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为什么测量110kV及以上少油断路器的泄漏电流时,有时出现负值?如何消除?

[  修改时间:2014-8-21 09:48:59  浏览次数:1080]
 

所谓“负值”在这里是指在测量110kV及以上少油断路器直流泄漏电流时,接好试验线路后,加40kV直流试验电压时,空载泄漏电流比在同样电压下测得的少油断路器的泄漏电流还要大,即IKZIL。产生这种现象的主要原因是高压试验引线的影响,表1和表2列出了模拟试验和现场实测结果。

1 试验室内模拟试验结果

线端头状态

Ф1.5mm多股软线刷状

Ф38mm小铜球

Ф14mm平头螺丝

40kV直流电压时的泄漏电流(uA

13.8

9.2

9.6

2 SW3110G现场测试结果(Us=40kV

序号

空载泄漏电流(uA

断路器泄漏电流(uA

说明

线端刷状

Ф50mm(铜球)

1

11.0

4.0

4.5

A相,BC相不接地

2

8.0

3.7

5.0

C相,AB相不接地

3

11.0

4.0

4.5

B相,AC相接地

4

11.0

4.0

4.5

B相,AC相不接地

5

13.5

4.0

5.5

三相并联

从试验数据可以看出,线端头状态从刷状换为小铜球时,泄漏电流减小了4.3~9.5uA。这个数量级对于少油断路器泄漏电流允许值仅为10uA以下的基数来说,已是一个对测量结果有举足轻重影响的数量。现场测试也证明了这一点:当线端头呈刷状时,测量均为负值;当线端头换为小铜球时,均为正值。

其次,升压速度的快慢及稳压电容充放电时间的长短,也是可能导致出现负值的一个原因。少油断路器对地电容仅为几十微微法,而与之并联的稳压电容器一般高达0.1~0.01uF。若升压速度快,当升到试验电压后又较快读数,会因电容器充电电流残存的不同,引起负值或各相有差值。

可采用下列措施来消除负值现象。

(1)引线端头采用均压措施。如用小铜球或光滑的无棱角的小金属体来改善线端头的电场强度,可减少电晕损失。

(2)尽量减少空载电流,把基数减小。如在高压侧采用屏蔽、清洁设备、接线头不外露等。增加引线线径,比增加对地距离还好,见表3,建议引线用Ф2.5~Ф4.0mm绝缘较好的多股软线,并尽量短。

表3 引线及其对地距离改变时的电场强度

对地距离

(mm)

100

500

1000

3000

5000

引线r1=1mm时场强(kV/cm)

86.9

64.4

57.9

50.0

47.0

引线r2=2mm时场强(kV/cm)

51.1

36.2

32.2

27.4

25.6

(3)保持升压速度一定,认真监视电压表的变化,对稳压电容器要充分放电或每次放电时间大致相同。

(4)尽可能使试验设备、引线原理电磁场源。

(5)采用正极性的试验电压。根据气体放电理论,外施直流试验电压极性不同时,高压引线的起始电晕电压也不同。高压引线对地电场可用典型的棒一板电极等效,实测棒一板电极的起始电晕电压U0,负极性和正极性分别为2.25kV和4kV,即U0U0,这是由于棒极附近正空间电荷的影响。正空间电荷使紧贴正棒附近的电场减弱,而使负棒附近的电场增强。由此导致外施直流试验电压极性不同时,高压引线的电晕电流时不同的,表4在不同极性试验电压高压引线电晕电流的测量结果。

表4 高压引线电晕电流测量结果

高压引线对地距离

(mm)

试验电压(kV)

20

30

40

45

1500

+DC

0.5

2.0

4.0

6.0

-DC

1.0

3.0

6.0

8.0

1000

+DC

1.0

2.5

5.0

7.0

-DC

1.5

4.0

9.0

12.5

由表4可见,40kV下的电晕电流负极性较正极性高出50%~80%,这对泄漏电流较小(10uA以下)的110kV及以下的少油断路器的测量结果有举足轻重的影响,有时导致负值现象,而采用正极性试验电压进行测量有可能避免这种现象。

 
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