泄漏電流試驗中影響測量結(jié)果的主要因素
泄漏電流試驗影響測量結(jié)果的主要因素:
1)高壓連接導線
由于接往被測設備的高壓導線時暴露在空氣中的,當其表面場強高于約20kV/cm時(決定于導線直徑、形狀等),沿導線表面的空氣發(fā)生電離,對地有一定的泄漏電流,這一部分電流會結(jié)果回來而流過微安表,因而影響測量結(jié)果的準確度。一般都把微安表固定在升壓變壓器的上端,這時就必須用屏蔽線作為引線,也要用金屬外殼把微安表屏蔽起來。蔽線金額宜用低壓的軟金屬線,因為屏蔽和心之間的電壓極低,致使儀表的壓降而已,金屬的外殼屏蔽一定要接到儀表和升壓變壓器引線的接點上,要盡可能地靠近升壓變壓器出線。這樣,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,而這一電流就不會流過微安表,只要可以完全防止高壓導線點與放電對測量結(jié)果的影響。由上述可知,這樣接線會帶來一些不便,為此,根據(jù)電暈的原理,采取用粗而短的導線,并且增加導線對地距離,避免導線有毛刺等措施,可減小電暈對測量結(jié)果的影響。
2)表面泄漏電流
由泄漏電流可分為體積泄漏電流和表面泄漏電流兩種。表面泄漏電流的大小,只要決定于被試設備的表面情況,如表面受潮、臟污等。若絕緣內(nèi)部沒有缺陷,而僅表面受潮,世界上并不會降低其內(nèi)部絕緣強度。為真實反映絕緣內(nèi)部情況,在泄漏電流測量中,所要測量的只是體積電流。但是在實際測量中,表面泄露電流往往大于體積泄漏電流,這給分析、判斷被試設備的絕緣狀態(tài)帶來了困難,因而必須消除表面泄漏電流對真實測量結(jié)果的影。
消除的辦法實施被試設備表面干燥、清潔、且高壓端導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,使之不流過微安表。
3)溫度
與絕緣電阻測量相似,溫度對泄漏電流測量結(jié)果有顯著影響。所不同的是溫度升高,泄漏電流增大。
由于溫度對泄漏電流測量有一定影響,所以測量最好在被試設備溫度為30~80℃時進行。因為在這樣的溫度范圍內(nèi),謝老電流的變化較為顯著,而在低溫時變化小,故應停止運行后的熱狀態(tài)下進行測量,或在冷卻過程中對幾種不同溫度下的泄漏電流進行測量,這樣做也便于比較。
4)電源電壓的非正弦波形
在進行泄漏電流測量時,供給整流設備的交流高壓應該是正弦波形。如果供給流設備的交流低壓不時正線波,則對測量結(jié)果是有影響的。影響電壓波形的主要是三次諧波。
必須指出,在泄漏電流測量中,調(diào)壓器對波形的影響也是很多的,實踐證明,自耦變在選擇電源時,變壓器畸變小,損耗也小,故應盡量選用自耦變壓器調(diào)壓。另外,用線電壓而不用相電壓,因相電壓的波形易暗變。如果電壓是直接在高壓直流側(cè)測量的,則上述影響可以清除。
5)加壓速度在對被試設備的泄漏電流本身而言,它與加壓速度無關(guān),但是用微安表所讀取得并不一定是真實的泄漏電流,而可能是保護吸收電流在內(nèi)的合成電流。這樣,加壓速度就會對讀數(shù)產(chǎn)生一定的影響。對于電纜、電容器等設備來說,由于設備的吸收現(xiàn)象很強,這是的泄漏電流要經(jīng)過很長的時間才能讀到,而在測量時,又不可能等很出的時間,大都是讀取加壓后1min或2min時的電流值,這一電流顯然還包含著被試設備的吸收電流,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,則在加壓的過程中,就已有吸收過程,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,則在加壓的過程中就沒有完成吸收的過程,而在同一時間下讀得的電流就會大一些,對于電容大的設備就是如此,而對電容量很小因為他們沒有什么吸收過程,則加壓速度所產(chǎn)生的影響就不大了。
