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(dǎo)線
由于接往被測設(shè)備的高壓導(dǎo)線時暴露在空氣中的,當(dāng)其表面場強高于約20kV/cm時(決定于導(dǎo)線直徑、形狀等),沿導(dǎo)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(zhǔn)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(dǎo)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(dǎo)線,并且增加導(dǎo)線對地距離,避免導(dǎo)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(shè)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(shè)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(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(shè)備溫度為30~80℃時進(jìn)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(yīng)停止運行后的熱狀態(tài)下進(jìn)行測量,或在冷卻過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,供給整流設(shè)備的交流高壓應(yīng)該是正弦波形。如果供給流設(shè)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(yīng)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(shè)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(hù)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(shè)備來說,由于設(shè)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(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(shè)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(jìn)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(shè)備進(jìn)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??梢姡?dāng)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(dǎo)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(yuǎn)大于被試設(shè)備的泄漏電流。在某種程度上,當(dāng)帶上被試設(shè)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(dāng)被試設(shè)備的電容量很小,又沒有裝穩(wěn)壓電容時,在不接入被試設(shè)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(shè)備進(jìn)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(dāng)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(jìn)線用多層塑料管套上,被試設(shè)備的裸露部分用塑料、橡皮之類絕緣物覆蓋上,能提高測量的準(zhǔn)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(shè)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(dāng)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(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,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(dǎo)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(fù)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(yīng)。
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(fù)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(fù)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(dǎo)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(yīng),會使棒為負(fù)極性的電暈起始電壓較棒為正極性時略低。因為棒為負(fù)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(jìn)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(dāng)試驗電壓為負(fù)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(shè)備(如少油斷路器)時,宜采用正極性試驗電壓。