高電壓工程基礎(chǔ)第六章電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗任課教師：趙彤山東大學(xué)電氣工程學(xué)院電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第1頁高電壓工程基礎(chǔ)絕緣檢測和診療技術(shù)：經(jīng)過對絕緣試驗和各種特征測量，可了解并評定絕緣在運行過程中狀態(tài)，從而能早期發(fā)覺故障技術(shù)。離線檢測：要求被測設(shè)備退出運行狀態(tài)，只能是周期性間斷進行。試驗周期由試驗規(guī)程要求。在線監(jiān)測：在被測設(shè)備處于帶電運行情況下，對設(shè)備絕緣狀態(tài)進行連續(xù)或定時檢測，通常是自動進行。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第2頁高電壓工程基礎(chǔ)為了對絕緣狀態(tài)做出判斷，需對絕緣進行各種試驗和檢測，統(tǒng)稱為絕緣預(yù)防性試驗。對于離線式試驗又可分為兩類：絕緣特征試驗（非破壞性試驗、檢驗性試驗）：在較低電壓下或用其它不會損傷絕緣方法來測量絕緣各種特征，從而判斷絕緣內(nèi)部缺點。缺點是對絕緣耐壓水平判斷比較間接，尤其對于周期性離線試驗不易判斷準確。耐壓試驗（破壞性試驗）：對絕緣考驗嚴格，能確保絕緣含有一定絕緣水平；缺點是只能離線進行，并可能因耐壓試驗對絕緣造成一定損傷。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第3頁高電壓工程基礎(chǔ)在線監(jiān)測采取是非破壞性試驗方法，因為可連續(xù)檢測，故除測定絕緣特征數(shù)值外，還可分析絕緣特征隨時間改變趨勢，從而顯著提升判斷準確性。絕緣特征試驗方法有各種，各種方法能夠反應(yīng)絕緣缺點性質(zhì)是不一樣，對不一樣絕緣材料和絕緣結(jié)構(gòu)，各種方法有效性也不一樣。所以，普通需要采取各種不一樣方法來試驗，對試驗結(jié)果進行綜合分析比較后，才能作出正確判斷。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第4頁高電壓工程基礎(chǔ)電氣設(shè)備絕緣缺點分類：集中性缺點如懸式絕緣子瓷質(zhì)開裂；發(fā)電機絕緣局部磨損、擠壓破裂；電纜絕緣逐步損壞等。分布式缺點電氣設(shè)備整體絕緣性能下降，如電機、變壓器、套管中有機絕緣材料受潮、老化、變質(zhì)等。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第5頁一、絕緣電阻測試二、泄漏電流測量三、介質(zhì)損耗角正切值測量四、局部放電測試五、電壓分布測量六、絕緣油電氣試驗和氣相色譜分析七、絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測高電壓工程基礎(chǔ)第六章電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第6頁6.1絕緣電阻測試高電壓工程基礎(chǔ)測量電氣設(shè)備絕緣電阻，是檢驗其絕緣狀態(tài)最簡便輔助方法。電氣設(shè)備由休止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)為運行狀態(tài)前，或在進行絕緣耐壓試驗前，必須進行絕緣電阻測試，以確定設(shè)備有沒有受潮或絕緣異常。電氣設(shè)備絕緣電阻在測量過程中是隨加壓時間增加而逐步上升并最終趨于穩(wěn)定。當(dāng)絕緣良好時，不但穩(wěn)定絕緣電阻值較高，而且吸收過程相對較慢；絕緣不良或受潮時，穩(wěn)定絕緣電阻值較低，吸收過程相對較快。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第7頁6.1.1多層介質(zhì)吸收現(xiàn)象高電壓工程基礎(chǔ)凡是由各種不一樣電介質(zhì)組成絕緣結(jié)構(gòu)，在加上直流電壓后，各層電壓將從開始時按電容分布逐步過渡到穩(wěn)態(tài)時按電導(dǎo)（電阻）分布。在電壓重新分配過程中，夾層界面上會積聚起一些電荷，使整個介質(zhì)等值電容增大，這種極化稱為夾層介質(zhì)界面極化，簡稱夾層極化。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第8頁以雙層電介質(zhì)為例說明：高電壓工程基礎(chǔ)t=0時開關(guān)閉合，介質(zhì)上電壓按電容分壓：雙層介質(zhì)等值電路t→∞時，介質(zhì)上電壓按電阻分壓：普通情況，對雙層不一樣電介質(zhì)，電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第9頁高電壓工程基礎(chǔ)即C1、C2上電荷需要重新分配，設(shè)C1>C2，而R1>R2，則可得：雙層介質(zhì)等值電路t→∞時，t=0時，分界面上將積聚起一批多出空間電荷，這就是夾層極化引發(fā)吸收電荷，電荷積聚過程所形成電流稱為吸收電流。這種在雙層介質(zhì)分界面上出現(xiàn)電荷重新分配過程，就是夾層極化過程。因為夾層極化中有吸收電荷，故夾層極化相當(dāng)于增大了整個電介質(zhì)等值電容。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第10頁高電壓工程基礎(chǔ)因為這種極化包括電荷移動和積聚，必定伴隨能量損耗。因為電荷積聚是經(jīng)過介質(zhì)電導(dǎo)進行，而介質(zhì)電導(dǎo)普通很小，所以極化過程較慢，普通需要幾分之一秒、幾秒、幾分鐘、甚至幾小時，所以這種極化只有在直流和低頻交流電壓下才能表現(xiàn)出來。吸收曲線

