電力設(shè)備中的絕緣材料（電介質(zhì)）是不導(dǎo)電的物質(zhì)，但并不是的不導(dǎo)電。在直流電壓作用下，電介質(zhì)中有微弱的電流經(jīng)過(guò)。根據(jù)電介質(zhì)材料的性質(zhì)，構(gòu)成及結(jié)構(gòu)等的不同，這部分電流可視為由三部份電流構(gòu)成，如圖2－1所示。
圖2-1中，i1為電容電流。直流電壓作用到絕緣材料上，加壓瞬間相當(dāng)于給電容充電。這部分隨時(shí)間較快衰減的電容電流與絕緣材料的電容量和外加電壓有關(guān)，它對(duì)時(shí)間的變化曲線(xiàn)如圖2-1（c）i1曲線(xiàn)所示。其電流回路在等值電路[見(jiàn)圖2-1（b）]中用一個(gè)純電容C1表示。i2為吸收電流。不均勻介質(zhì)中吸收電流由緩慢化和夾層式化產(chǎn)生，即在直流電壓加上的瞬間，介質(zhì)上的電壓按電容分布，而電壓穩(wěn)定后介質(zhì)上的電壓按電阻分布；由于不同介質(zhì)的電容與電阻不成比例，因此在加上直流電壓瞬間到穩(wěn)定這一過(guò)程中，介質(zhì)上電荷要重新分配，重新分配的電荷在回路中形成電流i2，其電流回路在等值電路[見(jiàn)圖2-1（b）]中用一個(gè)電容C和電阻r串聯(lián)表示。吸收電流i2隨時(shí)間衰減的快慢與介質(zhì)電容量大小有很大關(guān)系，如圖2-1（c）i2曲線(xiàn)所示，i3為泄漏電流。電介質(zhì)中有少數(shù)束縛很弱的或自由的離子，當(dāng)介質(zhì)在直流電壓作用下，正負(fù)離子就分別向兩移動(dòng)而形成電流，如圖2-1（c）i3曲線(xiàn)所示，其電流回路在等值電路[見(jiàn)圖2-1（b）]中用一個(gè)純電阻R表示。
三個(gè)電阻加起來(lái)，即i=i1+i2+i3，可得到在直流電壓作用下流過(guò)絕緣介質(zhì)的總電流i隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)，通常稱(chēng)為吸收曲線(xiàn)，如圖2-1(c)曲線(xiàn)所示。
從吸收曲線(xiàn)可以看出，電容電流和吸收電流i2經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后趨近于零，因此i趨近于i3。所謂絕緣電阻就是指加于試品上的直流電壓與流過(guò)試品的泄漏電流之比，即近于。所謂絕緣電阻就是指加于試品上的直流電壓與流過(guò)試品的泄漏電流之比，即
R=U/i3（2-1）
式中U——加于試品兩端的電壓，V；
i3——對(duì)應(yīng)于電壓U，試品中的泄漏電流，μA；
R——試品的絕緣電阻，MΩ。
由于電容電流的吸收電流經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后趨于零，因此在絕緣電阻表（俗稱(chēng)兆歐表、搖表）進(jìn)行絕緣電阻測(cè)量時(shí)，必須等到絕緣電阻表指示穩(wěn)定后才能讀數(shù)。對(duì)電容量較小的一般試品，通常認(rèn)為搖1min后，泄漏電流趨于穩(wěn)定（即電容電流、吸收電流趨于零）。
由于i3的大小取決于絕緣材料的狀況，當(dāng)介質(zhì)受潮、老化、表面臟污或有其他缺陷（如有裂縫、灰化、氣泡等）時(shí)，R降低，i3會(huì)增大。因此測(cè)量絕緣電阻是了解電力設(shè)備絕緣的簡(jiǎn)便常用的手段之一。
