直流耐压及泄漏电流试验.docx

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直流耐压及泄漏电流试验

直流耐压及泄漏电流试验

直流耐压及泄漏电流试验的结果判断

如何对直流耐压及泄漏电流试验的结果进行判断？

   直流耐压及泄漏电流试验是用来检查设备的绝缘缺陷的试验。

当试验电压加至规定电压值时，保持规定的时间后，如试品无破坏性放电，微安表指针没有突然向增大方向摆动，则可以认为直流耐压试验合格。

泄漏电流的数值不仅和绝缘的性质、状态有关，而且和绝缘的结构、设备的容量、环境温度、湿度，设备的脏污程度等有关。

因此不能仅从泄漏电流绝对值的大小来泛泛地判断绝缘是否良好，重要的是观察其温度特性、时间特性、电压特性以及与历年试验结果比较；与同型号设备互相比较；同一设备相间比较来进行综合判断。

当出现下列情况时，应引起注意。

（1）泄漏电流过大或过小均属不正常现象。

电流过大应检查试验回路设备状况和屏蔽是否良好，消除客观因素的影响；电流过小则应先检查接线是否正确，微安表回路是否正常。

（2）测试中若发生微安表指针来回摆动，摆动幅度比较小，则可能有交流分量流过，应检查微安表的保护回路和滤波电容，若指针发生周期性摆动，幅度比较大，则可能试品绝缘不良，发生周期性放电，应查明原因。

   （3）若试验过程中，指针向减小方向摆动，可

值，由额定值突然降低到规定的返回值。

对于突然施加激励量法的试验，应根据继电器动作情况来决定其结果是否合格。

电气安全性能的测量仪器介绍

防触电气是所有安全标准中最基本也是最重要的内容，通常列为产品安全的首项。

电气安全性能试验项目包括：

耐电压试验、泄漏电流试验、绝缘电阻、和接地电阻试验。

一.耐压测试仪

   耐电压强度也可称耐压强度、介电强度、介质强度。

绝缘物质所能承受而不致遭到破坏的最高电场强度称耐电压强度。

在试验中，被测样品在要求的试验电压作用之下达到规定的时间时，耐压测试仪自动或被动切断试验电压。

一旦出现击穿电流超过设定的击穿（保护）电流，能够自动切断试验电压并发出声光报警。

以确保被测样品不致损坏。

它主要达到如下目的：

   i.检测绝缘耐压受工作电压或过电压的能力。

   ii.检查电气设备绝缘制造或检修质量。

   iii.排除因原材料、加工或运输对绝缘的损伤，降低产品早期失效率。

   iv.检验绝缘的电气间隙和爬电距离。

   耐压测试仪是测量各种电器装置、绝缘材料和绝缘结构的耐电压能力的仪器，该仪器能调整输出需要的交流（或直流）试验电压和设定击穿（保护）电流。

在试验中，样品在要求的试验电压作用之下达到规定时间时，耐电压测试仪自动或被动切断试验电压；一旦出现击穿，电流超过设定击穿（保护）电流，能够自动切断输出并同时报警，以确定样品能否承受规定的绝缘强度试验。

它可以直观、准确、快速、可靠地测试各种被测对象的受电压、击穿电压、漏电流等电气安全性能指标，并能在IEC或国家安全标准规定的测试条件下，进行工频和直流以及电涌、冲击波等不同形式的介电性能试验。

在国内外，此类仪器还有耐压测试仪、介质击穿装置、耐压试验器、电涌绝缘测试仪、高压试验器等不同的名称。

二、绝缘电阻测试仪

   绝缘电阻测试仪是用来测量绝缘电阻大小的仪器。

绝缘电阻是指用绝缘材料隔开的两部分导体之间的电阻称绝缘电阻为了保证电气设备运行的安全，应对其不同极性（不同相）的导电体之间，或导电体与外壳之间的绝缘电阻提出一个最低要求。

