第90讲电气设备绝缘试验.ppt

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1、高电压技术,第4章 电气设备绝缘预防性试验,绝缘监测和诊断的基本概念绝缘电阻和泄漏电流的测量介质损耗角正切的测量局部放电的测量耐压试验预防性试验方法的特点总结绝缘的在线监测,绝缘监测和诊断的基本概念,绝缘的监测和诊断技术概念绝缘的监测和诊断技术分类绝缘监测和诊断技术的三个基本环节绝缘诊断规则,绝缘的监测和诊断技术概念,电力设备绝缘在运行中受到电、热、机械、不良环境等各种因素的作用，其性能将逐渐劣化，以致出现缺陷，造成故障，引起供电中断。通过对绝缘的试验和各种特性的测量，了解并评估绝缘在运行过程中的状态，从而能早期发现故障的技术称为绝缘的监测和诊断技术,绝缘的监测和诊断技术分类,按照对设备造成的

2、影响程度分类（两类）,破坏性试验，即耐压试验,检查性试验(非破坏性试验)，亦称绝缘特性试验。,以高于设备的正常运行电压来考核设备的电压耐受能力和绝缘水平。耐压试验对绝缘的考验严格，能保证绝缘具有一定的绝缘水平或裕度；缺点可能在试验时给绝缘造成一定的损伤,交流耐压试验、直流耐压试验、雷电冲击耐压试验及操作冲击耐压试验,破坏性试验，即耐压试验,包含的种类,在较低电压下或用其它不会损伤绝缘的方法测量绝缘的各种情况，从而判断绝缘内部的缺陷,检查性试验(非破坏性试验)，亦称绝缘特性试验：,绝缘电阻试验、介质损耗角正切试验、局部放电试验、绝缘油的气相色谱分析(DGA)等,包含的种类：,绝缘的监测和诊断技术

3、分类,互为补充、不能相互代替应先做检查性试验，且据此确定耐压试验的时间和条件,按照设备是否带电的方式分类（两类）,离线：要求被试设备退出运行状态，通常是周期性间断地施行，试验周期由电力设备预防性试验规程（DL/T 596）规定,特点：可采用破坏性试验和非破坏性试验两种方式，两种方式是相辅相成的。耐压试验往往是在非破坏性试验之后才进行。缺点是对绝缘耐压水平的判断比较间接，尤其对于周期性的离线试验更不易判断准确,定期检修存在两个方面的不足：一是设备存在潜在的不安全因素时，因未到检修时间而不能及时排除隐患；二是设备状态良好，但已到检修时间，就必须检修，检修存在很大的盲目性，造成人力、物力的浪费，检修

4、效果也不好。,“失修”和“过修”,状态检修Condition Based Maintenance(CBM)，是指根据先进的状态监测和诊断技术提供的设备状态信息，判断设备的异常，预知设备的故障，在故障发生前进行检修的方式，即根据设备的健康状态来安排检修计划，实施设备检修。状态检修是企业以安全、可靠性、环境、成本为基础，通过设备状态评价、风险评估，检修决策，达到运行安全可靠，检修成本合理的一种检修策略。,状态检修是根据先进的状态监测和分析诊断技术提供的设备状态信息，基于设备在需要维修之前存在一个使用寿命这一特点，来判断设备的异常,预测设备的故障，根据设备的健康状态来适时安排检修计划，实施设备不定期

5、检修及确定检修项目。状态检修能有效地克服定期检修造成设备过修或失修的问题,提高设备的安全性和可用性。状态检修是一个系统的工程，其核心部分主要有变电设备的状态检测、设备的故障诊断以及设备的状态预测等。,国外的设备状检修发展较早。上世纪七十年代末，美国电力科学研究院（EPRI）就对电力设备的状态检修进行研究和应用，目前已向RCM发展。日本是从上世纪八十年代开始对电力设备实施以状态分析和在线检测为基础的状态检修。欧洲大多数国家也正在进行检修体制的改革，方向也是状态检修，德国认为 目前应在发电厂开发设备监控与诊断技术的基础上，推行状态检修，或在检修工作中尽量增加状态检修项目。到目前为止，基于计算机网络

