华侨大学在线监测与故障诊断期末复习资料

1 补充内容 1、为什么电力设备需要接受多项预防性实验才能对绝缘作出判断？ 答：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、绝缘电阻的作用、能够发现什么缺陷，以及其局限性？ 答：作用以及发现的问题：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，绝缘电阻是反映绝缘性能的最基本的指标之一。 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。局限性：测量绝缘电阻不能发现下列缺陷：①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；②绝缘的老化。 3、兆欧表屏蔽端子的作用？ 答：“屏蔽”(“互环“)端子-接于被试设备的高压互环，以消除表面泄露电流的影响。 4、影响绝缘电阻测量的因数有哪些？ 答：1、湿度的影响：当空气相对湿度较大，绝缘物由于毛细管作用将吸收较多的水分，使电导率增加，降低了绝缘电阻的数值。 2、温度的影响：电力设备的绝缘电阻是随温度变化而变化的，其变化的程度随绝缘的种类而异。（我国规定了一定温度下的标准换算系数，只能减少误差，应尽量在相近温度下测量。 3、表面脏污和受潮的影响：被试物表面脏污或受潮会使其表面电阻率大大降低，绝缘电阻显著下降。 4、被试设备剩余电荷的影响：剩余电荷的极性与兆欧表极性相同时会使测量结果虚假增大，否则虚假减少。（放电） 5、兆欧表容量的影响：对容量较小的试品测量时，兆欧表容量影响较小，反之，应考虑兆欧表容量影响。推荐选用最大输出电流1mA及以上的兆欧表。

不同兆欧表对一台120MVA/220kV变压器绝缘电阻的测量结果(t=24°C)

小结：不论是绝缘电阻的绝对值或是吸收比都只是参考性的。如不满足最低合格值，则绝缘中肯定存在某

种缺陷；但是，如已满足最低合格值，也还不能肯定绝缘是良好的。有些绝缘，特别是油浸的或电压等级较高的绝缘，即使有严重缺陷，用兆欧表测得的绝缘电阻值、吸收比，仍可能满足规定要求，这主要是因为兆欧表的电压较低的缘故。

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5、和绝缘电阻试验相比，泄漏电流试验的特点？ 答：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。 6、加压速度对泄漏电流试验的结果影响，以及正确的加压方法？ 答：①对被试设备的泄漏电流本身而言，它与加压速度无关，但用微安表所读取的可能是包含吸收电流在内的合成电流。 ②对于电缆、电容等设备来说，由于设备的吸收现象很强，真实的泄露电流需要经过很长的时间才能读到，而在测量时，有不可能等很长的时间，大多是读取加压后1min或2min时的电流值，这一电流显然包含被试设备的吸收电流，而这一部分的吸收电流和加压速度有关。 ③如果电压是逐渐加上去的，则在加压的过程中，就已有吸收过程，读得的电流数值就较小；而如果电压是很快加上的，或者是一下子加上的，则加压过程中就没有完成吸收过程，而在同一时间下读得的电流就会大一些，对于电容量较大的设备都是如此。 例如：对一条三芯电缆进行测量，以３kV、6kV、9kV、12kV、16kV等不同电压一次加压，测得结果如左表，又以 每隔1min升压1kV的速度加压，结果如右表。

比较左右两表，发现：后者泄漏电流绝对值减小了。三相不对称系数也由1.56降为1.1。产生这种现象的原因就是吸收现象。若由左表判断，则设备要退出运行，但该设备实际绝缘良好。 处理措施：每一级加压的数值可定为全部试验电压的1/4~1/10左右，每级升压后停30s，进行第二次加压。 7、泄漏电流试验极性的选择以及依据？ 答：1）电渗现象的影响： ①试验电压极性对新的电缆无影响。因为新电缆基本没有受潮，所含水分甚微； ②试验电压极性对旧电流的测量结果有明显影响，因此用负极性试验电压考察泄 漏电流较为严格，易于发现绝缘缺陷。 2）对引线电晕电流的影响： 在进行直流泄露电流试验时，其高压引线对地构成的电场可以等效为棒-板电场，此时正、负极性的起始电晕电压各不相同，U-压引线的电晕电流是不同的。 试验表明：40kV下电晕电流负极性较正极性高50%~80%，对泄漏电流较小的设备(如少油断路器)，高压引线电晕电流对测量结果将其举足轻重的作用，有时甚至出现负值现象。 综上所述，直流试验电压极性对电力设备泄漏电流的测量结果是有影响的。对油纸绝缘电力设备，采用负极性试验电压有利于发现其绝缘缺陷。而从消除电晕电流影响的角度出发，宜采用正极性试验电压。 3

