電氣試驗(yàn)絕緣電阻、吸收比、極化指數(shù)的測量
添加時間 2025-11-20
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1、概述
測量電氣設(shè)備的絕緣電阻是絕緣試驗(yàn)中最基本、最簡便的方法。使用一臺兆歐表就可以進(jìn)行。兆歐表輸出的是直流電壓。而測量絕緣電阻、吸收比、極化指數(shù)的區(qū)別是在時間的讀數(shù)上。由于這三種方法各有其用途和特點(diǎn)，可以互為補(bǔ)充，所以在《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》和《電氣交接試驗(yàn)規(guī)程》中都給予了說明。在國外，對極化指數(shù)的使用已經(jīng)比較普遍，我國尚在逐步推廣之中。
這三種方法的特點(diǎn)是：
（1）絕緣電阻。讀數(shù)時間為1min 。數(shù)值應(yīng)歸算到同一溫度和過去值相比較，即存在一個溫度修正的問題。它可以發(fā)現(xiàn)絕緣的整體和貫通性受潮、貫通性的集中缺陷。對局部缺陷反映不靈敏。
（2） 吸收比。采用讀數(shù)為1min 和15s（或 30s）的絕緣電阻的比值。我國采用15s。
該值和溫度無關(guān)，不用進(jìn)行溫度的換算，便于比較?？梢暂^好地判斷絕緣是否受潮，適用于電容量較大的設(shè)備。
（3） 極化指數(shù)。采用讀數(shù)為10min和1min的絕緣電阻的比值。該值和溫度無關(guān)，不用進(jìn)行溫度的換算，便于比較?？梢院芎玫嘏袛嘟^緣受潮。適用于各種電氣設(shè)備絕緣系統(tǒng)，特別是干式絕緣系統(tǒng)，如旋轉(zhuǎn)電機(jī)、電纜、干式變壓器等。
2、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?？偟碾娏鹘M成如下：
（1）泄漏電流ｉＬ 。它包括表面泄漏和容積泄漏電流。這是絕緣中帶電質(zhì)點(diǎn) 在電場力的作用下發(fā)生移動而形成的。電流增加，絕緣的電阻就減少。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）而形成的，是時間的函數(shù)，隨時間的增大而快速地減少，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，它和被試設(shè)備的受潮情況有關(guān)。
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。在下圖中表示了在測絕緣電阻時被試絕緣的等值回路， 其中 ＲＬ表示泄漏電流回路的純電阻，Ｃ′表示電容電流 回路中電介質(zhì)的幾何電容，Ｒａ和 Ｃａ表示吸收電流回路的等值電阻和電容，Ｅ 表示外加的直流電壓。
絕緣在直流電壓下通過的電流
Ｔ －時間；ｉ－總電流；ｉａ－吸收電流；ｉｃ－電容電流；ｉＬ－泄漏電流
從上圖可知，用初始電流和穩(wěn)態(tài)電流之比 可以表 示絕 緣的受 潮程度，實(shí) 用上 用60s和15s時的絕緣電阻之比來表示，稱為吸收比 （DAR）。當(dāng)絕緣受潮時，泄漏電流ｉＬ大，占總電流的比例也大，R 60″和 R 15″的數(shù)值就相接近，故比值接近于1 ；當(dāng)絕緣干燥時，泄漏電流就小，占總電流的比例也小，R 60″比 R 15″就大，故比值就大于1，一般認(rèn)為，R 60″/R 15″≥1.3為干燥絕緣。而極化指數(shù) （ＰＩ） 的原理和吸收比相似， 所 用的時 間更 長，即Ｒ 10min／R 1min 。當(dāng)絕緣受潮或污染時，接近于1；干燥時，ＰＩ 就大于1 。
測量絕緣電阻的儀表稱為兆歐表。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100 、250、500、1000 、2500 、5000V，對于不同電壓等級的電氣設(shè)備應(yīng)使用不同電壓的兆歐表，最常用的是500、1000 V 和2500 V 等級的。數(shù)字電子式兆歐表在國外已得到較多的采用。
