1、直流泄漏及直流耐壓第三章第三章 直流泄漏及直流耐壓試驗(yàn)直流泄漏及直流耐壓試驗(yàn)概述：概述：1.直流泄漏電流試驗(yàn)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)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。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)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。部受潮和局部松散斷裂、絕緣油劣化、絕緣的沿面

2、炭化等缺陷。2.直流耐壓試驗(yàn)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，前者電壓高電壓高考驗(yàn)絕緣強(qiáng)度，后者電壓相對(duì)低考驗(yàn)絕緣強(qiáng)度，后者電壓相對(duì)低檢查絕緣狀況。檢查絕緣狀況。3.直流耐壓試驗(yàn)的特點(diǎn)直流耐壓試驗(yàn)的特點(diǎn)a.試驗(yàn)設(shè)備輕小 I=CXUb.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(xiàn)1：良好的絕緣泄漏電流隨電壓直線(xiàn)上升，且電流值??；曲線(xiàn)2：如果絕緣受潮，電流大；曲線(xiàn)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(xiàn)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），

3、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（A）c.對(duì)絕緣損傷小對(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)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。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。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)第一節(jié) 試試 驗(yàn)驗(yàn) 方方 法法一、直流高電壓的產(chǎn)生一、直流高電壓的產(chǎn)生1.對(duì)試驗(yàn)電壓的要求對(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)

4、表示。要求使用負(fù)極性直流電壓，脈動(dòng)因數(shù)小于脈動(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。同時(shí)應(yīng)具有充足的電源容量。GB311.3高電壓試驗(yàn)技術(shù)高電壓試驗(yàn)技術(shù)規(guī)定，規(guī)定，在輸出工作電流下直流電壓在輸出工作電流下直流電壓的脈動(dòng)因數(shù)的脈動(dòng)因數(shù)S S應(yīng)按式計(jì)算：應(yīng)按式計(jì)算： 脈動(dòng)電壓波形脈動(dòng)電壓波形 Umax:Umax:直流電壓的最大值直流電壓的最大值 UminUmin直流電壓的最小值直流電壓的最小值 Ud:Ud:直流電壓的平均值直流電壓的平均值 U U：脈動(dòng)幅值或脈振。：脈動(dòng)幅值或脈振。 %1002minmaxdUUUSdUUS2minmaxUUU2minmaxU

5、UUd2.2.產(chǎn)生直流高電壓的回路產(chǎn)生直流高電壓的回路a.a.半波整流：半波整流：直流電壓直流電壓UdUd（平均值）（平均值）: :Um:Um:整流電壓峰值整流電壓峰值 半波整流半波整流Id:Id:被試品電流（平均值）被試品電流（平均值） C C：濾波電容：濾波電容 f f：電源頻率：電源頻率R R：保護(hù)電阻：保護(hù)電阻b.b.倍壓整流：倍壓整流：cfIUUdmd2cfIUUdmd232c：串級(jí)整流：串級(jí)整流：n: 串接級(jí)數(shù)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。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。電壓降與級(jí)數(shù)的三次方成正比。 d.中頻串接直流發(fā)生器中頻串接直

6、流發(fā)生器)233(2223nnncfInUUdmd采用高頻率開(kāi)關(guān)脈沖寬度調(diào)制方式調(diào)節(jié)電壓，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(xiàn)性度好；由于頻率提高（幾節(jié)能；電壓調(diào)節(jié)線(xiàn)性度好；由于頻率提高（幾kHz幾十幾十kHz），直流電壓波紋非常小。），直流電壓波紋非常小。 雜散雜散 體積小。體積小。U=w接線(xiàn)簡(jiǎn)單，操作方便。接線(xiàn)簡(jiǎn)單，操作方便。3.直流試驗(yàn)的極性效應(yīng)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。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)作用下板電極，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，

7、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，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-板電板電極間場(chǎng)強(qiáng)提高，擊穿電壓降低。平均擊穿場(chǎng)強(qiáng)極間場(chǎng)強(qiáng)提高，擊穿電壓降低。平均擊穿場(chǎng)強(qiáng)7.5千伏千伏/厘米。厘米。 負(fù)極性輸出時(shí)，相當(dāng)于負(fù)極性棒負(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)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)，使棒于產(chǎn)生反向電

