拓普牌直流高壓發(fā)生器廠家揚(yáng)州拓普電氣科技有限公司為您詮釋電氣設(shè)備的泄漏電流試驗(yàn)方法及注意事項(xiàng)！測(cè)量泄漏電流的原理和測(cè)量絕緣電阻的原理本質(zhì)上是*相同的，而且能檢出缺陷的性質(zhì)也大致相同。但由于泄漏電流測(cè)量中所用的電源一般均由或供給，并用微安表直接讀取泄漏電流。它與測(cè)量相比有特點(diǎn)：
(1)試驗(yàn)電壓高，并且可隨意調(diào)節(jié)，容易使絕緣本身的弱點(diǎn)暴露出來(lái)。因?yàn)榻^緣中的某些缺陷或弱點(diǎn)，只有在較高的電場(chǎng)強(qiáng)度下才能暴露出來(lái)。
(2)泄漏電流可由微安表隨時(shí)監(jiān)視，靈敏度高，測(cè)量重復(fù)性也較好。
(3)根據(jù)泄漏電流測(cè)量值可以換算出絕緣電阻值，而用測(cè)出的絕緣電阻值則不可換算出泄漏電流值。
(4)可以用i=f(u)或i=f(t)的關(guān)系曲線并測(cè)量吸收比來(lái)判斷絕緣缺陷。泄漏電流與加壓時(shí)間的關(guān)系曲線如圖1-1所示。在直流電壓作用下，當(dāng)絕緣受潮或有缺陷時(shí)，電流隨加壓時(shí)間下降得比較慢，z終達(dá)到的穩(wěn)態(tài)值也較大，即絕緣電阻較小。
1、測(cè)量原理
對(duì)于良好的絕緣，其泄漏電流與外加電壓的關(guān)系曲線應(yīng)為一直線。但實(shí)際上的泄漏電流與外加電壓的關(guān)系曲線僅在一定的電壓范圍內(nèi)才是近似直線，如圖1-2中的OA段。若超過(guò)此范圍后，離子活動(dòng)加劇，此時(shí)電流的增加要比電壓增加快得多，如AB段，到B點(diǎn)后，如果電壓繼續(xù)再增加，則電流將急劇增長(zhǎng)，產(chǎn)生更多的損耗，以致絕緣被破壞，發(fā)生擊穿。在預(yù)防性試驗(yàn)中，測(cè)量泄漏電流時(shí)所加的電壓大都在A點(diǎn)以下。
將直流電壓加到絕緣上時(shí)，其泄漏電流是不衰減的，在加壓到一定時(shí)間后，微安表的讀數(shù)就等于泄漏電流值。絕緣良好時(shí)，泄漏電流和電壓的關(guān)系幾乎呈一直線，且上升較??；絕緣受潮時(shí)，泄漏電流則上升較大；當(dāng)絕緣有貫通性缺陷時(shí)，泄漏電流將猛增，和電壓的關(guān)系就不是直線了。通過(guò)泄漏電流和電壓之間變化的關(guān)系曲線就可以對(duì)絕緣狀態(tài)進(jìn)行分析判斷。
2、影響測(cè)量結(jié)果的主要因素
(1)高壓連接導(dǎo)線
由于接往被測(cè)設(shè)備的高壓導(dǎo)線是暴露在空氣中的，當(dāng)其表面場(chǎng)強(qiáng)高于約20kV/cm時(shí)，沿導(dǎo)線表面的空氣發(fā)生電離，對(duì)地有一定的泄漏電流，這一部分電流會(huì)流過(guò)微安表，因而影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。
一般都把微安表固定在的上端，這時(shí)就必須用屏蔽線作為引線，用金屬外殼把微安表屏蔽起來(lái)。電暈雖然還照樣發(fā)生，但只在屏蔽線的外層上產(chǎn)生電暈電流，而這一電流就不會(huì)流過(guò)微安表，防止了高壓導(dǎo)線電暈放電對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。
根據(jù)電暈的原理，采取用粗而短的導(dǎo)線，并且增加導(dǎo)線對(duì)地離，避免導(dǎo)線有毛刺等措施，可減小電暈對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。
(2)表面泄漏電流
反映絕緣內(nèi)部情況的是體積泄露電流。但是在實(shí)際測(cè)量中，表面泄露電流往往大于體積泄漏電流，這給分析、判斷被試設(shè)備的絕緣狀態(tài)帶來(lái)了困難，因而必須消除表面泄漏電流對(duì)真實(shí)測(cè)量結(jié)果的影響。
