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1、 直流泄漏及直流耐压试验 第三章 直流泄漏及直流耐压试验 概述： 1.直流泄漏电流试验 直流泄露电流试验与绝缘电阻测量原理基本相同。 直流泄露电流试验电压较高，并可任意调节，因此，它比兆欧 表发现绝缘缺陷的灵敏度和有效性高。 直流泄露电流试验可灵敏地反映瓷质绝缘的裂纹、夹层绝缘的 内部受潮和局部松散断裂、绝缘油劣化、绝缘的沿面炭化等缺 陷。 2.直流耐压试验 直流耐压试验与直流泄露电流试验方法相同，但作用不同，前 者电压高考验绝缘强度，后者电压相对低检查绝缘状 况。 3.直流耐压试验的特点 a.试验设备轻小 I=CXU b.能同时测量泄漏电流:通过测 量泄漏电流，更有效地反 映绝缘内部的集中性
2、缺陷 。 曲线1：良好的绝缘泄漏电 流随电压直线上升，且电 流值小； 曲线2：如果绝缘受潮，电 流大； 曲线3：绝缘中有集中性缺 陷存在，如泄漏电流超标 ，应查找原因； 曲线4：如0.5倍试验电压 附近泄漏电流迅速增长（ 电子活动增加），说明绝 缘损坏严重，有击穿的危 险。 1 2 3 4 电压U（ kV）0.5UT 泄漏电流I（A） c.对绝缘损伤小:直流电压作用下，气隙中发生局部放电，气隙中 产 生反电场，抑制局放过程。 4.直流耐压试验的缺点： 直流耐压对绝缘的考验不如交流更接近实际。 第一节 试 验 方 法 一、直流高电压的产生 1.对试验电压的要求 高压试验用直流电压为单极性持续电压
3、，用极性、平均值 和脉动因数表示。要求使用负极性直流电压，脉动因数小于 3%。同时应具有充足的电源容量。 GB311.3高电压试验技术规定，在输出工作电流下直流电 压的脉动因数S应按式计算： 脉动电压波形 Umax:直流电压的最大值 Umin直流电压的最小值 Ud:直流电压的平均值 U：脉动幅值或脉振。 2.产生直流高电压的回路 a.半波整流： 直流电压Ud（平均值）: Um:整流电压峰值 半波整流 Id:被试品电流（平均值） C：滤波电容 f：电源频率 R：保护电阻 b.倍压整流： c：串级整流： n: 串接级数 脉动系数和脉动电压与级数的平方成正比。 电压降与级数的三次方成正比。 d.中频
4、串接直流发生器 采用高频率开关脉冲宽度调制方式调节电 压，节能；电压调节线性度好；由于频率提 高（几kHz几十kHz），直流电压波纹非 常小。 杂散 体积小。U=w接线简单，操作方便。 3.直流试验的极性效应 为提高外绝缘闪络电压，直流输出电压采用负极性。 如采用正极性输出，相当于正极性棒-板电极，在强电场作用 下 ，棒极附近产生电子崩，因中和作用，电子崩中的电子迅速进入 棒 电极，正离子向板极的运动速度慢而暂留在棒电极附近，使棒-板 电 极间场强提高，击穿电压降低。平均击穿场强7.5千伏/厘米。 负极性输出时，相当于负极性棒-板电极，电子崩中的电子迅 速 向板极运动，同样，因暂留原因，棒极附
5、近正电荷浓度很大，相 当 于产生反向电场，使棒-板电极间场强削弱，提高放电电压。平均 击 穿场强20千伏/厘米。 两种极性平均击穿场强相差2.7倍左右。由于负极性输出直流 电 压的极性效应，提高了外绝缘闪络电压，而加强了对绝缘的考核 。 4.各主要元件选择： a.保护电阻：为限制放电电流，保护硅碓、微安表及试验变压 器， 保护电阻值R=（0.001-0.01）Ud/Id 60kV以下R=0.3- 05M 电阻表面长度不小于200mm。 b.滤波电容器：试验小电容量的试品并要求准确读取电流值时 例 如测量带并联电阻的阀型避雷器电导电流时应加滤波电容器。滤 波 电容器一般取0.01-0.1F。对于
6、电容量较大的试品如电缆、发电 机 、变压器等通常不用滤波电容器。对泄漏电流很小并仅作粗略检 查 性的试验如测量断路器支持瓷套及拉杆的泄漏电流也可不用。 c.高压硅堆：使用电压为22UT的反峰电压，并有 20%的裕度。多个硅堆串联时，应并联均压电阻， 阻 值可选1000M。 二、.试验接线： a.微安表接在高压侧： 微安表接在高压侧， 不受高压对地杂散电 容的影响，测量结果 准确。微安表和高压 引线采用屏蔽线。 b. 微安表接在低压侧：微 安表接在低压侧，高压对 地杂散电容的影响较大， 测量结果偏大。 c.微安表的保护： R1=UF/IA UF：放电管放电电压 IA：微安表满刻度电流值 L:电感
