簡單而常用的非破壞性試驗(yàn)方法是測量被試品的絕緣電阻。

當(dāng)直流電壓作用于任何介質(zhì)上時(shí)，通過它的電流可包含三部分；泄漏電流、電容電流(衰減較快)和吸收電流，后兩部分是與時(shí)間有關(guān)的，故隨加壓的時(shí)間增長而減小，并在相當(dāng)?shù)臅r(shí)間后趨于零。此時(shí)總的電流便趨于穩(wěn)定值，這個(gè)穩(wěn)定的電流值就是泄漏電流。

通常，電氣設(shè)備的絕緣都是多層的。例如：電機(jī)絕緣所用的云母帶(用粘合漆將云母片貼在紙帶或綢帶上制成)；電纜、變壓器等的絕緣中使用的油浸紙；有的電纜和套管中用的膠和紙等。這些多層介質(zhì)的絕緣體，在外施直流電壓下，就有前述的吸收現(xiàn)象，即電流逐漸減小而趨于某一恒定值（泄漏電流)。圖3-1中的曲線1即為這一電流隨時(shí)間變化的曲線。因?yàn)橥ㄟ^介質(zhì)的電流與介質(zhì)電阻的測量值成反比，故可用曲線2表示介質(zhì)加電壓后，其電阻的測量值與時(shí)間的關(guān)系曲線。如被試品絕緣狀況愈好，吸收過程進(jìn)行得愈慢，吸收現(xiàn)象便愈明顯。如被試品受潮嚴(yán)重，或其中有集中性的導(dǎo)電通道，由于絕緣電阻顯著降低，泄漏電流增大，吸收過程快，如圖3-1中曲線3所示。這樣，流過絕緣的電流便迅速地變?yōu)橐惠^大的泄漏電流。因此，可根據(jù)被試品電流的變化情況來判斷被試品絕緣狀況。

二、絕緣電阻和吸收比的測量方法

1. 絕緣電陽和吸收比

一般在絕緣預(yù)防性試驗(yàn)中，為方便計(jì)算，不是直接去測量電流大小，而是用絕緣電阻表去測量絕緣電阻的變化。由于絕緣電阻表內(nèi)直流電壓是一定的，故絕緣電阻與電流成反比。

當(dāng)被試品絕緣中存在貫穿的集中性缺陷時(shí)，反映泄漏電流的絕緣電阻明顯下降，在用絕緣電阻表檢查時(shí)便可發(fā)現(xiàn)。例如：變電站中用的針式支持絕緣子，最常見的缺陷是瓷質(zhì)開裂，開裂后絕緣電阻明顯下降，就可用絕緣電阻表檢測出來。

但對許多電氣設(shè)備，例如發(fā)電機(jī)的絕緣電阻往往變動(dòng)甚大，它和被試品的體積、尺寸，空氣狀況等有關(guān)，往往難以給出一定的絕緣電阻判斷標(biāo)準(zhǔn)。通常是把處于同一運(yùn)行條件下不同相的絕緣電阻進(jìn)行比較，或是把這一次測量的絕緣電陰和過去對它曾測得的絕緣電阻值進(jìn)行比較來發(fā)現(xiàn)問題。

對于電容量較大的設(shè)備，如電機(jī)、變壓器、電容器等，可利用吸收現(xiàn)象來測量它們的絕緣電阻(即絕緣電阻的測量值)隨時(shí)間的變化，以判斷絕緣狀況。吸收試驗(yàn)反映B級絕緣和B級浸膠絕緣的局部缺陷和受潮程度比較靈敏。例如，發(fā)電機(jī)定子絕緣的吸收現(xiàn)象是十分明顯的，通常用吸收比來表示

即60s(秒)時(shí)絕緣電阻表的讀數(shù)與15s(秒)時(shí)讀數(shù)之比。

由于K值是兩個(gè)絕緣電阻之比值，故與設(shè)備尺寸無關(guān)，可有利于反映絕緣狀態(tài)，例如：對于干燥的B級絕緣的發(fā)電機(jī)定子繞組，在10～30℃時(shí)吸收比遠(yuǎn)大于1.3；若受潮嚴(yán)重，則絕緣的電阻值顯著降低，傳導(dǎo)電流增加，吸收電流衰減迅速，使R₆₀與R₁₅之比大大下降，K≈1。如K＜1.3，則可判斷為絕緣可能受潮。

