泄漏電流試驗中影響測量結果的主要因素
泄漏電流試驗影響測量結果的主要因素:
1)高壓連接導線(xiàn)
由于接往被測設備的高壓導線(xiàn)時(shí)暴露在空氣中的,當其表面場(chǎng)強高于約20kV/cm時(shí)(決定于導線(xiàn)直徑、形狀等),沿導線(xiàn)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(huì )結果回來(lái)而流過(guò)微安表,因而影響測量結果的準確度。一般都把微安表固定在升壓變壓器的上端,這時(shí)就必須用屏蔽線(xiàn)作為引線(xiàn),也要用金屬外殼把微安表屏蔽起來(lái)。蔽線(xiàn)金額宜用低壓的軟金屬線(xiàn),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(xiàn)的接點(diǎn)上,要盡可能地靠近升壓變壓器出線(xiàn)。這樣,電暈雖然還照樣發(fā)生,但只在屏蔽線(xiàn)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,只要可以完全防止高壓導線(xiàn)點(diǎn)與放電對測量結果的影響。由上述可知,這樣接線(xiàn)會(huì )帶來(lái)一些不便,為此,根據電暈的原理,采取用粗而短的導線(xiàn),并且增加導線(xiàn)對地距離,避免導線(xiàn)有毛刺等措施,可減小電暈對測量結果的影響。
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。若絕緣內部沒(méi)有缺陷,而僅表面受潮,世界上并不會(huì )降低其內部絕緣強度。為真實(shí)反映絕緣內部情況,在泄漏電流測量中,所要測量的只是體積電流。但是在實(shí)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(lái)了困難,因而必須消除表面泄漏電流對真實(shí)測量結果的影。
消除的辦法實(shí)施被試設備表面干燥、清潔、且高壓端導線(xiàn)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
與絕緣電阻測量相似,溫度對泄漏電流測量結果有顯著(zhù)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(shí)進(jìn)行。因為在這樣的溫度范圍內,謝老電流的變化較為顯著(zhù),而在低溫時(shí)變化小,故應停止運行后的熱狀態(tài)下進(jìn)行測量,或在冷卻過(guò)程中對幾種不同溫度下的泄漏電流進(jìn)行測量,這樣做也便于比較。
4)電源電壓的非正弦波形
在進(jìn)行泄漏電流測量時(shí),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(shí)正線(xiàn)波,則對測量結果是有影響的。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,調壓器對波形的影響也是很多的,實(shí)踐證明,自耦變在選擇電源時(shí),變壓器畸變小,損耗也小,故應盡量選用自耦變壓器調壓。另外,用線(xiàn)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(wú)關(guān),但是用微安表所讀取得并不一定是真實(shí)的泄漏電流,而可能是保護吸收電流在內的合成電流。這樣,加壓速度就會(huì )對讀數產(chǎn)生一定的影響。對于電纜、電容器等設備來(lái)說(shuō),由于設備的吸收現象很強,這是的泄漏電流要經(jīng)過(guò)很長(cháng)的時(shí)間才能讀到,而在測量時(shí),又不可能等很出的時(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(zhù)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(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,對于電容大的設備就是如此,而對電容量很小因為他們沒(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。
但是按照一般步驟進(jìn)行系列電流測量時(shí),很難控制加壓的速度,所以對大容量的設備進(jìn)行測量時(shí),就出現了問(wèn)題。
6)微安表接在不同位置時(shí)在測量接線(xiàn)中,微安表接的位置不同,測得的泄漏電流豎直也不同,因而對測量結果有很大影響。圖4-12所示為微安表接在不同位置時(shí)的分析用圖。可見(jiàn),當微安表處于uA1位置時(shí),此時(shí)升壓變壓器T和CB及C12(抵押繞組可看成地電位) 和穩壓電容C的泄漏電流與高壓導線(xiàn)的電暈電流都將有可能通過(guò)微安表。這些試具的泄漏電流有時(shí)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(xiàn)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)生異常結果。
特別是當被試設備的電容量很小,又沒(méi)有裝穩壓電容時(shí),在不接入被試設備來(lái)測量試具的泄漏電流時(shí),升壓變壓器T的高壓繞組上各點(diǎn)的電壓與接入被試設備進(jìn)行測量時(shí)的情況有顯著(zhù)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(shí),測量結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(shí)地消除砸三電流及電暈電流的影響。可選用絕緣較好的升壓變壓器,這樣,升壓變壓器一次側對地及一、二次側之間雜散電流的影響就可以大大減小。經(jīng)驗表明,一、二次側之間雜散電流的影響很大的。另外,還可將高壓進(jìn)線(xiàn)用多層塑料管套上,被試設備的裸露部分用塑料、橡皮之類(lèi)絕緣物覆蓋上,能提高測量的準確度。
7)試驗電壓極性
(1)電滲透現象使不同極性試驗點(diǎn)一下油紙絕緣電氣設備的泄漏電流測量值不同,電滲透現象是指在外加電場(chǎng)作用下,液體通過(guò)多孔固體的運動(dòng)現象,它是膠體中常見(jiàn)的電動(dòng)現象之一。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(chǎng)作用下,液體會(huì )對固體發(fā)生相對移動(dòng)。
(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(kāi)始的。根據電滲現象,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(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)強區的水分相對增加,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果無(wú)影響。因為新電纜和變壓器絕緣基本沒(méi)有受潮,所含水分甚微,在電場(chǎng)作用下,電滲現象很弱,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果有明顯的影響。
c、試驗電壓極性小于對引線(xiàn)電暈電流的影響在不均勻、不對稱(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象,稱(chēng)為極性效應。
根據氣體放電理論,在直流電壓作用下,對棒 - 板間隙而言,其棒為負極性時(shí)的火花放電電壓比棒為正極性時(shí)高得多,這是因為棒為負極性時(shí),游離形成的正空間電荷,使棒電極前方的電場(chǎng)被削弱,而在棒為正極性時(shí),正空間電荷使棒電極前方電場(chǎng)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(xiàn)電暈電流的影響對電暈起初是電壓而言,由于極性效應,會(huì )使棒為負極性的電暈起始電壓較棒為正極性時(shí)略低。因為棒為負極性時(shí),雖然仍有利從電場(chǎng)最強的棒端附近開(kāi)始,但正空間電荷使棒極附近的電場(chǎng)增強,故其電暈起始電壓較低:而棒為正極性時(shí),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(jìn)行直流泄漏電流試驗時(shí),其高壓引線(xiàn)對地構成的電場(chǎng)可等效為棒一板電場(chǎng),由上述分析可知,當試驗電壓為負極性時(shí),電暈其實(shí)電壓較低,所以此時(shí)電暈電流影響較大。從這個(gè)角度而言,測量泄漏電流較小的設備(如少油斷路器)時(shí),宜采用正極性試驗電壓。