2023-12-08 17:18:11
直流泄漏和直流耐压试验的特点与区别

直流泄漏试验与直流耐压试验都是用来评估电气设备绝缘状况的重要高压测试方法,它们在电力系统中起着不同的作用,具有各自的特点和应用场景。
直流泄漏试验的特点
直流泄漏试验主要是测量绝缘材料在施加直流电压时泄漏电流的大小,以此来判断绝缘的状态。这个测试可以揭示绝缘的一些缺陷,如绝缘内部的微小裂纹、局部受潮或松散断裂等问题。在进行直流泄漏试验时,试验电压一般比兆欧表测试时的电压要高,并且可以调节,这使得它能够更有效地发现绝缘的缺陷。由于这个试验是非破坏性的,所以可以反复进行,有助于监控绝缘状况的变化。
直流耐压试验的特点
相比之下,直流耐压试验则是通过施加高电压来考验绝缘材料的耐电强度。在这个测试中,试验电压通常较高(是设备额定电压的2-2.5倍),其目的是检测绝缘在较高电压下的耐受能力。这个测试是一种破坏性试验,意味着通过该测试可能会使绝缘受损。然而,直流耐压试验能够发现一些交流耐压试验中难以发现的局部缺陷,特别是对于发电机端部绝缘等局部区域的缺陷检测非常有效。
在进行直流耐压试验时,通常利用泄漏电流的读数来寻找缺陷。例如当测到三相泄漏电流相差过大或增长过快,就可根据具体情况酌量提高试验电压或者延长耐压的持续时间来发现缺陷。
因此,直流耐压对于发现某些局部缺陷更有特殊意义,目前在高压电机、发电机、电容器、避雷器等的预防性试验中被广泛采用。
与交流耐压试验相比,直流耐压试验有以下特点:1)试验设备轻小,2)能同时测量泄漏电流,3)对绝缘损伤较小。
如下图示:良好的绝缘其泄漏电流如曲线1所示,绝缘受潮如2所示,曲线3、4表示绝缘有集中性缺陷存在,如果在0.5Ut附近泄漏电流已经迅速上升,则这台设备在运行中(不计及过电压)有击穿的危险。
交联聚乙烯电缆为什么不主张用直流耐压试验 1)交联聚乙烯电缆绝缘在直流电压下的电场分布与在交流电压下的电场分布不同。因此,直流耐压试验合格的电缆,投入运行后,在正常工作电压下也会发生绝缘事故,这种案例国内、外都有发生。 2)直流高电压试验对交联聚乙烯电缆绝缘有积累效应。电缆经过直流耐压试验后,将在绝缘中残内余一定的直流残余电压,这时将电缆投入使用,会大大增加击穿的可能。 3)对交联聚乙烯电缆施加直流电压会加速电缆老化,缩短使用寿命。电缆在运行中,交联聚乙烯绝缘逐步形成水树枝、电树枝,这种树枝化、老容化过程伴随着整流效应。由于存在整流效应,使得在直流耐压试验时在水树枝或电树枝端头积累的电荷不容易散逸,并在运行中加剧电缆树枝化的老化过程。 直流耐压试验接线 试验原理接线如下,PV2微安高压静电电压表。也有微安表接在低压侧的。由于空气中负极性电压下击穿场强较高,为防止外绝缘闪络,因此直流试验常用负极性输出。 微安表处于高压端,不受高压对地杂散电流的影响,测量的泄漏电流较准确。但微安表及从微安表至被试品的引线应加屏蔽。由于微安表处于高压,故给读数及切换量程带来不便。 直流高压电源: 前述的简单整流电路中,最大直流输出只能接近试验变压器的峰值电压,而欲获得更高的直流电压,常用倍压整流来实现。 当需要较高的直流电压,而倍压线路又不能满足要求时,可用多级串接线路。现场一般采用成套的中频电源直流发生器。一般要求直流电压的脉动率不大于2%。 直流电压和泄漏电流的测量 目前普遍采用高电阻串联微安表测量。用直流微安表测量被试品的泄漏电流时,要使测量安全可靠。除需要对微安表进行保护外,还应消除杂散(空泄)电流的影响。消除杂散电流是提高试验准确度的关键。 高压发生器接通电源前,必须接地。控制箱、放电杆和被试设备的接地都接到高压发生器的接地点,再由此点接地。 试验注意事项 1)试验设备的布置要安全又便于操作,对地、对周围设备等要有足够的安全距离,接地线应牢固可靠。 2)应将被试品表面擦拭干净(或者加屏蔽),以消除被试品表面脏污带来的测量误差。 3)能分相试的被试品应分相试验,非试验相应短路接地。 4)试验线接好后,应由其他人员检查一遍,并做好安全围栏后方可进行。 5)试验至少由两人以上进行,一人监护,一人操作。 6)升压前应设置好过压保护,升压速度在30%试验电压以内可不受限制。其后应均匀升压,约每秒3%的试验电压。 7)高压指示灯亮后,才可进行升压操作。正式试验前,先空载升压,以检查试验设备是否完好。 8)试验过程中,应在加压过程中间隔定值停留1min以上,观察泄漏电流是否存在变大、波动趋势。发电机试验时以每级0.5倍额定电压分阶段地升高,每阶段停留1min。电缆试验时,在试验电压下持续5min,以观察并读取泄漏电流值。 9)高压回路限流电阻的选择原则:应将短路电流限制在二极管短路容许电流的范围内,又不致造成过大的压降,并能保证过流继电器可靠动作。当被试品击穿时,过流继电器应在0.02s内切断电源。一般应按每100kV选0.5-1MΩ 电阻。 10)试验完毕后,首先断开高压电源,再断开工频电源。然后在就放电操作。必须对被试品放电。放电人员必须带绝缘手套,放电杆的接地引线尽量向后端倾斜。 11)进行避雷器电导电流测量时,电流在950μA —1050μA 间就可认为是1mA了,这样引起的测量误差非常小,完全满足要求。 影响试验结果的因数 1)高压连接导线对地(带电设备周围空气游离)泄漏电流。消除方法:尽量减少高压线的长度,使用绝缘高压线等。 2)空气湿度对表面泄漏电流的影响。消除方法:空气湿度大又要强行试验,可以先测量空泄,消除影响。对于设备表面进行清洁等。 3)温度对高压直流试验结果的影响是极为显著的,对所测得的电流均需换算到相同温度下,才能进行分析比较。最好在被试品温度为30-80℃ 时进行试验,因为在这样的温度范围内泄漏电流变化较明显。 4)残余电荷影响:为消除残余电荷的影响,试验前对被试品应充分放电。 总的来说,直流泄漏试验和直流耐压试验都是保证电力系统安全运行的重要手段,它们互为补充,不能完全替代。直流泄漏试验更侧重于绝缘状况的监测和缺陷的发现,而直流耐压试验则专注于绝缘材料在极限电压下的性能考验。在实际应用中,根据设备的类型、绝缘材料的特性和检测的目的,选择合适的测试方法。