响，因湿度较大时，绝缘表面可能出现一层水膜，导致表面泄漏电流增加；另一个原因是水膜还可能导致绝缘体表面电场发生畸变，电场分布更不均匀，从而产生电晕，直接影响测量结果。

75 5.1.5，各种干扰的影响。 对于变电站的电气设备，往往处于电场干扰、磁场干扰等复杂的电磁环境下，而部分项目如绝缘介损试验等，容易受干扰的影响，会使试验结果产生较大的偏差，因而在必要时，可采取措施来排除干扰（如全所停电）。对试验仪器的选择也要选择抗干扰强的设备。 所以在完成试验项目后，特别是当某个试验数据有问题时，不要急着对被试品下结论，而是要对试验接线、试验方法、仪器进行反复检查，对试验条件、外部环境进行仔细分析，对被试品表面状况进行认真处理，对各种干扰进行排除，必要时要采用不同的方法，不同的仪器、不同的接线进行复试。当这些都排除后，再确定试验数据。

76 5.2试验结果的分析 5.2.1.把试验结果与规程、标准比较。
在电力系统中，交接试验有交接试验标准，预防性试验有预防性试验标准，对绝大多数产品来说还有国家标准。如超出规程、标准要采取措施。 5.2.2.把试验结果与历史数据比较。 有些参数在规程标准中并没有给出合格的绝对值，有些不做规定，有些要求与出厂，或前次试验数据相比较。比较数据时，要注意两次试验的外部环境条件和试验方法，一般应换算到标准条件下进行比较。 5.2.3.把试验结果与同类设备的试验结果相比较。 把试验结果与同类设备的试验结果相比较，一般正常情况下，不会有较大的差别，如差别过大，则应找出原因。同样要注意的是，同类设备是指同型号、同厂家、同容量的产品。 5.2.4.把试验结果与运行情况结合起来分析。 设备的状态往往与设备的运行情况有很大的关系。如设备绝缘的老化与设备运行时所带负荷的大小，运行时间，特别是过负荷时间有关；放电性故障，与有无近区短路、雷击等异常运行有关。 5.2.5.把多个试验结果综合分析。

77 如将泄漏流与介损综合考虑,下表是东北某台变压器历年数据：
此时，介损值虽变化不大，但泄漏值却出现了明显的变化，这是因为对大型变压器来说，部分受潮，对介损值影响不大，但泄漏却可以明显表现出来。 如将介损值与电空值综合考虑，如下表是华东某变电所一台变压器进水受潮后的数据： 时间 1957 1960 1962 泄漏电流 15 19 230 介损值 0.75 0.77 测试位置 交接试验（35℃） 进水受潮后（36℃） 电容值 介损值 高、中－低及地 13100 0.4 13390 0.2

78 由上表可以看出，此时，不但介损明显减小，且电容量有增加。这是因为变压器进水后，因介电常数的增加，从而使电容量增加，而电容量增加，将使无功功率增加，但介损是有功功率与无功功率之比，所以对介损影响来说是不确定的，既可能增加，也有可能减小。另外，也曾经发现，在充胶型套管中，介损值合格，电容值却因漏胶而减小的情况。 总之，应对全面地、历史地进行综合分析，掌握设备性能变化的规律和趋势，这是多年来试验工作者经验积累出来的一条综合分析判断试验结果的重要原则，并以此来正确判断设备绝缘状况，为检修提供依据。

79 ⑹、接地电阻测量 大型地网（如牵引变电所）的接地电阻测试时，往往因未全所停 电，在地网中存在因设备运行而产生的工频干扰而严重影响测量的准
确性，甚至还可能造成个别试验仪器不能测量。为此，推荐采用异频 抗干扰技术的接地电阻测量仪。

80 接地电阻：电流流过接地装置，进入大地所受的阻碍程度
由接地体附近20米半径范围内的电阻决定

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82 测试方法（三极法） 5.1首先检查用于试验的电流线、电压线和地网线是否有断路现象（可用万用表测试），地桩上的铁锈是否清除干净，其埋进深度是否合适（﹥0.5米），同时检查测试线与地桩的连接是否导通。 5.2电流测试线与电压测试线的长比为1：0.618，电流测试线的长度应是地网对角线的3－5倍。 5.3电流测试线和电压测试线按规定的长度将一端与仪器相接后平等放出。另一端分别接在两支地桩上。 5.4检查连接无误后，给仪器通电，开始测量，记录数据。

83 夹角法 接线图如下：

84 四、试验设备的管理 4.1试验设备的包保管理 4.2试验设备的使用管理 试验设备车间、班组应当建立台帐，有条件的应当按规定送检
试验设备实行包保管理，包保人对设备状态负有日常检查保养的职责，如对未使用的设备，应当每三个月开机试验，对加装电池的设备，应当在未使用时，将电池取出。 包保人对设备使用方法应当熟练掌握，了解设备使用的注意事项，负有指导班组其它同志正确使用该设备的职责。 包保人对损坏设备要及时上报，并追踪该设备返修情况。 4.2试验设备的使用管理 试验设备使用过程中，必须注意使用方法，防止因使用方法不当损坏设备。尤其是使用前，要注意电源质量对设备造成影响，最好使用相对稳定的10KV电源。 试验设备运输过程中，应当采取有效措施防止挤、撞、碰等机械伤害，和雨水侵蚀，在使用过程还要防止阳光暴晒对液晶显示屏的损害。 设备从库房出发前，使用人应当检查设备状态是否良好；当检修人员在外进行交接班时，交接人员同应当给接班人介绍设备状态，接班人员应当检查设备状态。交接人员应当带回损坏设备交给包保人或车间人员进行送厂维修处理。

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