第2课-绝缘电气特性及故障诊断概论(4)

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一、高电压与绝缘技术的发展（续）
◇高电压是相对于低电压而言的，对于电力系统来 说，1kV以上至220kV称为高压，220kV至800kV称为 超高压（EHV），1000kV以上称为特高压（UHV）。 ◇绝缘体是相对于导体而言的，绝缘体电阻率很高 （可达109~1022Ω.cm），通常通过的泄漏电流非常小， 可以忽略不计。
• 产生原因：长线电容效应、不对称接地和突然 甩负载。
• 采取措施：传统的方法是使用同步补偿机或并 联电抗器，近年来的发展了静止无功补偿技术 ，各有优缺点。
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谐振过电压
• 一、产生谐振过电压的原因：由于系统中存在着大量的电容 电感元件，在系统进行操作或发生故障时，这些电容电感元 件可能形成各种不同自振频率的振荡回路，在外电源的作用 下发生谐振现象，造成某些元件上出现谐振过电压。
绝缘等级
E B F H
使用极限温度
120℃
温升限 值
75K
130℃
80K
155℃
105K
180℃
120K
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• SF6气体已有百年历史，它是法国两位化学家Moissan和 Lebeau于1900年合成的人造惰性气体，1940年前后，美国军 方将其用于曼哈顿计划（核军事）。1947年提供商用。当前 SF6气体主要用于电力工业中。SF6气体用于4种类型的电气设 备作为绝缘和/或灭弧:SF6断路器及负荷开关设备，SF6绝缘 输电管线，SF6变压器及SF6绝缘变电站。80％用于高中压电力 设备。
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工频过电压
• 工频过电压在暂时过电压中的重要性：它是确 定超高压远距离输变电设备绝缘水平的重要依 据，其幅值影响保护电器的工作条件和保护效 果。它的持续时间影响设备绝缘及运行性能， 并且长线中的操作过电压是在工频过电压的基 础上振荡产生的。在超高压输电系统中，工频 电压升高应当受到相当的重视。

电气设备绝缘试验
•3.6 交流耐压试验
耐压试验
对绝缘施加一个比工作电压高得多的电压 进行试验。在试验过程中可能引起设备绝 缘的损坏，故又称破坏性试验。
为避免设备损坏，耐压试验要在非破坏性 试验后进行，即在非破坏试验合格后方允 许进行。
处于低电位，调试方便安全，主要用于实验室试验
•反接线：Ｄ点接高压，Ｃ点接地，试品一端直接接地。电桥本体应有
高绝缘强度，有可靠的接地线 ，适用于现场试验
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电气设备绝缘试验
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•正接线
电气设备绝缘试验
•西林电桥反接线
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现场试验中：有许多 一端接地的试品，如 敷设在地下的电缆及 摆在地面的重大电气 设备，要改成对地绝 缘是不可能的，只能 改变电桥回路的接地 点。这样就产生了一 种反接法的西林电桥
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电气设备绝缘试验
5）测量介损的功效
测量介损能有效地发现的缺陷：
（1）绝缘受潮 （2）穿透性导电通道 （3）绝缘内含气泡的游离、绝缘分层、脱壳等 （4）老化劣化，绕组上附积油泥 （5）绝缘油脏污、劣化等
测量介损不易发现的局部性缺陷：
（1）非穿透性局部损坏（测介损时没有发生局部放电） （2）很小部分绝缘的老化劣化 （3）个别的绝缘弱点
电气设备绝缘试验
•4). 测量的影响因素
•（1）温度的影响——尽可能在10~30℃的条件下测量
•（2）试验电压的影响——测量 与
•
于判断绝缘的状态和缺陷的类型，图3-13
的关系，有助
•（3）试品表面泄漏的影响——将试品擦拭干净，必要时
•
加屏蔽
•（4）试品电容量的影响——对电容量大的试品，测

高电压设备的绝缘检测与维护
01
02
பைடு நூலகம்
03
定期检测
按照规定的周期对高电压 设备进行绝缘检测，及时 发现并处理存在的隐患。
预防性维护
采取一系列预防措施，如 保持设备清洁、定期更换 绝缘材料等，以降低设备 发生故障的风险。
应急处理
在设备出现故障时，采取 紧急措施，如切断电源、 释放残余电荷等，以保障 人员和设备安全。
通过直接对设备施加高电压来检测设备的耐压水平，是常用的试 验方法。需要使用高压电源、变压器、调压器等设备。
冲击试验
模拟雷电过电压等瞬态冲击过程，对设备进行耐压检测。需要使用 冲击电压发生器、脉冲电流发生器等设备。
介质损耗角正切值试验
通过测量绝缘材料的介质损耗角正切值，评估其绝缘性能。需要使 用高压电桥、介质损耗角测量仪等设备。
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电力系统中的高电压与绝 缘问题
电力系统中的过电压现象及其防护
过电压现象
过电压是指电力系统在特定条件下所 出现的超过正常工作电压的异常电压 升高现象。
过电压的分类
过电压防护措施
为防止过电压对电力系统的危害，应 采取一系列防护措施，包括安装避雷 器、限制操作过电压和改善设备绝缘 等。
根据产生原因，过电压可分为雷电过 电压、操作过电压和暂时过电压等。
对策
为减少对环境的负面影响，应采取一系列环保措施，如使用环保型绝缘材料、回收废弃物、减少能源消耗等。同 时，应加强设备的维护和保养，防止油渍泄漏等污染物排放。
感谢观 看
THANKS
绝缘检测的基本原理与技术
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电场法 利用电场测量技术，通过测量绝缘材料的电场分 布，评估其绝缘性能。需要使用电场测量仪等设 备。

诊断对象（按绝缘类型划分）
电机、油浸绝缘设备、CV电缆（XLPE电缆）、气体绝缘设备。
诊断过程
信号采集、特征提取（信号及数据处理）、状态识别、预报决策
1.2 绝缘诊断技术意义
绝缘事故比例高 大型电气设备的重要性 定期预防性维修体制的不足 状态监测的科学性
2000年 2001年 2002年 2003年 30 20 10
1) 本征击穿场强非常高。 2) 电器设备中绝缘材料击穿场强比本征击穿场强低。 3) 原因：厚度效应、杂质及气孔。 4) 绝缘击穿机理：电击穿、热击穿、电－机械击穿。
油浸绝缘
很少的水分及纤维杂质的混入，将是击穿电压下降。
1、电压－寿命特性
关系1： t kU n
关系2： t k(U U0 )n k为常数，n 为寿命指数，U0为局部放电起始放电电压。
交流耐受电压（kV）
四、气体绝缘设备
SF6气体绝缘。 金属微粒危害重大。
无金属微粒
有金属微粒
气压（Torr）
2.2 绝缘材料的老化
受到多种因素的影响，共同作用，相互影响。 一种复杂的物理、化学变化，具有不可逆性。 渐进的、长期的过程。 老化特征量：直接和间接特征量。
一、电老化
在长期电场作用下绝缘中发生的老化称为电老化。 固体绝缘
结果使纸层间存在气隙或油隙。
油纸绝缘结构中局部放电的发展
二、热老化
有机绝缘材料若老化的主要过程是热降解。热降解是 一系列复杂的化学反应，特别是指氧化反应。
绝缘的热老化遵循Arrhenius方程：
v
v0
exp( Wa kT
)
聚乙烯类材料若老化特征：材料的伸长率、拉伸强度 等机械性能下降；电气性能下降。
3.1 旋转电机