ia是由夾層極化(有損極化)產(chǎn)生電流，而夾層極化建立所需時間較長，所以較為遲緩地衰減到零，這部分電流又稱為吸收電流；

Ig是不隨時間改變恒定分量，稱為電介質(zhì)泄漏電流或電導(dǎo)電流。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第11頁高電壓工程基礎(chǔ)當(dāng)絕緣受潮或有缺點時，電流吸收現(xiàn)象不顯著，總電流隨時間下降較遲緩，而試品絕緣電阻與電流成反比。所以，依據(jù)I15/I60改變，就能夠初步判斷絕緣情況。對于不均勻試品絕緣，假如絕緣情況良好，則吸收現(xiàn)象顯著，Ka值遠大于1；假如絕緣嚴重受潮，因為Ig大增，Ia快速衰減，Ka值靠近于1。I15、R15為加壓15s時電流和對應(yīng)絕緣電阻；I60、R60為加壓60s時電流和對應(yīng)絕緣電阻；電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第12頁6.1.2絕緣電阻和吸收比測量高電壓工程基礎(chǔ)1、兆歐表（搖表）原理和接線絕緣電阻測試儀(兆歐表)電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第13頁高電壓工程基礎(chǔ)兆歐表由兩部分組成：直流電源和測量機構(gòu)。L-線路端子E-接地端子G-保護端子1-電壓線圈2–電流線圈電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第14頁高電壓工程基礎(chǔ)RX—被試品絕緣電阻線圈上產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩為：式中F1(α)、F2(α)—表示指針偏轉(zhuǎn)角α函數(shù)。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第15頁高電壓工程基礎(chǔ)當(dāng)指針旋轉(zhuǎn)到某一位置時，力矩差為零，指針停頓旋轉(zhuǎn)。此時指針偏轉(zhuǎn)角度與流過線圈電流之比相關(guān)。指針偏轉(zhuǎn)角讀數(shù)可反應(yīng)Rx大小電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第16頁高電壓工程基礎(chǔ)兆歐表有三個接線端子：線路端子（L）、接地端子（E）和保護（屏蔽）端子（G）。被試絕緣接在端子L和E之間，而保護端子G作用是使絕緣表面泄漏電流不要流過線圈，測得絕緣體積電阻不受絕緣表面狀態(tài)影響。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第17頁2、絕緣電阻和吸收比測量方法高電壓工程基礎(chǔ)在電氣設(shè)備絕緣上加上直流電壓后，流過絕緣電流要經(jīng)過一個過渡過程才到達穩(wěn)態(tài)值。驅(qū)動兆歐表示到額定轉(zhuǎn)速，待指針穩(wěn)定后，即可讀取絕緣電阻數(shù)值。通常認為加壓60s時，經(jīng)過絕緣吸收電流已衰減至靠近于零，所以要求加壓60s時所測得數(shù)值為被試品絕緣電阻。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第18頁高電壓工程基礎(chǔ)試驗接線：L端子接導(dǎo)體端，E端子接另一導(dǎo)體端或接地端。G端子接屏蔽極。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第19頁高電壓工程基礎(chǔ)對絕緣為多層介質(zhì)設(shè)備，絕緣良好時有顯著吸收現(xiàn)象，絕緣電阻達穩(wěn)態(tài)值所需時間較長，穩(wěn)態(tài)電阻值高，吸收比K遠大于1。測量吸收比時，先驅(qū)動兆歐表示額定轉(zhuǎn)速，待指針到“∞”時，用絕緣工具將火線快速接至試品上，同時統(tǒng)計時間，分別讀取15s和60s絕緣電阻值。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第20頁高電壓工程基礎(chǔ)當(dāng)絕緣嚴重受潮或有貫通性導(dǎo)電通道時，絕緣電阻達穩(wěn)態(tài)值所需時間大大縮短，穩(wěn)態(tài)電阻值降低，吸收現(xiàn)象不顯著，吸收比靠近于1。普通情況，K值不應(yīng)小于1.3。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第21頁高電壓工程基礎(chǔ)一些容量較大電氣設(shè)備，其吸收過程很長，吸收比K不能充分反應(yīng)絕緣吸收全過程。引入另一指標(biāo)極化指數(shù)P

—加壓10min時絕緣電阻R10’與加壓1min時絕緣電阻R1’比值：絕緣良好時，極化指數(shù)P不應(yīng)小于某一定值（普通為1.5~2.0）。對各類高壓電氣設(shè)備絕緣所要求絕緣電阻、吸收比K、極化指數(shù)P值，在《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》中有明確要求，可參閱。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第22頁3、測量時注意事項高電壓工程基礎(chǔ)試驗前應(yīng)將被試品接地放電一定時間。高壓測試連接線應(yīng)盡可能保持架空，需使用支撐時，要確認支撐物絕緣對被試品絕緣測試結(jié)果影響極小。選擇適當(dāng)兆歐表（依據(jù)被試品電壓等級選擇，且試驗前試表好壞）。測量吸收比或極化指數(shù)時，應(yīng)待電源電壓達穩(wěn)定后再接入被試品，并開始計時。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第23頁高電壓工程基礎(chǔ)對電容值大試品，試驗完后，應(yīng)在保持兆歐表電源電壓條件下，先斷開L端子與試品連線，再停頓搖表。變壓器、電機試驗時，被測繞組首尾短接，再接到L端子。非被試繞組也要短路接地，可防止非被試繞組中剩下電荷影響，且可測被試繞組與非被試繞組及地絕緣電阻。測量次序?qū)Y(jié)果也有影響。統(tǒng)計試驗時溫度、濕度。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第24頁4、測量結(jié)果分析高電壓工程基礎(chǔ)測絕緣電阻能有效發(fā)覺以下缺點：總體絕緣質(zhì)量欠佳；絕緣整體受潮；兩極間有貫通性導(dǎo)電通道；表面臟污（比較有或無屏蔽極時所測得數(shù)值）。測絕緣電阻不能發(fā)覺以下缺點：絕緣中局部缺點（如非貫通性局部損傷、裂縫、內(nèi)部氣隙等缺點）；絕緣老化（因為老化了絕緣，其絕緣電阻還可能是比較高）。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第25頁高電壓工程基礎(chǔ)測量結(jié)果采取比較法判斷。R、K只是參考性指標(biāo)，其合格不能必定絕緣良好，尤其是電壓高設(shè)備，因搖表額定電壓低。但其不合格絕緣中必定有某種缺點。所以，不但應(yīng)與要求標(biāo)準比較，還應(yīng)將試驗數(shù)據(jù)與本絕緣歷史數(shù)據(jù)比較，與同類設(shè)備數(shù)據(jù)比較，以及同一設(shè)備不一樣相之間比較。還應(yīng)參考本絕緣其它試驗結(jié)果。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第26頁6.2泄漏電流測量優(yōu)點：試驗電壓高，故能發(fā)覺兆歐表所不能發(fā)覺還未完全貫通集中性缺點，所以測試靈敏度比兆歐表高。試驗電壓可調(diào)整，能夠在升壓過程中監(jiān)視泄漏電流改變情況。微安表刻度為線性，且量程可選擇，讀數(shù)準確。高電壓工程基礎(chǔ)缺點：試驗設(shè)備復(fù)雜，需要高壓電源、電壓和電流測量系統(tǒng)、屏蔽系統(tǒng)等。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第27頁高電壓工程基礎(chǔ)某設(shè)備絕緣泄漏電流曲線曲線1：絕緣良好；曲線2：絕緣受潮；曲線3：絕緣中有未貫通集中性缺點；曲線4：絕緣有擊穿危險電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第28頁絕緣材料受潮后，與吸收電流相比，泄漏電流會增加。當(dāng)介質(zhì)上所加電壓去掉后，介質(zhì)放電會出現(xiàn)與吸收過程類似過程，但沒有泄漏電流現(xiàn)象。由此可依據(jù)極化指數(shù)和泄漏指數(shù)來判斷受潮程度。對于旋轉(zhuǎn)電機，假如極化指數(shù)小于1.5，泄漏指數(shù)大于30，就能夠判定為受潮。高電壓工程基礎(chǔ)電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第29頁1、試驗接線高電壓工程基礎(chǔ)適合于被試品一極接地情況。(1)微安表接于高壓側(cè)電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第30頁1、試驗接線高電壓工程基礎(chǔ)適合于接地端可與地分開電氣設(shè)備。(2)微安表接于低壓側(cè)相關(guān)試驗規(guī)程要求：最終電壓保持時間為1min。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第31頁2、微安表保護高電壓工程基礎(chǔ)保護電阻R用來產(chǎn)生電壓，使流過微安表電流到達一定數(shù)值時放電管P動作。R值選?。弘娏鞅鞟所允許最大電流在電阻R上壓降應(yīng)稍大于放電管起始放電電壓。并聯(lián)電容器：濾波電容，降低微安表擺動；還可使放電管兩端電壓上升陡度降低，使放電管來得及動作。電容器和放電管用來分流試品擊穿時短路電流。電容器能夠提供高頻電流支路（C>1μF）。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第32頁3、試驗結(jié)果分析判斷高電壓工程基礎(chǔ)比較法：將泄漏電流值與規(guī)程要求值比較；將泄漏電流值與歷史數(shù)據(jù)比較；對發(fā)電機、變壓器等主要設(shè)備，由電壓—電流關(guān)系曲線結(jié)合泄漏電流值全方面分析。測量泄漏電流能有效發(fā)覺缺點：測量絕緣電阻所能發(fā)覺缺點測量泄漏電流均能發(fā)覺，另外對于一些兆歐表不能發(fā)覺還未完全貫通集中性缺點有一定反應(yīng)。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第33頁高電壓工程基礎(chǔ)測量主絕緣泄漏電流值，其意義與測量絕緣電阻是相同，只是施加直流電壓較高，所以測試靈敏度比兆歐表更高。讀取泄漏電流值時間，普通要求為抵達試驗電壓后1min，并需統(tǒng)計試品絕緣電阻及環(huán)境溫度。試驗電壓是逐步調(diào)高，可作出試驗電壓與電流關(guān)系曲線，由曲線線性度可判斷絕緣狀態(tài)。注意對微安表保護。4、小結(jié)電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第34頁6.3介質(zhì)損耗角正切值測量高電壓工程基礎(chǔ)介質(zhì)損失角正切tg

