電氣設備絕緣電阻、吸收比試驗方法

電氣設備絕緣電阻、吸收比試驗方法

絕緣電阻試驗使用範圍
    1.當電氣設備絕緣受潮，表麵變髒，留有表麵放電或擊穿痕跡時，其絕緣電阻會(hui) 顯著下降。測量絕緣電阻可有效反映上述絕緣缺陷。
    2.測量儀(yi) 器。根據絕緣等級和測試要求的不同，采用輸出電壓為(wei) 100V、250V、500V、1000V、2500V、5000V、10000V等的絕緣電阻測試儀(yi) 。
    3.由於(yu) 絕緣電阻試驗所施加的電壓較低，對於(yu) 一些集中性缺陷，即使可能是很嚴(yan) 重的缺陷，但在測量時顯示絕緣電阻仍然很大的現象，
    注：絕緣電阻試驗隻適用於(yu) 檢測貫穿性缺陷和普遍性缺陷。
    二、絕緣電阻試驗的主要參數及技術指標
    1.“吸收現象”
    電氣設備的絕緣，不能等值為(wei) 單純的電阻，其等值電路往往是電阻電容的混合電路。因此，在絕緣試驗中測得的並不是一個(ge) 純電阻。如圖1-1為(wei) 雙層電介質的一個(ge) 簡化等值電路。
    當合上開關(guan) S將直流電壓U加到絕緣上，開始電流很大，以後逐漸減小，zui後趨近於(yu) 一個(ge) 常數Ig；這個(ge) 過程的快慢，與(yu) 絕緣試品的電容量有關(guan) ，電容量越大，持續的時間越長，甚至達數分鍾或更長時間。
    圖1-2中曲線i和穩態電流Ig之間的麵積為(wei) 絕緣在充電過程中從(cong) 電源“吸收”的電荷Qa。這種逐漸“吸收”電荷的現象就叫做“吸收現象”。

 在絕緣電阻試驗中，所測絕緣電阻是隨測量時間變化而變化的，隻有當t＝∞時，其測量值為(wei) R=R∞，但在絕緣電阻試驗中，特別是電容量較大時，很難測量R∞的值。
    R60S  
    在實際試驗中，規程規定，隻需測量60s時的絕緣電阻值，即R60S的值，當電容量特別大時，吸收現象特別明顯，如大型發電機，可以采用10min時的絕緣電阻值R10min。
    2.吸收比K、極化指數PI
    對於(yu) 不均勻的絕緣試品，如果絕緣狀況良好，則吸收現象明顯，如果絕緣受潮嚴(yan) 重或內(nei) 部有集中性的導電通道，這一現象則不明顯。工程上用“吸收比”來反映這一特性，吸收比一般用K表示，其定義(yi) 為(wei) ：
    K ＝ R60s / R15s                         （1－1）
    對於(yu) 電容量較大的絕緣試品，可采用極化指數PI表示：
    PI＝ R10min / R1min                      （1－2）
    3.技術指標
    當絕緣狀況良好時，K值較大，其值遠大於(yu) 1；
    當絕緣受潮時，K值將變小，一般認為(wei) 如K<1.3時，就可判斷絕緣可能受潮。
    對電容量較小的絕緣試品，可以隻測量其絕緣電阻，對於(yu) 電容量較大的絕緣試品，不僅(jin) 要測量其絕緣電阻，還要測量其吸收比。
    三、試驗設備
    1.搖表
    搖表有三個(ge) 接線端子：線路端子（L），接地端子（E），屏蔽（或保護）端子（G），被試品接在L和E之間，G用以消除絕緣試品表麵泄漏電流的影響，其試驗原理接線如圖1－3所示。
1－電纜金屬鎧裝；2－電纜絕緣；3－導電芯
圖1－3 絕緣電阻試驗原理接線示意圖
 在絕緣試驗中，如不接屏蔽端子，測得的絕緣電阻是表麵電阻和體(ti) 積電阻的並聯值，因為(wei) 這時沿絕緣表麵的泄漏電流同樣流過搖表的測量回路。如果在表麵上纏上幾匝裸銅線，並接到端子G上，則絕緣表麵泄漏電流不流過搖表的測量回路，這時測得的結果便是消除了表麵泄漏電流影響的真實的體(ti) 積電阻。

 (1)測量時必須保持轉速的恒定，手柄轉速達到額定轉速（通常為(wei) 120r/min）的80%以上即可。
