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直流泄漏和直流耐壓試驗講解

試驗的意義和特點

測量直流泄漏電流的意義：

測量絕緣體的直流泄漏電流與測量絕緣電阻的原理基本相同。不同之處在于：直流泄漏試驗的電壓一般比兆歐表電壓高，并可任意調(diào)節(jié)。因而它比兆歐表發(fā)現(xiàn)缺陷的有效性高，能靈敏地反映瓷質(zhì)絕緣的裂紋、夾層絕緣的內(nèi)部受潮及局部松散斷裂、絕緣油劣化、絕緣的沿面炭化等。

由于直流耐壓及泄漏試驗的電壓值一般較高（2-2.5倍Ue），屬于破壞性試驗。

直流耐壓試驗的意義：

直流耐壓試驗與泄漏電流的測量雖然方法一致，但其作用不同。前者是考驗絕緣的耐電強度，其試驗電壓較高；后者是用于檢查絕緣狀況，試驗電壓相對較低。

在進行直流耐壓試驗時，通常利用泄漏電流的讀數(shù)來尋找缺陷。例如當測到三相泄漏電流相差過大或增長過快，就可根據(jù)具體情況酌量提高試驗電壓或者延長耐壓的持續(xù)時間來發(fā)現(xiàn)缺陷。

因此，直流耐壓對于發(fā)現(xiàn)某些局部缺陷更有特殊意義，目前在高壓電機、發(fā)電機、電容器、避雷器等的預防性試驗中被廣泛采用。

與交流耐壓試驗相比，直流耐壓試驗有以下特點：1）試驗設(shè)備輕小，2)能同時測量泄漏電流，3）對絕緣損傷較小。

如下圖示：良好的絕緣其泄漏電流如曲線1所示，絕緣受潮如2所示，曲線3、4表示絕緣有集中性缺陷存在，如果在0.5Ut附近泄漏電流已經(jīng)迅速上升，則這臺設(shè)備在運行中（不計及過電壓）有擊穿的危險。

直流耐壓試驗的特點：

直流耐壓試驗在一定程度上帶有破壞性試驗的性質(zhì)。其缺點在于：由于交、直流下絕緣內(nèi)部的電壓分布不同，而且直流耐壓試驗對絕緣的考驗不如交流下接近實際。

規(guī)程中要求做直流耐壓試驗的設(shè)備有：金屬氧化物避雷器電導電流測量（直流1mA電壓U1mA和0.75 U1mA下的泄漏電流）、發(fā)電機和電動機定子繞組等。

對交聯(lián)聚乙烯電纜，為什么不主張用直流耐壓試驗：

1）交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣在直流電壓下的電場分布與在交流電壓下的電場分布不同。因此，直流耐壓試驗合格的電纜，投入運行后，在正常工作電壓下也會發(fā)生絕緣事故，這種案例國內(nèi)、外都有發(fā)生。

2）直流高電壓試驗對交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣有積累效應。電纜經(jīng)過直流耐壓試驗后，將在絕緣中殘內(nèi)余一定的直流殘余電壓，這時將電纜投入使用，會大大增加擊穿的可能。

3）對交聯(lián)聚乙烯電纜施加直流電壓會加速電纜老化，縮短使用壽命。電纜在運行中，交聯(lián)聚乙烯絕緣逐步形成水樹枝、電樹枝，這種樹枝化、老容化過程伴隨著整流效應。由于存在整流效應，使得在直流耐壓試驗時在水樹枝或電樹枝端頭積累的電荷不容易散逸，并在運行中加劇電纜樹枝化的老化過程。

直流耐壓試驗接線

試驗原理接線如下，PV2微安高壓靜電電壓表。也有微安表接在低壓側(cè)的。由于空氣中負極性電壓下?lián)舸﹫鰪娸^高，為防止外絕緣閃絡(luò)，因此直流試驗常用負極性輸出。

微安表處于高壓端，不受高壓對地雜散電流的影響，測量的泄漏電流較準確。但微安表及從微安表至被試品的引線應加屏蔽。由于微安表處于高壓，故給讀數(shù)及切換量程帶來不便。

