直流高壓試驗(yàn)中電壓極性的探究

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1、直流高壓試驗(yàn)中電壓極性的探究摘要：進(jìn)行直流高壓試驗(yàn)時(shí)，采用負(fù)極性試驗(yàn)接線(xiàn)較正極性接線(xiàn)更容易發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備絕緣、特別是油浸紙絕緣的絕緣缺陷。在測(cè)量某些電力設(shè)備絕緣的泄漏電流時(shí)，若電滲現(xiàn)象不明顯，而電暈電流對(duì)測(cè)量結(jié)果又影響較大時(shí)，宜采用止極性直流試驗(yàn)電壓，以減少電暈電流的影響。本文從理論的角度論述了直流高壓試驗(yàn)采用負(fù)極性試驗(yàn)電壓的依據(jù)，并對(duì)試驗(yàn)接線(xiàn)和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，指出了選用電壓極性應(yīng)注意的問(wèn)題。關(guān)鍵詞:泄漏電流；直流試驗(yàn)；油浸紙絕緣中圖分類(lèi)號(hào)：S477+.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：引言：關(guān)于試驗(yàn)電壓的極性，我國(guó)最新的電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》(DC/T596-1996)屮規(guī)泄

2、：“在進(jìn)行直流高壓試驗(yàn)時(shí),應(yīng)采用負(fù)極接線(xiàn)直流高壓試驗(yàn)是電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗(yàn)的重耍試驗(yàn)項(xiàng)目z—,它包括?測(cè)量泄漏電流和直流耐壓試驗(yàn)。這是規(guī)程首次對(duì)直流高壓試驗(yàn)電壓極性作明確規(guī)定。為什么要這樣規(guī)定？依據(jù)是什么？適用范圍又如何？這是試驗(yàn)工作者共同關(guān)心的問(wèn)題,本文根據(jù)作者多年的研究結(jié)果提出用電滲現(xiàn)象來(lái)解釋。1、電滲現(xiàn)象電滲現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于多孔固體在與液體接觸的交界面處，因吸附離子或本身的電離而帶電荷,液體則帶相反電荷。在外加電場(chǎng)作用下,液體對(duì)固體就發(fā)生相對(duì)移動(dòng)。在羅伊斯的觀(guān)察中，由于電勢(shì)為負(fù)極性時(shí)水面升高,故可判定水是帶正電的，相反，黏土粒子是帶負(fù)電的。電滲現(xiàn)象最初是由F?羅伊斯在1809年觀(guān)察

3、到的。當(dāng)時(shí),他把兩個(gè)直立的玻璃筒插入一堆濕黏土屮。然后，在玻璃筒屮注滿(mǎn)水，并插入金屬電極。當(dāng)加上電勢(shì)時(shí)，負(fù)極處的水面升高，正極處的水面卻降低，而且在正極處還吸上了一些懸浮的黏土。這種在外加電場(chǎng)作用下，液體通過(guò)多孔固體的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，稱(chēng)為電滲,是膠體常見(jiàn)的電動(dòng)現(xiàn)象之一。電滲現(xiàn)象可以通過(guò)簡(jiǎn)單的電滲裝置模擬。將一根銅線(xiàn)在素?zé)赏餐饷胬@幾圈作為外電極,筒內(nèi)盛蒸飾水并插入銅線(xiàn)作內(nèi)電極。兩電極間施加300-400V的直流電源，如將外電接電源負(fù)極，內(nèi)電極接電源正極，便可以看到水從素?zé)矁?nèi)往外滲出。若借助極性變換開(kāi)關(guān)改變電源的極性，則發(fā)現(xiàn)水不但停止?jié)B出，而且瓷筒表面的水反而向筒內(nèi)滲入。上述在不同極性電壓作用下，

