泄漏电流测量及直流耐压试验

1、为什么在测量吸收比和极化指数时，绝缘电阻表的短路电流有要求？ 作为绝缘电阻计的电容的最大输出电流值，一般能够用毫安对绝缘电阻计(两个输出端)进行短路测量，因此也称为绝缘电阻计的输出短路电流值。 绝缘电阻计的容量影响吸收比和极化指数的测量。 绝缘电阻计的容量小，即输出电流小时，对被试验品的充电速度慢，被试验品的等效容量大时，被试验设备实际受到的直流电压的上升慢，因此会影响吸收比和极化指数的测定，试验结果的误差大。 因此，用于测量吸收比的绝缘电阻计请选择最大输出电流1mA以上的绝缘电阻计。 另外，用于测量220kV以上的大容量变压器的极化指数的绝缘电阻计要求最大输出电流在2mA以上。 2、残馀电荷对绝缘电阻的测量有什么影响？ 如果大容量设备运转中残留的残留电荷和实验中形成的残留电荷不能完全放电，绝缘电阻会变大或变小，测得的绝缘电阻不真实。 残留电荷的极性与绝缘电阻计的极性相同时，测量的绝缘电阻大于真值，残留电荷的极性与绝缘电阻计的极性相反时，测量的绝缘电阻小于真值。 这是因为，在极性相同的情况下，由于同性排斥，因此绝缘电阻计的输出少，所以极性相反的情况下，绝缘电阻计输出更多的电荷来中和残留电荷。 为了消除残留电荷的影响，在测量绝缘电阻之前要充分地放电，反复测量中也要充分地放电，大容量设备至少要放电5min。 模块2漏电流测量和直流耐压试验，方案1漏电流和直流高压测量方法，新课导入：什么是漏电流？ 如何获得直流高压，直流泄漏电流测量和直流耐压试验是高压试验中常用的试验项目。 直流泄漏电流测量施加的直流试验电压低，无损试验即直流耐压试验施加的电压高，是破坏性试验。 另一方面，利用测量方法、直流升压装置产生可调节的试验用直流高压，施加到被试验电气设备的主绝缘上。 通过测量流过被试验品的漏电流，检查被试验品的绝缘状况，或者通过施加规定的直流试验电压和耐压时间，考虑被试验品的耐电力。 前者称为直流漏电流测量，后者称为直流高压耐压试验。 在进行直流耐压试验时，也需要读取漏电流的数值，判断被试验品的主绝缘是否良好。 二、直流泄漏电流试验的目的和特征，一、定义：吸收过程结束后流过介质的电流(DC )，工序上总是将加压1min后的电流值作为试样的泄漏电流，通过内部的物理过程，总电流I可以分解为3个部分： i1-充电电流：与非破坏极化对应的纯容量电流(快速极化电流)， i2-吸收电流：与无损极化对应的电流(主要是夹层极化)，Ig-电导电流：介质中少量的离子和电子移动的电流，通称的漏电流。 2、测量方法：加直流高压，测量漏电流或漏电流的电压变化曲线；3、试验目的：测量升压中的1min漏电流，测量绝缘电阻计无法发现的缺陷，如不完全贯通两极的集中性缺陷，可以判断缺陷的性质。 4、试验电压：35KV及以下设备： 1030KV； 110KV及以下设备： 40KV； 500KV及以下设备： 60KV，5，试验特点：直流漏电流测量和绝缘电阻测量原理基本相同，均对被试验品施加直流电压。 绝缘电阻表示的读取值是绝缘电阻的电阻值，实际上直流电压反映了流过被试验品的漏电流的大小。 可见缺陷的有效性很高。 因为测量漏电流时施加的直流电压一般比绝缘电阻计高，可以任意调整(u高，可以调整)。 容易判断缺陷的性质。泄漏试验中，记录不同电压下的泄漏电流值，画曲线，根据曲线的形状判断缺陷的性质。 发现缺陷的灵敏度很高。 漏电流试验采用灵敏度高的微表测量，其刻度均匀，读数准确。 三、直流耐压试验的目的和特点，一、试验的目的与漏电流的测量原理、布线和方法完全相同，但必须持续加压一定时间(510min )。 直流耐压被试验的是绝缘的耐性即电强度，试验电压更高，可以发现低电压下绝缘难以露出的局部缺陷。 2、特征：(与交流耐压相比)，a，流过的不是容性电流而是漏电流，设备容量大幅度减少，b，如能够发现在商用频率的耐压下无法发现的缺陷的电动机的定子端部的绝缘缺陷那样，在直流下电位分布均匀，施加在远离槽的绝缘上的电压高，检测该缺陷c、介损小，不发热直流下局部弱，绝缘损伤小，对d、绝缘的考验交流耐压与实际接近，等效性难以确定。 3、试验电压：参考交流耐压值和运行经验，发电机定子：22.5UN； 电缆：310kV为5UN，2035kV为4UN，更高电压为3UN。 总结：试验电压高、可自由调节的试验电压稳定、测量数据准确的试验所需设备轻量，适合现场携带试验。 根据这些特点，直流漏电流测量和直流耐压试验是电气设备常规试验中常用的项目。 