直流高壓電源：前述的簡單整流電路中，最大直流輸出只能接近試驗變壓器的峰值電壓，而欲獲得更高的直流電壓，常用倍壓整流來實現(xiàn)。

當需要較高的直流電壓，而倍壓線路又不能滿足要求時，可用多級串接線路?，F(xiàn)場一般采用成套的中頻電源直流發(fā)生器。一般要求直流電壓的脈動率不大于2％。

直流電壓和泄漏電流的測量：

目前普遍采用高電阻串聯(lián)微安表測量。用直流微安表測量被試品的泄漏電流時，要使測量安全可靠。除需要對微安表進行保護外，還應消除雜散（空泄）電流的影響。消除雜散電流是提高試驗準確度的關(guān)鍵。

直流高壓發(fā)生器接通電源前，必須接地。控制箱、放電桿和被試設(shè)備的接地都接到高壓發(fā)生器的接地點，再由此點接地。

直流耐壓試驗注意事項

直流耐壓為什么采用負極性

1.在極不均勻的電場中，氣體的擊穿電壓與電極所帶電荷的極性有很大的關(guān)系。在同一棒對板的間隙中，棒帶負電時的擊穿電壓比帶正電時要高一倍多。即在不均勻的電場中，棒對板間隙的放電電壓與棒電壓極性的關(guān)系：負棒時放電電壓高。

電氣設(shè)備的外絕緣接近于這種極不均勻的電場。一般電氣設(shè)備的外絕緣水平比內(nèi)絕緣高，內(nèi)絕緣的缺陷和故障也較外絕緣多，對設(shè)備做直流耐壓試驗，雖然內(nèi)外絕緣都受到考驗，但主要的還是檢查內(nèi)絕緣，內(nèi)絕緣主要是液體、固體材料，并采用了極間屏蔽措施，其正、負極性的電壓對絕緣擊穿的影響不大。如電纜絕緣在正極性擊穿中只比負極性低10%。對設(shè)備施加直流高壓試驗電壓時，一般不希望外絕緣發(fā)生閃絡(luò)，為此，采用負極性的直流電壓。

2.在直流高壓的試驗中，檢驗設(shè)備的絕緣主要以其所含的潮氣和水分是影響絕緣好壞的關(guān)鍵，由于水分有電滲析現(xiàn)象(即水分子在電場中具有正離子的性質(zhì))，測試時，高壓都施加在帶電部件，由于高壓是負極性的，因此，水份易吸附在高壓極附近，從而容易檢測出被測物的缺陷。

試驗注意事項：

（1）試驗設(shè)備的布置要安全又便于操作，對地、對周圍設(shè)備等要有足夠的安全距離，接地線應牢固可靠。

（2）應將被試品表面擦拭干凈（或者加屏蔽），以消除被試品表面臟污帶來的測量誤差。

（3）能分相試的被試品應分相試驗，非試驗相應短路接地。

（4）試驗線接好后，應由其他人員檢查一遍，并做好安全圍欄后方可進行。

（5）試驗至少由兩人以上進行，一人監(jiān)護，一人操作。

（6）升壓前應設(shè)置好過壓保護，升壓速度在30%試驗電壓以內(nèi)可不受限制。其后應均勻升壓，約每秒3%的試驗電壓。

（7）高壓指示燈亮后，才可進行升壓操作。正式試驗前，先空載升壓，以檢查試驗設(shè)備是否完好。

（8）試驗過程中，應在加壓過程中間隔定值停留1min以上，觀察泄漏電流是否存在變大、波動趨勢。發(fā)電機試驗時以每級0.5倍額定電壓分階段地升高，每階段停留1min。電纜試驗時，在試驗電壓下持續(xù)5min，以觀察并讀取泄漏電流值。

（9）高壓回路限流電阻的選擇原則：應將短路電流限制在二極管短路容許電流的范圍內(nèi)，又不致造成過大的壓降，并能保證過流繼電器可靠動作。當被試品擊穿時，過流繼電器應在0.02s內(nèi)切斷電源。一般應按每100kV選0.5-1MΩ 電阻。

（10）試驗完畢后，首先斷開高壓電源，再斷開工頻電源。然后在就放電操作。必須對被試品放電。放電人員必須帶絕緣手套，放電桿的接地引線盡量向后端傾斜。