电气设备绝缘检测与诊断..
电力设备的在线监测与故障诊断
超声一体化气室+膜渗透平衡脱气
气敏传感器
H2,CO,CH4,C2H6,C2H4,C2H2 单一色谱柱，单一传感器
空气做载气（部分型号）
TRANSFIX
英国Kelman 凯尔曼
动态顶空平衡
光声光谱技术（PAS）
H2,CO,CH4,C2H6,C2H4,C2H2,CO2,O2,八种气体加水分
机械振动监测
高压导体、触头温度监测
①母线电流 ②磁场 ③组件。a 温度传感器， b 感应线圈，c 电子线路 ④红外发光二极管 ⑤红外光接收器 ⑥温度信息接收器
主要问题：绝缘、供电 方法：无线（射频、红外）、光纤
高压开关柜局部放电的监测
暂态地电压（Transient Earth Voltages，TEV） 声发射（AE）
绕组变形
变压器的在线监测
在电场的作用下，绝缘系统中只有部分区域发生放电，而没有贯穿施加电压的导体之间，即尚未击穿。
在绝缘结构中局部场强集中的部位，出现局部缺陷时，将导致局部放电。
变压器局部放电监测
局部放电监测的意义
刷形树枝 丛林状树枝
局部放电是造成高压电气设备最终发生绝缘击穿的主要原因。这是一个“日积月累”的过程，可谓“冰冻三尺非一日之寒”。
宽带脉冲电流法局部放电监测
宽带脉冲电流法局部放电监测
常规局放测量的相位谱图不能分离噪声与信号，不能分离不同种类的信号，从而不能准确识别放电类型。
宽带脉冲电流法局部放电监测
b
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局放A
基于脉冲信号分离分类技术的局放检测则可根据信号特征将每一类局放的相位谱图分离出来
电气设备检测与性能评估
电气设备检测是确保设备安全运行 的重要手段
定期进行电气设备检测可以延长设 备的使用寿命，降低维修成本
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通过检测可以发现设备潜在的安全 隐患，及时采取措施进行修复或更 换
电气设备检测还可以帮助企业遵守 相关法律法规，避免因设备故障导 致的法律风险
电气设备检测 可以及时发现 潜在的设备故
试验电压：根据设 备额定电压和标准 规定选择
试验时间：一般为1 分钟
试验结果判断：根 据试验过程中设备 是否出现击穿、闪 络等现象来判断设 备的绝缘性能是否 合格。
电压：表示电源的电位差，是电气设备 工作的基础
频率：表示交流电变化的快慢，是电气 设备工作的重要参数
电流：表示电荷的流动速度，是电气设 备工作的关键
检查设备安装是否牢固， 有无松动、倾斜等现象
电压测试：测量电气设备输 入和输出电压，判断其电压 稳定性
接地电阻测试：测量电气设 备接地部分的电阻值，确保 其接地性能
绝缘电阻测试：测量电气设 备绝缘和输出电流，判断其电流
稳定性
功率测试：测量电气设备输 入和输出功率，判断其功率
障
预防设备故障 可以减少停机 时间和生产损
失
预防设备故障 可以提高设备 的使用寿命和
可靠性
预防设备故障 可以降低维修 成本和运营成
本
定期检测：及时发现设 备故障，避免设备损坏
优化设备性能：根据 检测结果调整设备参 数，提高设备运行效
率
预防性维护：根据检测 结果进行维护，延长设
备使用寿命
降低维修成本：通过 定期检测和维护，减 少设备维修次数和成
绝缘性能：确保电气设备在正常运 行和故障状态下的安全
电气设备绝缘试验培训课件PPT(共 75张)
数据处理：对原始的杂乱信息加以分析处理(数据 处理)，去除干扰，提取反映被试对象运行状态最 敏感、有效的特征参数；