當(dāng)絕緣有嚴(yán)重集中性缺陷時(shí)，K值也可反映出來。 例如當(dāng)發(fā)電機(jī)定子絕緣局部發(fā)生裂紋；變壓器絕緣紙板、支架、線圈上沉積有油泥時(shí)，形成了局部性傳導(dǎo)電流較大的通道，于是K值便大為降低而近于1。對于大型電機(jī)或大型電力變壓器及電容器等，由于吸收現(xiàn)象特別顯著，在60s時(shí)測得的絕緣電阻仍會(huì)受吸收電流的影響，這時(shí)應(yīng)采用極化指數(shù)P₁作為衡量指標(biāo)，是指同一次試驗(yàn)中，10min時(shí)的絕緣電阻與1min時(shí)的絕緣電阻值之比。DL/T596-1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)程規(guī)定，絕緣良好時(shí)，極化指數(shù)P₁一般不小于1.5。

需要注意的是：有時(shí)當(dāng)某些集中性缺陷雖已發(fā)展得很嚴(yán)重，以致在耐壓試驗(yàn)中被擊穿，但耐壓試驗(yàn)前測出的絕緣電阻值和吸收比均很高，這是因?yàn)檫@些缺陷雖然嚴(yán)重，但還沒有貫穿的緣故。因此，只憑絕緣電阻的測量來判斷絕緣狀況是不可靠的，但它畢竟是一種簡單而有一定效果的方法，故使用十分普遍。

2.絕緣電阻表的工作原理和接線

通常使用的絕緣電阻表接線如圖3-2所示。絕緣電阻表由兩部分組成：①直流電源，由手搖(或電動(dòng))直流發(fā)電機(jī)構(gòu)成；②測量機(jī)構(gòu)，主要由一對磁極和兩個(gè)線圈構(gòu)成。絕緣電阻表有三個(gè)端子：線路端子L，接地端子E和屏蔽端子G，被試絕緣接于L與E間。

電壓線圈1與電流線圈2繞向相反，并可帶動(dòng)指針旋轉(zhuǎn)。由于沒有彈簧游絲，故無反作用力矩。當(dāng)線圈中無電流通過時(shí)，指針可取任一位置

測量時(shí)，搖動(dòng)手搖發(fā)電機(jī)（轉(zhuǎn)違約120轉(zhuǎn)/min)，當(dāng)線圈1中通過電流I₁時(shí)，產(chǎn)生力矩M₁作用于線圈1上。同樣有I₂時(shí)便有力矩M₂作用于線圈2上。

圖3-3為絕緣電阻表測量電瓷試品時(shí)的情況。被試品兩端接在絕緣電阻表L和E兩個(gè)端子上，在岸近電極L附近的被試品上用銅線繞幾匝作為屏蔽電極 P，將其接至絕緣電用表的屏破端子G上。從絕緣電阻表電源正極E出發(fā)經(jīng)過試品內(nèi)部到絕緣電阻表端子L的體積泄漏電流i₁將流經(jīng)電流線圈2而回到電源負(fù)極（參看圖3-2）。而從正極出發(fā)經(jīng)被試品表面的泄電流i₂，則由屏蔽電極經(jīng)屏蔽端子G直接流回電源負(fù)極。同樣，絕緣電阻表接線端子E與L間的泄漏電流i₃也將直接經(jīng)屏蔽端子G到電源負(fù)極。I₂、i₃不流過電流線圖2，也就不會(huì)影響絕緣電阻表的讀數(shù)。

常用絕緣電阻表的額定電壓有500、1000、2500、5000V等幾種；通常額定電壓為1kV及以上的電氣設(shè)備要選用2500V或5000V的絕緣電阻表，額定電壓為1000V以下的電氣設(shè)備用500V或1000V的絕緣電阻表。

目前現(xiàn)場已廣泛采用數(shù)字式絕緣電阻表，它采用整流電源，試驗(yàn)人員可根據(jù)需要選擇電壓量程，當(dāng)在被試品絕緣上施加電壓時(shí)，取被試品電壓、電流信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，簡單數(shù)值計(jì)算，用液晶數(shù)顯方式給出結(jié)果。

3測量注意事項(xiàng)

(1)試驗(yàn)前應(yīng)將被試品接地放電一定時(shí)間：

(2)高壓測試連接線應(yīng)盡量保持架空，需使用支撐時(shí)，要確認(rèn)支撐物的絕緣對被試品絕緣測試結(jié)果的影響極小。

(3)選合適的絕緣電阻表。根據(jù)被試品的電壓等級選擇。

(4)測量吸收比和極化指數(shù)時(shí)，應(yīng)待電源電壓達(dá)穩(wěn)定后再接入被試品，并開始計(jì)時(shí)。

(5)對電容值大的試品，試驗(yàn)完后，應(yīng)在保持絕緣電阻表電源電壓的條件下，先斷開L端子與被試品的連線，再停止搖表。

(6)變壓器、電機(jī)試驗(yàn)時(shí)，被測繞組首尾短接，再接到L端子。非被試?yán)@組也要短路接地，這樣做可避免非被試?yán)@組中剩余電荷的影響，且可測被試?yán)@組與非被試?yán)@組及地的絕緣出阻。另測量順序?qū)Y(jié)果也有影響，所以每次做試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)按照相同的順序試驗(yàn)。