：交流電壓作用下電介質(zhì)中電流有功分量和無功分量比值，是一個無量綱數(shù)，反應(yīng)是電介質(zhì)內(nèi)單位體積中能量損耗大小。（1）在一定電壓和頻率下，介質(zhì)損失角正切值與絕緣介質(zhì)形狀、大小無關(guān)，只與介質(zhì)固有特征相關(guān)。（2）測量tg能夠有效發(fā)覺絕緣受潮、穿透性導(dǎo)電通道、絕緣內(nèi)含氣泡游離、絕緣分層和脫殼以及絕緣有臟污或劣化等缺點。絕緣介質(zhì)損耗：電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第35頁6.3.1西林電橋基本原理高電壓工程基礎(chǔ)西林電橋是一個交流電橋，配以適當(dāng)標(biāo)準電容能夠測量材料和電氣設(shè)備tg和電容值。QS-1型西林電橋智能型介質(zhì)損失測量儀電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第36頁高電壓工程基礎(chǔ)QS-1型西林電橋是一個平衡電橋，由四個橋臂R3、R4和C4、CN及CX和一個檢流計組成。電橋平衡是經(jīng)過調(diào)整R3和C4來實現(xiàn)。因為R3最大允許工作電流為0.01A，故在10千伏試驗電壓下，當(dāng)被試品容量大于3184pF時，應(yīng)接入分流電阻。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第37頁1、測量原理如取：則有：(單位μF)高電壓工程基礎(chǔ)普通ZX、ZN比Z3、Z4大得多，故外加電壓大部分都降在高壓橋臂ZX、ZN上。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第38頁2、測量接線高電壓工程基礎(chǔ)被試品處于高壓側(cè)，兩端均對地絕緣，此時橋體處于低壓側(cè)，操作安全方便，測量結(jié)果也比較準確。適合用于兩端對地絕緣被試品。(1)正接線電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第39頁2、測量接線高電壓工程基礎(chǔ)此時各個調(diào)整元件、檢流計和屏蔽網(wǎng)均處于高電位，故必須確保足夠絕緣水平和采取可靠保護辦法。適合用于一端接地被試品。(2)反接線電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第40頁高電壓工程基礎(chǔ)外界電場干擾主要是干擾電源（包含試驗用高壓電源和現(xiàn)場高壓帶電體）經(jīng)過帶電設(shè)備與被試設(shè)備之間電容耦合造成。1、電場干擾6.3.2測量過程中干擾及消除辦法電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第41頁高電壓工程基礎(chǔ)因被試品阻抗比R3和變壓器漏抗大得多，所以干擾電流都流過R3。流過R3電流還有試驗電壓作用下流過被試品電流，所以流過R3電流為和-矢量和。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第42頁高電壓工程基礎(chǔ)無干擾時，電橋平衡后流過R3電流為流過被試品電流，測量出δ為試品真實介質(zhì)損失角。有干擾時，電橋平衡后流過R3電流為，測量出夾角為，它不等于試品真實介質(zhì)損失角。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第43頁高電壓工程基礎(chǔ)電橋平衡時有，相角與流過R3電流相角相同，調(diào)整R3實際是改變大小。相角與流過R4電流相角相同，流過R4電流和流過C4電流之和為。調(diào)整C4時主要是改變相角。無電場干擾時相量圖電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第44頁高電壓工程基礎(chǔ)有干擾時，電橋平衡后相量圖如圖所表示，流過R3電流為，測出與間夾角為，故有干擾時測得與無干擾時測得不一樣。有電場干擾時相量圖電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第45頁高電壓工程基礎(chǔ)干擾電流引發(fā)改變隨干擾電流數(shù)值及相位決定。干擾電流相位是任意，干擾源固定時，干擾電流矢端軌跡為一圓。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第46頁消除或減小電場干擾辦法：高電壓工程基礎(chǔ)在被試品高壓部分加屏蔽罩，并將屏蔽罩與電橋屏蔽相連，以消除耦合電容影響。加設(shè)屏障電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第47頁高電壓工程基礎(chǔ)采取移相電源使干擾電流與同相或反相，則流過R3電流與夾角為0，有沒有干擾測得是相同。通常在試驗電源和干擾電流同相和反相兩種情況下分別測兩次，然后取平均值。用移相電源消除干擾接線圖電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第48頁高電壓工程基礎(chǔ)當(dāng)電橋靠近漏磁通較大設(shè)備時，會受到磁場干擾。這一干擾主要是因為磁場作用與電橋檢流計內(nèi)電流線圈回路引發(fā)。2、磁場干擾將電橋移至磁場干擾范圍以外，或?qū)蝮w就地轉(zhuǎn)動改變角度找到干擾最小方位。辦法：C電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第49頁高電壓工程基礎(chǔ)或?qū)z流計極性轉(zhuǎn)換開關(guān)分別置于正、反兩個位置測量兩次來消除磁場干擾影響。若無磁場干擾時，電橋調(diào)平衡后測量臂數(shù)值為R3、C4，檢流計兩端無電位差。若存在磁場干擾時，電橋調(diào)平衡后測量臂數(shù)值為R3+△R3、C4+△C4，此時檢流計兩端有電位差。因需要克服磁場干擾電勢才使檢流計指零。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第50頁高電壓工程基礎(chǔ)改變檢流計極性開關(guān)位置測量，電橋調(diào)平衡后測量臂數(shù)值為R3-△R3、C4-△C4。當(dāng)檢流計正接時測得當(dāng)檢流計反接時測得電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第51頁高電壓工程基礎(chǔ)實際試品tgδ及CX為：電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第52頁高電壓工程基礎(chǔ)智能型介質(zhì)損耗測試儀能夠在工頻高電壓下，現(xiàn)場測量各種絕緣材料、絕緣套管、電力電纜、電容器、互感器、變壓器等高壓設(shè)備介質(zhì)損耗角正切(tgδ)和電容值(CX)。6.3.3數(shù)字化測量方法電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第53頁高電壓工程基礎(chǔ)利用傳感器從試品上取得所需電壓信號U和電流信號I，經(jīng)前置A/D轉(zhuǎn)換電路數(shù)字化后，送至數(shù)據(jù)處理計算機或單片機，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后算出電流電壓之間相位差，最終得到tg測量值。與西林電橋相比，含有操作簡單、自動測量、讀數(shù)直觀、無需換算、精度高、抗干擾能力強等優(yōu)點。儀器內(nèi)附標(biāo)準電容器和電壓裝置，與配套選購油杯及控溫儀結(jié)合，可測量油介質(zhì)損耗。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第54頁高電壓工程基礎(chǔ)測試tgδ能有效發(fā)覺絕緣以下缺點：6.3.4測試功效（1）受潮；（2）貫通性導(dǎo)電通道；（3）絕緣老化劣化，繞組上積附油泥；（4）絕緣內(nèi)含氣泡電離，絕緣分層；（5）絕緣油臟污、劣化等。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第55頁高電壓工程基礎(chǔ)測試tgδ對于以下缺點不太靈敏：（1）非貫通性局部損壞；（2）很小部分絕緣老化劣化；（3）個別絕緣弱點。即測量tgδ對較大面積分布性絕緣缺點較靈敏，對個別局部非貫通性絕緣缺點不靈敏。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第56頁高電壓工程基礎(chǔ)測量結(jié)果分析判斷：（1）與試驗規(guī)程要求值比較；（2）與以往測試結(jié)果比較；（3）與一樣運行條件下同類型設(shè)備比較。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第57頁高電壓工程基礎(chǔ)用測量tgδ方法分析絕緣時，要求tgδ不應(yīng)有顯著增加或下降。因為當(dāng)絕緣有缺點時，有使tgδ增大，有使tgδ減小。如某變壓器進水受潮，但測tgδ卻下降。進水后既可造成有功功率P增加(IR增大)，也可造成無功功率Q增大(水介電常數(shù)大，ICX增大)。