對任何絕緣材料而言,將足夠的電壓施加在絕緣材料上,在絕緣材料內(nèi)或沿絕緣材料表面就會有泄漏電流產(chǎn)生,施加的電壓越高,泄漏電流就越大。對正常絕緣材料而言,施加的電壓一定時,泄漏電流大小基本保持不變。
絕緣材料的絕緣電阻并不是一個恒定的值,當(dāng)絕緣材料吸收水份或表面有灰塵或瓷件表面有污垢時,絕緣材料的絕緣電阻就會大大地降低。絕緣電阻之所以會降低是由于吸收水份受臟后相當(dāng)于并聯(lián)了一個相當(dāng)數(shù)值的電阻,使絕緣材料的總電阻下降。絕緣電阻降低后泄漏電流就增大。所以絕緣電阻可以判斷內(nèi)部絕緣材料是否受潮,或外絕緣表面是否有缺陷。對外絕緣而言,如果擦干凈后,即可恢復(fù)其絕緣性能,說明不了外絕緣的絕緣性能本質(zhì)。對內(nèi)絕緣而言,也不能表示其老化程度與損傷情況 這些絕緣性能要由介質(zhì)損失角及局部放電試驗來測定。所以絕緣電阻,吸收比試驗,極化指數(shù)是一項在低電壓下測定的絕緣性能。它們能反映一部分影響絕緣性能的原因,但它代替不了高電壓下的絕緣性能試驗。
絕緣電阻與溫度的關(guān)系很大,溫度上升后絕緣電阻就下降,因此在測定絕緣電阻時必需記錄測絕緣電阻時的溫度,必須換算到同一溫度后才能對比絕緣電阻值。一般而言,每增加 10°C,絕緣電阻下降一半。詳細換算公式可參見變壓器的性能參數(shù)標準。
絕緣電阻與溫度的關(guān)系是基于下列原因:絕緣材料內(nèi)部含有的一些水份是形成極細的纖維狀線條,溫度上升后,水份受熱膨脹時,纖維條就伸長,它們會互相交聯(lián)在一起,使泄漏電流容易通過,絕緣電阻就下降。如在水中還溶有鹽類時,溫度越高,溶解度也越大,也使絕緣電阻下降。
當(dāng)絕緣材料在直流電壓作用下,吸收特性還與時間有關(guān),包括充電電流在內(nèi)的吸收電流是隨時間而衰減的,有一衰減的時間常數(shù),到一定時間后吸收電流就降為很低的值。這就提出可用 60秒時絕緣電阻絕對值與15秒時絕緣電阻的比值來表示低直流電壓下的絕緣性能。但是,大容量變壓器的吸收電流衰減慢,即充電時間長,又提出用極化指數(shù)來表示絕緣性能。極化指數(shù)是10分時絕緣電阻與1分絕緣電阻的比值。
變壓器的絕緣系統(tǒng)相當(dāng)于一個電容器,有充放電作用,剛加電壓時,就有泄漏電流和充電電流及吸收電流,總電流大,即絕緣電阻低,但隨著充電的充夠,過一定時間后,總電流中只有泄漏電流,因充電電流與吸收電流已下降到接近零。
當(dāng)絕緣材料在交流電壓作用下,電容量會變化,介質(zhì)損失也會變化。所以,介質(zhì)損失角要用交流電源來測試。
絕緣電阻、吸收比、極化指數(shù)都要用搖表 實際上是小型直流發(fā)電機,搖表產(chǎn)生的直流電壓有幾種,如500V,1000V,2500V。如果要測低壓繞組匝間絕緣的好壞時,測量又在半成品過程中測,那么,不能用高電壓搖表,只能用500V的搖表。
一臺產(chǎn)品在不同時間測得的絕緣電阻或吸收比、極化指數(shù),在換算到同一溫度后,就可對比這臺產(chǎn)品的絕緣特性的現(xiàn)狀。如這些參數(shù)已發(fā)現(xiàn)有問題,就不應(yīng)該進行局部放電等絕緣試驗,應(yīng)找出原因,恢復(fù)絕緣電阻值、吸收比或極化指數(shù)后才能進行高壓絕緣試驗。運行中變壓器還要查明是變壓器油的原因還是絕緣結(jié)構(gòu)的原因。
對電壓等級較高的變壓器而言,考核絕緣性能的絕緣電阻絕對值應(yīng)高些,電壓等級低的變壓器的絕緣電阻絕對值可低些。但這是指同一溫度下的相對允許值。
再強調(diào)一句:絕緣電阻等直流電壓下參數(shù)不能代替高電壓的絕緣性能試驗。
學(xué)會科普部供稿
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