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交流電氣強(qiáng)度與直流擊穿強(qiáng)度有什么區(qū)別？
閱讀：745發(fā)布時(shí)間：2024-2-27
直流耐壓試驗(yàn)也能確定絕緣的電氣強(qiáng)度。與交流耐壓試驗(yàn)相比，它有以下特點(diǎn)：可使試驗(yàn)設(shè)備輕小，也即大容量試品（電纜、電容器等），進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)設(shè)備容量往往過(guò)大（為使試驗(yàn)及調(diào)壓設(shè)備輕便，可以采用諧振試驗(yàn)線路以減小電源設(shè)備容量)。其次是在絕緣進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)的同時(shí)，可通過(guò)測(cè)量泄漏電流來(lái)觀察絕緣內(nèi)部集中性缺陷。試驗(yàn)的接線同前面介紹的泄漏電流試驗(yàn)相同。
ZJC-50KV交直流電氣強(qiáng)度與擊穿強(qiáng)度測(cè)試設(shè)備：
圖3 -18為一臺(tái) 30MW、10.5kV 汽輪發(fā)電機(jī)各相繞組的直流泄漏電流試驗(yàn)曲線，當(dāng)試驗(yàn)電壓升至14kV時(shí)，A相泄漏電流突然急劇增加，經(jīng)檢查，A相端部對(duì)綁環(huán)有一處放電。
直流耐壓試驗(yàn)比交流耐壓試驗(yàn)更能發(fā)現(xiàn)電機(jī)端部的絕緣缺陷。其原因是直流下沒(méi)有電容電流從線棒流出，因而無(wú)電容電流在半導(dǎo)體防暈層上造成的壓降，故端部絕緣上的電壓較高，有利于發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷。
在電力電纜進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，通常也利用泄漏值尋找缺陷。當(dāng)測(cè)得三相泄漏值相差過(guò)大或增長(zhǎng)較快時(shí)，可依具體情況提高試驗(yàn)電壓或延長(zhǎng)耐壓時(shí)間來(lái)發(fā)現(xiàn)缺陷。
直流耐壓試驗(yàn)對(duì)絕緣損傷較小，如果被試絕緣中有氣泡時(shí)，在直流電壓作用下，當(dāng)作用電壓較高，以至于在氣泡中發(fā)生局部放電后，在電場(chǎng)作用下，氣泡中的正負(fù)電荷將分別反向移動(dòng)，停留在氣泡壁上，如圖3-19所示。這樣，便使得外電場(chǎng)在氣泡里的強(qiáng)度不斷減弱，從而抑制了氣泡內(nèi)部的局部放電過(guò)程，當(dāng)正、負(fù)電荷慢慢地通過(guò)周圍的泄漏電阻中和后，才會(huì)再發(fā)生一次放電。如果在交流電場(chǎng)中，每當(dāng)電壓改變一次方向，空間電荷非但不減弱，卻反而會(huì)加強(qiáng)氣泡里的電場(chǎng)強(qiáng)度，因而加強(qiáng)了局部放電的發(fā)展，不僅如此，做交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，1/2頻率周期里都要發(fā)生局部放電。這種局部放電會(huì)促使油和有機(jī)絕緣材料的分解與老化、變質(zhì)等，并使其絕緣性能降低，擴(kuò)大其局部缺陷，因此直流耐壓試驗(yàn)加壓時(shí)間可以長(zhǎng)，一般采用5-10min。
與交流耐壓試驗(yàn)相比，直流耐壓試驗(yàn)的缺點(diǎn)是對(duì)絕緣的考驗(yàn)不如交流下接近實(shí)際和準(zhǔn)確。
直流耐壓試驗(yàn)電壓的選取，參考交流耐壓試驗(yàn)電壓和交直流下擊穿強(qiáng)度之比，并主要根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。例如：對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組取2～2.5倍額定電壓；對(duì)電力電纜，3、6、10kV的取5-6倍額定電壓；20、35kV的取4～5倍額定電壓；35kV及以上的則取3倍額定電壓。直流耐壓的時(shí)間可以比交流耐壓長(zhǎng)些，例如發(fā)電機(jī)試驗(yàn)時(shí)是每級(jí)額定電壓地分段升高，每階段停留Imin，以觀察并讀取泄漏電流值，電力電纜試驗(yàn)時(shí)，在額定電壓下持續(xù)5min，以觀察并讀取泄漏電流值。
直流高壓的測(cè)量，可以用球隙、靜電電壓表或用如圖3-20所示的方法進(jìn)行。圖中R1、R2組成的電阻分壓器，在直流電壓作用下沒(méi)有電容電流，所以電阻分壓器R1中只有電流I流過(guò)，若R1為分壓器的高壓臂電阻，R2為低壓臂電阻，則
(3-10)
電流I一般用微表測(cè)量。如用靜電電壓表測(cè)量，則
(3-11)
其中分壓比是 
R1數(shù)值的選擇視被測(cè)電壓大小而定，一般取流過(guò)R1的電流為數(shù)百安至1mA。R1值太高會(huì)造成測(cè)量誤差，因高壓下，高壓臂會(huì)有電暈電流，沿絕緣材料的泄漏電流等(均是微安級(jí)）使式（3-10)、式(3-11）發(fā)生誤差。若R1中的工作電流大大超過(guò)雜散電流，則這種雜散電流的影響便可不計(jì)。
正常絕緣電氣設(shè)備的工頻試驗(yàn)電壓見(jiàn)表3-2，