6、技术的设备管理、事故分析和预警系统在美、加等国已普遍应用。,我国电力设备状态检修方面的工作起步较晚，但发展势头强劲，已经有了许多成果。如：清华大学自1985年开始研究的电力设备放电在线监测系统。随着计算机网络技术、Internet技术的普及和发展以及电力系统的不断改革，我国的电气设备状态管理和状态检修得到一些发展，相应地出现了一些管理软件和检修系统。,国网2008-01-21，国网推出了“输变电设备状态检修试验规程（Regulations of Condition-Based Maintenance&Test for Electric Equipment）”，2008年11月，国家电网公司确定

7、了9家输变电设备状态检修试点单位并进行了严格验收。,在线：在被试设备处于带电运行的条件下，对设备的绝缘状况进行连续或定时的监测，通常是自动进行的,特点：只能采用非破坏性试验方式。由于可连续监测，除测定绝缘特性的数值外，还可分析特性随时间的变化趋势，从而显著提高了其判断的准确性,在线方法,绝缘预防性试验概念：为了对绝缘状态作出判断，需对绝缘进行各种试验和监测，通称为绝缘预防性试验,绝缘监测和诊断技术的三个基本环节,正确选用各种传感器及测量手段，检测或监测被试对象的种种特性，采集各种特性参数,对原始的杂乱信息加以分析处理(数据处理)，去除干扰，提取反映被试对象运行状态最敏感、有效的特征参数,传感器

8、与测量方法,数据处理,根据提取的特征参数和对绝缘老化过程的知识以及运行经验，参照有关规程对绝缘运行状态进行识别、判断，即完成诊断过程。并对绝缘的发展趋势进行预测，从而对故障提供预警，并能为下一步的维修决策提供技术根据,绝缘诊断,逻辑诊断中将特征只归结为“有”和“无”两种(或特征参数大于某给定的阈值则为“有”该特征，否则为“无”)，诊断对象的状态同样只归结为“有”和“无”，或“好”和“坏”两种，即特征和状态均采用二值逻辑量来描述,绝缘诊断规则,逻辑诊断简单明了，应用较广，但把问题过于简化，诊断准确度较低,考虑到被试对象的特征及状态评价的主观不确定性，即模糊性，许多情况不能简单地用“有”、“无”和

9、“好”、“坏”来评定。模糊诊断中被试对象的特征和状态不用二值逻辑量描述，而用多值逻辑的特征函数来描述，如某特征“很强”、“强”、“一般”、“弱”、“很弱”，某故障“严重”、“较严重”、“一般”、“轻微”、“无”等，然后按特征或状态参数的取值量确定归入某一类别。如采用连续变化的特征函数，判断可更加准确,模糊诊断：,考虑到被试对象特征参数分布的不确定性，即统计性。对于处于同样状态的同类设备，其特征参数并不相同，而按一定的统计规律分布。利用这些规律进行绝缘诊断,(a)绝缘完好和损坏时(b)两者重叠图 概率密度曲线不重叠,统计诊断：,某特征参数的概率密度,第1节 绝缘电阻、吸收比和泄漏电流的测量,测量

10、绝缘电阻与吸收比的工作原理测量绝缘电阻与吸收比的方法泄漏电流的测量,测量绝缘电阻与吸收比的工作原理,双层介质模型的电流时间特性,双层介质等值电路图,吸收和泄漏电流及绝缘电阻的变化曲线,在工程应用上的表达方便，把介质处在吸收过程时的U/i也称呼为绝缘电阻R,吸收和泄漏电流及绝缘电阻的变化曲线,定义极化指数P：为加压10分钟时的绝缘电阻与1分钟时电阻之比值,定义吸收比K：加压60秒时的绝缘电阻与15秒时电阻之比值,电阻R1、R2显著降低、泄漏电流大大增加，时间常数 大为减小吸收电流迅速衰减,若绝缘内部部分受潮 R1与R2中的一个数值降低时间常数 也会大为减小吸收电流仍会迅速衰减、,某变压器的绝缘电