由于流過(guò)絕緣介質(zhì)的電流有表面電流的體積電流之分，所以絕緣電阻也有體積絕緣電阻和表面絕緣電阻之分。我們真正關(guān)心的是體積絕緣電阻。當(dāng)絕緣受潮或有其他貫通性缺陷時(shí)，體積絕緣電阻降低。因此，體積絕緣電阻的大小標(biāo)志著絕緣介質(zhì)內(nèi)部絕緣的優(yōu)劣。在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中，當(dāng)測(cè)量得到的試品絕緣電阻低時(shí)，應(yīng)采取屏蔽措施，排除表面絕緣電阻的影響，以便測(cè)得真實(shí)準(zhǔn)確的體積絕緣電阻值。
對(duì)大容量試品（如變壓器、發(fā)電機(jī)、電纜），《規(guī)程》除要求測(cè)量其絕緣電阻外，還要求測(cè)量吸收比或/和化指數(shù)。
大容量試品的吸收曲線(xiàn)i隨時(shí)間衰減較慢，其中尤其是吸收電流i2隨時(shí)間衰減緩慢，有的可達(dá)數(shù)十分鐘。常把60s的絕緣電阻之比稱(chēng)為吸收比K，即
K===
為便于分析理解，我們來(lái)分析端情況。時(shí)間=與=15s時(shí)的絕緣電阻之比，即
==1+
絕緣受潮劣化時(shí)，泄漏電流比15s時(shí)的電容電流和吸收電流之和（i1+i2）增加得快，R/R趨近于1；絕緣良好時(shí)，i3很小，i2相對(duì)較大，則R∞/R15S＞1。這就是說(shuō)，吸收比的數(shù)據(jù)與絕緣狀況有很大的關(guān)系。而且K是一個(gè)比值，與絕緣結(jié)構(gòu)的幾何尺寸無(wú)關(guān)，易于比較。
由于無(wú)法測(cè)量R∞，只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)測(cè)量吸收比K，一般認(rèn)為當(dāng)K=R60S/R15S≥1.3~1.5時(shí)絕緣是良好的，這一數(shù)據(jù)對(duì)分析35~110kV變壓器、中型容量發(fā)電機(jī)是有效的。近年來(lái)，隨和電力設(shè)備電壓等級(jí)的提高，發(fā)現(xiàn)用吸收比K判斷大容量變壓器有很多的誤判斷現(xiàn)象。如西北某供電局90000KVA及以上的15臺(tái)變壓器，在132次吸收比測(cè)量結(jié)果中，有76次小于1.3，占58%。上述變壓器油的試驗(yàn)及其他試驗(yàn)均未發(fā)現(xiàn)異常，且運(yùn)行一直正常。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因很多，其中一條是由于大容量變壓器的吸收電流衰減時(shí)間長(zhǎng)，吸收比K反映不了絕緣吸收現(xiàn)象的整體，僅反映吸收現(xiàn)象的局部，而且與絕緣結(jié)構(gòu)、油質(zhì)、溫度等有很大關(guān)系。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，沈陽(yáng)變壓器廠生產(chǎn)的變壓器較西安變壓器廠生產(chǎn)的變壓器吸收比合格率高，但絕緣電阻值較低；而西安變壓器廠生產(chǎn)的變壓器絕緣電阻值高，但吸收比低。
為克服這種測(cè)量吸收比可能產(chǎn)生的誤判斷，常采用對(duì)吸收比小于1.3的試品測(cè)量其10min與1min的絕緣電阻之比，即用測(cè)量化指數(shù)P的方法來(lái)判斷絕緣優(yōu)劣。如《規(guī)程》要求，電力變壓器化指數(shù)不低于1.5。容量為6000kW及以上的同步發(fā)電機(jī)，瀝青浸膠及烘卷云母絕緣吸收比不應(yīng)小于1.3或化指數(shù)不應(yīng)小于1.5；環(huán)氧粉云母絕緣吸收比不應(yīng)小于1.6或化指數(shù)不應(yīng)小于2.0。
上一篇 伏安特性測(cè)試儀常見(jiàn)故障處理 下一篇 影響絕緣油介電強(qiáng)度測(cè)試儀結(jié)果的主要因素