測絕緣電阻時的等值回路圖
3、影響絕緣電阻的因素
（1） 濕度影響。當(dāng)空氣的相對濕度增大時，絕緣物就容易受潮，從而使絕緣電阻降低。要求相對濕度小于８０ ％。
（2） 溫度影響。當(dāng)溫度升高時，絕緣的電導(dǎo)增大而使絕緣電阻降低。溫度的影響是很大的，為了進(jìn)行比較必須對溫度進(jìn)行修正，對于不同的電氣設(shè)備有不同的溫度修正系數(shù)，并且有一定的誤差。具體的修正系數(shù)將在下面各章中分別的說明。一般要求被試品及環(huán)境溫度不低于＋５ ℃。
（3） 表面狀態(tài)的影響。表面的污染、受潮使絕緣物的表面電阻率下降，從而使絕緣電阻也下降。
（4）試驗(yàn)電壓大小的影響。隨著試驗(yàn)電壓的增加，絕緣電阻會減少，對良好的干燥絕緣的影響較小。所以對于不同電壓等級的電氣設(shè)備應(yīng)采用不同電壓的兆歐表。
（5） 電氣設(shè)備上剩余電荷的影響。剩余電荷的存在使被測數(shù)值會出現(xiàn)虛假現(xiàn)象 （增大或減?。栽跍y試前應(yīng)對被試設(shè)備進(jìn)行充分的放電。
（6）兆歐表容量的影響。兆歐表容量要求越大越好， 推薦采用１ｍＡ及以上的兆歐表。
（7）接線和表計(jì)型式的影響。對同一設(shè)備應(yīng)采用同一型式的表計(jì)和接線方式，否則也會出現(xiàn)誤判斷。
4、分析判斷
（1）絕緣電阻應(yīng)該大于規(guī)定的允許值。對不同的電氣設(shè)備和部件的絕緣電阻的允許值是不同的。
（2）應(yīng)將測得的值和同一設(shè)備過去的數(shù)據(jù) （包括出廠數(shù)據(jù)）；各相之間的數(shù)據(jù)；同類設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。由于影響絕緣電阻的因素太多，在國內(nèi)外都強(qiáng)調(diào)將 “比較” 作為分析判斷的有力的措施。
（3） 在分析判斷時，應(yīng)充分地排除各種影響因素，如濕度、溫度、表面污染等。
測量電氣設(shè)備的絕緣電阻是絕緣試驗(yàn)中最基本、最簡便的方法。使用一臺兆歐表就可以進(jìn)行。兆歐表輸出的是直流電壓。而測量絕緣電阻、吸收比、極化指數(shù)的區(qū)別是在時間的讀數(shù)上。由于這三種方法各有其用途和特點(diǎn)，可以互為補(bǔ)充，所以在《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》和《電氣交接試驗(yàn)規(guī)程》中都給予了說明。在國外，對極化指數(shù)的使用已經(jīng)比較普遍，我國尚在逐步推廣之中。
這三種方法的特點(diǎn)是：
（1）絕緣電阻。讀數(shù)時間為1min 。數(shù)值應(yīng)歸算到同一溫度和過去值相比較，即存在一個溫度修正的問題。它可以發(fā)現(xiàn)絕緣的整體和貫通性受潮、貫通性的集中缺陷。對局部缺陷反映不靈敏。
（2） 吸收比。采用讀數(shù)為1min 和15s（或 30s）的絕緣電阻的比值。我國采用15s。
該值和溫度無關(guān)，不用進(jìn)行溫度的換算，便于比較?？梢暂^好地判斷絕緣是否受潮，適用于電容量較大的設(shè)備。
（3） 極化指數(shù)。采用讀數(shù)為10min和1min的絕緣電阻的比值。該值和溫度無關(guān)，不用進(jìn)行溫度的換算，便于比較?？梢院芎玫嘏袛嘟^緣受潮。適用于各種電氣設(shè)備絕緣系統(tǒng)，特別是干式絕緣系統(tǒng)，如旋轉(zhuǎn)電機(jī)、電纜、干式變壓器等。
2、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?？偟碾娏鹘M成如下：