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第58頁高電壓工程基礎(chǔ)1、盡可能分部測量6.3.5測量時主要注意事項普通測得tgδ值是被測絕緣各個部分tgδ平均值，全部被測絕緣體能夠看成是各個部分絕緣體并聯(lián)。比如絕緣由兩部分并聯(lián)組成，各部分電容和介質(zhì)損失角正切分別為C1、tgδ1和C2、tgδ2。則整體測量時測得電容和介損角正切為CX和tgδ，測量時所加電壓為U，依據(jù)功率相等條件得：電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第59頁高電壓工程基礎(chǔ)假定電容為C2部分存在缺點，當(dāng)缺點部分體積與整個絕緣體積之比越小，即C2/CX越小，C2中缺點在測量整體tgδ時越難發(fā)覺。在一定電壓和頻率下，tgδ反應(yīng)介質(zhì)內(nèi)單位體積能耗。因為在一定工作場強下，絕緣厚度d與電壓成正比。絕緣厚度d一定時，面積S越大，其電容量越大，電容電流越大，即電容電流與面積成正比。所以絕緣體積與UICX成正比。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第60頁高電壓工程基礎(chǔ)對電容量較小設(shè)備，如套管、互感器等，測量tgδ值能有效地發(fā)覺局部集中性和整體分布性缺點。但對電容量較大設(shè)備，如大中型變壓器、電力電纜、電容器、發(fā)電機等，測tgδ只能發(fā)覺整體分布性缺點。所以，通常對運行中電機、電纜等設(shè)備進行預(yù)防性試驗時，不做tgδ測試。對于能夠分解為幾個絕緣部分被試品，分解以后進行tgδ測試，能夠更有效地發(fā)覺缺點。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第61頁高電壓工程基礎(chǔ)2、測量時應(yīng)選取適當(dāng)溫度絕緣tgδ值與溫度相關(guān)，但tgδ值與溫度之間沒有準確換算關(guān)系，故應(yīng)盡可能在差不多溫度條件下測量tgδ，并以此作比較。通常以20℃時tgδ值作為參考標(biāo)準。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第62頁高電壓工程基礎(chǔ)3、測量時應(yīng)選取適當(dāng)試驗電壓良好絕緣，在其額定電壓范圍內(nèi)，tgδ值是幾乎不變。假如絕緣中存在氣泡、分層、脫殼等，當(dāng)所加試驗電壓足以使絕緣中氣泡或氣隙放電，或者電暈、局部放電發(fā)生時，tgδ值將隨試驗電壓升高而快速增大。測定tgδ時所加電壓，標(biāo)準上最好靠近于被試品正常工作電壓。所加電壓過低，則不易發(fā)覺絕緣中缺點，過高則輕易對絕緣造成無須要損失。實際上多難以到達正常工作電壓，普通多用10kV。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第63頁高電壓工程基礎(chǔ)4、測量時注意消除被試品表面泄漏電流影響表面泄漏電流對tgδ測量結(jié)果影響程度與被試品電容量相關(guān)，對小容量被試品如套管、互感器等表面泄漏電流影響較大。試驗時被試品表面應(yīng)清潔、干燥，必要時加屏蔽環(huán)，屏蔽環(huán)應(yīng)裝設(shè)在被試品與橋體相連一端附近表面上，且應(yīng)與被試品與橋體連線屏蔽相連。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第64頁高電壓工程基礎(chǔ)5、測量繞組tgδ時必須將每個繞組首尾短接測量時必須將被測繞組和非被測繞組首尾短接，不然會產(chǎn)生很大誤差。原因：繞組絕緣容性電流流過繞組時產(chǎn)生較大磁通，繞組電感和勵磁鐵損會使測量結(jié)果產(chǎn)生很大誤差。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第65頁小結(jié)高電壓工程基礎(chǔ)用西林電橋測量tgδ時有正接線和反接線兩種接線方式，當(dāng)電橋平衡時，tgδ=C4(單位μF)?，F(xiàn)場測量時注意電磁場干擾對測量結(jié)果影響。測量tgδ對局部集中性缺點反應(yīng)不靈敏，所以測量時盡可能分部測量。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第66頁6.4局部放電測試高電壓工程基礎(chǔ)局部放電是指因為電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣存在弱點，在一定外施電壓下發(fā)生局部重復(fù)擊穿和熄滅現(xiàn)象。慣用固體絕緣材料不可能做得十分純凈和致密，總會不一樣程度包含一些分散性雜物。因為這些異物電導(dǎo)和介電常數(shù)不一樣于絕緣物，在外施電壓作用下，異物附近電場較強，該出可能產(chǎn)生電離放電。如外施電壓為交變電壓時，局部放電含有發(fā)生與熄滅交替重復(fù)特征。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第67頁高電壓工程基礎(chǔ)氣泡介電常數(shù)小，其擊穿場強低，所以分散在絕緣物中氣泡是局部放電發(fā)源地。這種局部放電發(fā)生在一個或幾個絕緣內(nèi)部氣隙或氣泡中，因為在這個很小空間內(nèi)電場強度很大，放電能量很小，所以并不影響電氣設(shè)備短時絕緣強度，即不影響當(dāng)初整體絕緣物擊穿電壓。但長久作用時，會加速絕緣老化，絕緣強度降低。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第68頁高電壓工程基礎(chǔ)局部放電引發(fā)固體介質(zhì)腐蝕、老化、損壞原因有：局部電場畸變，使局部介質(zhì)承受過高電壓；局部放電產(chǎn)生帶電質(zhì)點撞擊絕緣物，造成絕緣物分解、破壞；化學(xué)腐蝕。氣隙電離產(chǎn)生O3，NO，NO2等氣體，遇水會產(chǎn)生硝酸或亞硝酸，對絕緣材料和金屬有氧化和腐蝕作用；在局部放電區(qū)，產(chǎn)生高能輻射線，引發(fā)材料分解；局部溫度升高，造成熱裂解，氣隙膨脹而使固體絕緣開裂、分層、脫殼，且使該部分絕緣電導(dǎo)和介質(zhì)損耗增加，加速絕緣老化、破壞。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第69頁高電壓工程基礎(chǔ)若一個電氣設(shè)備在運行電壓下長久存在一定程度局部放電，這些微弱放電能量和由此產(chǎn)生一些不良影響可慢慢損壞絕緣，加速絕緣物老化和破壞，發(fā)展到一定程度時，就可能造成整個絕緣被擊穿。所以檢驗絕緣物中局部放電缺點存在是否以及發(fā)展情況、放電強度，是一個判斷絕緣在長久運行中絕緣性能好壞很好方法，也是預(yù)計絕緣老化速度主要依據(jù)。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第70頁高電壓工程基礎(chǔ)通常將視在放電量△q作為局部放電強度參數(shù)。視在放電量：試品上電壓改變試品電容衡量局部放電強度參數(shù)還有：單次放電量、放電次數(shù)頻度、平均放電電流、平均放電功率等，但應(yīng)用最普遍是視在放電量。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第71頁高電壓工程基礎(chǔ)電氣設(shè)備絕緣內(nèi)部發(fā)生局部放電時將伴伴隨出現(xiàn)許多外部現(xiàn)象，有些外部現(xiàn)象屬于電現(xiàn)象，如產(chǎn)生電流脈沖、引發(fā)介質(zhì)損耗增大、產(chǎn)生電磁波輻射等；有些屬于非電現(xiàn)象，如產(chǎn)生光、熱、噪聲、氣壓改變和分解物等。一、測量基本接線局部放電檢測方法可分為電氣檢測法和非電檢測法兩大類。當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛和成功是電氣檢測法，尤其是測量絕緣內(nèi)部氣隙發(fā)生局部放電時電脈沖，它不但能夠靈敏地檢出是否存在局部放電，還可判斷放電強弱程度。非電檢測法有超聲波探測法和絕緣油氣相色譜分析。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第72頁高電壓工程基礎(chǔ)上圖是當(dāng)前國際上推薦三種測量局部放電基本回路，它們都是要將一定電壓作用下被試品CX中產(chǎn)生局部放電電流脈沖傳遞到測量阻抗Zm兩端，然后把Zm上電壓加以放大后送至測量儀器M進行測量。Cx—被試品電容；Ck—耦合電容；Zm、Zm′—測量阻抗；Z—低通濾波器；u—電壓源；M—測量儀器；A—放大器電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第73頁高電壓工程基礎(chǔ)使被試品CX局部放電產(chǎn)生脈沖電流作用到測量阻抗Zm上，在Zm上產(chǎn)生一個脈沖電壓um送到測量儀器M中，由um推算視在放電量。1、直接法（1）并聯(lián)法CX為被試品，Ck為耦合電容，它為被試品與測量阻抗之間提供一條低阻抗通道。Zm為測量阻抗。Z為低通濾波器，能夠讓工頻電壓作用到試品上，阻止被測高頻脈沖或電源高頻噪聲經(jīng)過。