11、阻与时间关系曲线1受潮时；2 经干燥后,若绝缘内部有集中性导电通道，或绝缘严重受潮,绝缘状态的判定,电力变压器及大型发电机凡采用沥青浸胶及烘卷云母绝缘者：K值应不小于1.3，P 值应不小于1.5；大型发电机采用环氧粉云母者：K值应不小于1.6，P 应不小于2.0；发电机容量在200MW及以上，推荐测量。,吸收比K（及极化指数P，下同）的下降。当K=1或接近于1，则设备基本丧失绝缘能力,电力设备预防性试验规程等规定：,测量绝缘电阻与吸收比的方法,测量仪表：为了测准吸收比，需用灵敏度足够高的兆欧表。现场仍较多采用带有手摇直流发电机的兆欧表，俗称摇表,晶体管兆欧表：采用电池供电，晶体管振荡器产生交变

12、电压，经变压器升压及倍压整流后输出直流电压。,兆欧表选择：根据设备电压等级的不同，选用不同电压的兆欧表。例：额定电压1kV及以下者使用1000V兆欧表；1kV以上者使用2500V兆欧表,兆欧表的电压：500、1000、2500、5000V等,试品接于L、E两端之间，设试品绝缘电阻为Rx，一般有,兆欧表的原理结构图,电压线圈LV、电流线圈LA相互垂直在同一转轴上，处于一永久磁场中RV分压电阻、RV0电压线圈固有电阻RA限流电阻、RA0电流线圈固有电阻,电压线圈LV产生的转动力矩电流线圈LA产生的转动力矩,仪表指针固定在转轴上,，仪表指针偏转 角,把偏转角的读数直接标定为被测绝缘电阻RX的值,屏蔽

13、端子的作用屏蔽试品的表面漏导电流，测量值为体积绝缘电阻，反映绝缘体的内在品质,例：用兆欧表测量电缆绝缘电阻,用兆欧表测电缆绝缘电阻的接线图1铅铠外皮 2绝缘 3导芯,测量绝缘电阻能有效发现下列缺陷,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（比较有或无屏蔽极时所测得的值即可知）,测量绝缘电阻不能发现下列缺陷,绝缘中的局部缺陷（如非贯穿性的局部损伤、含有气泡、分层脱开等）绝缘的老化,测量绝缘电阻注意事项,试验前将被试品放电5-10min高压连线架空，注意绝缘吸收比和极化指数电源电压稳定再接试品并开始计时绕组类首尾短接再接 L等,测量绝缘电阻与温度有十分显著的关系，绝缘温度升

14、高时，绝缘电阻大致按指数规律下降，吸收比和极化指数也会有所改变，需要准确记录绝缘温度。,泄漏电流的测量,T.O.被试品H 高电位电极L 低电位电极PA 直流微安表R 保护电阻P 放电管C 缓冲电容K 旁路开关S 屏蔽系统,微安表直读法（两种接法）,泄漏电流的测量,测量电力变压器主绝缘泄漏电流的接线 T1：调压器；T2：高压试验变压器；D：高压硅堆 R：保护电阻；C：滤波电容；T：被试变压器,泄漏电流测量试验特点,所加直流电压较高，能揭示兆欧表不能发现的某些缺陷在升压过程中，从所测得电流与电压关系的线性度，可以指示绝缘情况,泄漏电流的测量,第4章 电气设备绝缘试验,绝缘监测和诊断的基本概念绝缘电

