1、第二篇電器絕緣與高電壓試驗4.1絕緣電阻、吸收比與泄漏電流的測量4.1.1絕緣電阻與吸收比測量本節(jié)內(nèi)容4.1.2泄漏電流的測量4.1.3目前常用的絕緣電阻測試方法2絕緣電阻能不能用數(shù)字萬用表測？一般是對絕緣物體而言，用于不同電壓等級的用電器，其中絕緣物體對絕緣要求也是不同的。 常用的家用電器，電源電壓是220V交流電，對絕緣物體的絕緣要求是：在500V的條件下，絕緣電阻應(yīng)大于等于5兆歐姆，可以使用500V的絕緣搖表檢測。44.1絕緣電阻、吸收比與泄漏電流的測量1.絕緣電阻電介質(zhì)和絕緣結(jié)構(gòu)的絕緣狀態(tài)最基本的綜合性特性參數(shù)由于電氣設(shè)備中大多采用組合絕緣和層式結(jié)構(gòu)，故在直流電壓下均會有明顯的吸收現(xiàn)象

2、，使外電路中出現(xiàn)一個隨時間而衰減的吸收電流。如果在電流衰減過程中的兩個瞬間測得兩個電流值或兩個相應(yīng)的絕緣電阻值，則利用其比值（吸收比）可檢驗絕緣介質(zhì)是否嚴(yán)重受潮或存在局部缺陷。絕緣性能是最基本的指標(biāo)之一，通常用兆歐表來測量。規(guī)定以加壓后1min時測得的電阻值作為試品的絕緣電阻。34.1.1 絕緣電阻與吸收比的測量2. 兆歐表兆歐表俗稱搖表，接線原理圖如圖4-1所示。被試物接到兩個測量端子L和E之間時，搖動發(fā)電機(jī)手柄，直流電壓就加到兩個并聯(lián)的支路上。M為流比計式的測量機(jī)構(gòu)，包括電壓線圈LV和電流線圈LA。U為手搖(或電動)直流發(fā)電機(jī)，也可以是交流發(fā)電機(jī)經(jīng)晶體二極管整流。圖4-1 兆歐表的原理接線

3、圖44.1.1 絕緣電阻與吸收比的測量第一個支路的電流IV 通過電阻RV 和電壓線圈LV。第二個支路電流I V 通過被試電阻Rx 和電流線圈LA。兆歐表的測量結(jié)果不受電源電壓波動影響，這是其重要優(yōu)點。兩個線圈中電流產(chǎn)生的力矩方向相反力矩差的作用可動部分旋轉(zhuǎn)，兩個線圈所受的力也隨之改變受力平衡并聯(lián)支路電流分配與電阻成反比，故偏轉(zhuǎn)角的大小可以反映出被試電阻的大小。5指針偏轉(zhuǎn)角度正比IV兆歐表于I V /I A4.1.1 絕緣電阻與吸收比的測量G是兆歐表的屏蔽端子用以消除被試品表面泄漏電流的影響不接屏蔽極測得的絕緣電阻是表面電阻與體積電阻的并聯(lián)值把絕緣介質(zhì)表面纏上幾匝裸銅線，并接到端子G上，則沿面泄

4、漏電流經(jīng)過G直接回到發(fā)電機(jī)，而不經(jīng)過電流線圈?？蓽y得消除了表面泄漏電流影響的真實體積電阻值。圖4-2 兆歐表屏蔽極的使用64.1.1 絕緣電阻與吸收比的測量由于采用了流比計的測量機(jī)構(gòu)，儀表的讀數(shù)與發(fā)電機(jī)的端電壓絕對值關(guān)系不大，一般只要使手柄的轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的80%就可以了，重要的是要保持恒定轉(zhuǎn)速。因為試品有一定的電容量，電壓的變動也會引起電容電流的變化，使指針搖擺不定。試品電容較大時停止轉(zhuǎn)動發(fā)電機(jī)避免被試品電容電流反充損壞儀表斷開兆歐表對于電容較大的設(shè)備，利用前面的吸收現(xiàn)象來測量這些設(shè)備的絕緣電阻隨時間的變化，可以更有利于判斷絕緣的狀態(tài)。7104.1.1 絕緣電阻與吸收比的測量3.等效電路R