并聯(lián)法適合于被試品一端接地情況。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第74頁高電壓工程基礎(chǔ)（2）串聯(lián)法串聯(lián)法適合于被試品兩端都不接地情況。并聯(lián)法與串聯(lián)法靈敏度相同，但并聯(lián)法有以下優(yōu)點：允許被試品一端接地；對CX值較大試品，能夠防止較大工頻電容電流流過Zm；被試品被擊穿時，不會危及人身和測試系統(tǒng)安全。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第75頁高電壓工程基礎(chǔ)2、平衡法平衡法抗干擾能力好，因為外部干擾源在Zm和Z′m上產(chǎn)生干擾信號基本上相互抵消，而在CX發(fā)生局部放電時，放電脈沖在Zm和Z′m上產(chǎn)生信號卻是相互疊加。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第76頁高電壓工程基礎(chǔ)二、局部放電測量阻抗和測量儀器（1）測量阻抗Zm選擇要消除或減弱輸出電壓工頻成份；要使脈沖分量連續(xù)時間足夠小，以確?？焖龠B續(xù)脈沖分辨率；阻抗值應(yīng)足夠高，由它負擔(dān)大部分脈沖電壓，并決定輸出電壓和電流波形。（2）慣用測量阻抗形式慣用測量阻抗有電阻、電感、電阻與電感并聯(lián)以及電感與電容并聯(lián)四種形式。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第77頁高電壓工程基礎(chǔ)（3）測量儀器（顯示單元）為了預(yù)防干擾：裝設(shè)數(shù)字濾波器。為了提升信噪比：采取數(shù)字示波器或其它數(shù)字統(tǒng)計儀。測量儀器所測得局部放電脈沖值是與被試品局部放電視在放電量q成百分比，要從指示值來算得q是困難，只能經(jīng)過試驗來確定，即局部放電測量儀器必須進行試驗校正。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第78頁高電壓工程基礎(chǔ)三、測量時注意問題內(nèi)部干擾：試驗回路中某元件或高壓引線發(fā)生電暈放電時引發(fā)干擾。外部干擾：高壓試驗回路以外原因引發(fā)干擾。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第79頁高電壓工程基礎(chǔ)辦法：(1)選擇抗干擾能力強測量電路。(2)對測量線路進行屏蔽。(3)試驗電源最好采取獨立電源。(4)提升高壓試驗回路中各元件發(fā)生電暈電壓。(5)將高壓試驗變壓器、檢測回路和測量儀器三者地線連成一體，并采取一根地線相連。(6)合理選擇放大電路頻帶或調(diào)諧放大電路諧振頻率。(7)測量回路與被試品連線應(yīng)盡可能縮短。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第80頁高電壓工程基礎(chǔ)四、試驗結(jié)果分析判斷試驗規(guī)程要求了一些設(shè)備在要求電壓下允許視在放電量，可將測量結(jié)果與要求值進行比較。如規(guī)程中沒有給出要求值，則應(yīng)在實踐中積累數(shù)據(jù)，以獲取判斷標(biāo)準。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第81頁高電壓工程基礎(chǔ)五、用超聲波探測器測量局部放電（1）特點抗干擾能力相對較強，能夠在運行中和耐壓試驗時檢測絕緣內(nèi)部局部放電，適合預(yù)防性試驗要求。（2）工作原理當(dāng)電氣設(shè)備絕緣內(nèi)部發(fā)生局部放電時，會產(chǎn)生一個超聲波，并向四面?zhèn)鬏?，直到電氣設(shè)備容器表面。若在設(shè)備外壁放一壓電元件，在交變壓力波作用下，含有壓電效應(yīng)晶體便產(chǎn)生交變彈性變形，晶體沿受力方向兩端面上便會出現(xiàn)交變束縛電荷。這一表面束縛電荷改變便引發(fā)了端部金屬電極上電荷改變，或在外回路中引發(fā)交變電流，從而將交變壓力波轉(zhuǎn)換成電氣量，由此可測量局部放電。超聲波探測法可了解有沒有局部放電發(fā)生，粗測其放電強度和發(fā)生部位。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第82頁小結(jié)高電壓工程基礎(chǔ)局部放電是指設(shè)備絕緣系統(tǒng)中有部分絕緣被擊穿電氣放電現(xiàn)象，是由絕緣局部區(qū)域內(nèi)弱點所造成。若一個電氣設(shè)備在運行電壓下長久存在一定程度局部放電，會加速絕緣物老化和破壞。檢驗絕緣物中局部放電強度，能預(yù)示絕緣情況，也是預(yù)計絕緣老化速度主要依據(jù)。測量局部放電常采取脈沖電流法，分為直接法和平衡法。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第83頁6.5電壓分布測量高電壓工程基礎(chǔ)（1）絕緣表面電壓分布當(dāng)表面比較清潔時：電壓分布由絕緣電容和雜散電容決定；當(dāng)表面因污染而電阻下降時：電壓分布由表面電導(dǎo)決定。絕緣中某一部分因損壞使絕緣電阻急劇下降，則表面電壓分布會有顯著改變。（2）測量電壓分布可以發(fā)現(xiàn)絕緣狀況電壓分布能反映絕緣子一些特征，如污穢分布狀況、絕緣子絕緣狀況等。測量電壓分布可掌握絕緣子串污穢分布和電壓分布情況。其次，經(jīng)過測量電壓分布可判別零值絕緣子（不承受電壓）。所以，測量電壓分布是不停電檢驗劣化絕緣子以及絕緣子污穢有效方法。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第84頁高電壓工程基礎(chǔ)短路叉測量電壓分布方法：當(dāng)短路叉一端2先和下面絕緣子鐵帽接觸，而將另一端l靠近被測絕緣子鐵帽時，在1和鐵帽間便會產(chǎn)生火花。被測絕緣子承受電壓越高，則出現(xiàn)火花越早，而且火花聲音亦越大，所以依據(jù)放電情況能夠判斷被測絕緣子承受電壓情況。此種測桿不能測出電壓分布詳細數(shù)值，但能夠檢驗出零值絕緣子。主要缺點：分辨能力較差，火花放電不易被觀察，放電聲較難分辨。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第85頁高電壓工程基礎(chǔ)音響式測桿原理接線：圖中左側(cè)所表示高壓電容C及放電管等在工作時處于高電位，而右側(cè)所表示接收器及儀表等處于低電位，二者用空心絕緣桿連接起來。測量原理：當(dāng)被測絕緣子兩端電壓降低時，放電管放電頻率降低，發(fā)聲器中發(fā)出聲音頻率也降低，于是，儀表讀數(shù)較??；反之則較大。（音響式測桿檢出電壓范圍約為1~20kV。）電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第86頁6.6絕緣油電氣試驗和氣相色譜分析高電壓工程基礎(chǔ)絕緣油是高壓電氣設(shè)備絕緣中主要組成部分，除絕緣作用外，還有冷卻作用，在斷路器中則起滅弧作用。預(yù)防性試驗時需要測試油閃點、酸值、水分、游離碳、電氣強度及介質(zhì)損失角等。絕緣油閃點下降和酸值增加，常因為設(shè)備局部過熱造成油分解所致。絕緣油受潮、臟污（如纖維塵埃、碳化等）會使其擊穿電壓下降，同時油受潮或者變質(zhì)時，tg增加。經(jīng)過在標(biāo)準油杯中作油擊穿試驗以及在專用試驗電極中測油tg能夠檢驗油電氣性能。因為溫度對油tg值影響較大，溫度高時，不一樣質(zhì)量油tg差異可能更大，故測量tg時需將電極放在恒溫箱中。1、絕緣油電氣試驗電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第87頁高電壓工程基礎(chǔ)絕緣油氣相色譜分析：經(jīng)過檢驗電氣設(shè)備油樣內(nèi)所含氣體組成和含量來判斷設(shè)備內(nèi)部絕緣缺點。當(dāng)電氣設(shè)備內(nèi)部有局部過熱或局部放電缺點時，缺點附近絕緣將會分解而產(chǎn)生氣體并不停溶解于絕緣油中。2、絕緣油氣相色譜分析變壓器內(nèi)部存在金屬部分局部過熱：總烴含量較高，其中甲烷（CH4）、乙烯（C2H4）也較多；固體絕緣（如紙、木材等）熱分解：CO、CO2含量高；局部放電：乙炔（C2H2）和H2含量較大。特征氣體：與故障性質(zhì)親密相關(guān)那些氣體組分稱為特征氣體。如CH4、C2H6、C2H4、C2H2及H2、CO、CO2。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第88頁高電壓工程基礎(chǔ)能夠發(fā)覺充油電氣設(shè)備中一些用tg等方法所不能發(fā)覺局部性缺點（如局部過熱、局部放電），快速簡便，不需要設(shè)備停電，適合于預(yù)防性試驗要求。能夠及時掌握變壓器、互感器等設(shè)備運行情況，有效地預(yù)防事故發(fā)生。絕緣油氣相色譜試驗優(yōu)點：電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第89頁高電壓工程基礎(chǔ)取出運行中電氣設(shè)備油樣，將油樣經(jīng)噴嘴噴入真空罐內(nèi)，使油中溶解氣體快速釋放出來。然后將脫出氣體壓縮至常壓，用注射器抽取試樣后進行分析。氣相色譜分析試驗方法：色譜柱：U形或圓盤形管，裝有吸附劑，當(dāng)氣樣注入管中后，吸附劑便能使不一樣成份氣體先后流出眾譜柱H2、O2、CH4、CO2