15、阻和泄漏电流的测量介质损耗角正切的测量局部放电的测量耐压试验预防性试验方法的特点总结绝缘的在线监测,第2节 介质损耗角正切的测量,电桥的基本原理存在外界电磁场干扰时的测量电流比较式电桥,测试无线电材料：常采用高频施压法，所加的电压不高在电工界：测量tg的仪器和方法有多种，西林电桥测法和电流比较式电桥测法在线监测：采用微计算机对tg的测量,电桥的平衡条件,电桥原理图,令,Z2为纯电容Z3为纯电阻,Z1为被测绝缘的等效阻抗Z4为阻容并联,西林电桥的基本回路,西林电桥的基本原理,高压臂：代表试品(Cx、Rx）的Z1；无损耗的标准电容CN，它以阻抗Z2作为代表低压臂：处在桥箱体内的可调无感电阻R3，以

16、Z3来代表；无感电阻R4和可调电容C4的并联，以Z4来代表 保护：放电管 P电桥平衡：检流计G 检零屏蔽：消除杂散电容的影响,西林电桥的基本回路,串联等值回路,西林电桥的基本回路,并联等值回路,tg2 极小，两种等值电路的Cx 相等,取,如C4以F计，则在数值上,高压电源对桥体杂散电容的影响高压引线与低压臂之间有电场的影响，可以看作其间有杂散电容CsCx和CN值很小，如CN一般只有50100pF，杂散电容Cs的引入，会产生测量误差,西林电桥的基本回路,影响电桥准确度的因素,外界电场的干扰 其间的杂散电容Ci会引入干扰电流，造成测量误差外界磁场干扰 电桥处在交变磁场中，将在桥体感应出一干扰电势,

17、屏蔽：将电桥的低压部分，包括被试品和标准电容器的低压电极在内，用接地的金属网屏蔽起来,存在外界电磁场干扰时的测量,现场的试品：难以实现屏蔽，故干扰较严重两次测量法：倒换试验变压器原边电源线的两头 第一次测得tg1和Cx 第二次测得tg2和Cx 准确的tg 和Cx值计算公式：,西林电桥的基本回路,检流计正反接抗磁场干扰：,设无磁干扰时，两个测量臂的数值分别为R3和C4；设存在磁干扰时，两个测量臂的数值分别为(R3+R3)和(C4+C4)；把检流计和电桥两臂相接的两端倒换一下，两个测量臂的数值将分别为(R3-R3)和(C4-C4),当检流计正接时测得：,当检流计反接时测得：,故可得：,因无磁场干扰

18、时：,跳过！,第 9 讲 电气设备绝缘试验,绝缘监测和诊断的基本概念绝缘电阻和泄漏电流的测量介质损耗角正切的测量局部放电的测量耐压试验预防性试验方法的特点总结绝缘的在线监测,第3节 局部放电的测量,测量局部放电的几种方法局部放电的脉冲电流测量法脉冲电流法测PD的基本回路和检测阻抗脉冲电流法的测量仪器及其校正,简称为PD-Partial Discharge，指由于电气设备内部绝缘里面存在的弱点，在一定外施电压下发生的局部的重复击穿和熄灭现象,局部放电的概念：,局部放电发生在一个或几个绝缘内部的气隙或气泡之中，在这个很小的空间内电场强度很大。它的放电能量很小，所以它的存在并不影响电气设备的短时绝缘

19、强度。但如一个电气设备在运行电压下长期存在局部放电现象，这些微弱的放电能量和由此产生的一些不良效应，如不良化合物的产生，就可以慢慢地损坏绝缘，日积月累，最后可导致整个绝缘被击穿，发生电气设备的突发性故障,局部放电的危害：,当介质内部发生局部放电时，伴随着发生许多现象。有些属于电的：如电脉冲的产生，介质损耗的增大和电磁波放射；有些属于非电的：如光、热、噪音、气体压力的变化和化学变化,这些现象都可以用来判断局部放电是否存在，因此检测的方法也可以分为电的和非电的两类,局部放电的特点：,局部放电的检测：,测量局部放电的几种方法,绝缘油的气相色谱分析法：这项试验是通过检查电气设备油样内所含的气体组成的含