消除的辦法是使被試設(shè)備表面干燥、清潔、且高壓端導(dǎo)線與接地端要保持足夠的距離；另一種是采用屏蔽環(huán)將表面泄漏電流直接短接，使之不流過(guò)微安表。
(3)溫度
溫度對(duì)泄漏電流測(cè)量結(jié)果有顯著影響。溫度升高，泄漏電流增大。
測(cè)量在被試設(shè)備溫度為30～80℃時(shí)進(jìn)行。因?yàn)樵谶@樣的溫度范圍內(nèi)，泄漏電流的變化較為顯著，而在低溫時(shí)變化小，故應(yīng)在停止運(yùn)行后的熱狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)量，或在冷卻過(guò)程中對(duì)幾種不同溫度下的泄漏電流進(jìn)行測(cè)量，便于比較。
(4)電源電壓的非正弦波形
在進(jìn)行泄漏電流測(cè)量時(shí)，如果供給整流設(shè)備的交流低壓不是正弦波，則對(duì)測(cè)量結(jié)果有影響。影響電壓波形的主要是三次諧波。
在泄漏電流測(cè)量中，調(diào)壓器對(duì)波形的影響也是很多的。實(shí)踐證明，自耦變壓器畸變小，損耗也小，故應(yīng)盡量選用自耦變壓器調(diào)壓。另外，在選擇電源時(shí)，用線電壓而不用相電壓，因相電壓的波形易畸變。
如果電壓是直接在高壓直流側(cè)測(cè)量的，則上述影響可以消除。
(5)加壓速度
對(duì)于電纜、電容器等設(shè)備來(lái)說(shuō)，由于設(shè)備的吸收現(xiàn)象很強(qiáng)，這是的泄漏電流要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)的時(shí)間才能讀到，而在測(cè)量時(shí)，又不可能等很長(zhǎng)的時(shí)間，大都是讀取加壓后1min或2min時(shí)的電流值，這一電流顯然還包含著被試設(shè)備的吸收電流，而這一部分吸收電流是和加壓速度有關(guān)的。如果電壓是逐漸加上的，則在加壓的過(guò)程中，就已有吸收過(guò)程，讀得的電流值就較小，如果電壓是很快加上的，或者是一下子加上的，則在加壓的過(guò)程中就沒(méi)有完成吸收的過(guò)程，而在同一時(shí)間下讀得的電流就會(huì)大一些，對(duì)于電容大的設(shè)備就是如此，而對(duì)電容量很小的設(shè)備，因?yàn)樗麄儧](méi)有什么吸收過(guò)程，則加壓速度所產(chǎn)生的影響就不大了。
(6)微安表接在不同位置
在測(cè)量接線中，微安表接的位置不同，測(cè)得的泄漏電流數(shù)值也不同，因而對(duì)測(cè)量結(jié)果有很大影響。主要是受雜散電流影響大。
①接于一次繞組尾部，即uA1位置。這種接線的微安表處于低電位，具有讀數(shù)安全、切換量程方便的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是高壓導(dǎo)線等對(duì)地的雜散電流均通過(guò)微安表，測(cè)量結(jié)果誤差較大。
可選用絕緣較好的試驗(yàn)變壓器，試驗(yàn)變壓器一次側(cè)對(duì)地及一、二次側(cè)之間雜散電流的影響就可以大大減小。另外，還可將高壓進(jìn)線用多層塑料管套上，被試設(shè)備的裸露部分用塑料、橡皮之類(lèi)絕緣物覆蓋上，能提高測(cè)量的準(zhǔn)確度。
②微安表接在試品高壓端，即uA位置。這種接線的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)出的泄漏電流準(zhǔn)確，排除了部分雜散電流的影響，接線簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是微安表處于高電位，必須有良好的絕緣屏蔽；微安表位置距試驗(yàn)人員較遠(yuǎn)，讀數(shù)不便，更換量程不易。在被試品接地端無(wú)法斷開(kāi)時(shí)常采用這種接線。