CH4、C2H6、C2H4、C3H8、C2H2、C3H6電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第90頁高電壓工程基礎(chǔ)我國對總烴、乙炔、氫氣含量列出“注意值”，即油中溶解氣體濃度到達注意值時，應(yīng)引發(fā)注意，如縮短監(jiān)測周期等。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第91頁高電壓工程基礎(chǔ)三比值法：用五種氣體三對比值以不一樣編碼表示作為判斷充油電氣設(shè)備故障類型方法。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第92頁高電壓工程基礎(chǔ)電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第93頁高電壓工程基礎(chǔ)“不求有功，但求無過”是電力運行單位宗旨。但要實現(xiàn)這一消極目標(biāo)，需要非常主動態(tài)度。電氣設(shè)備在線監(jiān)測與故障診療ConditionMonitoringandFaultDiagnosisofElectricalEquipment補充知識：電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第94頁高電壓工程基礎(chǔ)制造100%可靠設(shè)備

制造100%可靠大型電力設(shè)備，在技術(shù)上是極其復(fù)雜，尤其是對于電壓等級較高設(shè)備，多數(shù)情況下這么設(shè)計在經(jīng)濟上也是不合理。確保設(shè)備安全基本路徑：建立完善維修計劃即使設(shè)備質(zhì)量和可靠性主要取決于設(shè)計和制造階段，但為了確保設(shè)備正常運行，在很大程度上也需要借助于投運后維護工作，即在運行過程中經(jīng)過對設(shè)備進行必要巡視檢驗、監(jiān)測和試驗，建立完善維修計劃，以降低事故發(fā)生，提升運行可靠性。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第95頁高電壓工程基礎(chǔ)設(shè)備維修性設(shè)計優(yōu)劣維修人員技術(shù)高低維修體制及維修設(shè)施完善程度維修基本要素：電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第96頁高電壓工程基礎(chǔ)事后修理定時檢修狀態(tài)維修1.事后修理BM（BreakdownMaintenance）；2.定時檢修TBM（TimeBasedMaintenance）；3.狀態(tài)維修CBM（ConditionBasedMaintenance）。電力系統(tǒng)維修方式演變過程:電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第97頁高電壓工程基礎(chǔ)