7、（约10Hm） C:旁路电容（0.5F） R2：扩大微安表量程 R1L PA S A C F R2 三、直流高压的测量 1.直流电压平均值的测量误差应不大于3%。测量表计应不低于1.5%， 分 压器不应低于2.5%。 2.脉动幅值的测量误差不大于实际脉动幅值的10%及其直流电压算术平 均 值的1%，二者数值中较大者。 用高电阻串联微安表测量 U:R/I I：100微安-500微安 R：10M/kV 用高电阻串联微安表测量 用分压器与低压电压表测 量 用分压器与低压电压表测量 R PAAFV R1 R2 U U1 用高压静电电压表测量 静电电压表可以直接测量输出电压的有效值，脉动 系数小于2%时
8、，有效值等于平均值。 在试验变压器低压侧测量 当试品泄漏电流很小时可以采用此方法。 在脉动系数很小时： U：试验变压器低压侧有效值电压（v） K：试验变压器变比 四、泄漏电流的测量 当直流电压加至被试品的瞬间流经试品的电流有电容电流 、吸收电流和泄漏电流。 电容电流是瞬时电流，吸收电流也在较长时间内衰减完毕 ，最后逐渐稳定为泄漏电流。 试验时，先把微安表短路1分钟，然后打开进行读数。对 具有大电容的设备，可取3-10分钟。 不管取那个时间，在对前后所得结果进行比较时必须是相 同的时刻。 良好绝缘内部泄漏电流很小，绝缘表面的泄漏和高压引线 的杂散电流将造成测量误差。因此，高压微安表和引线应加屏
9、蔽。 试品表面泄漏电流较大时加屏蔽环。 因接线方式的影响，先记录未接入试品时的电流，然后从 试验结果中减去此电流。 五、试验条件和程序 1.试验条件： 试验宜在干燥的天气条件下进行 试品表面应抹拭干净试验场地应保持清洁 试品和周围的物体必须有足够的安全距离 因为试品的残余电荷会对试验结果产生很大的影响 因此试验前要将试品对地直接放电5分钟以上 2.试验程序 直流耐压试验和泄漏电流试验一般都结合起来进行 即在直流耐压的过程中随着电压的升高，分段读取 泄漏电流值而在最后进行直流耐压试验。 对试品施加电压时，应从足够低的数值开始然后缓 慢地升高电压，但也不必太慢，以免造成在接近试 验电压时试品上的耐
10、压时间过长。从试验电压值的 75%开始，以每秒2%的速度上升通常能满足上述要求 。 六、注意事项 1.限流电阻：100kV/0.5-1M Id Uj 击穿时 0.02S断电 2.二极管电压：半波时，工作电压为二极管工作电压 一半 3.高压微安表固定牢靠 4.试验设备布置紧凑，对地距离足够大，接地牢靠。 5.注意表面影响。屏蔽 6.对分相设备应分相试验，非试验相接地。 7.对小电容设备加滤波电容。 8.试验后充分放电。对大容量设备放电要加放电电阻 ，注意容量。R=200-500/kV 放电棒绝缘部分 应符合安规要求。10 kV 大于0.7m, 35 kV 大于 0.9m. 七、异常情况分析 1.
11、指针来回摆动（抖动）：有交流分量，加大 C。 2.指针周期性摆动：周期性放电。 3.指针突然摆动：减小，电源回路。增大，试 品闪络或内部持续性放电。 4.指针数值随时间变化。下降，充电电流减小 或被试品表面电阻上升。上升，可能被试品 绝缘老化引起。 第二节 影响因素和试验结果的分析 1.高压连接导线对地电流的影响 在电场作用下，导线周围的空气发生游离，产生对地的泄 漏电流。高压导线屏蔽。 2.空气湿度对表面泄漏电流的影响 当湿度大时，表面泄漏电流远大于体积泄露电流，表面脏 污吸潮后，泄漏电流增加较大。 3.温度的影响 温度对直流试验结果的影响很大，测量的电流应换算到相同温度 进行比较。 最好温度在30-80时试验，在此温度范围内泄漏电流变化较 明显。 4.残余电荷的影响 试品 中的残余电荷直接影响泄漏电流的数值，试前应对 试品充分放电。 5.测量结果的判断 将试验电压保持规定时间后，试品无破坏性放电，微安表 针没有向增大方向突然摆动，则认为直流耐压试验通过。 温度对泄漏电流影响较大， 将测量结果换算到同一温度下 与历次试验比较，同一设备相间比较，同类设备互相比较。 必要时可作 I= f(t) I=f (u)曲线 按规程要求和比较法。
