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技術(shù)文章

絕緣電阻表使用方法(絕緣電阻測量)

點擊次數(shù):2246 發(fā)布時間:2023-8-8

絕緣電阻表使用方法(絕緣電阻測量)

測量電氣設(shè)備的絕緣電阻是絕緣試驗中最基本、簡便的方法。在現(xiàn)場普遍使用兆歐表測量絕緣電阻,其型式有手搖式、晶體管式和數(shù)字電子式,其輸出直流電壓等級有100V 、250V 、500V 、1000V 、2500V 、5000 V ,對于不同電壓等級的電氣設(shè)備應使用不同電壓的兆歐表,常用的是500 V、1000 V 和2500V 電壓等級的。

一、絕緣電阻

絕緣電阻是指在絕緣體的臨界電壓以下,施加的直流電壓

時,測量其所含的離子沿電場方向移動形成的電導電流,應用歐姆定律所確定的比值。即

如果施加的直流電壓超過臨界值,就會導致產(chǎn)生電子電導電流使絕緣電阻急劇下降。這樣,在過高電壓作用下絕緣就遭到了損傷,甚至可能擊穿。所以一般兆歐表的額定電壓不太高,使用時應根據(jù)不同電壓等級的絕緣選用。測量絕緣電阻時,采用兆歐表的電壓等級:

(1)100V 以下的電氣設(shè)備或回路,采用 250V 50MΩ 及以上兆歐表;

(2)500V 以下至 100V 的電氣設(shè)備或回路,采用 500V 100MΩ及以上兆歐表;

(3)3000V 以下至 500V 的電氣設(shè)備或回路,采用 1000V 2000MΩ 及以上兆歐表;

(4)10000V 以下至 3000V 的電氣設(shè)備或回路,采用 2500V 10000MΩ 及以上兆歐表;

(5)10000V 及以上的電氣設(shè)備或回路,采用 2500V 或 5000V 10000MΩ 及以上兆歐表。

二、測量原理

在直流電壓的作用下,絕緣中將通過電流,其變化是開始瞬間通過一個很高的電流,并很快地下降,然后緩慢地減少到接近恒定值為止。總的電流組成如下:

(1)電導電流 iL 。電導電流是由離子移動產(chǎn)生的,其大小決定于電介質(zhì)在直流電場中的導電率,所以可以認為它是純電阻性電流。絕緣介質(zhì)內(nèi)部導電粒子增加,或者是表面漏電增加,都會引起電導電流增加,因而其絕緣電阻就減小。它基本上和時間無關(guān)。

(2)電容電流 ic 。它是由快速極化(電子、離子極化)過程而形成的位移電流,快速極化是瞬時完成,因此這種電流瞬間即逝,直至零。

(3)吸收電流 ia 。它是由緩慢極化而形成的(自由離子的移動),也是時間的函數(shù),隨時間的增長而緩慢地減少,其值取決于電介質(zhì)的性質(zhì)、不均勻程度和結(jié)構(gòu),這部分電流可以看成電源經(jīng)過一電阻向電容充電的電流。

這三種電流的合成便是總電流 i 。在下圖中表示了絕緣在直流電壓作用下通過的電流和時間的關(guān)系曲線。

zc25-3型絕緣電阻表使用方法(絕緣電阻測量)(1)

三、測量接線

兆歐表有三個接線端子: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面泄漏電流的影響,其試驗原理接線如圖下圖所示:

zc25-3型絕緣電阻表使用方法(絕緣電阻測量)(2)

四、吸收比和極化指數(shù)

不同的絕緣設(shè)備,在相同電壓下,其總電流隨時間下降的曲線不同。即使對同一設(shè)備,當絕緣受潮或有缺陷時,其總電流曲線也要發(fā)生變化。當絕緣受潮或有缺陷時,電流的吸收現(xiàn)象不明顯,總電流隨時間下降緩慢。一般將60s和15s時絕緣電阻的比值R60/R15,稱為吸收比。絕緣受潮時吸收比下降,其最小值為1。變壓器的絕緣要求吸收比值大于1.3,吸收比試驗與溫度和濕度有關(guān),必要時可按

進行溫度換算。

對于吸收過程較長的大容量設(shè)備,如變壓器、發(fā)電機、電纜等,有時用吸收比尚不足反映絕緣介質(zhì)的電流吸收過程。為了更好第判斷絕緣是否受潮,可采用較長時間的絕緣電阻比值進行衡量,即10min和1min時絕緣電阻的比值R10min/R1min,稱為絕緣的極化指數(shù)。

極化指數(shù)測量加壓時間較長,測定的電介質(zhì)吸收比率與溫度無關(guān),變壓器極化指數(shù)一般應大于1.5,絕緣較好時其值可達到3-4。

五、測試方法1、試驗前應拆除被試設(shè)備電源及一切對外連線,并將被試物短接后接地放電1min,電容量較大的應更應充分放電,以免觸電。

2、用干燥清潔的柔軟布擦去被試物的表面污垢,必要時可先用汽油洗凈套管的表面積垢,以消除表面的影響。

3、將兆歐表放置平穩(wěn),驅(qū)動兆歐表達到額定轉(zhuǎn)速,此時兆歐表的指針應指"