（1）泄漏電流ｉＬ 。它包括表面泄漏和容積泄漏電流。這是絕緣中帶電質(zhì)點(diǎn) 在電場力的作用下發(fā)生移動而形成的。電流增加，絕緣的電阻就減少。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）而形成的，是時間的函數(shù)，隨時間的增大而快速地減少，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，它和被試設(shè)備的受潮情況有關(guān)。
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。在下圖中表示了在測絕緣電阻時被試絕緣的等值回路， 其中 ＲＬ表示泄漏電流回路的純電阻，Ｃ′表示電容電流 回路中電介質(zhì)的幾何電容，Ｒａ和 Ｃａ表示吸收電流回路的等值電阻和電容，Ｅ 表示外加的直流電壓。
絕緣在直流電壓下通過的電流
Ｔ －時間；ｉ－總電流；ｉａ－吸收電流；ｉｃ－電容電流；ｉＬ－泄漏電流
從上圖可知，用初始電流和穩(wěn)態(tài)電流之比 可以表 示絕 緣的受 潮程度，實(shí) 用上 用60s和15s時的絕緣電阻之比來表示，稱為吸收比 （DAR）。當(dāng)絕緣受潮時，泄漏電流ｉＬ大，占總電流的比例也大，R 60″和 R 15″的數(shù)值就相接近，故比值接近于1 ；當(dāng)絕緣干燥時，泄漏電流就小，占總電流的比例也小，R 60″比 R 15″就大，故比值就大于1，一般認(rèn)為，R 60″/R 15″≥1.3為干燥絕緣。而極化指數(shù) （ＰＩ） 的原理和吸收比相似， 所 用的時 間更 長，即Ｒ 10min／R 1min 。當(dāng)絕緣受潮或污染時，接近于1；干燥時，ＰＩ 就大于1 。
測量絕緣電阻的儀表稱為兆歐表。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100 、250、500、1000 、2500 、5000V，對于不同電壓等級的電氣設(shè)備應(yīng)使用不同電壓的兆歐表，最常用的是500、1000 V 和2500 V 等級的。數(shù)字電子式兆歐表在國外已得到較多的采用。
測絕緣電阻時的等值回路圖
3、影響絕緣電阻的因素
（1） 濕度影響。當(dāng)空氣的相對濕度增大時，絕緣物就容易受潮，從而使絕緣電阻降低。要求相對濕度小于８０ ％。
（2） 溫度影響。當(dāng)溫度升高時，絕緣的電導(dǎo)增大而使絕緣電阻降低。溫度的影響是很大的，為了進(jìn)行比較必須對溫度進(jìn)行修正，對于不同的電氣設(shè)備有不同的溫度修正系數(shù)，并且有一定的誤差。具體的修正系數(shù)將在下面各章中分別的說明。一般要求被試品及環(huán)境溫度不低于＋５ ℃。
（3） 表面狀態(tài)的影響。表面的污染、受潮使絕緣物的表面電阻率下降，從而使絕緣電阻也下降。
（4）試驗(yàn)電壓大小的影響。隨著試驗(yàn)電壓的增加，絕緣電阻會減少，對良好的干燥絕緣的影響較小。所以對于不同電壓等級的電氣設(shè)備應(yīng)采用不同電壓的兆歐表。
（5） 電氣設(shè)備上剩余電荷的影響。剩余電荷的存在使被測數(shù)值會出現(xiàn)虛假現(xiàn)象 （增大或減?。栽跍y試前應(yīng)對被試設(shè)備進(jìn)行充分的放電。
（6）兆歐表容量的影響。兆歐表容量要求越大越好， 推薦采用１ｍＡ及以上的兆歐表。
（7）接線和表計(jì)型式的影響。對同一設(shè)備應(yīng)采用同一型式的表計(jì)和接線方式，否則也會出現(xiàn)誤判斷。
4、分析判斷
（1）絕緣電阻應(yīng)該大于規(guī)定的允許值。對不同的電氣設(shè)備和部件的絕緣電阻的允許值是不同的。
（2）應(yīng)將測得的值和同一設(shè)備過去的數(shù)據(jù) （包括出廠數(shù)據(jù)）；各相之間的數(shù)據(jù)；同類設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。由于影響絕緣電阻的因素太多，在國內(nèi)外都強(qiáng)調(diào)將 “比較” 作為分析判斷的有力的措施。
（3） 在分析判斷時，應(yīng)充分地排除各種影響因素，如濕度、溫度、表面污染等。