③微安級(jí)電流表接在試品低壓端，即uA2位置。
當(dāng)被試品的接地端能與地?cái)嚅_(kāi)并有絕緣時(shí)，采用這種接線。微安表處于被試設(shè)備低電位端。此位置處除受表面泄漏的影響外，不受雜散電流的影響。讀數(shù)、切換量程方便，屏蔽容易。
上述3種方法，有人在同1臺(tái)定子繞組上進(jìn)行了測(cè)量比較，其試驗(yàn)數(shù)據(jù)（uA）如下：
① | 0.5UN
3.15kV | 1.0UN
6.3kV | 1.5UN
9.45kV | 2.0UN
12.6kV | 2.5UN
15.75kV |
A | 2 | 2.5 | 4 | 5 | 6 |
B | 2 | 3 | 4 | 6 | 7 |
C | 2 | 3 | 4 | 4.5 | 5.5 |
② | 0.5UN
3.15kV | 1.0UN
6.3kV | 1.5UN
9.45kV | 2.0UN
12.6kV | 2.5UN
15.75kV |
A | 0.5 | 0.5 | 1 | 1.5 | 1.5 |
B | 0.5 | 0.5 | 1.5 | 2 | 2 |
C | 0.5 | 0.5 | 1 | 1.5 | 2 |
③ | 0.5UN
3.15kV | 1.0UN
6.3kV | 1.5UN
9.45kV | 2.0UN
12.6kV | 2.5UN
15.75kV |
A | 0.5 | 0.5 | 1 | 1.5 | 1.5 |
B | 0.5 | 0.5 | 1 | 1.5 | 2 |
C | 0.5 | 0.5 | 1 | 1.5 | 2 |
第1種方法所測(cè)數(shù)據(jù)明顯偏大，第2、第3種方法在屏蔽良好的情況下數(shù)據(jù)基本相同。如采用第1種接線方法，應(yīng)采取措施消除雜散電流。
(7)試驗(yàn)電壓極性
①不同極性試驗(yàn)電壓下油紙絕緣電氣設(shè)備的泄漏電流測(cè)量值不同。
電纜或變壓器的絕緣受潮通常是從外皮或外殼附近開(kāi)始的。根據(jù)電滲現(xiàn)象，電纜或變壓器的絕緣中的水分在電場(chǎng)作用下帶正電，當(dāng)電纜心或變壓器繞組加正極性電壓時(shí)，絕緣中的水分被其排斥而滲向外皮或外殼，使絕緣中水分含量相對(duì)減小，從而導(dǎo)致泄漏電流減少；當(dāng)電纜心或變壓器繞組加負(fù)極性電壓時(shí)，絕緣中的水分會(huì)被其吸引而滲過(guò)絕緣向電纜心或變壓器繞組移動(dòng)，使其絕緣中高場(chǎng)強(qiáng)區(qū)的水分相對(duì)增加，導(dǎo)致泄漏電流增大。
試驗(yàn)電壓的極性對(duì)新的電纜和變壓器的測(cè)量結(jié)果無(wú)影響。因?yàn)樾码娎|和變壓器絕緣基本沒(méi)有受潮，所含水分甚微。
試驗(yàn)電壓的極性對(duì)舊的電纜和變壓器的測(cè)量結(jié)果有明顯的影響。
②試驗(yàn)電壓極性效應(yīng)對(duì)引線電暈電流的影響
在不均勻、不對(duì)稱(chēng)電場(chǎng)中，外加電壓極性不同，其放電過(guò)程及放電電壓不同的現(xiàn)象，稱(chēng)為極性效應(yīng)。
在進(jìn)行直流泄漏電流試驗(yàn)時(shí)，其高壓引線對(duì)地構(gòu)成的電場(chǎng)可等效為棒—板電場(chǎng)，當(dāng)試驗(yàn)電壓為負(fù)極性時(shí)，電暈起始電壓較低，此時(shí)對(duì)電暈電流影響較大。從這個(gè)角度而言，測(cè)量泄漏電流較小的設(shè)備（如少油斷路器等）時(shí)，宜采用正極性試驗(yàn)電壓。
3、測(cè)量時(shí)的操作規(guī)定
①按接線圖接好線，并由專(zhuān)人認(rèn)真檢查接線和儀器設(shè)備，當(dāng)確認(rèn)無(wú)誤后，方可通電及升壓。
