固态绝缘介质绝缘特性

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1、固态绝缘介质绝缘特性试验范川田燕山崔龙跃张亮李扬试验目的1.了解国内外工程实际中应用高电压绝缘理论、高电压试验技术、过电压防护技术的现状，为将来从事科研、生产工作打下一定的基础。2.掌握测量固体介质绝缘电阻、吸收比、泄漏电流及介质损失角正切tgδ的原理及方法。3.练习根据测试结果综合分析固体绝缘介质的绝缘状况。前沿电工设备中的绝缘缺陷，有的是先天性的，是在制造过程中由于材料、工艺等原因潜伏下来的；有的是后天性的，是在运行过程中由于电应力、机械应力、大气影响（如光照、潮湿、脏污影响）、温度、化学等因素造成的。只有及早发现这些缺陷，及时进行维护与

2、检修，才能保证设备安全运行。绝缘缺陷的分类及影响大致分为两类：1.集中性的或局部性的缺陷，如内部的气隙、局部的开裂、磨损、受潮等;2.布性的缺陷或整体绝缘性能的降低,如固体绝缘介质的整体受潮、劣化变质等。绝缘内部有了这两类缺陷，其特性都会或多或少发生变化，必须用合适的试验方法及测量仪器,把这些变化或差异正确、灵敏地测量出来,从而对绝缘状态作出恰当判断。试验方法绝缘电阻测量吸收比测量泄漏电流的测量介质损耗角正切值(tgδ)的测量试验内容一绝缘电阻测量固体绝缘介质的绝缘电阻大。但如果绝缘受潮、表面脏污或劣化变质，绝缘电阻都会剧烈下降；如有贯穿性裂

3、缝或击穿通道，绝缘电阻将降到零。我们使用兆欧表测量试品的绝缘电阻，额定电压1KV以上常用2.5KV兆欧表，1KV一下常用1KV兆欧表，如下图。用摇表测绝缘电阻是最简单的检查方法，通常将设备的数据与出厂前数据比较，或把同一设备的每相分别测得的数据进行比较，以此判定绝缘电阻是否有差异。二吸收比测量固体绝缘介质在直流电压下存在吸收现象，测量吸收比就是利用吸收现象来检查绝缘是否整体受潮、开裂等情况.在理论分析中，常把绝缘结构看成一个RC并联的等值电路(图1a)。但许多设备的绝缘都是多层的，每层的RC值不可能相同。为了便于分析，常用双层介质的等值电路（

4、图1b）来代表。从图1可以看出,刚合K时,电流表指示的主要是电容的充电电流，必须等电容充满电，电流表指示的才是决定于绝缘电阻的泄漏电流。从合闸开始到稳定，电流是随时间衰减的，称做吸收现象，即绝缘电阻是随时间增大，最后到达稳定值。到达稳定时间的长短,决定于时间常数RC或R1R2(C1+C2)/(C1+R2)。通常规定加压后15秒和60秒时读得的绝缘电阻之比为其吸收比，即K=R60’’/R15’’.当K≥1.3时（有些试品要求K≥1.5时），认为绝缘未受潮。吸收比测量就是检验绝缘体的等效电阻和电容的相对关系有无异常，以判断绝缘状况的优劣。三泄漏电

5、流的测量测量绝缘电阻的另一种方式。将大于、等于10千伏的整流高压电源接到绝缘体上，用微安表测量流经绝缘结构的泄漏电流，以判断绝缘电阻的大小。与摇表不同的是，此种方法施加电压较高，可以发现一些尚未完全贯通的集中性缺陷。测量电路示意图如下所示，电路中，交流电源经调压器T1、变压器T2升压、硅堆D整流、电容C滤波后成为高压直流。限流电阻Rp用于保护硅堆和变压器，静电电压表V用于测量直流高压，微安表G用于测量被测试品的泄漏电流。当试品电容较大时滤波电容C可以省略，微安表G带有屏蔽以减小测量误差。四介质损耗角正切值(tgδ)的测量绝缘材料或结构在交流电

6、压作用下有能量损耗。这种损耗称为介质损耗。它包括电导损耗、极化损耗和气隙中放电引起的损耗。在交流电压作用下,流过介质的电流由两部分组成:电容电流分量；有功电流分量(右图)。介质损耗角正切值通常很小，δ小，tgδ也小。介质中的功率损耗P为利用此式可求得绝缘结构的功率损耗。式中U与绝缘厚度有关系,与绝缘面积有关系,所以U标志绝缘的体积；tgδ代表单位体积中的损耗,它反映材料的性质。测量介质损失角正切值tgδ可以用一套M-8000型变频介质测试仪，它是自动化程度更高、操作更加简便的测试仪器。如下图是M-8000型变频介质测试仪的原理电路图。