例如，家用和类似用途电器规定：

基本绝缘为2MW；加强绝缘为7MW。

影响绝缘电阻测量值的因素有：

温度、湿度、测量电压及作用时间、绕组中残存电荷和绝缘的表面状况等。

   通过测量电气设备的绝缘电阻，可以达到如下目的：

   a.了解绝缘结构的绝缘性能。

由优质绝缘材料组成的合理的绝缘结构（或用绝缘系统）应具有良好的绝缘性能和较高的绝缘电阻；

   b.了解电器产品绝缘处理质量。

电器产品绝缘处理不佳，其绝缘性能将明显下降；

   c.了解绝缘受潮及受污染情况，当电气设备的绝缘受潮及受污染后，其绝缘电阻通常会明显下降；

   d.检验绝缘是否承受耐电压试验。

若在电气设备的绝缘电阻低于某一限值时进行耐电压测试，将会产生较大的试验电流，造成热击穿而损坏电气设备的绝缘。

因此，通常各式各样试验标准均规定在耐电压试验前，先测量绝缘电阻。

   三、泄漏电流测试仪

   泄漏电流是指在没有故障施加电压的情况下，电气中带相互绝缘的金属零件之间，或带电零件与接地零件之间，通过其周围介质或绝缘表面所形成的电流称为泄漏电流。

按照美国UL标准，泄漏电流是包括电容耦合电流在内的，能从家用电器可触及部分传导的电流。

泄漏电流包括两部分，一部分是通过绝缘电阻的传导电流I1；另一部分是通过分布电容的位移电流I2，后者容抗为XC=1/2pfc与电源频率成反比，分布电容电流随频率升高而增加，所以泄漏电流随电源频率升高而增加。

例如：

用可控硅供电，其谐波分量使泄漏电流增大。

   若考核的是一个电路或一个系统的绝缘性能，则这个电流除了包括所有通过绝缘物质而

流入大地（或电路外可导电部分）的电流外，还应包括通过电路或系统中的电容性器件（分布电容可视为电容性器件）而流入大地的电流。

较长布线会形成较大的分布容量，增大泄漏电流，这一点在不接地的系统中应特别引起注意。

   测量泄漏电流的原理测量与绝缘电阻基本相同，测量绝缘电阻实际上也是一种泄漏电流，只不过是以电阻形式表示出来的。

不过正规测量泄漏电流施加的是交流电压，因而，在泄漏电流的成分中包含了容性分量的电流。

在进行耐压测试时，为了保护试验设备和按规定的技术指标测试，也需要确定一个在不破坏被测设备（绝缘材料）的最高电场强度下允许流经被测设备（绝缘材料）最大电流值，这个电流通常也称为泄漏电流，但这个要领只是在上述特定场合下使用。

请注意区别。

   泄漏电流实际上就是电气线路或设备在没有故障和施加电压的作用下，流经绝缘部分的电流。

因此，它是衡量电器绝缘性好坏的重要标志之一，敢是产品安全性能的主要指标。

   将泄漏电流限制在一个很小值，这对提高产品安全性能具有重要作用。

   泄漏电流测试仪用于测量电器的工作电源（或其他电源）通过绝缘或分布参数阻抗产生的与工作无关的泄漏电流，其输入阻抗模拟人体的阻抗。

   泄漏电流测试仪主要由阻抗变换、量程转换、交直流变换、放大、指示装置等组成。

有的还具有过流保护、声光报警电路和试验电压调节装置，其指示装置分模拟式和数字式两种。

   四、接地电阻

    "接地电阻"这个名词是个定义并不十分明确的词。

在有些标准中（如家用电器的安全标准中），它是指设备内部的接地电阻，而在有些标准中（如接地设计规范中），它是指整个接地装置的电阻。

我们所讲的是指设备内部的接地电阻，也就是一般产品安全标准中所说的接地电阻（也有叫做接地阻抗的），它所反映的是设备的各处外露可导电部分与设备的总接地端子之间的电阻。

一般标准中规定这个电阻不得大于0.1W。

接地电阻是指用电器的绝缘一旦失效时，电器外壳等易触及金属部件可能带电，需要有可靠的接地保护电器的使用者的安全，接地电阻是衡量电器接地保护可靠的重要指标。

   接地电阻测试仪

   接地电阻可用接地电阻测试仪来测量。

由于接地电阻很小，正常一般在几十毫欧姆，因此，必须采用四端测量才能消除接触电阻，得到准确的测量结果。

接地电阻测试仪是由测试电源、测试电路、指示器和报警电路组成。

测试电源产生25A（或10A）的交流测试电流，测试电路将被测电器取得的电压讯号通过放大、转换，由指示器显示，若所测接地电阻大于报警值（0.1W或0.2W），仪器发出声光报警。

为什么要进行工频交流耐压试验？

工频交流耐压试验就是对被试品施加一定的电压，并保持一定时间，以考虑被试品绝缘承受各种电压的能力，从而保证设备的安全运行。

绝缘电阻和吸收比试验、泄漏电流和直流耐压试验以及介质损失角测量试验等虽然能发现很多绝缘缺陷，但因其试验电压低于被试品的工作电压，往往对一些绝缘缺陷还不能及时发现，为了进一步暴露设备缺陷，检查电气设备绝缘水平和确保是否能投入运行，有必要进行交流耐压试验。

