直流泄漏及直流耐壓

直流泄漏及直流耐壓第一頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日第三章直流泄漏及直流耐壓試驗(yàn)概述：1.直流泄漏電流試驗(yàn)直流泄露電流試驗(yàn)與絕緣電阻測(cè)量原理基本相同。直流泄露電流試驗(yàn)電壓較高，并可任意調(diào)節(jié)，因此，它比兆歐表發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷的靈敏度和有效性高。直流泄露電流試驗(yàn)可靈敏地反映瓷質(zhì)絕緣的裂紋、夾層絕緣的內(nèi)部受潮和局部松散斷裂、絕緣油劣化、絕緣的沿面炭化等缺陷。2.直流耐壓試驗(yàn)直流耐壓試驗(yàn)與直流泄露電流試驗(yàn)方法相同，但作用不同，前者電壓高——考驗(yàn)絕緣強(qiáng)度，后者電壓相對(duì)低——檢查絕緣狀況。第二頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日3.直流耐壓試驗(yàn)的特點(diǎn)a.試驗(yàn)設(shè)備輕小I=ωCXUb.能同時(shí)測(cè)量泄漏電流:通過(guò)測(cè)量泄漏電流，更有效地反映絕緣內(nèi)部的集中性缺陷。曲線1：良好的絕緣泄漏電流隨電壓直線上升，且電流值??；曲線2：如果絕緣受潮，電流大；曲線3：絕緣中有集中性缺陷存在，如泄漏電流超標(biāo)，應(yīng)查找原因；曲線4：如0.5倍試驗(yàn)電壓附近泄漏電流迅速增長(zhǎng)（電子活動(dòng)增加），說(shuō)明絕緣損壞嚴(yán)重，有擊穿的危險(xiǎn)。1234電壓U（kV）0.5UT泄漏電流I（μA）第三頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日c.對(duì)絕緣損傷小:直流電壓作用下，氣隙中發(fā)生局部放電，氣隙中產(chǎn)生反電場(chǎng)，抑制局放過(guò)程。4.直流耐壓試驗(yàn)的缺點(diǎn)：直流耐壓對(duì)絕緣的考驗(yàn)不如交流更接近實(shí)際。

第一節(jié)試驗(yàn)方法一、直流高電壓的產(chǎn)生1.對(duì)試驗(yàn)電壓的要求

高壓試驗(yàn)用直流電壓為單極性持續(xù)電壓，用極性、平均值和脈動(dòng)因數(shù)表示。要求使用負(fù)極性直流電壓，脈動(dòng)因數(shù)小于3%。同時(shí)應(yīng)具有充足的電源容量。第四頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日GB311.3《高電壓試驗(yàn)技術(shù)》規(guī)定，在輸出工作電流下直流電壓的脈動(dòng)因數(shù)S應(yīng)按式計(jì)算：

脈動(dòng)電壓波形

Umax:直流電壓的最大值

Umin直流電壓的最小值

Ud:直流電壓的平均值

δU：脈動(dòng)幅值或脈振。

第五頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.產(chǎn)生直流高電壓的回路a.半波整流：直流電壓Ud（平均值）:Um:整流電壓峰值半波整流Id:被試品電流（平均值）C：濾波電容f：電源頻率R：保護(hù)電阻b.倍壓整流：第六頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日c：串級(jí)整流：n:串接級(jí)數(shù)脈動(dòng)系數(shù)和脈動(dòng)電壓與級(jí)數(shù)的平方成正比。電壓降與級(jí)數(shù)的三次方成正比。d.中頻串接直流發(fā)生器第七頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日第八頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日①采用高頻率開(kāi)關(guān)脈沖寬度調(diào)制方式調(diào)節(jié)電壓，節(jié)能；電壓調(diào)節(jié)線性度好；由于頻率提高（幾kHz—幾十kHz），直流電壓波紋非常小。雜散②體積小。U=ωwφ接線簡(jiǎn)單，操作方便。第九頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日第十頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日3.直流試驗(yàn)的極性效應(yīng)

