绝缘检测原理

绝缘电阻的测量原理

采用电桥调零法测量外加电压为u时的绝缘电阻，原理电路如图1所示。由图1可以得出待测的绝缘电阻RX为

(1)

图1 测量电路原理图

当RX=0时，若使式(1)中，则要R1、R2、R3和R4组成的电桥平衡，因此

(2)

由式(2)可知，当RX很大时，UX很小，为保证测量精度需对UX信号进行放大。设放大器输出为UXK，放大倍数为K，则式(2)可以写成

(3)

可见，RX的测量值与外加电压u无关。当给定K、R3和R4，并使RX=0时电桥平衡，接入RX后只要测得UREF和UXK，则可由式(3)求得绝缘电阻RX。当然u及R1～R4的数值大小影响UREF和UXK的大小。

2、 绝缘电阻的测试

绝缘电阻的测试原理是在电容器上加上一定的高压，然后测试流过它的漏电流，再换算成绝缘电阻值，由电表指示出。因此绝缘电阻测试仪由直流高压发生器（测试电压）和漏电流测试器（精密电压表）组成。测试电压分为10V、50V、100V、250V、500V……。测试电容器绝缘时，应该选择低于额定工作电压的最大标准测试电压。

老式的绝缘电阻测试仪由电子管组成，耗电大，发热重，测试速度也比较慢。

3、 漏电流的测试

漏电流的测试实际上与绝缘电阻的测试是一回事。电解电容器考核漏电流，而其它电容器考核绝缘电阻。测试电解电容器漏电流时，测试电压需要和电容器的额定电压相同，所以漏电流测试仪的测试电压要求能够从0伏连续调节到500伏，以满足繁多的额定电压。另外电解电容器的漏电流也比其它电容器大得多，使得漏电流测试仪与绝缘电阻测试仪不太相同。

1，绝缘电阻表主要由三部分组成。

第一是直流高压发生器，用以产生一直流高压。

第二是测量回路。

第三是显示。

(1)直流高压发生器

测量绝缘电阻必须在测量端施加一高压，此高压值在绝缘电阻表国标中规定为50V、100V、250V、500V、1000V、2500V、5000V…

干式空心电抗器匝间绝缘检测原理及试验分析

发表时间：2018-04-16T10:31:02.387Z 来源：《电力设备》2017年第32期 作者： 李梦滔 韦瑞峰 荀羽 代正云

[导读] 摘要：干式空心电抗器是变电站中的的重要设备，干式空心电抗器能否正常安全运行直接影响变电站乃至整个电力系统能否正常安全运行，然而在实际运行中，干式空心电抗器匝间绝缘极为容易出现故障，因此，加强对干式空心电抗器匝间绝缘检测和试验研究就变得

尤为重要。

（云南电网有限责任公司昆明供电局 650000）

摘要：干式空心电抗器是变电站中的的重要设备，干式空心电抗器能否正常安全运行直接影响变电站乃至整个电力系统能否正常安全运行，然而在实际运行中，干式空心电抗器匝间绝缘极为容易出现故障，因此，加强对干式空心电抗器匝间绝缘检测和试验研究就变得尤

为重要。本文先是介绍了干式空心电抗器匝间绝缘短路在不同电源频率影响下电感的变化情况，然后在此基础上分析讨论了干式空心电抗

器匝间绝缘检测原理，最后对干式空心电抗器匝间绝缘进行了实验结果分析，具有一定现实意义，为相关研究提供参考。

关键词：干式空心电抗器；匝间绝缘；检测原理；试验分析

1.引言

如今，随着经济和科技的发展，生产和生活用电大大增加，电力系统也随之飞速发展起来，电抗器是电力系统中的重要组成部分，在电力系统中被广泛使用。在所有的电抗器中，干式空心电抗器因其结构简单、易于操作、成本较低等诸多优点在电力系统中应用的最为广

泛。虽然与其他类型的电抗器相比，干式空心电抗器具有诸多优点，但是也和所有的设备一样不可避免在运行过程中会存在各种缺陷、出

现各种问题。通过查阅大量相关资料可以知道，干式空心电抗器匝间绝缘故障主要是因为电抗器匝间出现了短路，造成匝间局部电流异常

过大，进而起火烧毁电抗器，引起电抗器故障，严重影响干式空心电抗器的正常运行工作，甚至会造成安全事故和经济损失。

针对干式空心电抗器匝间绝缘故障的问题，国内外也已经进行了相关研究，对干式空心电抗器在技术和设备上都进行了不同程度的研究，并研发了检测设备对干式空心电抗器匝间绝缘故障进行检测；相关部门也出台了具体的匝间绝缘故障检测标准。但从总体来讲，国内