②在升壓過(guò)程中，應(yīng)密切監(jiān)視被試設(shè)備、實(shí)驗(yàn)回路及有關(guān)表記。微安表的讀數(shù)應(yīng)在升壓過(guò)程中，按規(guī)定分階段進(jìn)行，且需要有一定的停留時(shí)間，以避開(kāi)吸收電流。
③在測(cè)量過(guò)程中，若有擊穿、閃絡(luò)等異?，F(xiàn)象發(fā)生，應(yīng)馬上降壓，以斷開(kāi)電源，并查明原因，詳細(xì)記錄，待妥善處理后，再繼續(xù)測(cè)量。
④實(shí)驗(yàn)完畢、降壓、斷開(kāi)電源后，均應(yīng)對(duì)被試設(shè)備進(jìn)行充分放電。
放電前先將微安表短接，并先通過(guò)有高阻值電阻的放電棒放電，然后直接接地，否則會(huì)將微安表燒壞，無(wú)論在哪個(gè)位置放電，都會(huì)有電流流過(guò)微安表，即使微安表短接，也發(fā)生由于沖擊而燒表現(xiàn)象，因此必須嚴(yán)格執(zhí)行通過(guò)高電阻放電的辦法，而且還應(yīng)注意放電位置。對(duì)電纜、變壓器、發(fā)電機(jī)的放電時(shí)間，可以其容量大小由1min增至3min，電力電容器可長(zhǎng)至5min，除此之外，還應(yīng)注意附近設(shè)備有無(wú)感應(yīng)靜電電壓的可能，必要時(shí)也應(yīng)放電或預(yù)先短接。
⑤若是三相設(shè)備，同理應(yīng)進(jìn)行其它兩項(xiàng)測(cè)量。
⑥按照規(guī)定的要求進(jìn)行詳細(xì)記錄。
4、測(cè)量中的問(wèn)題
在電力系統(tǒng)交接和預(yù)防性實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量泄漏電流時(shí)，常遇到的主要異常情況如下。
(1)從微安表中反映出來(lái)的情況
①指針來(lái)回?cái)[動(dòng)。
這可能是由于電源波動(dòng)、整流后直流電壓的脈動(dòng)系數(shù)比較大以及試驗(yàn)回路和被試設(shè)備有充放電過(guò)程所致。若擺動(dòng)不大，又不十分影響讀數(shù)，則可取其平均值；若擺動(dòng)很大，影響讀數(shù)，則可增大主回路和保護(hù)回路中的濾波電容的電容量。必要時(shí)可改變?yōu)V波方式。
②指針周期性擺動(dòng)。
這可能是由于回路存在的反充電所致，或者是被試設(shè)備絕緣不良產(chǎn)生周期性放電造成的。
③指針突然沖擊。
若向小沖擊，可能是電源回路引起的；若向大沖擊，可能是試驗(yàn)回路或被試設(shè)備出現(xiàn)閃絡(luò)或產(chǎn)生間歇性放電引起的。
④指針指示數(shù)值隨測(cè)量時(shí)間而發(fā)生變化。
若逐漸下降，則可能是由于充電電流減小或被試設(shè)備表面絕緣電阻上升所致；若逐漸上升，往往是被試設(shè)備絕緣老化引起的。
遇到③、④兩種情況時(shí)，一般應(yīng)立即降低電壓，停止測(cè)量，否則可能導(dǎo)致被試設(shè)備擊穿。
⑤測(cè)壓用微安表不規(guī)則擺動(dòng)。這可能是由于測(cè)壓電阻斷線或接觸不良所致。
⑥指針?lè)粗浮＿@可能是由于被試設(shè)備經(jīng)測(cè)壓電阻放電所致。
⑦接好線后，未加壓時(shí)，微安表有指示。這可能是外界干擾太強(qiáng)或地電位抬高引起的。
(2)從泄漏電流數(shù)值上反映出來(lái)的情況
①泄漏電流過(guò)大。這可能是由于測(cè)量回路中各設(shè)備的絕緣狀況不佳或屏蔽不好所致，遇到這種情況時(shí)，應(yīng)首先對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和屏蔽進(jìn)行認(rèn)真檢查，例如電纜電流偏大應(yīng)先檢查屏蔽。若確認(rèn)無(wú)上述問(wèn)題，則說(shuō)明被試設(shè)備絕緣不良。