它是鉴定电气设备绝缘强度最有效最直接的方法，它对于判断电器设备能否投入运行具有决定性的意义。

交流耐压试验的电压、波形、频率和在被试品绝缘内部电压的分布均符合实际运行情况，因此，交流耐压能有效地发现电气设备存在的较危险的集中性缺陷。

试验电压越高，发现绝缘缺陷的有效性越高，但被试品被击穿的可能性越大。

对于绝缘良好的试品，交流耐压会使绝缘强度逐渐减弱，形成绝缘内部劣质的积累效应。

绝缘击穿电压值不但与所加电压有关，而且还与加压的持续时间有关，其击穿电压随加压时间的增加而逐渐下降。

因此，必须正确选择试验电压的标准和耐压时间。

现有标准规定耐压时间为1min，一方面是为了便于观察被试品的情况，使有弱点的绝缘有时间暴露，特别是固体绝缘发生热击穿需要一定的时间；另一方面又不致因时间过长而引起的不应有的击穿。

直流绝缘监察装置的作用与工作原理

发电厂和变电所的直流系统比较复杂，而且通过电缆线路与室外配电装置的端子箱、操作机构等相连接，发生接地的机会较多。

直流系统发生一点接地时，由于没有短路电流流过，熔断器不会熔断，仍能继续运行。

但是这种接地故障必须及早排除，否则当发生另一点接地时，有可能引起信号回路、控制回路、继电保护回路和自动装置回路的不正确动作。

直流系统绝缘监察装置能够及时发现直流系统的接地故障。

目前变电所广泛采用的直流绝缘监察装置能在绝缘电阻低于规定值时自动地发出灯光和音响信号，并且可以利用它分辨出是哪一极的绝缘电阻降低，还可通过换算确定出正、负极的绝缘电阻值。

现广泛采用的是简化的绝缘监察装置。

它由直流绝缘监察继电器、切换开关和电压表组成。

正常情况下接通，电压表接于正、负母线之间，用以测量母线电压。

当直流系统中有任何一个地方发生一点接地时，将形成电流通路，电流超过一定值时发出预告信号。

当切换至“正对地”位置时可以测量正母线对地电压；当切换至“负对地”位置时可以测量负母线对地电压。

先根据电压表测量正、负极母线的对地电压U＋和U－，判断哪一极绝缘薄弱，U－有电压说明正极绝缘下降；U＋有电压说明负极绝缘下降。

然后根据已知的电压表内阻RV及直流母线工作电压U，利用公式：

     R＋=[（U－U＋）/U－－1]×RV，R－=[（U－U－）/U＋－1]×RV

   即可求得正、负极母线对地绝缘电阻。

但此装置不能在正、负极绝缘电阻均等下降的情况下，及时发出预告信号。

氧化锌避雷器及其试验项目

氧化锌避雷器由氧化锌电阻片组装而成，具有较好的非线形“伏-安”特性。

在正常工频电压下，具有极高的电阻，呈现绝缘状态。

在过电压作用下，则呈现低阻状态，使与之并联的电器设备的残压被抑制在设备绝缘安全值以下，待过电压消失后，有恢复高阻绝缘状态，从而保护电器设备的绝缘免受过电压的损害。

氧化锌避雷器与阀型避雷器相比具有动作迅速、通流容量大、残压低、无续流，对大气过电压和操作过电压都起保护作用，具有结构简单、可靠性高、寿命长、维护简单、体积小等优点，广泛用于电气设备的防雷和过电压保护。

6kV系统中，氧化锌避雷器较多并联在真空开关上，以限制截流过电压。

其试验项目如下。

（1）测量绝缘电阻。

采用2500V及以上兆欧表，35kV及以下，不低于2500MΩ；35kV及以下，不低于1000MΩ。

（2）测量直流1mA的电压及该电压75%值时的泄漏电流。

对避雷器施加直流电压，随着电压升高泄漏电流逐渐增大，当电流值达到1mA时记下电压值，然后将电压降到该电压值的75%并记下泄漏电流，其值不应大于50μA。

绝缘试验和特性试验的方法

测试设备绝缘是否存在缺陷和老化的试验称为绝缘试验。

绝缘预防性试验的各种方法发现缺陷的效果，对不同的电气设备并不是完全一样的，大致可有如下几种方法：

（1）测量绝缘电阻；

（2）测量吸收比；