這種維修方式簡單方便，對消耗性產(chǎn)品是有效。早期技術(shù)及管理水平都很低，即使再主要設(shè)備也只能在發(fā)生事故后進行修理。事后維修

是設(shè)備發(fā)生故障或性能降低到合格水平以下時，所進行工作計劃性修理，或稱為故障修理。電力設(shè)備一旦發(fā)生故障后，往往給社會生活造成巨大損失，也會給維修工作造成被動和困難。以致維修工作毫無計劃性，供電可靠性很低。

伴隨電力系統(tǒng)不停擴大，設(shè)備故障所造成停電損失也越來越大，事后維修無法滿足系統(tǒng)對運行穩(wěn)定性需求。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第98頁高電壓工程基礎(chǔ)定時檢修方式基本思想“治于未病”定時維修制是當(dāng)前我國電力系統(tǒng)運行和維護工作主要方式，是確保電力系統(tǒng)安全運行有效伎倆之一。在我國已經(jīng)有50年使用經(jīng)驗。定時檢修制是一個以時間為基準維修方式。事先確定維修間隔周期、修理類別、修理工作量和所需備件。依據(jù)電力部頒標(biāo)準DL/T596-1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第99頁高電壓工程基礎(chǔ)小修定時維修制預(yù)防性試驗大修大修是工作量最大一個計劃修理。大修時,對設(shè)備全部或大部分部件解體、更換或修復(fù),調(diào)試設(shè)備電器系統(tǒng),修復(fù)設(shè)備附件以及翻新外觀等,從而到達全方面去除修前存在缺點,恢復(fù)設(shè)備要求性能。小修是工作量最小一個計劃修理。小修工作內(nèi)容主要是依據(jù)掌握磨損規(guī)律,更換和修復(fù)間隔期內(nèi)失效或即將失效零件,并進行調(diào)試,以確保設(shè)備正常工作能力。

預(yù)防性試驗是為了發(fā)覺運行中設(shè)備隱患，預(yù)防發(fā)生事故或設(shè)備損壞，對設(shè)備進行檢驗、試驗或監(jiān)測。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第100頁高電壓工程基礎(chǔ)定時維修制種種弊端:(1)維修周期頻繁設(shè)備發(fā)電機變壓器電力電纜GIS小修周期（年）1111大修周期（年）35~1055(2)預(yù)防性試驗項目過多電力變壓器 32項發(fā)電機 25項互感器 11項

GIS

20項電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第101頁高電壓工程基礎(chǔ)

大修30萬kVA發(fā)電機需要大約3個月時間，花費資金近100萬元。大修12萬kVA變壓器需投入300多個工作人日，花費資金10萬元。大修220kV開關(guān)需投入100多個工作人日，花費資金2萬元長時間停電檢修，將造成大量電量損失。300MW機組停運一天，少發(fā)電720萬度，直接損失150萬元。(3)經(jīng)濟性差(4)增大不安全原因

易發(fā)生人身和設(shè)備安全事故。

發(fā)生在檢修、試驗人員身上傷亡事故占全部供電傷亡事故77.8%。停送電過程易造成誤操作。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第102頁高電壓工程基礎(chǔ)(5)過分維修對110臺高壓變壓器進行162臺次定時吊檢大修結(jié)果進行統(tǒng)計。共發(fā)覺缺點24項，其中普通性缺點23項，危及安全運行僅1項。對110kV及以上油開關(guān)大修統(tǒng)計表明，95%以上未發(fā)覺部件損壞。定時檢修雖有成效，但過于保守。實踐證實，頻繁檢修非但不能改進設(shè)備性能，反而經(jīng)常會引入新故障原因。(6)維修不足

因為采取周期性定時檢驗，極難預(yù)防因為隨機原因引發(fā)偶發(fā)事故。設(shè)備仍可能在試驗間隔期間內(nèi)因為微小缺點連續(xù)發(fā)展造成發(fā)生故障。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第103頁高電壓工程基礎(chǔ)

預(yù)防性試驗是在停電情況下，進行非破壞性試驗，試驗電壓普通不超出10kV。而大部分變電設(shè)備工作電壓為110~500kV。極難正確反應(yīng)高壓電氣設(shè)備在運行中存在缺點。(7)預(yù)防性試驗條件與實際運行工況不一樣

設(shè)備當(dāng)代化對設(shè)備維修體制提出了變革要求，設(shè)備運行高可靠性和維修方式經(jīng)濟性已成為電力系統(tǒng)降低運行成本關(guān)鍵。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第104頁高電壓工程基礎(chǔ)狀態(tài)維修是依據(jù)詳細設(shè)備實際情況來確定檢修周期和檢修內(nèi)容維修體制。

它是依據(jù)設(shè)備日常點檢、定時檢驗、狀態(tài)監(jiān)測和診療提供信息，經(jīng)過統(tǒng)計分析、處理，來判斷設(shè)備劣化程度，并在故障發(fā)生前有計劃地進行適當(dāng)維修。發(fā)展中維修體制—狀態(tài)維修電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第105頁高電壓工程基礎(chǔ)狀態(tài)維修方式基本思想“因病施治”