1、测量绝缘电阻能发现哪些缺陷？比较与测量泄漏电流试验项目的异同。

答：（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。测量绝缘电阻和测量泄露电流试验项目的相同点：两者的原理和适用范围是一样的，不同的是测量泄漏电流可使用较高的电压(10kV及以上)，因此能比测量绝缘电阻更有效地发现一些尚未完全贯通的集中性缺陷。）

2、绝缘在干燥时和受潮后的特性有何不同？测量吸收比能较好地判断绝缘是否受潮？

答：绝缘干燥时的吸收特性02RR，而受潮后的吸收特性01RR。如果测试品受潮，那么在测试时，吸收电流不仅在起始时就减少，同时衰减也非常快，吸收比的比值会有明显不同，所以通过测量吸收比可以判断绝缘是否受潮。）

3、简述西林电桥的工作原理和公式推导，为何桥臂中的一个电容要用标准电容器，这些测量项目的测量准确度受哪些因素的影响？

答：（西林电桥是利用电桥平衡的原理，当流过电桥的电流相等时，电流检流计指向零点，即没有电流通过电流检流计，此时电桥相对桥臂上的阻抗乘积值相等，通过改变R3和C4来确定电桥的平衡以最终计算出Cx和tanδ。采用标准电容器是因为计算被试品的电容需要多个值来确定，如果定下桥臂的电容值，在计算出tanδ的情况下仅仅调节电阻值就可以最终确定被试品电容值的大小。

这一试验项目的测量准确度受到下列因素的影响：处于电磁场作用范围的电磁干扰、温度、试验电压、试品电容量和试品表面泄露的影响。）

4、如果在现场测量tanδ电桥无法平衡时，应考虑是什么情况造成的？并采用何种措施维持其平衡？

答：有可能是外部电场的干扰。应采用下列措施使电桥调到平衡：

（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；（3）倒相法。）

5、什么是测量tanδ的正接法和反接法？它们各适用于何种场合？

答：（正接线是被试品CX的两端均对地绝缘，连接电源的高压端，而反接线是被试品接于电源的低压端。反接线适用于被试品的一极固定接地时，而正接线适用于其它情况。）

1、不平衡桥检测母线接地电阻原理

如图，令桥臂切换到A桥时BUS+对地电压为Vap，BUS-对地电压为Van,桥臂对地电压为Vas；桥臂切换到B桥时BUS+对地电压为Vbp，BUS-对地电压为Vbn,桥臂对地电压为Vbs；桥臂悬空时BUS+对地电压为Vp，BUS-对地电压为Vn，BUS+对BUS-电压为Vpn；BUS-的接地电阻为Rxn，BUS+的接地电阻为Rxp

由基尔霍夫电流定律，不论桥臂切换到A桥还是B桥，都有I1+I2+I3=0

则切换到A桥时有

Vap/(R2//Rxp)+Van/(R1//Rxn)+Vas/Rs = 0 ①

切换到B桥时有

Vbp/(R2//Rxp)+Vbn/(R1//Rxn)+Vbs/Rs = 0 ②

①、②两式中Rxp，Rxn为未知量，其余皆为已知量或测量量。通过①、②两式的方程组求解，即可计算出Rxp，Rxn的值。

Vpn在桥臂出于任何状态时都可以通过1，2两点电压采样通过减法电路计算得出。

Vp，Vn可以在桥臂悬空时通过1、2两点直接测量计算获得。如果桥臂没有悬空位置，则可以通过Vpn，Rxp，Rxn，R1，R2计算得出。 具体计算公式如下

Vp = (Rxp//R2)/(( Rxp//R2)+( Rxn//R1))*Vpn

Vn = -(Rxn//R1)/(( Rxp//R2)+( Rxn//R1))*Vpn

2、支路接地电阻检测原理

如图所示，由于对交流信号来说，电池组的阻抗非常小，可以认为短路。无接地电容时，当支路无接地时注入信号电流I1和I2通过装置内部的不平衡桥电路形成回路，对外部电路基本没有影响，测量CT无信号输出；当支路有接地电阻时（由于对交流信号来说，电池相当于短路，支路正负接地效果相当），由于漏电流I3的存在，测量CT有感应信号输出，信号幅度正比于I3。