但是按照一般步驟進行系列電流測量時,很難控制加壓的速度,所以對大容量的設備進行測量時,就出現(xiàn)了問題。
6)微安表接在不同位置時在測量接線中,微安表接的位置不同,測得的泄漏電流豎直也不同,因而對測量結(jié)果有很大影響。圖4-12所示為微安表接在不同位置時的分析用圖??梢?,當微安表處于uA1位置時,此時升壓變壓器T和CB及C12(抵押繞組可看成地電位) 和穩(wěn)壓電容C的泄漏電流與高壓導線的電暈電流都將有可能通過微安表。這些試具的泄漏電流有時甚至遠大于被試設備的泄漏電流。在某種程度上,當帶上被試設備后,由于高壓引線末端電暈的減少,總的泄漏電流又可能小于試具的泄漏電流,這使得企圖從總的電流間去試具電流的做法將產(chǎn)生異常結(jié)果。
特別是當被試設備的電容量很小,又沒有裝穩(wěn)壓電容時,在不接入被試設備來測量試具的泄漏電流時,升壓變壓器T的高壓繞組上各點的電壓與接入被試設備進行測量時的情況有顯著的不同,這使上述減去所測試具泄漏電流的辦法將產(chǎn)生更大的誤差。所以當微安表處于升壓變壓器的低壓端時,測量結(jié)果受雜散電流影響最大。
為了既能將微安表裝于低壓端,又能比較真實地消除砸三電流及電暈電流的影響??蛇x用絕緣較好的升壓變壓器,這樣,升壓變壓器一次側(cè)對地及一、二次側(cè)之間雜散電流的影響就可以大大減小。經(jīng)驗表明,一、二次側(cè)之間雜散電流的影響很大的。另外,還可將高壓進線用多層塑料管套上,被試設備的裸露部分用塑料、橡皮之類絕緣物覆蓋上,能提高測量的準確度。
7)試驗電壓極性
(1)電滲透現(xiàn)象使不同極性試驗點一下油紙絕緣電氣設備的泄漏電流測量值不同,電滲透現(xiàn)象是指在外加電場作用下,液體通過多孔固體的運動現(xiàn)象,它是膠體中常見的電動現(xiàn)象之一。由于多孔固體在與液體接觸的交接面處,因吸附離子或本身的電力而帶電荷,液體則帶相反電荷,因此在外電場作用下,液體會對固體發(fā)生相對移動。
(2)運行經(jīng)驗表明,電纜或變壓器的絕緣受潮通常是從外皮或外殼附近開始的。根據(jù)電滲現(xiàn)象,電纜或變壓器的絕緣中的水分在電場作用下帶正電當電纜心或變壓器繞組加正極性電壓時,絕緣中的水分被其排斥而滲向外皮或外殼,使其水分含量相對減小,從而導致泄漏電流減少:當電纜心或變壓器繞組加負極性電壓時,絕緣中的水分會被其吸引而滲過絕緣向電纜心或變壓器繞組移動,使其絕緣中高場強區(qū)的水分相對增加,導致泄漏電流增大。
a、試驗電壓的極性對新的電纜和變壓器的測量結(jié)果無影響。因為新電纜和變壓器絕緣基本沒有受潮,所含水分甚微,在電場作用下,電滲現(xiàn)象很弱,故正、負極性試驗電壓下的泄漏電流相同。
b、試驗電壓的極性對舊的電纜和交壓器的測量結(jié)果有明顯的影響。
c、試驗電壓極性小于對引線電暈電流的影響在不均勻、不對稱電場中,外加電壓極性不同,其放電過程及放電電壓不同的現(xiàn)象,稱為極性效應。
根據(jù)氣體放電理論,在直流電壓作用下,對棒 - 板間隙而言,其棒為負極性時的火花放電電壓比棒為正極性時高得多,這是因為棒為負極性時,游離形成的正空間電荷,使棒電極前方的電場被削弱,而在棒為正極性時,正空間電荷使棒電極前方電場加強,有利于流注的發(fā)展,所以在較低的電壓下就導致間隙發(fā)生火花放電。
(3)試驗電壓極性小于對引線電暈電流的影響對電暈起初是電壓而言,由于極性效應,會使棒為負極性的電暈起始電壓較棒為正極性時略低。因為棒為負極性時,雖然仍有利從電場最強的棒端附近開始,但正空間電荷使棒極附近的電場增強,故其電暈起始電壓較低:而棒為正極性時,由于正空間電荷的作用猶如棒電極的“等效”曲率半徑有所增大,故其電暈起始電壓較高。在進行直流泄漏電流試驗時,其高壓引線對地構(gòu)成的電場可等效為棒一板電場,由上述分析可知,當試驗電壓為負極性時,電暈其實電壓較低,所以此時電暈電流影響較大。從這個角度而言,測量泄漏電流較小的設備(如少油斷路器)時,宜采用正極性試驗電壓。