(7)記錄試驗(yàn)時(shí)的溫度、濕度。

4. 影響測試結(jié)果的主要因素

(1)溫度、濕度及表面臟污的影響。溫度對絕緣電阻的影有很大，當(dāng)溫度增加時(shí)，絕緣電阻值將按指數(shù)規(guī)律下，為了比較測量結(jié)果，最好能在相近的溫度下進(jìn)行測量。否則應(yīng)按式(3 3)將測量結(jié)果換算成同一溫度下的數(shù)值

式中：R₁、R₂為溫度t₁、t₂時(shí)的絕緣電阻值：

濕度主要影響絕緣表面泄漏電流，由于絕緣表面吸附潮氣，形成水膜，使絕緣電阻降低，此外，由于某些絕緣材料的毛細(xì)管作用，在濕度大的情況下，會(huì)吸收一些水分，導(dǎo)致電導(dǎo)增加，絕緣電阻下降。

電氣設(shè)備絕緣表面的臟污會(huì)使表面的絕緣電阻下降，從而造成整體絕緣電阻的明顯降低。 (2)放電時(shí)間及感應(yīng)電壓的影響。每進(jìn)行一次高壓試驗(yàn)，都應(yīng)將試品充分放電。這是因為

試驗(yàn)后，尤其是直流試驗(yàn)，由于剩余電荷的存在，使充電電流和吸收電流比前一次測量時(shí)小，造成吸收比減小而絕緣電阻增大，容易引起誤判斷。

此外，由于帶電設(shè)備和停電設(shè)備間的電容耦合，使得被試設(shè)備上存在感應(yīng)電壓，這在500kV設(shè)備試驗(yàn)時(shí)表現(xiàn)尤其突出，會(huì)造成指針不穩(wěn)定，擺動(dòng)，感應(yīng)電壓強(qiáng)烈時(shí)甚至?xí)p壞絕緣電阻表，得不到真實(shí)的數(shù)值，為此必要時(shí)要采取電場屏蔽等措施。

(3)為便于比較，每次測景最好用型號相同的絕緣電阻表。以消除因表的負(fù)載特性不同帶來的誤差。

5.測量結(jié)果的分析判斷

對測得的絕緣電陽進(jìn)行分析才能掌握設(shè)備的絕緣狀態(tài)，一般來說，絕緣電阻應(yīng)不小于某一容許值，并且換算到同一溫度下，與歷史數(shù)據(jù)(出廠試驗(yàn)、交接試驗(yàn)、歷次預(yù)防性試驗(yàn)、大修前后和耐壓前后)比較，與同型設(shè)備、同一設(shè)備相間比較，結(jié)果均不應(yīng)有明顯的降低或較大的差異，否則應(yīng)查明原因。對較大電容量的設(shè)備如電纜、發(fā)電機(jī)、變壓器等絕緣狀況的分析，除以絕緣電陽值的大小和變化趨勢為依據(jù)外，吸收比和極化指數(shù)是主要的判據(jù)，如有明顯的下降，說明絕緣劣化。

第二節(jié)泄漏電流的試驗(yàn)

泄漏電流試驗(yàn)與絕緣電阻測量原理相同，只是前者在更高電壓下進(jìn)行(高于10kV)，由于在升壓過程中便于監(jiān)測泄漏電流值，因而易于發(fā)現(xiàn)集中性缺陷。

泄漏試驗(yàn)需由直流高壓設(shè)備供電，用微安表測量泄漏電流值。高壓設(shè)備絕緣試驗(yàn)所用的直流高壓是利用交流高壓經(jīng)整流得到。以前多用高壓整流管，其平均工作電流較小、燈絲變壓器需高絕緣并有較強(qiáng)的放射線、影響工作人員健康，現(xiàn)已被高壓硅堆所取代。硅堆使用簡便，體積小，堅(jiān)固耐用，且整流電流較大，圖3-4為發(fā)電機(jī)絕緣泄漏試驗(yàn)的一些典型曲線，對良好的絕緣，泄漏電流隨試驗(yàn)電壓U成直線上升，且值較小（曲線1），當(dāng)絕緣受潮時(shí)，電流數(shù)值如曲線2所示。如絕緣中有集中性缺陷，則泄漏值在超過一定試驗(yàn)電壓時(shí)將劇烈增加（曲線3）.缺陷愈嚴(yán)重，泄漏值發(fā)生劇增的試驗(yàn)電壓值愈低（曲線4）。此時(shí)設(shè)備在運(yùn)行中有擊穿的危險(xiǎn)。