    (2)當試品電容較大時，測量後須先將搖表從(cong) 測量回路中斷開，然後才能停止轉動發電機，以免試品電容電流反充損壞儀(yi) 器。
    (3)目前工程上大量采用絕緣電阻測試儀(yi) 。
    與(yu) 手搖式搖表相比，絕緣電阻測試儀(yi) 不僅(jin) 試驗工作量降低，測量吸收比時更容易，而且電源容量可以做得較大，同時，一台絕緣電阻測試儀(yi) 還可以將幾種不同電壓集成在一台設備中，適用麵更廣。
    2.絕緣電阻測試儀(yi)
    絕緣電阻測試儀(yi) 測量大容量設備的絕緣電阻，測試時間長，而恒速搖動絕緣電阻測試儀(yi) 10min是極難做到的。
    用絕緣電阻測試儀(yi) 測試電氣設備時，用不同電壓等級的絕緣電阻測試儀(yi) ，測同樣的電氣設備，測出的阻值是不相同的。如用2500V絕緣電阻測試儀(yi) 測得電氣設備的絕緣電阻為(wei) 5000MQ，再用5000V絕緣電阻測試儀(yi) 測試時，阻值將小於(yu) 5000MQ。另外，在進行測試時，由於(yu) 其輸出電壓會(hui) 隨手柄轉速的變化而變化，對電容性試品，當轉速高時，輸出電壓也高，該電壓對被試品充電，當電壓低時，被試品向絕緣電阻測試儀(yi) 充電，導致表針擺動，影響準確讀數。
    數字式的測量儀(yi) 具有(1)測量範圍廣、誤差小，（2）實時時鍾控製，計時，（3）抗幹擾，（4）無需搖動手柄，（5）良好的安全措施等優(you) 點。
    四、絕緣電阻試驗結果判斷的基本方法---比較法
    在絕緣電阻試驗中，所測絕緣電阻值與(yu) 絕緣材料的結構、體(ti) 積有關(guan) ，與(yu) 所用的絕緣電阻測試儀(yi) 的電壓高低有關(guan) ，還與(yu) 大氣條件有關(guan) ；不能簡單的用絕緣電阻的大小或吸收比來判斷絕緣的好壞。
    在排除了大氣條件的影響後，所測絕緣電阻值和吸收比應與(yu) 其出廠時的值比較，與(yu) 曆史數據相比較，與(yu) 同批設備相比較，其變化不能超過規程允許的範圍。同時，應結合絕緣電阻值與(yu) 吸收比的變化結合起來綜合考慮。
    五、測量絕緣電阻的規定
    1.測試規定
    ①試驗前應拆除被試設備電源及一切外連線，並將被試物短接後接地放電1min，電容量較大的應至少放電2min，以免觸電。
    ②校驗絕緣電阻測試儀(yi) 指針在短路時是否指零，在開路時是否指無窮大。
    ③用幹燥清潔的柔軟布擦去被試物的表麵汙垢，必要時可先用汽油洗淨套管的表麵積垢，以消除表麵的影響。
    ④接好線，如用手搖式絕緣電阻測試儀(yi) 時，應用恒定轉速（120r/min）轉動搖柄，絕緣電阻測試儀(yi) 指針逐漸上升，待1min後讀取其他絕緣電阻值。
    ⑤在測量吸收比時，為(wei) 了在開始計算時就能在被試物上加上全部試驗電壓，應在絕緣電阻測試儀(yi) 達到額定轉速時再將表筆接於(yu) 被試物，同時計算時間，分別讀取15s和60s的讀數。
    ⑥試驗完畢或重複進行試驗時，必須將被試物短接後對地充分放電。這樣除可保證安全外，還可提高測試的準確性。
    ⑦記錄被試設備的銘牌、規範、所在位置及氣象條件等。
    2.測試時注意事項
    ①對於(yu) 同杆雙回架空線或雙母線，當一路帶電時，不得測量另一回路的絕緣電阻，以防感應高壓損壞儀(yi) 表和危及人身安全。對於(yu) 平行線路，也同樣要注意感應電壓，一般不應測其絕緣電阻。在必須測量時，要采取必要措施才能進行，如用絕緣棒接線等。
    ②測量大容量電機和長電纜的絕緣電阻時，充電電流很大，因而絕緣電阻測試儀(yi) 開始指示數很小，但這並不表示被試設備絕緣不良，必須經過較長時間，才能得到正確的結果。使用手搖式絕緣電阻測試儀(yi) 測量大容量設備的絕緣電阻時，試驗結束時手不能停，耍先斷開L線與(yu) 被測設備之間的聯接，再停止轉動搖表，並立即對被測設備放電和接地，防止被試設備對絕緣電阻測試儀(yi) 反充電損壞絕緣電阻測試儀(yi) 和被測設備所帶高電壓電人。