绝缘诊断：根据提取的特征参数和对绝缘老化过 程的知识以及运行经验，参照有关规程对绝缘运 行状态进行识别、判断，即完成诊断过程。并对 绝缘的发展趋势进行预测，从而对故障提供预警， 并能为下一步的维修决策提供技术根据。
压来考核设备的电压耐受能力和绝缘水平。耐压试验对绝 缘的考验严格，能保证绝缘具有一定的绝缘水平或裕度； 缺点是可能在试验时给绝缘造成一定的损伤，同时不能反 映绝缘缺陷的性质
包含的种类：交流耐压试验、直流耐压试验、雷电冲 击耐压试验及操作冲击耐压试验
2）按照设备是否带电的方式分类（两类）
离线：在离线的测试和诊断时，要求被试设备退出运行
i（t）=Kexp(-t/τ)
τ＝R1R2(C1+C2)/ ( R1+R2)
在工程应用上的表达方便，把介质处在吸收过 程时的U/i也称呼为绝缘电阻R
双层介质等值电路图
绝吸缘收电和阻泄的漏变电化流曲及线
定义吸收比K：为加压60秒时的绝缘电阻R
时电阻R 15″之比值
60″与15秒
KБайду номын сангаас= R60″/ R15″
电气设备绝缘试验
绝缘诊断与绝缘试验主要内容
1 绝缘测试和诊断的基本概念 2 绝缘电阻和泄漏电流的测量 3 介质损耗角正切的测量 4 局部放电的测量 5 耐压试验与预防性试验方法的特点总结 6 绝缘的在线监测
1、绝缘测试和诊断的基本概念
绝缘的测试和诊断技术概念：电力设备绝
缘在运行中受到电、热、机械、不良环境等各 种因素的作用，其性能将逐渐劣化，以致出现 缺陷，造成故障，引起供电中断。通过对绝缘 的试验和各种特性的测量，了解并评估绝缘在 运行过程中的状态，从而能早期发现故障的技 术称为绝缘的监测和诊断技术
《电气设备状态监测与故障诊断技术》复习提纲(附答案)
《电气设备状态监测与故障诊断技术》复习提纲1预防性试验的缺乏之处〔P4〕答：1、需停电进展试验，而不少重要电力设备，轻易不能停顿运行。
2、停电后设备状态〔如作用电压、温度等〕与运行中不符，影响推断准确度。
3、由于是周期性定期检查，而不是连续的随时监测，绝缘仍可能在试验间隔期内发生故障。
4、由于是定期检查和修理，设备状态即使良好时，按打算也需进展试验和修理，造成人力物力铺张，甚至可能因拆卸组装过多而造成损坏，即造成所谓过度修理。
2状态修理的原理〔P4〕答：绝缘的劣化、缺陷的进展虽然具有统计性，进展的速度也有快慢，但大多具有肯定的发展期。
在这期间，会有各种前期征兆，表现为其电气、物理、化学等特性有少量渐进的变化。
随着电子、计算机、光电、信号处理和各种传感技术的进展，可以对电力设备进展在线状态监测，准时取得各种即使是很微弱的信息。
对这些信息进展处理和综合分析，依据其数值的大小及变化趋势，可对绝缘的牢靠性随似乎做出推断并对绝缘的剩余寿命做出推测，从而能早期觉察埋伏的故障，必要时可供给预警或规定的操作。
3老化的定义〔P12〕答：电气设备的绝缘在运行中会受到各种因素〔如电场、热、机械应力、环境因素等〕的作用，内部将发生简单的化学、物理变化，会导致性能渐渐劣化，这种现象称为老化。
4电气设备的绝缘在运行中通常会受到哪些类型的老化作用?(P12)答：有热老化、电老化、机械老化、环境老化、多应力老化等。
5热老化的定义〔P12〕答：由于在热的长期作用下发生的老化称为热老化。
6 什么是8℃规章?〔P13〕答：依据 V.M.Montsinger 提出的绝缘寿命与温度间的阅历关系式可知，lnL 和 t 呈线性关系，并且温度每上升 8℃，绝缘寿命大约削减一半，此即所谓8℃规章。
7在弱电场和强电场的作用下，设备绝缘的电气特性有哪些？答：〔1〕在强电场〔外施场强大于该介质的击穿强度〕下，将消灭放电、闪络、击穿等现象，这在气体中表现最为明显。
电气设备的绝缘性能测试与评估
