絕緣特性試驗

絕緣特性試驗是檢驗電工設備絕緣性的技術手段。絕緣缺陷從範圍看大致可分為兩類：集中性的或局部性的缺陷，如內部的氣隙、局部的開裂、磨損、受潮等；分布性的缺陷或整體絕緣性能的降低，如絕緣材料的整體受潮、劣化變質等。絕緣內部有了這兩類缺陷，其特性都會或多或少發生變化，必須用合適的試驗方法及測量儀器，把這些變化或差異正確、靈敏地測量出來，從而對絕緣狀態作出恰當判斷。

基本介紹

• 中文名：絕緣特性試驗
• 性質：實驗
• 特徵：檢驗電工設備絕緣性能的技術手段
• 優點：吸收泄漏電流的測量

實驗介紹

檢驗電工設備絕緣性能的技術手段。電工設備中的絕緣缺陷，有的是先天性的，是在製造過程中由於材料、工藝等原因潛伏下來的；有的是後天性的，是在運行過程中由於電應力、機械應力、大氣影響（如光照、潮濕、髒污影響）、溫度、化學等因素造成的。及早發現這些缺陷，及時進行維護與檢修，才能保證設備安全運行。

常用的試驗方法有絕緣電阻測量、吸收比測量、泄漏電流的測量、介質損耗角正切值的測量和局部放電測量。

測量

絕緣電阻測量

絕緣材料的基本特性是絕緣電阻高。電工設備的額定電壓越高，要求絕緣電阻越高。但如果絕緣受潮、表面髒污或劣化變質，絕緣電阻都會劇烈下降；如有貫穿性裂縫或擊穿通道（見介質擊穿），絕緣電阻將降到零。通常用高阻計（搖表）來測量設備的絕緣電阻。高阻計的額定電壓有 500、1000、2500、5000伏。1000伏以上電工設備用2500伏高阻計，1000伏以下的用1000伏或 500伏高阻計。用高阻計測絕緣電阻是最簡單的檢查方法，也是預防性試驗中第一道程式。絕緣電阻值與設備容量和尺寸有關，不能簡單規定某一數值。通常將設備的數據與出廠前數據比較，或把同一設備的每相分別測得的數據進行比較，以此判定絕緣電阻是否有差異。

吸收比測量

電工設備絕緣既有電阻性質, 又有電容性質,對有些設備,如電纜、電容器、變壓器、電機等的電容是很大的。在理論分析中，常把絕緣結構看成一個RC並聯的等值電路(圖1a)。但許多設備的絕緣都是多層的，每層的RC值不可能相同。為了便於分析，常用雙層介質的等值電路（圖1b）來代表。吸收比測量就是檢驗絕緣體的等效電阻和電容的相對關係有無異常，以判斷絕緣狀況的優劣。 　從圖1可以看出,剛合K時,電流表指示的主要是電容的充電電流，必須等電容充滿電，電流表指示的才是決定於絕緣電阻的泄漏電流。從合閘開始到穩定，電流是隨時間衰減的，稱做吸收現象，即絕緣電阻是隨時間增大，最後到達穩定值。到達穩定時間的長短,決定於時間常數RC或R1R2(C1+C2)/(C1+R2)。乾燥絕緣的時間常數大，吸收電流衰減慢，絕緣電阻上升慢。受潮絕緣的時間常數小，吸收電流衰減快，絕緣電阻到達穩定的時間短。

泄漏電流測量

測量絕緣電阻的另一種方式。將大於、等於10千伏的整流高壓電源接到絕緣體上，用微安表測量流經絕緣結構的泄漏電流，以判斷絕緣電阻的大小。與高阻計不同的是，此種方法施加電壓較高，可以發現一些尚未完全貫通的集中性缺陷。

介質損耗角正切值(tg δ)的測量

絕緣材料或結構在交流電壓作用下有能量損耗。這種損耗稱為介質損耗。它包括電導損耗、極化損耗和氣隙中放電引起的損耗。在交流電壓作用下,流過介質的電流由兩部分組成:電容電流分量；有功電流分量(圖2)。介質損耗角正切值通常>>，δ小，tgδ也小。介質中的功率損耗P為利用此式可求得絕緣結構的功率損耗。式中 U與絕緣厚度有關係,與絕緣面積有關係,所以U標誌絕緣的體積；tgδ代表單位體積中的損耗,它反映材料的性質。當絕緣受潮，絕緣油或浸漬液受潮、污穢，材料劣化變質和絕緣結構中的氣隙有放電現象時,tgδ就增大。有些損耗與頻率有依存關係,如極化;有些損耗與電壓有依存關係,如氣隙中的放電。如改變測量tgδ時的電壓幅值，可得到tgδ與外施電壓U的關係(圖3)。圖中曲線說明絕緣結構中存在氣隙放電。放電開始時的外施電壓為Uc,從tgδ增加的陡度,可反映出老化的程度。雖然從理論上講,tgδ能顯示氣隙放電，但如氣隙放電損耗只占總損耗的極小份量,由代表單位體積損耗的tgδ來顯示氣隙放電是不靈敏的。測量介質損失角正切值tgδ的常用儀器是西林電橋（見經典交流電橋）。

絕緣特性試驗

絕緣特性試驗

局部放電測量

通常以局部放電儀測量引起固體絕緣破壞的局部放電。這種局部放電的存在形式大致有：在電極附近的沿介質表面的放電；層壓材料中界面間的放電；固體絕緣中空穴內的放電；層繞絕緣中的樹枝狀放電等。這些局部放電的起因，可能是絕緣材料中存在先天性缺陷，也可能是製造工藝不完善，當電壓施加到絕緣結構上時，缺陷部分電場超過臨界值。局部放電的初期階段範圍很小，損耗很小。測量絕緣電阻或介質損耗角均難以發現異常。