電氣設(shè)備泄漏電流測(cè)試方法及注意事項(xiàng)

電氣設(shè)備泄漏電流測(cè)試方法及注意事項(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)上是完全相同的，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高壓\t"/a/jishu/2017/0418/_blank"試驗(yàn)變壓器或串聯(lián)諧振\t"/a/jishu/2017/0418/_blank"耐壓裝置供給，并用微安表直接讀取泄漏電流。它與絕緣電阻測(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，而用兆歐表測(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，最終達(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試驗(yàn)變壓器的上端，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)地距離，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

（a）未屏蔽（b）屏蔽

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)量最好在被試設(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，例如在圖1-6中，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?。這可能是由于被試設(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黄浯螒?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)。這是最簡(jiǎn)便的判斷方法。

(2)比較不對(duì)稱系數(shù)法

在分析泄漏電流測(cè)量結(jié)果時(shí)，還常采用不對(duì)稱系數(shù)（即三相之中的最大值和最小值的比）進(jìn)行分析、判斷。一般說(shuō)來(lái)不對(duì)稱系數(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)回路有尖端毛刺，等尖端放電現(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