电气设备的绝缘性能测试与评估在现代社会中，电气设备的广泛应用给我们的生活和工作带来了极大的便利。
然而，为了确保电气设备的安全可靠运行，对其绝缘性能进行测试与评估是至关重要的环节。
电气设备的绝缘性能就如同设备的“保护罩”，一旦这层“保护罩”出现问题，可能会引发漏电、短路等严重故障，甚至导致火灾、电击等危险事故，威胁到人员的生命安全和设备的正常运行。
因此，准确地测试和评估电气设备的绝缘性能，对于预防事故、保障设备稳定运行具有极其重要的意义。
绝缘性能测试的方法多种多样，常见的有绝缘电阻测试、介质损耗因数测试、局部放电测试等。
绝缘电阻测试是一种简单而常用的方法。
通过测量电气设备绝缘部分的电阻值，可以初步了解绝缘的状况。
如果电阻值过低，就意味着绝缘可能存在受潮、老化、破损等问题。
介质损耗因数测试则更加精细。
它能检测到绝缘材料在电场作用下的能量损耗情况。
介质损耗因数的增大，往往暗示着绝缘材料的劣化或者内部存在缺陷。
局部放电测试是检测绝缘内部微小放电现象的有效手段。
局部放电虽然在初期可能不明显，但却是绝缘逐渐劣化的重要征兆。
通过检测局部放电的强度、频率等参数，可以提前发现潜在的绝缘故障。
在进行绝缘性能测试时，需要严格遵循相关的标准和规范。
测试环境的温度、湿度等因素都会对测试结果产生影响，因此要确保测试条件的一致性和准确性。
同时，测试设备的精度和校准状态也直接关系到测试结果的可靠性。
对于测试所得的数据，需要进行科学合理的评估。
评估的过程不仅仅是简单地对比数据与标准值，还需要综合考虑设备的使用年限、运行环境、负载情况等因素。
比如，一台长期在高温、高湿度环境下运行的设备，其绝缘性能的下降速度可能会比正常环境下的设备更快。
此外，定期的绝缘性能测试和评估也是必不可少的。
对于新安装的电气设备，在投入使用前进行全面的绝缘测试，可以及时发现制造和安装过程中可能存在的问题。
而对于正在运行的设备，根据其重要性和运行状况，制定合理的测试周期，有助于及时掌握绝缘性能的变化趋势，做到早发现、早处理。
电气检测内容
电气检测内容电气检测是指对电气设备、电气线路以及电气安装进行检验和测试的过程。
它的目的是确保电气设备的安全运行和符合相关法规标准。
下面将详细介绍电气检测的内容。
1. 电气设备的外观检查：首先，需要对电气设备的外观进行检查。
这包括检查设备的外壳是否完好、有无破损，以及设备上是否有明显的油污、灰尘等。
同时，还需要检查设备的标识是否清晰可见，如额定电流、额定电压等参数是否与设备要求相符。
2. 电气接地检测：接下来，对设备的接地进行检测。
接地是保证电气设备安全运行的重要措施之一。
通过测量接地电阻值，可以判断接地是否良好。
通常，接地电阻值应小于规定的标准值，以确保设备在故障时能够及时疏导电流，保证人身安全。
3. 绝缘电阻测量：绝缘电阻是衡量电气设备绝缘性能的重要指标。
通过对电气设备的绝缘电阻进行测量，可以判断其绝缘性能是否良好。
绝缘电阻的测量是在设备停电状态下进行的，可使用万用表等工具进行测量。
一般来说，绝缘电阻值应大于规定的标准值，以确保设备的安全运行。
4. 线路阻抗测量：线路阻抗是指电气线路对电流的阻碍程度。
通过对线路阻抗进行测量，可以判断线路是否存在短路、接触不良等问题。
线路阻抗的测量可以使用电阻测量仪等设备进行，一般来说，线路阻抗值应小于规定的标准值，以确保电流能够正常流通。
5. 电气设备的运行试验：电气设备的运行试验是指在设备正常运行状态下对其进行测试。
通过对设备的运行试验，可以判断设备的工作性能是否正常。
运行试验通常包括额定电流试验、额定电压试验、负载试验等。
在进行运行试验时，需要注意安全措施，确保人员和设备的安全。