    ③如所測絕緣電阻過低，應進行分解試驗，找出絕緣電阻zui低的部分。
    ④一般應在幹燥、晴天、環境溫度不低於(yu) 50C時進行測量。在陰雨潮濕的天氣及環境濕度太大時，不應進行測量。
    ⑤測量絕緣的吸收比時，應避免記錄時間帶來的誤差。
    ⑥為(wei) 了避免表麵泄漏電流的影響，測量時應在絕緣表麵加等電位屏蔽環，且應靠近E端子裝設。
    ⑦絕緣電阻測試儀(yi) 的L和E端子接線不能對調。用絕緣電阻測試儀(yi) 測量電氣設備絕緣電阻時，其正確接線方法是L端子接被試品與(yu) 大地絕緣的導電部分，E端子接被試品的接地端。
    ⑧絕緣電阻測試儀(yi) 與(yu) 被試品間的連線不能鉸接或拖地，否則會(hui) 產(chan) 生測量誤差。
    ⑨采取絕緣電阻測試儀(yi) 測量時，應設法消除外界電磁場幹擾引起的誤差。消除外界電磁場幹擾的辦法是：
     遠離強電磁場進行測量；
     采用高電壓級的絕緣電阻測試儀(yi) ，例如使用5000V或10000V的絕緣電阻測試儀(yi) 進行測量；
     利用絕緣電阻測試儀(yi) 的屏蔽端子G進行屏蔽。
    (10)對同一設備進行測量時，應采用同樣的絕緣電阻測試儀(yi) 、同樣的接線，以便於(yu) 比較判斷。
    六、影響測試絕緣電阻的主要因素
    1.濕度
    當空氣相對濕度增大時，絕緣物將吸收較多的水分，使電導率增加，降低了絕緣電阻的數值，尤其是對表麵泄漏電流的影響更大。
    2.溫度
    電氣設備的絕緣電阻隨溫度變化而變化的，其變化的程度隨絕緣的種類而異。當溫度升高時，電導增加，降低了絕緣電阻。
    目前我國規定了一定溫度下的標準數值，盡可能在相近溫度下進行測試，以減少由於(yu) 溫度換算引起的誤差。
    3.表麵髒汙和受潮
    表麵髒汙或受潮會(hui) 使其表麵電阻率大大降低，絕緣電阻將明顯下降。必須設法消除表麵泄漏電流的影響，以獲得正確的測量結果。
    4.被試設備剩餘(yu) 電荷
    對有剩餘(yu) 電荷的被試設備進行試驗時，會(hui) 出現虛假現象，由於(yu) 剩餘(yu) 電荷的存在會(hui) 使測量數據虛假地增大或減小。
    要求在試驗前先充分放電10min，以消除剩餘(yu) 電荷。
    5.絕緣電阻測試儀(yi) 容量
    實測表明，絕緣電阻測試儀(yi) 的容量對絕緣電阻、吸收比和極化指數的測量結果都有一定的影響。絕緣電阻測試儀(yi) 容量愈大愈好。考慮到我國現有一般絕緣電阻測試儀(yi) 的容量水平，推薦選用zui大輸出電流1mA及以上的絕緣電阻測試儀(yi) ，這樣可以得到較準確測量結果。
    七、測量結果
    規程規定了電力設備絕緣電阻允許值。
    將所測得的結果與(yu) 有關(guan) 數據比較。通常用來作為(wei) 比較的數據包括：同一設備的各相間的數據、出廠試驗數據、耐壓前後數據等。如發現異常，應立即查明原因或輔以其他測試結果進行綜合分析、判斷。
    吸收比僅(jin) 反映測量剛開始時的數據，不能或來不及反映介質的吸收過程。而極化指數測量時間較長，在一定程度上反映了部分介質吸收過程，因此極化指數在判斷絕緣受潮問題上比吸收比更為(wei) 準確。所以，對於(yu) 吸收過程較長的大容量設備，如大型變壓器、發電加、電纜等，有時用R60/R15吸收比值不足以反映絕緣介質的電流吸收全過程，為(wei) 更好地判斷絕緣是否受潮，可采用極化指數衡量。
    極化指數測量加壓時間較長，用手搖絕緣電阻測試儀(yi) 很難控製轉速穩定，一般采用電動絕緣電阻測試儀(yi) 測量。測定的電介質吸收比率與(yu) 溫度無關(guan) ，變壓器的極化指數一般應大於(yu) 1.5，絕緣較好時其值可達3—4。