②泄漏電流過(guò)小。這可能是由于線路接錯(cuò)，微安表保護(hù)部分分流或有斷脫現(xiàn)象所致。
③當(dāng)采用微安表在低壓側(cè)讀數(shù)，且用差值法消除誤差時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)負(fù)值。這可能是由于高壓線過(guò)長(zhǎng)、空載時(shí)電暈電流大所致。因此高壓引線應(yīng)當(dāng)盡量粗、短、無(wú)毛刺。
(3)硅堆的異常情況
在泄漏電流測(cè)量中，有時(shí)發(fā)生硅堆擊穿現(xiàn)象，這是由于硅堆選擇不當(dāng)、均壓不良或質(zhì)量不佳所致。為防止硅堆擊穿，首先應(yīng)正確選擇硅堆，使硅堆不致在反向電壓下?lián)舸?；其次?yīng)采用并聯(lián)電阻的方法對(duì)硅堆串進(jìn)行均壓，若每個(gè)硅堆工作電壓為5kV時(shí)，每個(gè)并聯(lián)電阻常取為2 。
5、測(cè)量結(jié)論
對(duì)某一電氣設(shè)備進(jìn)行泄漏電流測(cè)量后，應(yīng)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行認(rèn)真、全面地分析，以判斷設(shè)備的絕緣狀況，做出結(jié)論是合格或不合格。對(duì)泄漏電流測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析、判斷可從下述幾方面著手。
(1)與規(guī)定值比較
泄漏電流的規(guī)定值就是其允許的標(biāo)準(zhǔn)，它是在生產(chǎn)實(shí)踐中根據(jù)積累多年的經(jīng)驗(yàn)制訂出來(lái)的，一般能說(shuō)明絕緣狀況。對(duì)于一定的設(shè)備，具有一定的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。這是簡(jiǎn)便的判斷方法。
(2)比較不對(duì)稱(chēng)系數(shù)法
在分析泄漏電流測(cè)量結(jié)果時(shí)，還常采用不對(duì)稱(chēng)系數(shù)（即三相之中的z大值和z小值的比）進(jìn)行分析、判斷。一般說(shuō)來(lái)不對(duì)稱(chēng)系數(shù)不大于2。
(3)查看關(guān)系曲線法
在試驗(yàn)電壓下，泄漏電流與電壓的關(guān)系曲線是一近似直線，那就說(shuō)明絕緣沒(méi)有嚴(yán)重缺陷，如果是曲線，而且形狀陡峭，則說(shuō)明絕緣有缺陷。
(4)空載電流對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響
如果試驗(yàn)時(shí)天氣比較潮濕，絕緣支架受潮、試驗(yàn)回路有毛刺，等放電現(xiàn)象存在，則不加被試品就有較大的空載泄漏電流存在，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果會(huì)造成較大的影響，有些人會(huì)用先測(cè)一下空載電流，然后再加上被試品測(cè)出負(fù)載試驗(yàn)泄漏電流，用負(fù)載試驗(yàn)泄漏電流減去空載泄漏電流的辦法進(jìn)行校正，實(shí)際上這是不科學(xué)的，因?yàn)閹媳辉嚻泛髸?huì)改變電位分布，有時(shí)會(huì)出負(fù)載試驗(yàn)泄漏電流小于空載泄漏電流的現(xiàn)象。
正確的做法是，先不帶負(fù)載，加壓到額定值，看空載泄漏電流在什么水平，如果較小可以忽略不計(jì)，如果較大，則應(yīng)排除造成空載泄漏電流較大的原因，如清擦或烘干絕緣支架，改變微安表的位置，清除試驗(yàn)回路的毛刺，直到空載泄漏電流合格為止。
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