6. 电气设备的保护装置检测：电气设备的保护装置是保护设备和人员安全的重要组成部分。
通过对保护装置的检测，可以判断其是否正常工作。
保护装置的检测包括过载保护、短路保护、接地保护等。
检测时需要使用专业的测试设备，如电流表、电压表等。
7. 电气设备的温升试验：电气设备在长时间运行时会产生一定的热量，这会对设备的安全运行产生影响。
10KV高压电动机绝缘电阻值的检测与判断浅析
10KV高压电动机绝缘电阻值的检测与判断浅析1 前言绝缘电阻合格是判断电动机能否启运的一个重要条件，尤其是高压电动机，如果达不到规定的绝缘电阻标准而强行启动，电机将会损坏，造成的损失将是巨大的。
在电气各类规程或实验标准中对电动机绝缘电阻判断做出了相应规定。
然而在实际运用中由于引用标准不同，在温度、吸收比等一些细节方面的规定也存在一定的差异，尤其是在绝缘电阻值、吸收比在判断标准临界值附近时，不同的运行人员往往会得到不同的测试结果。
重庆建峰二化总变于2010年8月正式受电投入运行，随着二化建设的深入，各类设备进入了试车开车阶段。
作为装置主要的动力设备，电气10KV高压电动机的运行至关重要。
为了满足工艺开车需要，在日常工作中就必须经常对电动机绝缘进行测试，以确保高压电动机能随时启动满足工艺运行需要。
在二化试车期间10KV高压电机在送电前屡次出现绝缘不合格或吸收比不合格现象，由于参照的判断标准没有统一，往往会出现不同的测试结果，导致运行值班人员无法准确及时判断是否应该送电，造成工作被动。
2 交流电动机绕组的绝缘电阻和吸收比测量规定2.1电气装置安装工程《电气设备交接试验标准》第1.0.10条规定：测量绝缘电阻时，采用兆欧表的电压等级，在本标准未作特殊规定时，应按下列规定执行：100V 以下的电气设备或回路，采用250V 50MΩ及以上兆欧表；500V 以下至100V 的电气设备或回路，采用500V 100MΩ及以上兆欧表；3000V 以下至500V 的电气设备或回路，采用1000V 2000MΩ及以上兆欧表；10000V 以下至3000V 的电气设备或回路，采用2500V 10000MΩ及以上兆欧表；10000V 及以上的电气设备或回路，采用2500V 或5000V 10000MΩ及以上兆欧表。
用于极化指数测量时，兆欧表短路电流不应低于2mA。
2.2中华人民共和国化学工业部《设备维护检修规程》第二分册/动力部分电动机维护检修规程/6.1.1条规定：绕组绝缘电阻的测定对于低压电动机，一般使用500~1000V兆欧表。
电气设备状态监测与故障诊断技术
电气设备状态监测与故障诊断技术1 前言1.1 状态监测与故障诊断技术的含义电气设备在运行中受到电、热、机械、环境等各种因素的作用，其性能逐渐劣化，最终导致故障。
特别是电气设备中的绝缘介质，大多为有机材料，如矿物油、绝缘纸、各种有机合成材料等，容易在外界因素作用下发生老化。
电气设备是组成电力系统的基本元件，一旦失效，必将引起局部甚至广大地区的停电，造成巨大的经济损失和社会影响。
“监测”一词的含义是为了特殊的目的而进行的注视、观察与校核。
设备的状态监测是利用各种传感器和测量手段对反映设备运行状态的物理、化学量进行检测，其目的是为了判明设备是否处于正常状态。
“诊断”一词原是一医学名词，指医生对收集到的病人症状（包括医生的感观所感觉到的、病人自身主观陈述以及各种化验检测所得到的结果）进行分析处理、寻求患者的病因、了解疾病的严重程度及制订治疗措施与方案的过程。
设备的“故障诊断”借用了上述概念，其含义是指这样的过程：专家根据状态监测所得到的各测量值及其运算处理结果所提供的信息，采用所掌握的关于设备的知识和经验，进行推理判断，找出设备故障的类型、部位及严重程度，从而提出对设备的维修处理建议。