",再用導線短接兆歐表的"火線"與"地線"端頭,其指針應指零。然后將被試品的接地端接于兆歐表"E"上,測量端接于"L"上。如遇被試品表面的泄露電流較大時,為避免表面泄露的影響,必須加裝屏蔽。屏蔽線應接兆歐表"G"上。接好線后,火線暫時不接被試品,驅(qū)動兆歐表至額定轉(zhuǎn)速,其指針應指"",然后兆歐表停止轉(zhuǎn)動,將火線接至被試品。

4、接好線,如用手搖式兆歐表時,應以恒定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動搖柄,兆歐表指針逐漸上升, 待1min后讀取其絕緣電阻值。

5、試驗完畢或重復進行試驗時,必須將被試物短接后對地充分放電。這樣除可保證安全外,還可提高測試的準確性。

6、測量吸收比或極化指數(shù)時,先驅(qū)動兆歐表達額定轉(zhuǎn)速,待指針指"

"時,用絕緣工具將火線立即接至被試品上,同時記錄時間,分別讀取15和60s或10min時的絕緣電阻值。7、讀取絕緣電阻值后,先斷開接至被試品的火線,然后再將兆歐表停止運轉(zhuǎn),以免被試品的電容在測量時所充的電荷經(jīng)兆歐表放電而損壞兆歐表,這一點在測試大容量設(shè)備時更要注意。此外,也可在火線端至被試品之間串入一只二極管,其正端與兆歐表的火線相接,這樣就不必先斷開火線,也能有效地保護兆歐表。8、在濕度較大的條件下進行測量時,可在被試品表面加等電位屏蔽。此時在接線上要注意,被試品上的屏蔽環(huán)應接近加壓的火線而遠離接地部分,減少屏蔽對地的表面泄漏,以免造成兆歐表過載。屏蔽環(huán)可用保險絲或軟銅線緊纏幾圈而成。9、若測得的絕緣電阻值過低或三相不平衡時,應進行解體試驗,査明絕緣不良部分。

10、記錄被試設(shè)備銘牌、規(guī)范、所在位置及氣象條件等。

六、注意事項

1、絕緣試驗應在良好天氣且被試物及儀器周圍溫度不宜低于 5℃,空氣相對濕度不宜高于80% 的條件下進行。對不滿足上述溫度、濕度條件情況下測得的試驗數(shù)據(jù),應進行綜合分析,以判斷電氣設(shè)備是否可以投入運行。

2、試驗時,應注意環(huán)境溫度的影響,對油浸式變壓器、電抗器及消弧線圈,應以被試物上層油溫作為測試溫度。

3、絕緣電阻測量,應使用60s的絕緣電阻值;吸收比的測量應使用60s與15s絕緣電阻值的比值;極化指數(shù)應為10min與1min的絕緣電阻值的比值;用于極化指數(shù)測量時,兆歐表短路電流不應低于2mA。

4、多繞組設(shè)備進行絕緣試驗時,非被試繞組應予短路接地。

5、測量大容量電機和長電纜的絕緣電阻時,充電電流很大,因而兆歐表開始指示數(shù)很小,但這并不表示被試設(shè)備絕緣不良,必須經(jīng)過較長時間,才能得到正確結(jié)果,并要防止被試設(shè)備對兆歐表反充電損壞兆歐表。

6、屏蔽環(huán)裝設(shè)位置。為了避免表面泄漏電流的影響,測量時應在絕緣表面加等電位屏蔽環(huán),且應靠近E端子裝設(shè),即屏蔽環(huán)應裝設(shè)在被試品的中、下部。

7、對于同桿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表和危及人身安全。對平行線路,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。

8、兆歐表的L和E端子接線不能對調(diào),兆歐表與被試品間的連線不能絞接或拖地。

9、采用兆歐表測量時,應設(shè)法消除外界電磁場干擾引起的誤差。

引起誤差的原因:

1、磁耦合;

2、電容耦合。

消除外界電磁場干擾的辦法是:

1、遠離強電磁場進行測量。

2、采用高電壓級的兆歐表,例如使用5000V或10000V的兆歐表進行測量。

3、采用屏蔽端子G進行屏蔽。

10、為便于比較,對同一設(shè)備進行測量時,應采用同樣的兆歐表、同樣的接線。

11、電源電池能量的影響,對晶體管兆歐表,電池不足,會使測得絕緣電阻增大。

七、影響絕緣電阻的因素

1、濕度的影響。當空氣相對濕度增大時,絕緣物(特別是極性纖維所構(gòu)成的材料〕,由于毛細管作用,將吸收較多的水分,使電導率增加,降低了絕緣電阻的數(shù)值,尤其對表面泄漏電流的影響更大。