20、量来判断设备内部的隐藏缺陷超声波探测法：在电气设备外壁放上由压电元件和前置放大器组成的超声波探测器，用以探测局部放电所造成的超声波，从而了解有无局部放电的发生，测其强度和发生的部位脉冲电流法：测PD所形成的脉冲电流大小以判断绝缘PD的强弱程度，这种方法可以给出定量的结果，目前规程中已规定了定量的指标,局部放电的脉冲电流测量法,局部放电的三电容模型：以三个电容来表征介质内部存在缺陷时的局部放电的机理 Cg：气泡的电容 Cb：和Cg相串联部分的介质电容 Cm：其余大部分绝缘的电容,介质内部气隙放电的三电容模型(a)具有气泡的介质剖面(b)等值电路,气泡很小，Cg比Cb大，Cm比Cg大很多电极间加上

21、交流电压u，则Cg上的电压为ug，,介质内部气隙放电的三电容模型(a)具有气泡的介质剖面(b)等值电路,ug随外加电压u升高，当u上升到Us瞬时值，ug到达Cg的放电电压Ug时，Cg气隙放电。于是Cg上的电压一下子从Ug 下降到Ur，然后放电熄灭 Ur叫做残余电压，它可以接近为零值，也可以为小于Ug（均绝对值）的其它值,局部放电时气隙中的电压和电流的变化,局部放电机理,局部放电时气隙中的电压和电流的变化,放电火花熄灭，Cg上的电压将再次上升，此时Cg及Cb已经有了一个初始的直流电压，此后的ug值与上式表达的值在绝对值上要小一个（Ug-Ur）值外加电压仍在上升，Cg上的电压也顺势而上升，当它再次

22、升到Ug时，Cg再次放电，电压再次降到Ur，放电再次熄灭,Cg上的电压从Ug突变为Ur（均绝对值）的一瞬间，就是局部放电脉冲的形成的时刻，此时通过Cg有一脉冲电流，局部放电时气泡中的电压和电流的变化如图所示,局部放电时气隙中的电压和电流的变化,当Cg放电时，放电总电容Cg：Cg上的电压变化为(UgUr)，故一次脉冲放出的电荷qr：当Cm Cb，Cg Cb，Ur=0时，qr UgCg,在实际试验时，式中所表达的各个量，都是无法实测得到的。所以要寻求其它能反映局部放电的量来测量。外施电压是作用在Cm上的，当Cg上的电压变动(Ug-Ur)时，会造成外施电压的变化量U应为,由此两式得总电容上的电压变化

23、量U：相应的电荷变化量q：把U 式代入上式q，可得,真实放电量qr：是无法测量的视在放电量q：其表达式中的量都是可以测得的。它是局部放电试验中的重要参量，国际和国家标准中，对于各类高压设备的视在放电量q的允许值均有所规定q比真实放电量qr小得多，它以pC作为计量单位,放电能量,放电重复率,影响局部放电特性的多种因素：主要有电压的幅值、电压的波形和频率、电压的作用时间、环境的温度及湿度和气压等,脉冲电流法测PD的基本回路和检测阻抗,三种基本测量回路,电桥平衡回路,试品通过Ck后与检测阻抗并联的回路,试品与检测阻抗相串联的回路,在测量仪器上所测得的局部放电脉冲值是与试验的局部放电视在电荷量q成比例

24、的，他们之间的具体比例关系与测量回路和放大器等都有关，要从指示值来计算视在放电电荷q是有困难的，只能通过试验来确定，亦即PD的测量仪器必须进行实验校正,PD试验的直接校准回路,脉冲电流法的测量仪器及其校正,显示器的视在放电量刻度系数k=UcCq/h 单位（pC/mm）,q UcCq,PD试验：国标规定对220kV及以上的电力变压器必须做,电力变压器PD测试的加压过程,图中U1为最高额定线电压UmU2：或要求在 的U2值下，q300pC或要求在 的U2值下，q500pC,第4章 电气设备绝缘试验,绝缘监测和诊断的基本概念绝缘电阻和泄漏电流的测量介质损耗角正切的测量局部放电的测量耐压试验预防性试验

