(3)电化学树枝
因环境污染或绝缘中存在杂质而引起,如电缆中由于腐蚀性气体在线芯处扩散,与铜发生反应就形成电化学树枝。
3-7均匀固体介质的热击穿电压是如何确定的?
答:一般情况下,可以近似化为以下两种极端情况来讨论 (1)脉冲热击穿
认为电场作用时间很短,以致导热过程可以忽略不计,则热平衡方程为
cvdT??E2 dt(2)稳态热击穿
电压长时间作用,介质内温度变化极慢,热击穿临界电压为
U2oc?8?TcKT0?dT
3-8试比较气体、液体和固体介质击穿过程的异同。 答:(1)气体介质的击穿过程
气体放电都有从电子碰撞电离开始发展到电子崩的阶段。
由于外电离因素的作用,在阴极附近出现一个初始电子,这一电子在向阳极运动时,如电场强度足够大,则会发生碰撞电离,产生1个新电子。新电子与初始电子在向阳极的行进过程中还会发生碰撞电离,产生两个新电子,电子总数增加到4个。第三次电离后电子数将增至8个,即按几何级数不断增加。电子数如雪崩式的增长,即出现电子崩。
(2) 液体介质的击穿过程
a) 电击穿理论以碰撞电离开始为击穿条件。
液体介质中由于阴极的场致发射或热发射的电子在电场中被加速而获得动能,在它碰撞液体分子时又把能量传递给液体分子,电子损失的能量都用于激发液体分子的热振动。当电子在相邻两次碰撞间从电场中得到的能量大于hυ时,电子就能在运动过程中逐渐积累能量,至电子能量大到一定值时,电子与液体相互作用时便导致碰撞电离。
b)
气泡击穿理论
液体中存在气泡时,由于交变电压下两串联介质中电场强度与介质介电常数成反比,气泡中的电场强度比液体介质高,而气体的击穿场强又比液体介质低得多,所以气泡先发生电离,使气泡温度升高,体积膨胀,电离进一步发展;而气泡电离产生的高能电子又碰撞液体分子,使液体分子电离生成更多的气体,扩大气体通道,当气泡在两极间形成“气桥”时,液体介质就能在此通道中发生击穿。
(3)固体介质的击穿过程
固体电介质的击穿中,常见的有热击穿、电击穿和不均匀介质局部放电引起击穿等形式。
a) 热击穿
当固体电介质加上电场时,电介质中发生的损耗将引起发热,使介质温度升高,最终导致热击穿。
b) 电击穿
在较低温度下,采用了消除边缘效应的电极装置等严格控制的条件下,进行击穿试验时出现的一种击穿现象。
c) 不均匀介质局部放电引起击穿
从耐电强度低的气体开始,表现为局部放电,然后或快或慢地随时间发展至固体介质劣化损伤逐步扩大,致使介质击穿。
4-1测量绝缘电阻能发现哪些绝缘缺陷?试比较它与测量泄漏电流试验项目的异同。
答:测量绝缘电阻能有效地发现下列缺陷:总体绝缘质量欠佳;绝缘受潮;两极间有贯穿性的导电通道;绝缘表面情况不良。测量绝缘电阻和测量泄露电流试验项目的相同点:两者的原理和适用范围是一样的,不同的是测量泄漏电流可使用较高的电压(10kV及以上),因此能比测量绝缘电阻更有效地发现一些尚未完全贯通的集中性缺陷。
4-2绝缘干燥时和受潮后的吸收特性有什么不同?为什么测量吸收比能较好的判断绝缘是否受潮?
答:绝缘干燥时的吸收特性
R?R?2,而受潮后的吸收特性??1。如果测试R0R0品受潮,那么在测试时,吸收电流不仅在起始时就减少,同时衰减也非常快,吸收比的比值会有明显不同,所以通过测量吸收比可以判断绝缘是否受潮。
4-3简述西林电桥的工作原理。为什么桥臂中的一个要采用标准电容器?这—试验项目的测量准确度受到哪些因素的影响?
答:
西林电桥是利用电桥平衡的原理,当流过电桥的电流相等时,电流检流计指向零点,即没有电流通过电流检流计,此时电桥相对桥臂上的阻抗乘积值相等,通过改变R3和C4来确定电桥的平衡以最终计算出Cx和tanδ。采用标准电容器是因为计算被试品的电容需要多个值来确定,如果定下桥臂的电容值,在计算出tanδ的情况下仅仅调节电阻值就可以最终确定被试品电容值的大小。
这一试验项目的测量准确度受到下列因素的影响:处于电磁场作用范围的电磁干扰、温度、试验电压、试品电容量和试品表面泄露的影响。
4-4在现场测量tanδ而电桥无法达到平衡时,应考虑到什么情况并采取何种措施使电桥调到平衡?
