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直流泄漏和直流耐壓試驗(yàn)講解

試驗(yàn)的意義和特點(diǎn)

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(yàn)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(yàn)的電壓值一般較高（2-2.5倍Ue），屬于破壞性試驗(yàn)。
直流耐壓試驗(yàn)的意義：
   直流耐壓試驗(yàn)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(yàn)絕緣的耐電強(qiáng)度，其試驗(yàn)電壓較高；后者是用于檢查絕緣狀況，試驗(yàn)電壓相對較低。
   在進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)時，通常利用泄漏電流的讀數(shù)來尋找缺陷。例如當(dāng)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(yàn)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(jī)、發(fā)電機(jī)、電容器、避雷器等的預(yù)防性試驗(yàn)中被廣泛采用。
與交流耐壓試驗(yàn)相比，直流耐壓試驗(yàn)有以下特點(diǎn)：1）試驗(yàn)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(yùn)行中（不計(jì)及過電壓）有擊穿的危險(xiǎn)。
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直流耐壓試驗(yàn)的特點(diǎn)：
    直流耐壓試驗(yàn)在一定程度上帶有破壞性試驗(yàn)的性質(zhì)。其缺點(diǎn)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(yàn)對絕緣的考驗(yàn)不如交流下接近實(shí)際。
      規(guī)程中要求做直流耐壓試驗(yàn)的設(shè)備有：金屬氧化物避雷器電導(dǎo)電流測量（直流1mA電壓U1mA和0.75 U1mA下的泄漏電流）、 發(fā)電機(jī)和電動機(jī)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(yàn)：
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(yàn)合格的電纜，投入運(yùn)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(yàn)對交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣有積累效應(yīng)。電纜經(jīng)過直流耐壓試驗(yàn)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(yùn)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(yīng)。由于存在整流效應(yīng)，使得在直流耐壓試驗(yàn)時在水樹枝或電樹枝端頭積累的電荷不容易散逸，并在運(yùn)行中加劇電纜樹枝化的老化過程。

直流耐壓試驗(yàn)接線

     試驗(yàn)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(fù)極性電壓下?lián)舸﹫鰪?qiáng)較高，為防止外絕緣閃絡(luò)，因此直流試驗(yàn)常用負(fù)極性輸出。

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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(zhǔn)確。但微安表及從微安表至被試品的引線應(yīng)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(yàn)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(shí)現(xiàn)。
      當(dāng)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。現(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(jìn)行保護(hù)外，還應(yīng)消除雜散（空泄）電流的影響。消除雜散電流是提高試驗(yàn)準(zhǔn)確度的關(guān)鍵。
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     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(diǎn)，再由此點(diǎn)接地。
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直流耐壓試驗(yàn)注意事項(xiàng)

直流耐壓為什么采用負(fù)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(fù)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(fù)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(yàn)，雖然內(nèi)外絕緣都受到考驗(yàn)，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(fù)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(fù)極性低10%。對設(shè)備施加直流高壓試驗(yàn)電壓時，一般不希望外絕緣發(fā)生閃絡(luò)，為此，采用負(fù)極性的直流電壓。
2.在直流高壓的試驗(yàn)中，檢驗(yàn)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(fù)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(yàn)注意事項(xiàng)：
（1）試驗(yàn)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(yīng)牢固可靠。
（2）應(yīng)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(yīng)分相試驗(yàn)，非試驗(yàn)相應(yīng)短路接地。
（4）試驗(yàn)線接好后，應(yīng)由其他人員檢查一遍，并做好安全圍欄后方可進(jìn)行。
（5）試驗(yàn)至少由兩人以上進(jìn)行，一人監(jiān)護(hù)，一人操作。
（6）升壓前應(yīng)設(shè)置好過壓保護(hù)，升壓速度在30%試驗(yàn)電壓以內(nèi)可不受限制。其后應(yīng)均勻升壓，約每秒3%的試驗(yàn)電壓。
（7）高壓指示燈亮后，才可進(jìn)行升壓操作。正式試驗(yàn)前，先空載升壓，以檢查試驗(yàn)設(shè)備是否完好。
（8）試驗(yàn)過程中，應(yīng)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(jī)試驗(yàn)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(yàn)時，在試驗(yàn)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(yīng)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(dāng)被試品擊穿時，過流繼電器應(yīng)在0.02s內(nèi)切斷電源。一般應(yīng)按每100kV選0.5-1MΩ 電阻。
（10）試驗(yàn)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。
（11）進(jìn)行避雷器電導(dǎo)電流測量時，電流在950μA —1050μA 間就可認(rèn)為是1mA了，這樣引起的測量誤差非常小，完全滿足要求。

試驗(yàn)的影響因數(shù)和結(jié)果分析

影響試驗(yàn)結(jié)果的因數(shù)有：

1、高壓連接導(dǎo)線對地（帶電設(shè)備周圍空氣游離）泄漏電流。消除方法：盡量減少高壓線的長度，使用絕緣高壓線等。
2、空氣濕度對表面泄漏電流的影響。消除方法：空氣濕度大又要強(qiáng)行試驗(yàn)，可以先測量空泄，消除影響。對于設(shè)備表面進(jìn)行清潔等。
3、溫度對高壓直流試驗(yàn)結(jié)果的影響是極為顯著的，對所測得的電流均需換算到相同溫度下，才能進(jìn)行分析比較。最好在被試品溫度為30-80℃ 時進(jìn)行試驗(yàn)，因?yàn)樵谶@樣的溫度范圍內(nèi)泄漏電流變化較明顯。

4、殘余電荷影響：為消除殘余電荷的影響，試驗(yàn)前對被試品應(yīng)充分放電。


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