一、試驗(yàn)接線

泄漏電流試驗(yàn)所用接線如圖3-5所示。當(dāng)用圖3-5(a)接線時(shí)，其接線的優(yōu)點(diǎn)是讀數(shù)方便安全。但由于回路的高壓引線等對地的雜散電流(泄流、電暈等電流I_g)以及高壓試驗(yàn)變壓器對地的泄漏電流等都經(jīng)微安表，使讀數(shù)中包含被試品絕緣內(nèi)部泄漏電流以外的電流，造成測量誤差。這可以利用接入被試品前后的兩次讀數(shù)之差求得泄漏電流，但其誤差也往往較大。因此，在實(shí)際測量中，如被試品一端不直接接地，則微安表可接在被試品與地之間，如圖3-5(b)所示，則上述誤差即可消除。如被試品一端已接地，則可采用圖3-6所示的試驗(yàn)接線，將微安表接在高壓端。為了避免高壓引線的電暈電流等經(jīng)過微安表，可采用屏蔽的方法，使微安表處于屏蔽罩內(nèi)，并用屏蔽線將微安表接到被試品的高壓端，如圖中虛線所示。 

二、微安表的保護(hù)

被試品在試驗(yàn)中可能出現(xiàn)放電以致?lián)舸?，為防止大電流流過微安表，試驗(yàn)回路中還必須對微安表進(jìn)行保護(hù)。一般多采用與微安表并聯(lián)一開關(guān)的辦法將微安表短路，當(dāng)讀數(shù)時(shí)把開關(guān)打開。

常用的保護(hù)接線如圖3-7所示，保護(hù)電阻R用來產(chǎn)生電壓，使流過微安表的電流達(dá)到一定值時(shí)放電管F動(dòng)作。并聯(lián)電容器C為濾波電容，用以減少微安表的擺動(dòng)，還可使放電管兩端電壓上升陡度降低。電容器和放電管用來分流試品擊穿時(shí)的短路電流，電容器可以提供高頻電流支路，通常C＞1μF。

三、測量時(shí)的注意事項(xiàng)

(1)微安表接于高壓測時(shí)，絕緣支柱應(yīng)牢固可靠，防止搖擺傾倒。

(2)試驗(yàn)設(shè)備的布置要緊湊，連線要短，既要安全，又便于操作，對地要有足夠的距離，接地線應(yīng)牢固可靠。

(3)被試品表面擦拭干凈，并加屏蔽。

  (4)能分相試的被試品應(yīng)分相試驗(yàn)，非試驗(yàn)相應(yīng)短路接地。

(5)試驗(yàn)電容量小的被試品應(yīng)加穩(wěn)壓電容。

(6)試驗(yàn)時(shí)微安表必須進(jìn)行保護(hù)：

(7)試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)對被試品進(jìn)行充分放電。

四、影響因素

(1)高壓連接導(dǎo)線對地泄漏電流的影響。可用增加導(dǎo)線直徑、縮短導(dǎo)線、增加對地距離等措施以減小對測量結(jié)果的影響。

(2)空氣濕度對表面泄漏電流的影響。試驗(yàn)前將被試品表面擦試干凈，并應(yīng)用屏蔽電極以降低表面泄漏電流的影響。

(3)溫度的影響。溫度對試驗(yàn)的影響極為顯著，因此，對所測的泄漏電流值應(yīng)換算至相同溫度才能進(jìn)行比較。

(4)殘余電荷的影響。殘余電荷直接影響泄漏電流值，因此，試驗(yàn)前必須對被試品進(jìn)行充分放電。

五、測量結(jié)果的分析判斷

現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中對泄漏電流有規(guī)定的設(shè)備，應(yīng)按是否符合規(guī)定值來判斷，對標(biāo)準(zhǔn)中無明確規(guī)定的設(shè)備，應(yīng)將測得的泄漏電流值換算到同一溫度下與歷次試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，同一設(shè)備的各相間相互比較、同類設(shè)備之間相互比較，視其變化來分析判斷。對于重要設(shè)備(如主變壓器、發(fā)電機(jī)等)，可繪出電流隨電壓變化的關(guān)系曲線進(jìn)行分析。