為提高外絕緣閃絡(luò)電壓，直流輸出電壓采用負(fù)極性。如采用正極性輸出，相當(dāng)于正極性棒-板電極，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，棒極附近產(chǎn)生電子崩，因中和作用，電子崩中的電子迅速進(jìn)入棒電極，正離子向板極的運(yùn)動(dòng)速度慢而暫留在棒電極附近，使棒-板電極間場(chǎng)強(qiáng)提高，擊穿電壓降低。平均擊穿場(chǎng)強(qiáng)7.5千伏/厘米。負(fù)極性輸出時(shí)，相當(dāng)于負(fù)極性棒-板電極，電子崩中的電子迅速向板極運(yùn)動(dòng)，同樣，因暫留原因，棒極附近正電荷濃度很大，相當(dāng)于產(chǎn)生反向電場(chǎng)，使棒-板電極間場(chǎng)強(qiáng)削弱，提高放電電壓。平均擊穿場(chǎng)強(qiáng)20千伏/厘米。兩種極性平均擊穿場(chǎng)強(qiáng)相差2.7倍左右。由于負(fù)極性輸出直流電壓的極性效應(yīng)，提高了外絕緣閃絡(luò)電壓，而加強(qiáng)了對(duì)絕緣的考核。第十一頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日4.各主要元件選擇：a.保護(hù)電阻：為限制放電電流，保護(hù)硅碓、微安表及試驗(yàn)變壓器，保護(hù)電阻值R=（0.001-0.01）Ud/Id60kV以下R=0.3-05MΩ電阻表面長(zhǎng)度不小于200mm。b.濾波電容器：試驗(yàn)小電容量的試品并要求準(zhǔn)確讀取電流值時(shí)例如測(cè)量帶并聯(lián)電阻的閥型避雷器電導(dǎo)電流時(shí)應(yīng)加濾波電容器。濾波電容器一般取0.01-0.1μF。對(duì)于電容量較大的試品如電纜、發(fā)電機(jī)、變壓器等通常不用濾波電容器。對(duì)泄漏電流很小并僅作粗略檢查性的試驗(yàn)如測(cè)量斷路器支持瓷套及拉桿的泄漏電流也可不用。c.高壓硅堆：使用電壓為2√2UT的反峰電壓，并有20%的裕度。多個(gè)硅堆串聯(lián)時(shí)，應(yīng)并聯(lián)均壓電阻，阻值可選1000MΩ。第十二頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、.試驗(yàn)接線：a.微安表接在高壓側(cè)：微安表接在高壓側(cè)，不受高壓對(duì)地雜散電容的影響，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確。微安表和高壓引線采用屏蔽線。第十三頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日b.微安表接在低壓側(cè)：微安表接在低壓側(cè)，高壓對(duì)地雜散電容的影響較大，測(cè)量結(jié)果偏大。c.微安表的保護(hù)：

R1=UF/IμAUF：放電管放電電壓

IμA：微安表滿(mǎn)刻度電流值

L:電感（約10Hm）

C:旁路電容（0.5μF）

R2：擴(kuò)大微安表量程R1LPASμACFR2第十四頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日三、直流高壓的測(cè)量1.直流電壓平均值的測(cè)量誤差應(yīng)不大于3%。測(cè)量表計(jì)應(yīng)不低于1.5%，分壓器不應(yīng)低于2.5%。2.脈動(dòng)幅值的測(cè)量誤差不大于實(shí)際脈動(dòng)幅值的10%及其直流電壓算術(shù)平均值的1%，二者數(shù)值中較大者。①用高電阻串聯(lián)微安表測(cè)量

U:R/I

I：100微安-500微安

R：10MΩ/kV

用高電阻串聯(lián)微安表測(cè)量用分壓器與低壓電壓表測(cè)量②用分壓器與低壓電壓表測(cè)量RPAμAFVR1R2UU1第十五頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日③用高壓靜電電壓表測(cè)量靜電電壓表可以直接測(cè)量輸出電壓的有效值，脈動(dòng)系數(shù)小于2%時(shí)，有效值等于平均值。④在試驗(yàn)變壓器低壓側(cè)測(cè)量當(dāng)試品泄漏電流很小時(shí)可以采用此方法。在脈動(dòng)系數(shù)很小時(shí)：U：試驗(yàn)變壓器低壓側(cè)有效值電壓（v）K：試驗(yàn)變壓器變比第十六頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日四、泄漏電流的測(cè)量