8、場(chǎng)，使棒-板電極間場(chǎng)強(qiáng)削弱，提高放電電壓。平均擊板電極間場(chǎng)強(qiáng)削弱，提高放電電壓。平均擊穿場(chǎng)強(qiáng)穿場(chǎng)強(qiáng)20千伏千伏/厘米。厘米。 兩種極性平均擊穿場(chǎng)強(qiáng)相差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。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。4.各主要元件選擇：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：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)電阻值保護(hù)電阻值R=（）（）Ud/Id 60kV以下以下R=0.3-05M電阻表面長(zhǎng)度不小于

9、電阻表面長(zhǎng)度不小于200mm。b.濾波電容器：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。濾波電容器一般取電容器一般取0.01-0.1F0.01-0.1F。對(duì)于電容量較大的試品如電纜、發(fā)電機(jī)。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、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性的試驗(yàn)如測(cè)量斷路器支持瓷套及拉桿的泄漏電流

10、也可不用。用。c.高壓硅堆：使用電壓為高壓硅堆：使用電壓為22UT的反峰電壓，并有的反峰電壓，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，阻值可選值可選1000M。二、二、.試驗(yàn)接線(xiàn)：試驗(yàn)接線(xiàn)：a.微安表接在高壓側(cè)：微安表接在高壓側(cè)：微安表接在高壓側(cè)，微安表接在高壓側(cè)，不受高壓對(duì)地雜散電不受高壓對(duì)地雜散電容的影響，測(cè)量結(jié)果容的影響，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確。微安表和高壓準(zhǔn)確。微安表和高壓引線(xiàn)采用屏蔽線(xiàn)。引線(xiàn)采用屏蔽線(xiàn)。b. 微安表接在低壓側(cè)：微微安表接在低壓側(cè)：微安表接在低壓側(cè)，高壓對(duì)安表接在低壓側(cè)，高壓對(duì)地雜散電容的影響較大，地雜散電容的影響較大，測(cè)量結(jié)果

11、偏大。測(cè)量結(jié)果偏大。c.微安表的保護(hù)：微安表的保護(hù)： R1=UF/IA UF：放電管放電電壓放電管放電電壓 IA：微安表滿(mǎn)刻度電流值：微安表滿(mǎn)刻度電流值 L:電感（約電感（約10Hm） C:旁路電容（旁路電容（0.5F） R2：擴(kuò)大微安表量程擴(kuò)大微安表量程R1LPASACFR2三、直流高壓的測(cè)量三、直流高壓的測(cè)量1.1.直流電壓平均值的測(cè)量誤差應(yīng)不大于直流電壓平均值的測(cè)量誤差應(yīng)不大于3%3%。測(cè)量表計(jì)應(yīng)不低于測(cè)量表計(jì)應(yīng)不低于1.5%，分，分壓器不應(yīng)低于壓器不應(yīng)低于2.5%。2.2.脈動(dòng)幅值的測(cè)量誤差不大于實(shí)際脈動(dòng)幅值的脈動(dòng)幅值的測(cè)量誤差不大于實(shí)際脈動(dòng)幅值的10%10%及其直流電壓算術(shù)平均及其直

12、流電壓算術(shù)平均值的值的1%1%，二者數(shù)值中較大者。，二者數(shù)值中較大者。用高電阻串聯(lián)微安表測(cè)量用高電阻串聯(lián)微安表測(cè)量 U:R/I I：100微安微安-500微安微安 R：10M/kV 用高電阻串聯(lián)微安表測(cè)量用高電阻串聯(lián)微安表測(cè)量 用分壓器與低壓電壓表測(cè)量用分壓器與低壓電壓表測(cè)量用分壓器與低壓電壓表測(cè)量用分壓器與低壓電壓表測(cè)量RPAAFVR1R2UU123211URRRU用高壓靜電電壓表測(cè)量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)小于數(shù)小于2%時(shí)，有效值等于平均值。時(shí)，有效值等于平均值。在試驗(yàn)變壓器低壓側(cè)測(cè)量在試驗(yàn)變壓器低

