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1、 直流泄漏及直流耐压试验直流泄漏及直流耐压试验第三章第三章 直流泄漏及直流耐压试验直流泄漏及直流耐压试验概述：概述：1.直流泄漏电流试验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。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。部受潮和局部松散
2、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，前者电压高电压高考验绝缘强度，后者电压相对低考验绝缘强度，后者电压相对低检查绝缘状况。检查绝缘状况。3.直流耐压试验的特点直流耐压试验的特点a.试验设备轻小 I=CXUb.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
3、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。1234电压U（ kV）0.5UT泄漏电流I（A）c.对绝缘损伤小对绝缘损伤小: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。生反电场，抑制局放过程。4.直流耐压试验的缺点：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。直流耐压对绝缘的考验不如交流更接近实际。 第一节第一节 试试 验验 方方 法法一、直流高电压的产生一、直流高电压的产生1.对试验电压的要求对试验电压的要求 高压试验用直流电压为单极性持续电压，用极性、平均值和高压试验用直流电压为单极性持续电
4、压，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。同时应具有充足的电源容量。GB311.3高电压试验技术高电压试验技术规定，规定，在输出工作电流下直流电压在输出工作电流下直流电压的脉动因数的脉动因数S S应按式计算：应按式计算： 脉动电压波形脉动电压波形 UmaxUmax: :直流电压的最大值直流电压的最大值 UminUmin直流电压的最小值直流电压的最小值 UdUd: :直流电压的平均值直流电压的平均值 U U：脉动幅值或脉振。脉动幅值或脉振。 2.2.产生直流高电压的回路产生直流高电压的回
5、路a.a.半波整流：半波整流：直流电压直流电压UdUd（平均值）平均值）: :Um:Um:整流电压峰值整流电压峰值 半波整流半波整流Id:Id:被试品电流被试品电流（平均值）平均值） C C：滤波电容滤波电容 f f：电源频率电源频率R R：保护电阻保护电阻b.b.倍压整流：倍压整流：c：串级整流：串级整流：n: 串接级数串接级数脉动系数和脉动电压与级数的平方成正比。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。电压降与级数的三次方成正比。 d.中频串接直流发生器中频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，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
6、线性度好；由于频率提高（几节能；电压调节线性度好；由于频率提高（几kHz几十几十kHz），），直流电压波纹非常小。直流电压波纹非常小。 杂散杂散 体积小。体积小。U=w接线简单，操作方便。接线简单，操作方便。3.直流试验的极性效应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。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，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
7、而暂留在棒电极附近，使棒电极，正离子向板极的运动速度慢而暂留在棒电极附近，使棒-板电板电极间场强提高，击穿电压降低。平均击穿场强极间场强提高，击穿电压降低。平均击穿场强7.5千伏千伏/厘米。厘米。 负极性输出时，相当于负极性棒负极性输出时，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，棒极附近正电荷浓度很大，相当向板极运动，同样，因暂留原因，棒极附近正电荷浓度很大，相当于产生反向电场，使棒于产生反向电场，使棒-板电极间场强削弱，提高放电电压。平均击板电极间场强削弱，提高放电电压。平均击穿场强穿场强20千伏千伏/厘米。厘米。 两种极性平均击穿场
8、强相差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。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：为限制放电电流，保护硅碓、微安表及试验变压器，保护电阻值保护电阻值R=（0.001-0.01）Ud/Id 60kV以下以下R=0.3-05M电阻表面长度不小于电阻表面长度不小于200mm。b.滤波电容器：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试验小电容量的试品并要求准确读
9、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。滤波电容器一般取电容器一般取0.01-0.1F0.01-0.1F。对于电容量较大的试品如电缆、发电机对于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、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。用。c.高压硅堆：使用电压为高压硅堆：使用电压为22UT的反峰电压，并有的反峰电压，并有20%的裕度。多个硅堆串联时，应并
10、联均压电阻，阻的裕度。多个硅堆串联时，应并联均压电阻，阻值可选值可选1000M。二、二、.试验接线：试验接线：a.微安表接在高压侧：微安表接在高压侧：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不受高压对地杂散电容的影响，测量结果容的影响，测量结果准确。微安表和高压准确。微安表和高压引线采用屏蔽线。引线采用屏蔽线。b. 微安表接在低压侧：微微安表接在低压侧：微安表接在低压侧，高压对安表接在低压侧，高压对地杂散电容的影响较大，地杂散电容的影响较大，测量结果偏大。测量结果偏大。c.微安表的保护：微安表的保护： R1=UF/IA UF：放电管放电电压放电管放电电压 IA：微安表满刻度电流值