4、水能通過(guò)多孔固體(如黏土、索燒瓷筒、油浸紙等)向不同方向運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象即所謂電滲現(xiàn)象就是解釋為什么測(cè)量泄漏電流要用負(fù)極性電壓的理論基礎(chǔ)。2、測(cè)量泄漏電流結(jié)果及分析運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，電纜或變壓器等油浸式電力設(shè)備的絕緣受潮通常是從外皮或外殼附近開(kāi)始的。根據(jù)電滲現(xiàn)象，電纜或變壓器絕緣中的水分在電場(chǎng)作用下帶正電，當(dāng)電纜芯或變壓器繞組施加正極性電壓時(shí)，絕緣中的水分被其排斥而滲向外皮或外売，使其水分含量相對(duì)減小，從而導(dǎo)致泄漏電流減??；電纜芯或變壓器繞組施加負(fù)極性電壓時(shí)，絕緣中的水分被其吸引而滲過(guò)絕緣向電纜芯或變壓器繞組移動(dòng)，使其絕緣中高場(chǎng)強(qiáng)區(qū)的水分相對(duì)增大。通過(guò)分析可以得出如下結(jié)論。(1)試驗(yàn)電壓極性對(duì)新的電纜

5、和變壓器泄漏電流的測(cè)量結(jié)果無(wú)影響。因?yàn)樾码娎|和變壓器的絕緣基木沒(méi)有受潮，所含的水分其微，在電場(chǎng)作用下，電滲現(xiàn)象很弱，故而正、負(fù)極性試驗(yàn)電壓下的泄漏電流相同。(2)試驗(yàn)電壓極性對(duì)I口電纜和變壓器泄漏電流的測(cè)量結(jié)果冇明顯的影響。這是電滲現(xiàn)象所致。油紙絕緣受潮越嚴(yán)重,-de與+dc的差別越顯著,所以用負(fù)極性試驗(yàn)電壓進(jìn)行泄漏電流測(cè)量較為嚴(yán)格，易于發(fā)現(xiàn)油紙絕緣電力設(shè)備的絕緣缺陷。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)某些電力設(shè)備，如llOkV及以上的少油斷路器，由于其本身的泄漏電流值較小(12。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是高壓試驗(yàn)引線(xiàn)，特別是引線(xiàn)端頭電暈電流影響。3、直流耐壓試驗(yàn)3.1試驗(yàn)接線(xiàn)電力設(shè)備的絕緣分為內(nèi)絕緣和外絕緣，油浸紙電

6、力電纜與油浸式電力變壓器繞組內(nèi)絕緣的直流耐壓試驗(yàn)。外絕緣對(duì)地電場(chǎng)可以近似用棒-板構(gòu)成的電場(chǎng)來(lái)等效。3.2分析研究表明，在棒-板電極構(gòu)成的不對(duì)稱(chēng)、極不均勻電場(chǎng)屮，氣體間隙相同時(shí)，由于極性效應(yīng)，負(fù)棒-正極的火花放電電壓是正棒-負(fù)極的火花放電電壓的2倍多，當(dāng)間隙距離為100cm時(shí)，正、負(fù)極性的火花放電電壓分別為450kV和1000kV,1000/450=2.2倍。這種極性效應(yīng)也是由于電暈空間電荷對(duì)電場(chǎng)畸變?cè)斐傻摹Ｍǔ?，電力設(shè)備的外絕緣水平比其內(nèi)絕緣水平要高，顯然，施加負(fù)極試驗(yàn)電壓外絕緣就更不容易發(fā)牛閃路，這樣就有利于實(shí)現(xiàn)用直流耐壓試驗(yàn)檢查內(nèi)絕緣缺陷的目的。另外，對(duì)電纜等油浸紙絕緣的電力設(shè)備，山于電

7、滲現(xiàn)象，其內(nèi)絕緣施加負(fù)極性試驗(yàn)電壓時(shí)的擊穿電壓，較止極性低10%左右，也就是說(shuō)，電纜芯接負(fù)極性試驗(yàn)電壓檢出缺陷的靈敏度更高，即更容易發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷。4、結(jié)語(yǔ)進(jìn)行直流高壓試驗(yàn)時(shí)，采用負(fù)極性試驗(yàn)接線(xiàn)較正極性接線(xiàn)更容易發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備絕緣、特別是油浸紙絕緣的絕緣缺陷。在測(cè)量某些電力設(shè)備絕緣的泄漏電流時(shí)，若電滲現(xiàn)象不明顯，而電暈電流對(duì)測(cè)量結(jié)果乂影響較人時(shí),宜采用正極性直流試驗(yàn)電壓，以減少電暈電流的影響。兆歐表的測(cè)量結(jié)果也可