解析絕緣電阻測試屏蔽環(huán)裝設(shè)不同位置的比較

緣性能良好是電力設(shè)備正常運行的保障，其優(yōu)劣將直接影響電網(wǎng)的運行。通過測試電氣設(shè)備的絕緣電阻能簡便有效地發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備絕緣是否存在整體受潮、整體劣化和貫通性缺陷等。

在實際測試中，常用兆歐表測試電力設(shè)備的絕緣強度。被試設(shè)備周圍電磁場干擾、測量時間、環(huán)境溫度、測量電壓、環(huán)境濕度、接線方法、絕緣油性能等都將影響絕緣電阻的測試結(jié)果。在試驗中忽視某些小問題，可能會做出錯誤的判斷，給檢修工作帶來不必要的麻煩。為保證測量值的準(zhǔn)確性，需針對性的采取措施，以保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確度。本文主要分析了因被試設(shè)備表面潮濕、污穢等狀況下需裝設(shè)屏蔽環(huán)的情況。

屏蔽線測試原理分析

試品的絕緣電阻主要有絕緣電阻體積絕緣電阻和表面絕緣電阻兩部分。體積絕緣電阻是電介質(zhì)自身對電導(dǎo)電流呈現(xiàn)的阻力，表面絕緣電阻主要是電介質(zhì)表面的電導(dǎo)電流遇到的阻力。其中固體絕緣材料由于表面經(jīng)常吸附如水分和污物的電雜質(zhì)，其表面電導(dǎo)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于體積電導(dǎo)能力，測試時所測量的是體積絕緣電阻。

為消除被試設(shè)備表面或其他不需要測量的部分泄漏電流的影響，在其表面加設(shè)屏蔽環(huán)測絕緣電阻。下面對屏蔽環(huán)的裝設(shè)位置進(jìn)行比較分析。

當(dāng)R2為有限值時，

U=Ix·Rx+Ix·Ra·R2/(Ra+R2)

Ua=U2 Ix=Ia+I2

聯(lián)立解得 Ia= R2·U/ (Rx ·Ra + R2·Ra+ R2·Rx)

兆歐表指針偏角 α=f(Iv/Ia)

= f(Rx ·Ra / R2·Rv)+ f(Rx +Ra / Rv) (1)

當(dāng)R2為無限大時，

I2=0，β= f(Iv/Ia) =f(Rx +Ra / Rv)

α=f(Rx ·Ra / R2·Rv) +β (2)

由(1)、(2)得

α-β=f(Rx ·Ra / R2·Rv)=K f(1 / R2) (3)

設(shè)Ra / R2=M,則α-β= M·f(Rx / Rv)

≈M·β (4)

由圖1可見，R2與Ra并聯(lián)，當(dāng)R2→∞時，Ia = Ix，即此時測出的試品絕緣電阻為真實值，換言之，表面狀況的影響可忽略。

對于某一兆歐表，Ra、Rv是儀器本身固有的，不會隨測量試品的不同而改變，為不變的常數(shù)。對于測試的試品本身，Rx是固定不變的。由式(3)， (α-β)取決于R2，R2越大，(α-β)越小，即測量誤差越小，反之亦然。由式(4)，對某一型號的兆歐表，Ra=3.6MΩ，當(dāng)R2為100 MΩ時，相對誤差為3.6%。國產(chǎn) ZC 系列兆歐表的限流電阻為 5～10MΩ，屏蔽環(huán)裝設(shè)位置不當(dāng)，會使測得的絕緣電阻值偏高。故在測試過程中，屏蔽環(huán)裝設(shè)在試品中下部，即靠近接地端較合適，但對屏蔽環(huán)與接地端間試品的絕緣強度有一定的要求。

在實際工作中，常用的屏蔽方法是采用直流泄漏電流試驗的接法，屏蔽線設(shè)置在高壓端遠(yuǎn)離接地部分，即靠近L端裝設(shè)，使屏蔽環(huán)與接地端之間的表面電阻增大，減小了兆歐表的負(fù)載，使兆歐表的輸出電壓不至于因為加裝屏蔽環(huán)而造成明顯的下降。

試驗驗證

針對屏蔽環(huán)裝設(shè)在試品的不同位置，通過測試避雷器的絕緣電阻進(jìn)行比較，結(jié)果如下：

表1 R2取值不同時，避雷器絕緣電阻測量值(Rx= 3000 MΩ)

根據(jù)試驗結(jié)果，當(dāng)R2≥100MΩ時，屏蔽線的放置位置致使相對誤差變化較小，對某一型號的兆歐表，按式(4)計算，取Ra=3.6MΩ，當(dāng)R2為 50 MΩ時，相對誤差為7.2%，當(dāng)R2為10MΩ時，相對誤差為36%。對測試絕緣電阻時，選用不同的兆歐表，首先應(yīng)確定兆歐表的Ra的參數(shù)，根據(jù)試品外部污穢、潮濕等狀況再確定屏蔽線的裝設(shè)位置，以防誤測。

結(jié)束語

電氣設(shè)備的絕緣電阻可由兆歐表簡便測出，測量時應(yīng)根據(jù)試品的具體狀況等各種因素的影響選取兆歐表進(jìn)行測試，防止因測量誤差造成判斷錯誤。