5、 0 和R 分別表示t =0和t = 時測得的絕緣電阻rRR=R= R(4.2)(4.1)0r + RR R= 1+ RrR = R + R(4.3)(4.4)120R R (R + R )(C + C)2r = 121212(4.5)(R C - RC)21122過渡過程的時間常數(shù)R1R2T =(C + C )(4.6)R + R1212對于實際絕緣來說，由于結(jié)構(gòu)不均勻，吸收電流的起始值常大于泄漏電流值，此時： =1+ 2(4.7)圖3-16 雙層復(fù)合電介質(zhì)及其等效電路o84.1.1 絕緣電阻與吸收比的測量4.缺陷判斷絕緣介質(zhì)受潮后，R 值明顯減小，r 值則因為各層的不均勻程度的減小而有所增

6、加。因此，比值R /R 0 減小為1，同時時間常數(shù)T也明顯減小，通過測量R/R 0 可以知道絕緣介質(zhì)是否受潮。對大型發(fā)電機(jī)還可以采用10min和1min的絕緣電阻比值作為極化指數(shù)，可以反映絕緣介質(zhì)是否有嚴(yán)重集中性缺陷。除受潮外，當(dāng)絕緣介質(zhì)有嚴(yán)重集中性缺陷時，K值也能反映出來。通常測定的是15s及60s時的絕緣電阻R 15及R60，并把后者對前者的比值稱為絕緣的吸收比K。一般認(rèn)為如K1.3，就可判斷絕緣介質(zhì)可能受潮。94.1.1 絕緣電阻與吸收比的測量雖然測量絕緣電阻能發(fā)現(xiàn)一些缺陷，但還是有一部分缺陷難以用此方法發(fā)現(xiàn)，需要其他補(bǔ)充手段。能有效地發(fā)現(xiàn)的缺陷不能有效地發(fā)現(xiàn)的缺陷絕緣介質(zhì)中的局部缺陷；

7、非貫穿性的 局部損傷、氣泡等； 絕緣介質(zhì)的老化；總體絕緣質(zhì)量欠佳；絕緣介質(zhì)受潮；兩極間有貫穿性的導(dǎo)電通道； 絕緣介質(zhì)表面情況不良。104.1.1 絕緣電阻與吸收比的測量有些絕緣介質(zhì)，特別是油浸的或電壓等級較高的絕緣介質(zhì)，即使有嚴(yán)重缺陷，用兆歐表測得的絕緣電阻值、吸收比，仍可能滿足規(guī)定要求，這主要是因為兆歐表的電壓較低的緣故，所以常用三比較法。與規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)相比較；與本絕緣介質(zhì)過去試驗的歷史資料相比較；與同類設(shè)備以及同類數(shù)據(jù)的不同部分的數(shù)據(jù)相比較，還應(yīng)該與本絕緣介質(zhì)的其它試驗結(jié)果相比較。不論是絕緣電阻的絕對值還是吸收比都只是參考性的。如不滿足最低合格值，則絕緣中肯定存在某種缺陷。但是，如已滿足最低合

8、格值，也還不能肯定絕緣介質(zhì)是良好的。114.1.1 絕緣電阻與吸收比的測量5.測量絕緣電阻時應(yīng)注意事項試驗前應(yīng)將試品接地放電一定時間。對容量較大的試品，一般要求5-10min。絕緣電阻與試品溫度有十分顯著的關(guān)系。對帶有繞組的被試品，應(yīng)先將被測繞組首尾短接，再接到L端子：其他非被測繞組也應(yīng)先首尾短接后再到相應(yīng)接端子。高壓測試連接線應(yīng)盡量保持架空，確需使用支撐時，要確認(rèn)支撐物的絕緣性能對被試品絕緣測量結(jié)果的影響極小。每次測試結(jié)束，應(yīng)在保持兆歐表電源電壓的條件下，先斷開L端子與被試品的連線，以免試品對兆歐表反向放電，損壞儀表。測量吸收比時，應(yīng)待電源電壓達(dá)穩(wěn)定后再接入被試品，并開始計時。124.1.1