简言之，“状态监测”是特征量的收集过程，而“故障诊断”是特征量收集后的分析判断过程。
广义而言，“诊断”的含义概括了“状态监测”和“故障诊断”：前者是“诊”；后者是“断”。
1.2 状态监测与故障诊断技术的意义电气设备特别是大型高压设备发生突发性停电事故，会造成巨大的经济损失和不良的社会影响。
提高电气设备的可靠性，一种办法是提高设备的质量，选用优质材料及先进工艺，优化设计，合理选择设计裕度，力求在工作寿命内不发生故障。
但这样会导致制造成本增加。
此外，设备在运行中，总会逐渐老化，而大型设备不可能象一次性工具那“用过即丢”。
因此，另一方面，必须对设备进行必要的检查和维修，这构成了电力运行部门的重要工作内容。
早期是对设备使用直到发生故障，然后维修，称为事故维修。
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电介质的耐热等级
耐热等级 O A E B F H C
工作温度 (℃)
电介质
90
木材、纸、纸板、棉纤维、天然丝；聚乙烯；聚氯乙烯；天然橡胶
105
油性树脂漆及其漆包线；矿物油及浸入其中的纤维材料
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
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
第一节 电力设备绝缘老化及其特征量
为了使设备的外形尺寸保持在可以接受的水平，现代电 气设备相对于以往的设计采用了更为紧凑的绝缘方式，因此 在运行中其内部各组件间的绝缘所需承受的热和电应力水平 显著提高。
电气因素 机械因素 温度和热稳定性 受潮 环境条件
1. 电气影响
▪ 长期工作电压
▪ 短时的过电压
对于旋转电气设备，振动、 磨损、疲劳等都是必须严格注 意的；
由于实现着能量的转换或传 递作用，发热的因素在电气设 备中起着关键的破坏性作用；
电气设备的可靠性是多种因素 共同作用的结果，必须综合进 行考虑。
故障的分类
❖ 按产生的原因分类
❖ 按工程技术的安全性 分类
❖ 按系统功能丧失的程 度分类
❖ 按发生的速度和发展 进程分类
磨损性故障----机器或系统正 常运行时磨损引起的故障，实际 上反映了机器的寿命。
错用性故障----运行中操作不 当或以外情况引起机器中某些零 件应力超过设计允许值而产生的 故障。
薄弱性故障——机器运行中 应力没有超过设计规定值，但由 于设计和制造不恰当造成机器中 存在某些薄弱环节形成的故障。
故障的分类
设备的故障模式
❖ 故障模式是按故障状 态进行的分类，是故 障现象的综合表征， 与设备本身的特性和 运行环境都有一定的 关系。
❖ 设备常见故障模式
运动设备部件的磨损、 声音异常、振动异常、晃动、 温升异常、泄漏等；
静止设备部件的松动、 变形、断裂、龟裂、腐蚀、 材质变化等；
电气设备的绝缘击穿、 温度异常、绝缘裂化或烧损、 短路、断线等。
4. 受潮
水分被吸收到电介质内部或吸附到电介质的表面以后，
它能溶解离子类杂质或使强极性的物质解离，严重影响介
质内部或沿面的电气性能。在外施电压下，或者在电极间
构成通路，或者在高温下汽化形成“汽桥”而使击穿电压
显著降低。
水带
局部电弧
绝缘介质
5. 环境条件
在户外工作的绝缘应能长期耐受日照、风沙、 雨雾冰雪等大气因素的侵蚀。在含有化学腐蚀气 体等环境中工作时，选用的材料应具有更强的化 学稳定性，如耐油性等。工作在湿热带和亚湿热 带地区的绝缘还要注意材料的抗生物（霉菌、昆 虫）特性，如有的在电缆护层材料中加入合适的 防霉剂和除虫涂料等。