11、微安表满刻度电流值 L:电感（约电感（约10Hm） C:旁路电容（旁路电容（0.5F） R2：扩大微安表量程扩大微安表量程R1LPASACFR2三、直流高压的测量三、直流高压的测量1.1.直流电压平均值的测量误差应不大于直流电压平均值的测量误差应不大于3%3%。测量表计应不低于测量表计应不低于1.5%，分，分压器不应低于压器不应低于2.5%。2.2.脉动幅值的测量误差不大于实际脉动幅值的脉动幅值的测量误差不大于实际脉动幅值的10%10%及其直流电压算术平均及其直流电压算术平均值的值的1%1%，二者数值中较大者。，二者数值中较大者。用高电阻串联微安表测量用高电阻串联微安表测量 U:R/I I：1
12、00微安微安-500微安微安 R：10M/kV 用高电阻串联微安表测量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用分压器与低压电压表测量用分压器与低压电压表测量RPAAFVR1R2UU1用用高压静电电压表测量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，脉动系数小于数小于2%时，有效值等于平均值。时，有效值等于平均值。在试验变压器低压侧测量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。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：在脉动系数很小时：U：试验变压器低压侧有效值电压（试验变
13、压器低压侧有效值电压（v）K：试验变压器变比试验变压器变比四、泄漏电流的测量四、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当直流电压加至被试品的瞬间流经试品的电流有电容电容电流、电流、吸收吸收电流和电流和泄漏泄漏电流。电流。 电容电流是电容电流是瞬时瞬时电流，吸收电流也在电流，吸收电流也在较长较长时间内衰减完毕，时间内衰减完毕，最后逐渐最后逐渐稳定稳定为泄漏电流。为泄漏电流。 试验时，先把微安表短路试验时，先把微安表短路1 1分钟，然后打开进行读数。对具分钟，然后打开进行读数。对具有大电容的设备，可取有大电容的设备，可取3-103-10分钟。分钟。 不管取那个时间，在对前后所得
14、结果进行比较时必须是相同不管取那个时间，在对前后所得结果进行比较时必须是相同的时刻。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蔽。杂散电流将造成测量误差。因此，高压微安表和引线应加屏蔽。 试品表面泄漏电流较大时加屏蔽环。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。验结果中减去此电流。五、试验条件和程序五、试验条件和程序 1.试验条件：试验条件：试验宜在干燥的天
15、气条件下进行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此试验前要将试品对地直接放电5 5分钟以上分钟以上2.2.试验程序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。电流值
16、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压时间过长。从试验电压值的压时试品上的耐压时间过长。从试验电压值的75%75%开始，开始，以每秒以每秒2%2%的速度上升通常能满足上述要求。的速度上升通常能满足上述要求。六、注意事项六、注意事项 1.限流电阻：限流电阻：100kV/0.5-1M Id Uj 击穿时击穿时0.02S断电断电 2.二极管电压：半波时，工作电压为二极管工作电压一二极管电压：半波时，工作电压为二极管
17、工作电压一半半 3.高压微安表固定牢靠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。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。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。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，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。注意容量。R=200-500/kV 放电棒绝缘部分应符放电棒绝缘部分应符合安规要求。合安规要求。10 kV 大于大于0.7m, 35 kV 大于大于0.9m.七、异常情
18、况分析七、异常情况分析 1.指针来回摆动（抖动）：有交流分量，加大指针来回摆动（抖动）：有交流分量，加大C。 2.指针周期性摆动：周期性放电。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。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，可能被试品绝缘被试品表面电阻上升。上升，可能被试品绝缘老化引起。老化引起。第二节第二节 影响因素和试验结果的分析影响因素和试验结果的分析1.1.高压连接导线对地电流的影响高压连接导线对地电
19、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。电流。高压导线屏蔽。2.空气湿度对表面泄漏电流的影响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。吸潮后，泄漏电流增加较大。3.温度的影响温度的影响 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。进行比较。 最好温度在最好温度在30-80时试验，在此温度范围内泄漏电流变化较时
20、试验，在此温度范围内泄漏电流变化较明显。明显。4.残余电荷的影响残余电荷的影响 试品试品 中的残余电荷直接影响泄漏电流的数值，试前应对试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。品充分放电。5.测量结果的判断测量结果的判断 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。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，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。历次试验比较，同一设备相间比较，同类设备互相比较。 必要时可作必要时可作 I= f(t) I=f (u)曲线曲线 按规程要求和比较法。按规程要求和比较法。