25、方法的特点总结绝缘的在线监测,第5节 绝缘耐压试验,交流耐压直流耐压雷电冲击耐压操作冲击耐压,交流耐压,交流耐压：是交流设备的基本耐压方式。以变压器为例如图所示,交流耐压试验实施办法：电力设备预防性试验规程（DL/T596）已对各类设备的耐压值作出了规定。以电力变压器为例，当大修而全部更换绕组后，按出厂试验电压值进行试验。在其它情况下，它们的耐压值取出厂试验电压的85。规程给出了电力变压器的交流工频耐压值如表所示,电力变压器交流试验电压值括号内数值适用于不固定接地或经小电抗接地系统,直流耐压,是直流电力设备的基本耐压方式。对于交流电网中的长电力电缆等，在现场进行交流耐压试验常出现困难，因为长电

26、缆的电容量较大。为了减小试验电源的试验容量，规程规定采用直流耐压来检查电缆绝缘的质量。直流耐压基本上不会对绝缘造成残留性损伤,直流耐压特点,无局部放电损伤：对于电缆等油纸绝缘，在交、直流电压作用下，在油和纸上的电压分布不一样,交流时电压按介电常数 分布：电压较多作用在油层上；,直流时电压按电阻系数 分布：电压较多作用在纸上。纸的耐压强度较高，所以电缆能耐受较高的直流电压,为了加强绝缘的考验，电缆的直流耐压值规定得较高。尽管如此，对于使用在交流电网中的电缆，进行直流耐压对绝缘的考验不如交流耐压接近实际,直流耐压,对电力电缆的直流耐压持续时间为5分钟，可同时进行泄漏电流的测量，加压极性为负,对电力

27、变压器绝缘的泄漏电流测试时所施加的直流电压不很高，可以认为是非破坏性试验,对电机绝缘进行直流耐压，也是发现绝缘缺陷的重要方法,雷电冲击耐压,雷电冲击耐压用作为考验电力设备承受雷电过电压的能力。对电力变压器类试品不仅考验了主绝缘，而且是考验纵绝缘的主要方法,只在制造厂进行本项试验，因为本项试验会造成绝缘的积累效应，所以在规定的试验电压下只施加3次冲击。对小变压器是作为型式试验进行的,国家标准规定额定电压220kV，容量120MVA的变压器出厂时应进行本项试验。电力系统中的绝缘预防性试验，不进行本项试验。对主绝缘的耐受雷电过电压的能力，由交流耐压试验等值地承担,操作冲击耐压,高于330kV电力设备

28、的出厂试验应进行本项试验。对变压器进行出厂试验时，大多采用在高压绕组上直接加压法,IEC 1980年763刊物对电力变压器内绝缘操作波试验的波形，作出了下述规定，第一个半波极性为负，视在波前时间Tf 不小于20s，通常小于250s；视在波长时间Tz不小于500s，90峰值持续时间Td 不小于200s,IEC76-3和国家标准规定的操作冲击波形,国家标准GB744987文件对波形的规定，明确Tf 应为20s250s，反极性的峰值U2m0.5Um电力工业部的行业标准DL/T5961996规定的波形，基本上符合IEC标准，唯Tf 规定为不小于20s，未作上限值的规定。因为感应法产生的操作波，其Tf常

29、会超过250s。若强行规定Tf不大于250s，波形上所迭加的高频振荡的幅值有可能会较高,不同电压等级三相变压器（Y/接法），采用感应法产生操作波时的变压器接线图，两个图中，被试相全励磁，其余两相各半励磁,IEC规定的对330kV 对220kV及以下及以上变压器的试验接线 变压器的试验接线,左图：高压绕组中性点接地，在被试相产生额定试验电压；在其余两相产生与它极性相反、幅值为1/2额定试验电压值的操作波。这样使被试相的对地绝缘受到了考核；相间绝缘在出线处受到了1.5倍额定试验电压的考核,IEC规定的对330kV 对220kV及以下及以上变压器的试验接线 变压器的试验接线,右图：对于220kV的变