9、絕緣電阻與吸收比測量本節(jié)內(nèi)容4.1.2泄漏電流的測量4.1.3目前常用的絕緣電阻測試方法134.1.2 泄漏電流測量1.泄漏電流除了用兆歐表之外，還可以利用高壓直流裝置和微安表測量被測絕緣介質(zhì)的泄漏電流，兩者 的原理和適用范圍是一樣的。但是測量泄漏電流有其優(yōu)點。測泄漏電流法優(yōu)點使用電壓更高直流電壓逐漸增大加在被試品上的直流電壓要比兆歐表的工作電壓高得多，故能發(fā)現(xiàn)兆歐表所不能發(fā)現(xiàn)的某些缺陷。施加在試品上的直流電壓是逐漸增大的，這樣就可以在升壓過程中監(jiān)視泄漏電流的增長。144.1.2 泄漏電流測量曲線1；絕緣良好的發(fā)電機(jī)，泄漏電流值較小，且隨電壓呈線性上升。2.泄漏電流變化曲線曲線2；如果絕緣受潮

10、，電流值變大，但基本上仍隨電壓線性上升。曲線3；表示絕緣中已有集中性缺陷，應(yīng)盡可能找出原因加以消除。曲線4；在電壓尚未到直流耐壓試驗電壓的1/2時，泄漏電流就已急劇上升，則這臺發(fā)電機(jī)在運行電壓可能發(fā)生擊穿。由圖可知t -發(fā)電機(jī)直流耐壓試驗電壓圖4-3 發(fā)電機(jī)的泄漏電流變化曲線1-良好絕緣3-有集中性缺陷的絕緣2-受潮絕緣4-有危險的集中缺陷的絕緣154.1.2 泄漏電流測量3.測量泄漏電流接線圖下圖測量泄漏電流的接線圖，交流電源經(jīng)調(diào)壓器接到試驗變壓器T的一次繞組上。其電壓用電壓表PV1測量；試驗變壓器輸出的交流高壓經(jīng)高壓整流元件VD(一般采用高壓硅堆)接在穩(wěn)壓電容C上。R為保護(hù)電阻，以限制初始

11、充電電流和故障短路電流不超過整流元件和變壓器的允許值。整流所得的直流高壓可用高壓靜電電壓表PV2 測得，而泄漏電流則以接在被試品TO高壓側(cè)或接地側(cè)的微安表來測量。圖4-4泄漏電流試驗接線圖164.1.2 泄漏電流測量4.微安表保護(hù)電路測量用的微安表是很靈敏、很脆弱的儀表，在使用過程中很容易被損壞，需要使 用專門的保護(hù)電路保護(hù)器安全。放電管V：當(dāng)微安表電流超過一定值，電阻的電壓降會引起V放電而保護(hù)微安表。 SLRA電感L：電感在試品意外擊穿時會限制電流脈沖并加速V的動作。C電容C：使微安表的指示更加平穩(wěn)。V微安表保護(hù)回路圖4-5開關(guān)S:為了減小微安表損壞的可能性，除必要時候，其余時間都短接174.1.1絕緣電阻與吸收比測量本節(jié)內(nèi)容4.1.2泄漏電流的測量4.1.3目前常用的絕緣電阻測試方法184.1.3 常用絕緣電阻的測量方法數(shù)字兆歐表在電氣領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)基本上取代了手搖式的兆歐表，它由以下三部分組成，其中，BY2671是目前比較常用的一種測量絕緣電阻的儀器。自動量程切換顯示電路高壓發(fā)生器測量橋路其工作原理：經(jīng)電子線路構(gòu)成的高壓發(fā)生器將低壓轉(zhuǎn)換成高壓試驗電源，供給測量橋路；測量橋路實現(xiàn)比例式測量，將測量結(jié)果送