四、直流高电压的产生，一、对试验电压的极性和波形的要求，一.对极性的要求，对于直流极不均匀电场，对于同一试验品，正极加压、负极接地时的破坏电压远低于负极加压、正极接地时的破坏电压。 现场的直流电压绝缘试验中，规定采用负极性接线，即负极性加压、正极性接地。 其目的是防止外部绝缘的闪烁，使绝缘的湿气等缺陷易于发现。 另一方面，在气隙以外的绝缘中，由于绝缘中的水分通过电场带正电，因此通过负极性的试验电压吸引水分，漏电流增加，容易发现绝缘的湿气等缺陷。 对1.2波形的要求、规程规定了直流电压试验时作用于被试验品的直流电压的脉动系数S3%。 2、直流高压的发生，直流高压是通过整流交流高压得到的。 作为整流元件一般使用高压硅堆的电源一般在使用商用频率电源的电压高的串联整流装置中，为了设备的轻量化，也广泛采用中频电源。 产生常用直流高压的电路有半波整流电路、倍压整流电路和串联式整流电路3种。 第一类电路只使用一个高压硅堆，因此布线比较简单，应用较多。 后两个电路可以得到比试验变压器的高压输出电压高得多的直流试验电压。 特别是串联式整流装置，因为是用中频变压器升压的，所以重量和尺寸都降低了，携带、移动方便，现在在现场得到了广泛的应用。 2.1半波整流电路由升压试验变压器t、整流高压硅堆v、平滑电容器c和保护电阻r构成。 整流输出电压为：半波整流电路的直流输出电压只能接近试验变压器高压侧输出电压的振幅。 由于获得高直流试验电压，不需要提高试验变压器的输出电压，因此可采用倍压直流或多级串联整流电路。 倍压整流电路如图4.5-2所示。 2.2倍电压整流电路能够输出对地为2U1m的直流高压，与图4.5-1的半波整流输出的直流电压相比成倍。 2.3串联式整流电路、串联式整流电路的基本元件实际上是倍压整流电路。 根据需要的电压，串联连接不同级数的倍压电路的串联级直流高压电路如图4.5-3所示。 串联整流装置的直流输出电压高，试验变压器的体积小，但升压速度慢。为了缩小升压试验变压器的体积，采用中频逆变电源，将商用频率交流低压转换为中频电源，输入升压变压器进行升压。 串联级倍压整流的通式：根据电磁感应的电动势式，为了得到高感应电动势，如果频率不变，则需要增加绕组圈数n和增加主磁通，升压变压器的铁心变大，体积和重量增大，搬运不方便，给现场试验带来困难。 当频率f增加时，由于不需要增加绕组的匝数n和主磁通量，因此能够减小升压变压器。 利用串联整流原理制作的直流电压发生器被称为直流高压发生器，因其体积和质量小、携带方便、操作简单、输出直流电压等优点，在现场试验中得到了非常广泛的应用。 常见的型号有ZGF型、ZZGF型、ZGS-Q型、NXZGF型、HCZGF-3型等。 型号的“ZG”是汉语拼音，代表直流高压。 “f”代表生成器。 2、主要元件的选择，2.1保护电阻r，为了限制被试验品在试验时放电的放电电流，为了保护硅堆、微计及试验变压器，必须在高压电路中加入保护电阻。 高压保护电阻通常采用水阻器，水阻管内径一般在12mm以上。 使用其他电阻材料时，请注意防止放电短路。 当Id大时，为了减少r的发热量，希望在等式中采用小的系数。 2.2高压整流硅堆、高压整流硅堆的额定参数主要有额定反峰电压和额定整流电流。 例如，型号为2DL150/0.05的高压硅堆具有150kV的额定反峰电压和0.05A的额定整流电流，即，50mA。 在半波整流电路中，如果硅堆以截止半周操作，则施加于硅堆上的电压将是振幅的2倍，这将被称为最大反峰值电压，即最大反截止峰值电压。 该电压也等于整流后的直流输出电压的约2倍。 因此，在选择硅堆时，高压硅堆的额定反峰电压必须是整流输出直流电压的2倍以上。 高压硅堆的额定整流电流应大于工作电流，并具有一定的馀量。 升压试验变压器的高压侧的电压通过高压整流硅堆进行整流，得到脉动的直流电压，通过平滑电容器c减小直流电压的脉动，得到合格的直流电压波形。 2.3平滑电容器、规程规定施加于被试验品的直流电压的脉动系数(也称为脉动系数) s为3%以下。 为了得到合格的直流试验电压波形，在被试验品的容量小时，需要在直流高压的输出端并联连接平滑电容器，容量一般为0.010.1F。 (例如测量并联电阻的阀型避雷器的电导电流)电容大的被试验品，例如电缆、发电机、变压器等，通常不需要平滑电容器。 漏电流小，只进行检查性的试验，可以不使用平滑电容器。 (测量断路器支撑瓷壳和拉杆的漏电流时)、五、直流高压的测量方法，在进行直流高压试验时必须测量直流电压。 1 .在试验变压器低压侧的仪表线圈上连接低压电压计进行测量，从仪表线圈和高压线圈的变压比换算高压侧的直流电压值。 此测量方式一般误差较大。 误差的原因与连接在高压侧的滤波器容量是否充分相关，即直流电压波形的脉动率有关。 可在不要求直流高压测量精度的情况下采用。 采用半波整流接线方式时，2、用高压静电电压计测量的方法测量精度高，但存在仪器携带不便、易受气象条件影响等缺点，目前已经淘汰。 3、串联测量高压电阻和微表，串联测量高压电阻RV和微表PA2。 由于高压电阻的电阻值大，被测电压几乎全部下降，通过测微计的电流的平均值和高压电阻的电阻值的积与被测电压的平均值几乎相等。 此测量方式多用于现场试验，具有能满足精度要求，便于携带的优点。 六、测试布线根据千分尺在测试电路中的位置，分为三种基本布线方式。1、测微计与高压侧连接：被试件绝缘端接地时，测微计应保持高电位，读数应保持足够的安全距离，调整测微计范围时应使用绝缘棒。 为了避免电晕和表面泄漏电流的影响，屏蔽微表和与其被试验品连接的高压导线，连接屏蔽和微表和高压硅堆的导线。 3、微表连接在试验性变高的绕组尾端与地之间，被试件不要求地绝缘，微安计处于地电位，测量安全、方便，但高压引线的电晕电流和平滑电容器的漏电流通过微表，测量误差大。 2、测微计与低压侧连接：试验的绝缘两极要求不能接地，适用于接地端能与接地分离的电气设备。 微安计在地电位，读值和转换范围方便，4、微安计保护，为什么微安计要采取保护措施？ 对发电机、电缆等电气设备同时进行漏电流和直流耐压测试。 由于试验电压高，试验中被试验品有可能被破坏，破坏后的电路短路电流会烧坏微表。 因此，必须在千分尺上增加保护措施。 保护措施的作用是延迟被试验品破坏放电时微表中流过的冲击电流的强度和陡峭度。 与测微计两端并联连接的开关k用于使测微计短路，仅在读取时导通。电容器c和放电管f用于分流被试验品破坏时的短路电流，与测微计串联连接的电阻r产生电压， 当流经微表的电流达到一定值时放电管被破坏，r的电阻值一般在流经微表的电流为满刻度值时被选择为与放电管的破坏电压相等。 泄漏电流的导线应与短路开关连接，然后用导线从短路开关引向微表，以免导线电阻影响短路开关的分流作用，试验品破坏时应烧毁微表。 方案2 :泄漏电流测量和直流耐压试验，1，10kV变压器泄漏电流测量和直流耐压试验，2，氧化锌避雷器特性试验，1，10kv变压器直流泄漏电流和直流耐压试验的接线图，规章规定，35kV以上的油浸电力变压器应进行直流泄漏电流试验，10kv以下的变压器一般不进行此项试验，视情况对变压器不要求直流耐压试验的电缆，要求直流漏电流测量和直流耐压试验两方面。 直流耐压试验的原理与直流漏电流测定基本相同，但直流耐压试验主要是评价设备主绝缘的强度，外加电压高。 因此，两者的接线完全相同，一般的直流耐压试验和直流漏电流试验同时进行。 1、试验配线、2、操作步骤、(1)将被试验变压器高、低压侧引线分别短路。 低压绕组短路接地，变压器壳体接地。 (2)直流高压发生器接线后，检查自耦调压器或调压电位器是否恢复为零，检查千分尺的接线是否正确。 千分尺请与高压侧连接。 (3)检查接线是否正确，在试验现场采取了安全对策。 防止人走路，避免误入高压现场。 设置安全栏，警惕负责人。 (4)负责人操作，有监护人，一切妥当后，做好升压准备。 此时，试验负责人(各组负责人)大声发出命令，禁止现场的人擅自行走，宣布开始升压，工作人员接到命令后，打开试验电源开关开始升压。 升压时一边升压一边读，升到试验电压后，向试验负责人打招呼，读到微安计的指示数稳定为止。 通常读取1min时的漏电流值。 (5)读取完成后，将调节器恢复为零，切断电源。 (6)试验结束后放电试样。 如果试验布线上有平滑电容器，放电时首先放电电容器，然后放电被试验品。 (7)下一组学生进行考试时，先将试验品放电，然后按照上述顺序进行。3、根据试验结果的判断、变化值(履历、相同设备)，规定值：35kV以上的油DL:Ig10A，220kV以上的支撑瓷器： Ig在5A以下，用“I-U”曲线判断，发电机、变压器的重要设备可以用“I-U”曲线全面分析，二、氧化锌避雷器的特性试验1、 测试配线氧化锌避雷器U1mA和0.75U1mA下的漏电流、2、操作顺序、(1)电压从零逐渐上升，漏电流显示1000A即1mA时，读取高压直流电压的值。