2、溫度的影響。一般情況下,絕緣電阻隨溫度升高而減小。這是因為溫度升高時,加速了電介質(zhì)內(nèi)部離子的運動,同時絕緣內(nèi)的水分,在低溫時與絕緣物結(jié)合得較緊密。

3、表面臟污和受潮的影響。由于被試物的表面臟污或受潮會使其表面電阻率大大降低,絕緣電阻將顯著下降。

4、被試設(shè)備剩余電荷的影響。對有剩余電荷的被試設(shè)備進行試驗時,會出現(xiàn)虛假現(xiàn)象,當剩余電荷的極性與兆歐表的極性相同時,會使測量結(jié)果虛假地增大。當剩佘電荷的極性與兆歐表的極性相反時,會使測量結(jié)果虛假地減小。這是因為兆歐表需輸出較多的異性電荷去中和剩余電荷之故。

5、兆歐表容量的影響。試品容量較大時,容量不同的兆歐表測得的極化指數(shù)有差異,這時兆歐表的容量對測量結(jié)果的影響較大。這是因為兆歐表容量不同,則試品電容分量充電至穩(wěn)定值所需的時間不同,并影響測試電壓在試品上的建立時間,從而試品內(nèi)部的介質(zhì)極化強度不同,試品視在絕緣電阻值、吸收比或極化指數(shù)的讀測值也將出現(xiàn)差異。可以認為兆歐表容量愈大愈好。

八、絕緣電阻測試項目及標準

(一)電力變壓器

1、測量與鐵心絕緣的各緊固件(連接片可拆開者)及鐵心(有外引接地線的)絕緣電阻:

(1)變壓器,所有安裝工作結(jié)束后應進行鐵心和夾件(有外引接地線的)的絕緣電阻測量;

(2)鐵心必須為一點接地;對變壓器上有專用的鐵心接地線引出套管時,應在注油前測量其對外殼的絕緣電阻;

(3)采用 2500V 兆歐表測量,持續(xù)時間為1min,應無閃絡(luò)及擊穿現(xiàn)象。

2、測量繞組連同套管的絕緣電阻、吸收比或極化指數(shù):

(1)絕緣電阻換算至同一溫度下,與前一次測試結(jié)果相比應無明顯變化,一般不低于上次值的70%;

(2)35kV及以上變壓器應測量吸收比,吸收比在常溫下不低于1.3;吸收比偏低時可測量極化指數(shù),應不低于1.5。

絕緣電阻大于1000M?時,吸收比不低于1.1或極化指數(shù)不低于1.3。

主絕緣及電容型套管末屏對地絕緣電阻

主絕緣的電阻值一般不低于下列數(shù)值:

110kV及以上:10000M?;

35kV:5000M?;

(2)末屏對地的絕緣電阻不應低于1000M?

(二)互感器

1、測量繞組的絕緣電阻:測量一次繞組對二次繞組及外殼、各二次繞組間及其對外殼的絕緣電阻;絕緣電阻不宜低于1000M? 。

2、測量電容式電流互感器的末屏及電壓互感器接地端(N)對外殼(地)的絕緣電阻,絕緣電阻值不宜小于1000 M?。若末屏對地絕緣電阻小于1000 M?時,應測量其tanδ; 絕緣電阻測量應使用2500V兆歐表。

3、電容式電壓互感器

(1)極間絕緣電阻:一般不低于5000M?;

(2)低壓端對地絕緣電阻:一般不低于100M?(采用1000V兆歐表);

(3)中間變壓器一次對二次及地絕緣電阻:大于1000M?。

(三)真空斷路器的絕緣電阻值

(四)電力電纜線路

1 、對電纜的主絕緣作耐壓試驗或測量絕緣電阻時,應分別在每一相上進行。對一相進行試驗或測量時,其它兩相導體、金屬屏蔽或金屬套和鎧裝層一起接地。

2、對額定電壓為0.6/1kV的電纜線路應用2500V兆歐表測量導體對地絕緣電阻代替耐壓試驗,試驗時間1min。

3、測量各電纜導體對地或?qū)饘倨帘螌娱g和各導體間的絕緣電阻,應符合下列規(guī)定:

1)耐壓試驗前后,絕緣電阻測量應無明顯變化;

2)橡塑電纜外護套、內(nèi)襯套的絕緣電阻不低于0.5M?/km。

4、主絕緣絕緣電阻:陸地電纜:一般應大于1000M?。

(五)電容器

1、框架式并聯(lián)電容器成套裝置

(1)極對殼絕緣電阻:不低于2000M?;

(2)放電線圈絕緣電阻:不低于1000M?。

2、集合式并聯(lián)電容器成套裝置

(1)相間和極對殼絕緣電阻:不小于1000M?。

(六)避雷器

1、金屬氧化物避雷器絕緣電阻測量,應符合下列要求:

(1)35kV以上:用2500V及以上兆歐表,絕緣電阻不小于2500M?;

(2)35kV及以下:用2500V及以上兆歐表,絕緣電阻不小于1000M?;

2、底座絕緣電阻不低于5 M?(用2500V及以上兆歐表) 。


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