答:此时可能是处于外加电场的干扰下,应采用下列措施使电桥调到平衡: (1)加设屏蔽,用金属屏蔽罩或网把试品与干扰源隔开; (2)采用移相电源; (3)倒相法。
4-5什么是测量tanδ的正接线和反接线?它们各适用于什么场合? 答:正接线是被试品CX的两端均对地绝缘,连接电源的高压端,而反接线是被试品接于电源的低压端。反接线适用于被试品的一极固定接地时,而正接线适用于其它情况。
4-6综合比较本章中介绍的各种预防性试验项目的效能和优缺点(能够发现和不易发现的绝缘缺陷种类、检测灵敏度、抗干扰能力、局限性等)。
答:测量绝缘电阻能有效地发现下列缺陷:总体绝缘质量欠佳;绝缘受潮;
两极间有贯穿性的导电通道;绝缘表面情况不良。测量绝缘电阻不能发现下列缺陷:绝缘中的局部缺陷:如非贯穿性的局部损伤、含有气泡、分层脱开等;绝缘的老化:因为已经老化的绝缘,其绝缘电阻还可能是相当高的。
4-7总结进行各种预防性试验时应注意的事项。 答:测量绝缘电阻时应注意下列几点:
(1)试验前应将试品接地放电一定时间。对容量较大的试品,一般要求5-10min.这是为了避免被试品上可能存留残余电荷而造成测量误差。试验后也应这样做,以求安全。
(2)高压测试连接线应尽量保持架空,确需使用支撑时,要确认支撑物的绝缘对被试品绝缘测量结果的影响极小。
(3)测量吸收比时,应待电源电压达稳定后再接入试品,并开始计时。 (4)对带有绕组的被试品,加先将被测绕组首尾短接,再接到L端子:其他非被测绕组也应先首尾短接后再接到应接端子。
(5)绝缘电阻与温度有十分显著的关系。绝缘温度升高时,绝缘电阻大致按指数率降低.吸收比的值也会有所改变。所以,测量绝缘电阻时,应准确记录当时绝缘的温度,而在比较时,也应按相应温度时的值来比较。
(6)每次测试结束时,应在保持兆欧表电源电压的条件下,先断开L端子与被试品的连线,以免试品对兆欧表反向放电,损坏仪表。
4-8对绝缘的检查性试验方法,除本章所述者外,还有哪些可能的方向值得进行探索研究的?请开拓性地、探索性地考虑一下,也请大致估计一下这些方法各适用于何种电气设备,对探测何种绝缘缺陷可能有效。
答:略
4-9综合计论:现行对绝缘的离线检查性试验存在哪些不足之处?探索一下:对某些电气设备绝缘进行在线检测的可能性和原理性方法。
答:不足之处:需要停电进行,而不少重要的电力设备不能轻易地停止运行;监测间隔周期较长,不能及时发现绝缘故障;停电后的设备状态与运行时的设备
状态不相符,影响诊断的正确性。
5-1简述直流耐压试验与交流相比有哪些主要特点。
答:(1)直流下没有电容电流,要求电源容量很小,加上可么用串级的方法产生高压直流,所以试验设备可以做得比较轻巧,适合于现场预防性试验的要求。特别对容量较大的试品,如果做交流耐压试验,需要较大容量的试验设备,在一般情况下不容易办到。而做直流耐压试验时,只需供给绝缘泄漏电流(最高只达毫安级),试验设备可以做得体积小而且比较轻便,适合现场预防性试验的要求。
(2)在试验时可以同时测量泄漏电流,由所得的“电压一电流”曲线能有效地显示绝缘内部的集中性缺陷或受潮,提供有关绝缘状态的补充信息。
(3)直流耐压试验比之交流耐压试验更能发现电机端部的绝缘缺陷。其原因是直流下没有电容电流流经线棒绝缘,因而没有电容电流在半导体防晕层上造成的电压降,故端部绝缘上分到的电压较高,有利于发现该处绝缘缺陷。
(4)在直流高压下,局部放电较弱,不会加快有机绝缘材料的分解或老化变质,在某种程度上带有非破坏性试验的性质。
5-2直流耐压试验电压值的选择方法是什么?
答:由于直流下绝缘的介质损耗很小,局部放电的发展也远比交流下微弱,所以直流下绝缘的电气强度一般要比交流下的高。在选择试验电压值时必须考虑到这一点,直流耐压试验所用的电压往往更高些,并主要根据运行经验来确定,一般为额定电压的2倍以上,且是逐级升压,一旦发现异常现象,可及时停止试验,进行处理。直流耐压试验的时间可以比交流耐压试验长一些,所以发电机试验时是以每级0.5倍额定电压分阶段升高,每阶段停留1min,读取泄漏电流值。电缆试验时,在试验电压下持续5min,以观察并读取泄漏电流值。
5-3高压实验室中被用来测量交流高电压的方法常用的有几种?
答:用测量球隙或峰值电压表测量交流电压的峰值,用静电电压表测量交流电压的有效值(峰值电压表和静电电压表还常与分压器配合使用以扩大仪表的量程),为了观察被测电压的波形,也可从分压器低压侧将输出的被测信号送至示