基于狀態(tài)維修（CBM）是一個以對設(shè)備狀態(tài)實時或靠近實時估價基礎(chǔ)上維修，這些狀態(tài)信息經(jīng)過嵌入式傳感器或外部測試以及利用便攜裝置測量取得。CBM目標(biāo)是只有出現(xiàn)了需要顯著征兆時才進行維修，因為這種維修方式對設(shè)備適時地，有針對性地進行維修，不但能確保設(shè)備經(jīng)常處于完好狀態(tài)，采取CBM能夠降低虛警和無須要維修。而且能充分利用零件壽命，所以比定時維修愈加合理。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第106頁高電壓工程基礎(chǔ)狀態(tài)維修基本標(biāo)準經(jīng)過對設(shè)備運行情況實時監(jiān)測，隨時查明設(shè)備可能“存在著什么樣隱患，什么時候會發(fā)生故障”，預(yù)先得知將要發(fā)生事故部位和時間，設(shè)備管理人員所以能夠從容地安排停電計劃和組織維修人力，采購必須備件，方便在最短時間內(nèi)完成高質(zhì)量維修工作?！盁o病不修、有病才修、修必修好”電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第107頁高電壓工程基礎(chǔ)狀態(tài)維修技術(shù)可行性(1)即使設(shè)備內(nèi)部缺點出現(xiàn)和發(fā)展含有很強隨機性，但大多都含有一個較為遲緩發(fā)展過程。(2)設(shè)備發(fā)生故障時，會產(chǎn)生各種前期征兆，表現(xiàn)為其電氣、物理、化學(xué)等特征發(fā)生漸進量變。(3)依據(jù)這些特征量值大小及改變趨勢，即可對設(shè)備可靠性隨時做出判斷，從而發(fā)覺早期潛伏性故障。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第108頁高電壓工程基礎(chǔ)設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測故障診療維修決議

維修方式?jīng)Q定了所要采取監(jiān)測技術(shù)；監(jiān)測與診療結(jié)果將指導(dǎo)維修策略建立。在線監(jiān)測與故障診療是狀態(tài)維修基礎(chǔ)。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第109頁高電壓工程基礎(chǔ)高壓設(shè)備上所加是運行電壓，比停電試驗電壓高得多，所以測得參數(shù)更真實、靈敏；能夠?qū)崟r進行檢測，能夠及時發(fā)覺缺點，依據(jù)監(jiān)測結(jié)論可有計劃地進行維修，降低了事故率。在線監(jiān)測優(yōu)點：投資高；可測試項目較少；易受環(huán)境原因影響；當(dāng)前尚缺乏統(tǒng)一標(biāo)準。在線監(jiān)測缺點：電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第110頁高電壓工程基礎(chǔ)當(dāng)前較成熟綜合方案:在線監(jiān)測帶電測量停電試驗返廠修理粗測精測考評最終處理電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第111頁高電壓工程基礎(chǔ)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)含有較強抗干擾能力。監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)含有較強對環(huán)境改變耐受性。監(jiān)測系統(tǒng)不應(yīng)影響一次設(shè)備正常運行。監(jiān)測系統(tǒng)壽命應(yīng)長于被監(jiān)測設(shè)備預(yù)期壽命。在線監(jiān)測系統(tǒng)基本要求:電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第112頁高電壓工程基礎(chǔ)1）信號變送。由對應(yīng)傳感器來完成。2）信號預(yù)處理。對傳感器送來信號進行濾波等處理。3）數(shù)據(jù)采集。對預(yù)處理過信號進行采集并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。4）信號傳輸。5）數(shù)據(jù)處理。對所采集信號進行處理和分析。6）診療。對處理后數(shù)據(jù)進行比較、分析，對設(shè)備絕緣狀態(tài)或故障部位作出診療。在線監(jiān)測系統(tǒng)組成:電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第113頁高電壓工程基礎(chǔ)故障診療數(shù)據(jù)處理原始信號電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第114頁高電壓工程基礎(chǔ)超聲波脈沖電流遠紅外氣體含量溫度電信號1）研制各種傳感器方便從設(shè)備上獲取信息；2）怎樣無畸變地將采集信號送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第115頁高電壓工程基礎(chǔ)溫度熱電偶直流電壓光強度光電二極管直流電流機械振動超聲傳感器交流電壓脈沖電流羅克夫斯基線圈脈沖電壓氣體含量氣體傳感器電阻位移電感式位移傳感器電感液位電容式液位計電容厚度水晶厚度傳感器頻率電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第116頁高電壓工程基礎(chǔ)傳送存放分析顯示數(shù)字信號優(yōu)點模擬信號數(shù)字信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第117頁高電壓工程基礎(chǔ)采集信號波形：因為完整信號波形包含有很多信息，但為了采集快速瞬變過程，則要求很高采樣頻率fs、很大存放容量，這類采集裝置成本很高。統(tǒng)計超出某閾值脈沖次數(shù)：比如僅統(tǒng)計超出某絕緣子沿面泄漏電流脈沖數(shù)目，這對預(yù)測污閃很有價值；且這種裝置造價就比采集波形時低得多，但所提供信息量也極少；采集信號峰值：其優(yōu)缺點介于上述二者之間，即使無法得到完整波形，但仍有不少信息。數(shù)據(jù)采集慣用方法:電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第118頁高電壓工程基礎(chǔ)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由采樣-保持放大器、模擬多路轉(zhuǎn)換器、基準電壓、標(biāo)按時鐘、A/D轉(zhuǎn)換器和數(shù)據(jù)RAM等組成。傳感器放大器濾波器模擬多路通道采樣/保持ADC標(biāo)準時鐘物理參數(shù)其它模擬通道電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第119頁高電壓工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集模塊原始信號數(shù)據(jù)倉庫控制模塊數(shù)據(jù)傳遞數(shù)據(jù)透視表服務(wù)數(shù)據(jù)訪問外部服務(wù)器管理模塊控制服務(wù)器數(shù)據(jù)管理流程電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第120頁高電壓工程基礎(chǔ)電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第121頁

對周期性窄帶干擾抑制主要采取基于頻域數(shù)字濾波器；對脈沖型干擾主要采取聯(lián)合降噪法；對背景噪聲抑制以小波降噪為主。抗干擾技術(shù)平臺電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第122頁高電壓工程基礎(chǔ)監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示方案電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第123頁高電壓工程基礎(chǔ)設(shè)備安全與故障報警：監(jiān)測狀態(tài)─實時采集反應(yīng)設(shè)備運行情況各種信號和參數(shù)，對設(shè)備狀態(tài)加以統(tǒng)計，為故障分析及性能評定提供基礎(chǔ)信息。故障報警─依據(jù)狀態(tài)監(jiān)測取得信息，對異常情況做出報警，方便運行人員及時了解設(shè)備狀態(tài)。診療推理─依據(jù)由各種檢測得出初步結(jié)論，結(jié)合詳細設(shè)備結(jié)構(gòu)特點，綜合考慮設(shè)備運行歷史（包含運行紀錄、故障經(jīng)歷及維修紀錄）和各種環(huán)境原因影響，對設(shè)備發(fā)生故障進行分析。確定故障性質(zhì)、程度以及部位，推測誘發(fā)故障直接原因。壽命預(yù)測─對已確定故障進行預(yù)測，判斷故障發(fā)展趨勢及其后果，估算設(shè)備剩下壽命，確定檢修周期，提出控制故障發(fā)展和消除故障維修策略。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗第124頁高電壓工程基礎(chǔ)近年來，人工智能（ArtificialIntelligence，