155
聚酰亚胺漆及其漆包线；改性硅有机漆及其云母制品及玻璃漆布
180
聚酰胺聚酰亚胺漆及其漆包线；硅有机漆及制品；硅橡胶及玻璃漆布
>180
聚酰亚胺漆及薄膜；云母；陶瓷；玻璃及其纤维；聚四氟乙烯
热老化规律 —— 6 度规则
试验表明，对于常用的A级绝缘，如油纸绝 缘，则温度每超过6℃，则寿命约缩短一半。而 对于 B、H级绝缘则分别约为10℃及12℃。
目录
第一章 概述
第一节 第二节 第三节
电力设备绝缘老化及其特征量 电力设备绝缘预防性试验 电力设备在线绝缘检测与诊断
电气设备的特征
❖ 电气设备——发电机、 变压器、高压电机、 电压与电Biblioteka 互感器、 高压断路器、电力电 缆等。
❖ 主要针对高电压等级 设备进行研究和探讨。
处于高电压（强电场）作用 下，电气绝缘是主要问题；
主要参考书目
1.《电气绝缘在线检测技术》，严璋 编 北京，中国电力出版社，1995.11
2. 《电力设备绝缘检测与诊断》，成永红 编著 北京，中国电力出版社，2001.08
3. 《电工高新技术丛书》第五分册 (电气设备状态监测与故障诊断技术) 朱德恒、谈克雄编 北京，机械工业出版社，2000.03
4. 《电力设备故障与诊断丛书》 北京，中国电力出版社，2001.04
绝缘劣化特性
可逆的——对于绝缘系统在运行中出现的诸如 受潮等情况而导致绝缘性能下降，经过处理可以 恢复原有特性的，就是一种可逆的劣化。
不可逆的——绝缘系统在各种因素的长期作用 下发生一系列的化学、物理变化，导致绝缘性能 和机械性能等不断下降，则产生了一种不可逆的 变化，将最终导致电力设备绝缘击穿，这种变化 过程即为老化。
非永久性故障——或称间断性 故障，故障使部件丧失某些功能， 但不需更换零件就可以排除故障 使机器恢复其全部功能。
故障的分类
❖ 按产生的原因分类
❖ 按工程技术的安全性 分类
❖ 按系统功能丧失的程 度分类
❖ 按发生的速度和发展 进程分类
发生速度： 突发性故障 渐发性故障
发生进程： 初期故障 偶发故障 磨损故障
图1 有机绝缘的伏秒特性及运行中 各种电压下的场强
1 油纸电气强度； 2 胶纸电气强度； 3 运行中各种电压下的场强； E0 长期工作场强
2.机械影响 ▪ 机械负荷 ▪ 长时间振动 ▪ 短路应力
3. 温度影响 ▪ 季节变化 ▪ 长期过负荷 ▪ 热老化
图2 不同耐热等级的绝缘材料在 各种运行温度下长期运行的寿命
设备故障模式 [据日本统计]
金属材料 电力设备
绝缘材料
现代电气设备的造价及运行可靠性在很大程度上取决于设 备的绝缘结构。
绝缘结构的作用
▪ 绝缘介质
▪ 紧固支撑
▪ 冷却媒介
绝缘材料
固体绝缘：绝缘纸、电瓷 、云母 交联聚乙烯等
液体绝缘: 绝缘油
气体绝缘: 空气、SF6
真空绝缘
在实际运行中，绝缘结构的电气和机械性 能往往决定着整个电力设备的寿命，绝缘材料 品质的下降(即通常所说的绝缘劣化)将导致电 力设备的损坏。统计表明，电力设备运行中60 ％一80％的事故是由绝缘故障导致的，所以研 究电力设备绝缘检测与诊断技术，对提高电力 设备运行可靠性具有极其重要的意义。
❖ 按产生的原因分类
❖ 按工程技术的安全性 分类
❖ 按系统功能丧失的程 度分类
危险性故障——故障发生后会 对人身、生产和环境产生危险
安全性故障
❖ 按发生的速度和发展 进程分类
故障的分类
❖ 按产生的原因分类
❖ 按工程技术的安全性 分类
❖ 按系统功能丧失的程 度分类
❖ 按发生的速度和发展 进程分类
永久性故障——必须更换某些 零件后，机器才能恢复其功能。 永久性故障又包括：全部丧失功 能的完全性故障和丧失局部功能 的部分性故障。