8、介质损耗试验的作用？ 答：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。 电介质损耗的大小是衡量绝缘介质电性能的一项重要指标。它可以发现电力设备绝缘整体受潮、劣化变质以及小体积设备贯通和未贯通的局部缺陷。 但是，当被试设备体积较大，缺陷所占的体积较小时，灵敏度就下降了，因为缺陷的损耗占整个设备的比重太小。 因此，对大容量的变压器、发电机绕组以及较长的电缆进行试验，只能检查出它们的普遍绝缘状况，而不容易发现可能存在的局部缺陷，而对电容量较小的设备以及可以分解成部件进行分解试验的设备进行介质损耗因数测量时，易于发现局部缺陷。 9、西林电桥正、反接法的优缺点、适用范围？ 答：正：具有灵敏、准确等优点。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。 反：在反接线中，被试设备高压电极及引线对地的杂散电容与被试设备电容并联，这样会产生测量误差，尤其是当被试设备容量较小时，这个误差更大。

正接法 反接法 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。 10、利用西林电桥法，如何消除现场干扰？ 答：（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. 利用移相器改变试验电源的电压，使被试设备中的电流Ix与干扰电流Ig同相或者反相分别测两次，取其平均值作为测量值。 优点：移相法的准确度较高，例如，对于一台110kV的电流互感器，在无干扰时测得介质损耗因数为4.4%，有干扰时，测得>6%,采用移相法后，测出值仍为4.4%。 缺点：接线较为复杂，测量时间较长，需要采用移相器。 （3）倒相法. 测量时正、反相各测量一次，得到两组结果，再根据其计算实际的Cx与tanδ。 4

11、影响介质损耗试验测量的因素？ 答：1.温度的影响 ：温度对tanδ值的影响很大，具体的影响程度随绝缘材料和结构的不同而异。一般来说，tanδ随温度的增高而增大。现场试验时的绝缘温度是不一定的，所以为了便于比较，应将在各种温度下测得的tanδ值换算到20℃时的值。 2. 试验电压的影响 3. 试品电容量的影响：对于电容量较小的试品(例如套管、互感器等)，测量tanδ能有效地发现局部集中性缺陷和整体分布性缺陷。但对电容量较大的试品(例如大中型发电机、变压器、电力电缆、电力电容器等)测量tanδ只能发现整体分布性缺陷 4. 试品表面泄漏的影响：试品表面泄漏电阻总是与试品等值电阻Rx并联，显然会影响所测得的tanδ值，这在试品的Cx较小时尤需注意。 5. 测试电源的影响：试验电源与干扰电源同步，干扰容易消除，否则可能存在频率差，电桥难以平衡。 6. 电桥引线的影响 ： A.引线长度的影响 一般情况下，Cx引线长度约为5-10m，电容约为1500~3000pF，CN引线约为1~1.5m，电容约为300~500pF。若进行小容量试品测试时，会产生较大的测量误差。 B. 高压引线与被试品夹角的影响， 夹角等于90°时，杂散电容最小，测量结果最接近真实值。 C. 引线电晕的影响， 宜将高压引线垂直下落至被试品，尽量减小高压引线对被试品的杂散电容。 D. 引线接触不良的影响 绝缘预防性试验中的非破坏性试验结果的综合分析判断 试验结果的分析判断原则： 1、与同类型设备试验结果相互比较。因为对同一类型的设备而言，其绝缘结构相同，在相同的运行和气候条件下，其测试结果应大致相同。若悬殊很大，则说明绝缘可能有缺陷。 例如，对某66kV电流互感器，连续两年测得的三相介质损耗因数分别为：A相0.213%和0.96%；B相0.128%和0.125%；C相0.152%和0.173%,均没有超过规程规定的3%。但A相连续两年测量值之比为0.96/0.213=4.5,而且较B、C两相的测量值也显著增加，其比值分别为：0.96/0.125=7.68，0.96/0.173=5.5。由综合分析可见：A相介损因数虽未超过规程要求，但增长速度异常，且与同类型设备比较悬殊较大，故判断绝缘不合格。打开端盖检查，上盖内有明显水锈迹，说明进水受潮。 2、同一设备各相间的试验结果相互比较 因为对同一设备，各相的绝缘情况应该基本一样。如果三相试验结果相互比较差异较大，说明有异常的相绝缘可能有缺陷。 例如，某FCZ-220J型磁吹避雷器（每相由两节FCZ-110J组成），由兆欧表测量并联电阻的绝缘电阻，其中一相为∞，另外5节均在800~1000MΩ范围内，说明为∞的那一节可能有问题，后来又测量电导电流并拍摄波形，发现并联电阻出现了断线。 3、与《规程》的要求值比较，对有些试验项目，规程规定了要求值，若测量值超过要求值，应认真分析，查找原因，或再结合其他试验项目来查找缺陷。 例如，某66kV电流互感器，测得A、C相得绝缘电阻均为25MΩ，显著降低；测得该两相的介损因数和电容值分别为：3.27%和1670.75pF；3.28%和1695.75pF。介损因数超过规程要求3%，Cx较正常值102pF增大约16.4倍。根据上述结果可判断绝缘受潮。检修时，从该互感器中放出大量水，证实了上述分析和判断的正确性。 4、结合被试设备的运行及检修等情况进行综合分析