30、压器，其相间试验电压不能高于相对地试验电压，采用右图接线，非试相出线端接地，中性点受到1/3的试验电压，非试相绕组起着在电位上支撑被试相绕组的作用,IEC规定的对330kV 对220kV及以下及以上变压器的试验接线 变压器的试验接线,35500 kV变压器的操作冲击耐受电压（DL474.692）,注：1.220500kV有两个数值是因为有两种绝缘水平 2.500kV原表列出一个耐受值为1300，根据国家标准改列为1050及1175，与IEC763值相符 上表的耐受电压值适用于大修全部更换绕组后试验用，部分更换绕组及交接试验时应取表中值再乘以0.85,第绝缘诊断与绝缘试验,绝缘监测和诊断的基本概

31、念绝缘电阻和泄漏电流的测量介质损耗角正切的测量局部放电的测量耐压试验预防性试验方法的特点总结绝缘的在线监测,五、各种预防性试验方法的特点总结,表中序号6和7两项为破坏性试验，其它各项均属于非破坏性试验,第 4 章 绝缘诊断与绝缘试验,绝缘监测和诊断的基本概念绝缘电阻和泄漏电流的测量介质损耗角正切的测量局部放电的测量耐压试验预防性试验方法的特点总结绝缘的在线监测,tg的在线监测局部放电（PD）的在线监测,六、绝缘的在线监测,离线监测的缺点：绝缘预防性试验方法，都是电力设备处于离线情况下进行的。离线监测的缺点是：需停电进行，而不少重要的电力设备不能轻易地停止运行只能周期性进行而不能连续地随时监视，

32、绝缘有可能在诊断期间发生故障停电后的设备状态，如作用电场及温升等和运行中不相符合，影响诊断的正确性。如前述的绝缘tg 检测，采用电桥法时，由于标准电容器的额定电压的限制，一般只加到10kV，这对于220kV500kV的电力设备而言，电压很低,在线监测和诊断的优缺点：在线监测和诊断是电力设备在运行状态下进行的，故可避免离线监测及诊断的上述缺点，可使判断更加准确。自70年代以来，随着传感、信息处理及电子计算机技术的快速发展，在线监测和诊断技术也得到迅速的发展。根据在线监测和诊断的结论，还可以做到有的放矢地进行维修，这种维修称为预知性维修。在线监测和诊断技术的不足是投资费用较大，只适用于大型和重要设

33、备及变电所,tg的在线监测,电桥法在线监测 tg 时，仍可用前述的西林电桥测量方法。但由于原来应用在电桥中的标准电容器的工作电压大多仅为10kV，因此对于较高电压的现场电力设备的测量，需引入一电压互感器PT降压，以适应标准电容器的额定电压,电桥法在线监测tg 原理图CX试品 Co标准电容器 PT电压互感器 G指零仪,计数脉冲测相位差法：直接测量介质损失角 的方法。一般情况下，角很小，所以可以用测出的 来代表tg,脉冲测相位差法原理波形图,全数字测量法又称数字积分法。这是一种用A/D转换器分别对电压和电流波形进行数字采集，然后根据付里叶分析法的原理，进行数字运算，最终可求得tg 值,局部放电（P

34、D）的在线监测,电力变压器PD的在线声电联合监测CD电流脉冲检测器 MC超声压力传感器 RC罗戈夫斯基线圈,声电信号图形识别,电力变压器PD在线监测时所获得的电流脉冲及超声信号,现场带电测量的灵敏度实验室：IEC要求新生产的300 kV变压器在制造厂的实验室里试验时，PD的视在放电量应小于300500 pC现场带电：现场大变压器的PD量在10000 pC时，即应引起严重关切。所以PD的监测灵敏度至少应达到5000 pC。然而即使是这样一个要求。在在线测量时，也并非一定能够实现的,跳过！,本章结束,冲击高压试验,冲击电压波形冲击电压发生器原理冲击电压发生器结构冲击电压测量,a、雷电冲击电压波,冲