13、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。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)：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（：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：試驗(yàn)變壓器變比KUUUUavX2max四、泄漏電流的測(cè)量四、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容電流、電流、吸收吸收電流和電流和泄漏泄漏電流。電流。 電容電流是電容電流是瞬時(shí)瞬時(shí)電流，吸收電流也在電流，吸收電流也在較長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)衰減完畢，時(shí)間內(nèi)衰減完畢，最后逐漸最后逐漸穩(wěn)定穩(wěn)定為泄漏電流。為泄漏電流。 試驗(yàn)時(shí)，先把微安表短路

14、試驗(yàn)時(shí)，先把微安表短路1 1分鐘，然后打開(kāi)進(jìn)行讀數(shù)。對(duì)具分鐘，然后打開(kāi)進(jìn)行讀數(shù)。對(duì)具有大電容的設(shè)備，可取有大電容的設(shè)備，可取3-103-10分鐘。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。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(xiàn)的良好絕緣內(nèi)部泄漏電流很小，絕緣表面的泄漏和高壓引線(xiàn)的雜散電流將造成測(cè)量誤差。因此，高壓微安表和引線(xiàn)應(yīng)加屏蔽。雜散電流將造成測(cè)量誤差。因此，高壓微安表和引線(xiàn)應(yīng)加屏蔽。 試品表面泄漏電流較大時(shí)加屏蔽環(huán)。試品表面泄漏電流較大時(shí)加屏蔽環(huán)。 因接線(xiàn)方式的影響，先記錄未接入試品時(shí)的電

15、流，然后從試因接線(xiàn)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。驗(yàn)結(jié)果中減去此電流。五、試驗(yàn)條件和程序五、試驗(yàn)條件和程序 1.試驗(yàn)條件：試驗(yàn)條件：試驗(yàn)宜在干燥的天氣條件下進(jìn)行試驗(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)地直接放電此試驗(yàn)前要將試品對(duì)地直接放電5 5分鐘以上分鐘以上2.2.試驗(yàn)程序試驗(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)

16、進(jìn)行即直流耐壓試驗(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)。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%75%開(kāi)始，開(kāi)始，以每秒以每秒2%2%的速度上升通常能滿(mǎn)足上述要求。的速度上升通常能滿(mǎn)足上述要求。六、注意事項(xiàng)六、注意事項(xiàng)

17、 1.限流電阻：限流電阻：100kV/0.5-1M Id Uj 擊穿時(shí)擊穿時(shí)0.02S斷電斷電 2.二極管電壓：半波時(shí)，工作電壓為二極管工作電壓一二極管電壓：半波時(shí)，工作電壓為二極管工作電壓一半半 3.高壓微安表固定牢靠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。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。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。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，試驗(yàn)后充分放電。對(duì)大容量設(shè)備放電要加放電電

18、阻，注意容量。注意容量。R=200-500/kV 放電棒絕緣部分應(yīng)符放電棒絕緣部分應(yīng)符合安規(guī)要求。合安規(guī)要求。10 kV 大于大于0.7m, 35 kV 大于大于0.9m.七、異常情況分析七、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。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。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，可能被試品絕或被試品表面電阻上升。上升，可能被試品絕緣老化引起。緣老化引起。第二節(jié)第二節(jié) 影響因素和試驗(yàn)結(jié)果的分析影響因素和試驗(yàn)結(jié)果的分析1.1.高壓連接導(dǎo)線(xiàn)對(duì)地電流的影響高壓連接導(dǎo)線(xiàn)對(duì)地電流的影響 在電場(chǎng)作用下，導(dǎo)線(xiàn)周?chē)目諝獍l(fā)生游離，產(chǎn)生對(duì)地的泄漏在電場(chǎng)作用下，導(dǎo)線(xiàn)周?chē)目諝獍l(fā)生游離，產(chǎn)生對(duì)地的泄漏電流。高