當(dāng)直流電壓加至被試品的瞬間流經(jīng)試品的電流有電容電流、吸收電流和泄漏電流。電容電流是瞬時(shí)電流，吸收電流也在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)衰減完畢，最后逐漸穩(wěn)定為泄漏電流。試驗(yàn)時(shí)，先把微安表短路1分鐘，然后打開(kāi)進(jìn)行讀數(shù)。對(duì)具有大電容的設(shè)備，可取3-10分鐘。不管取那個(gè)時(shí)間，在對(duì)前后所得結(jié)果進(jìn)行比較時(shí)必須是相同的時(shí)刻。良好絕緣內(nèi)部泄漏電流很小，絕緣表面的泄漏和高壓引線的雜散電流將造成測(cè)量誤差。因此，高壓微安表和引線應(yīng)加屏蔽。試品表面泄漏電流較大時(shí)加屏蔽環(huán)。因接線方式的影響，先記錄未接入試品時(shí)的電流，然后從試驗(yàn)結(jié)果中減去此電流。第十七頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日五、試驗(yàn)條件和程序

1.試驗(yàn)條件：試驗(yàn)宜在干燥的天氣條件下進(jìn)行試品表面應(yīng)抹拭干凈試驗(yàn)場(chǎng)地應(yīng)保持清潔試品和周?chē)奈矬w必須有足夠的安全距離因?yàn)樵嚻返臍堄嚯姾蓵?huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生很大的影響因此試驗(yàn)前要將試品對(duì)地直接放電5分鐘以上2.試驗(yàn)程序直流耐壓試驗(yàn)和泄漏電流試驗(yàn)一般都結(jié)合起來(lái)進(jìn)行即在直流耐壓的過(guò)程中隨著電壓的升高，分段讀取泄漏電流值而在最后進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)。對(duì)試品施加電壓時(shí)，應(yīng)從足夠低的數(shù)值開(kāi)始然后緩慢地升高電壓，但也不必太慢，以免造成在接近試驗(yàn)電壓時(shí)試品上的耐壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。從試驗(yàn)電壓值的75%開(kāi)始，以每秒2%的速度上升通常能滿(mǎn)足上述要求。第十八頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日六、注意事項(xiàng)

1.限流電阻：100kV/0.5-1MΩIdUj擊穿時(shí)0.02S斷電

2.二極管電壓：半波時(shí)，工作電壓為二極管工作電壓一半

3.高壓微安表固定牢靠

4.試驗(yàn)設(shè)備布置緊湊，對(duì)地距離足夠大，接地牢靠。

5.注意表面影響。屏蔽

6.對(duì)分相設(shè)備應(yīng)分相試驗(yàn)，非試驗(yàn)相接地。

7.對(duì)小電容設(shè)備加濾波電容。

8.試驗(yàn)后充分放電。對(duì)大容量設(shè)備放電要加放電電阻，注意容量。R=200-500Ω/kV放電棒絕緣部分應(yīng)符合安規(guī)要求。10kV大于0.7m,35kV大于0.9m.第十九頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日七、異常情況分析

1.指針來(lái)回?cái)[動(dòng)（抖動(dòng)）：有交流分量，加大C。

2.指針周期性擺動(dòng)：周期性放電。

3.指針突然擺動(dòng)：減小，電源回路。增大，試品閃絡(luò)或內(nèi)部持續(xù)性放電。

4.指針數(shù)值隨時(shí)間變化。下降，充電電流減小或被試品表面電阻上升。上升，可能被試品絕緣老化引起。第二十頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日第二節(jié)影響因素和試驗(yàn)結(jié)果的分析1.高壓連接導(dǎo)線對(duì)地電流的影響在電場(chǎng)作用下，導(dǎo)線周?chē)目諝獍l(fā)生游離，產(chǎn)生對(duì)地的泄漏電流。高壓導(dǎo)線屏蔽。2.空氣濕度對(duì)表面泄漏電流的影響當(dāng)濕度大時(shí)，表面泄漏電流遠(yuǎn)大于體積泄露電流，表面臟污吸潮后，泄漏電流增加較大。3.溫度的影響

溫度對(duì)直流試驗(yàn)結(jié)果的影響很大，測(cè)量的電流應(yīng)換算到相同溫度進(jìn)行比較。最好溫度在30-80℃時(shí)試驗(yàn)，在此溫度范圍內(nèi)泄漏電流變化較明顯。4.殘余電荷的影響第二十一頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

試品中的殘余電荷直接影響泄漏電流的數(shù)值，試前應(yīng)對(duì)試品充