35、击电压波形,国标规定：,b、操作冲击电压波,国标规定：,u2=U1exp（-t/1）-exp（-t/2）,波前时间Tf由较小的时间常数2决定；半峰值时间Tt由相对大得多的时间常数1决定,冲击电压的一般表达式：,1.2/50s的雷电波：12,时间常数：1和2,u2由两个指数分量相加构成,求Tf时，近似认为exp（t/1）随时间t几乎不变，设其值恒定为1。即u2U11exp（t/2），其中充电时间常数2=RfC2,等值电路,在t1时：u2=0.3U2m在t2时：u2=0.9U2m 0.3U2mU2m1-exp（-t1/2），即exp（-t1/2）0.70.9U2mU2m1-exp（-t2/2），即

36、exp（-t2/2）0.1可得t2t12n7,Tf=(t2t1)/(0.90.3)2n7/0.6 3.242 3.24RfC2,等值电路,求Tt时，仍然考虑12，到达Tt时，双指数分量中的exp（t/2）已衰减到接近零值。考虑到TtTf，不计及Tf的影响u2U1exp（t/1）其中放电时间常数1=RtC1U2m/2U2mexp（Tt/1）故 Tt=1n20.691 0.69RtC1,标准波定义,等值电路,波头的形成：放电电阻Rt，球隙g0放电后，电压u2上升。Tf=3.24RfC1C2/（C1C2）因C1C2，Tf3.24RfC2波尾的形成：电压u2到达峰值U2m后，电容C1和C2一起经过电阻

37、Rt放电。因一般C1C2，放电快慢主要决定于C1Tt0.69Rt(C1C2)0.69RtC1,C2上电压u2的波形,波前,波尾,单级冲击电压发生器回路,回路1,回路2,由于受到硅堆和电容器额定电压的限制，单级冲击电压发生器的最高电压不超过200300kV。,正极性冲击电压,多级冲击电压发生器回路,T：供电高压变压器；D：整流用高压硅堆；r：保护电阻；R：充电电阻；rd:每级的阻尼电阻；C：每级的主电容；Cs：每级相应点的对地杂散电容；g1：点火球隙；g2g4：中间球隙；g0：隔离球隙；,“电容器并联充电，而后串联放电”电阻R的连接与隔离作用：在充电时起电路的连接作用；放电时则起隔离作用电容并联

38、串联转换方法：诸电容由并联变成串联是靠一组球隙分别处于绝缘和放电来达到杂散电容与同步：实际上因杂散电容Cs是很小的，所以各中间球隙在放电前所作用到的过电压时间非常短促。为使诸球隙易于同步放电，在采用简单球隙的条件下，它们应排列成相互能够放电（紫外线）照射的状态。,工作特点：,阻尼电阻：为了防止杂散电感和对地分布的杂散电容引起高频振荡，电路中分布放置了阻尼电阻rd，一般每级为525。若级数为n，阻尼电阻的串联总值nrd称作为Rd。Rd也起着调节波前时间的作用，但在放电时它与Rt会造成分压，使输出的电压有所降低。,C1/（C1C2）Rt/（RdRt）,放电时基本回路的等值回路,这意味着输出电压u2的峰值U2m低于电容C1上的初始充电压U1。它是由于C1与C2之间的分压和Rt与Rd之间的分压造成的,发生器电压效率,高效冲击电压发生器回路,冲击电压发生器高效回路接线,rf：每级的波前电阻，一般约几十欧；rt：每级的放电电阻，通常约几百欧；C2：负荷电容，其值不仅取决于试品，而且与调 波相关。一般处于几百皮法至几个纳法间,冲击电压发生器回路接线,等值电路,冲击电压发生器结构,户内800kV冲击电压发生器,户内400kV 冲击电压发生器,户外冲击电压发生器及分压器,户内冲击电压发生器及截波装置,返回！,