此外，為考驗(yàn)電氣設(shè)備絕緣在雷電過(guò)電壓和操作過(guò)電壓下的電氣強(qiáng)度，必須用沖擊高壓和操作沖擊高壓對(duì)絕緣進(jìn)行試驗(yàn)。正常緣電氣設(shè)備的沖擊試驗(yàn)電壓見(jiàn)表3-3。
表3-2 正常絕緣電氣設(shè)備的工煩(50Hz)試驗(yàn)電壓
額定 電壓 | 最高工 作電壓 | 絕緣的1min試驗(yàn)電壓 有效值（KV） | 外部絕緣承受住的試驗(yàn)電壓（均勻升壓） 有效值（KV） | |||||||
電力變 壓器 | 電壓互 感器 | 高壓電 器和電 流 互 感 器 | 操作桿和 測(cè)量桿 | 單獨(dú)試驗(yàn)的套管和絕緣子 | 干燥狀態(tài) | 淋雨?duì)顟B(tài)戶外裝置的變壓器，高壓電器，套管和絕緣子 | ||||
負(fù)荷開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)分閘位置同極觸頭之間和熔斷器取下熔斷管觸頭間的間隔 | 高壓電器電力變壓器互感器 | 單獨(dú)試驗(yàn)的套管和絕緣子 | ||||||||
有效值（KV） | ||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
3 | 3.5 | 18 | 24 | 24 | 36 | 25 | 28 | 26 | 27 | 20 |
6 | 6.9 | 25 | 32 | 32 | 48 | 32 | 40 | 34 | 36 | 26 |
10 | 11.5 | 35 | 42 | 42 | 63 | 42 | 53 | 45 | 47 | 34 |
15 | 17.5 | 45 | 55 | 55 | 82 | 57 | 70 | 60 | 63 | 45 |
（20） | 23 | 55 | 65 | 65 | 100 | 68 | 85 | 70 | 75 | 55 |
35 | 40.5 | 85 | 95 | 95 | 150 | 100 | 130 | 105 | 110 | 85 |
60 | 69 | 140 | 140 | 155 | 235 | 165 | 215 | 170 | 180 | 140 |
110 | 126 | 200 | 200 | 250/200 | — | 265 | 355 | 280 | 295 | 215 |
154 | 177 | 275 | 275 | 320/275 | — | 340 | 460 | 355 | 375 | 290 |
220 | 252 | 400 | 400 | 470/400 | — | 490 | 675 | 520 | 550 | 425 |
注 1.第8~11欄中試驗(yàn)電壓值適用于標(biāo)準(zhǔn)大氣條件（氣壓760mmHg，溫度20℃，絕對(duì)濕度11g/m3），如果試驗(yàn)時(shí)大氣條件不符標(biāo)準(zhǔn)條件，應(yīng)對(duì)試驗(yàn)電壓進(jìn)行校正。
2.第5欄中斜線下的數(shù)值適用于外部絕緣能分別試驗(yàn)的油浸式電器設(shè)備的內(nèi)部絕緣。
表3-3 正常絕緣電氣設(shè)備的沖擊試驗(yàn)電壓
額定電壓 | 最高工作電壓 | 內(nèi)部絕緣試驗(yàn)電壓最大值（KV） | 外部絕緣試驗(yàn)電壓最大值（KV） | ||||||||
高壓電器和電流互感器，試驗(yàn)中帶激磁的電力變壓器、電壓互感器和分流電抗器 | 試驗(yàn)中不帶激磁的電力變壓器、電壓互感器和分流電抗器 | 高壓電器、電力變壓 器和互感器 | 高壓電器、電力變壓 器和互感器 | 單獨(dú)試驗(yàn)的套管和絕緣子 | 負(fù)荷開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)分閘位置同極觸頭之間和熔斷器取下熔斷管觸頭間的間隔 | ||||||
全波 | 截波 | 全波 | 截波 | 全波 | 截波 | 全波 | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
3 | 3.5 | 42 | 43.5 | 50 | 42 | 50 | 44 | 52 | 50 | ||
6 | 6.9 | 57 | 60 | 70 | 57 | 70 | 60 | 73 | 65 | ||
10 | 11.5 | 75 | 80 | 90 | 75 | 90 | 80 | 100 | 90 | ||
15 | 17.5 | 100 | 108 | 120 | 100 | 120 | 105 | 125 | 115 | ||
20 | 23 | 120 | 130 | 150 | 120 | 150 | 125 | 158 | 140 | ||
35 | 40.5 | 180 | 200 | 225 | 185 | 230 | 195 | 240 | 220 | ||
60 | 69 | 300 | 330 | 390 | 320 | 400 | 335 | 420 | 375 | ||
110 | 126 | 425 | 480 | 550 | 460 | 570 | 480 | 600 | 570 | ||
154 | 177 | 585 | 660 | 760 | 630 | 785 | 660 | 825 | 790 | ||
220 | 252 | 835 | 945 | 1090 | 900 | 1130 | 950 | 1190 | 1100 | ||
注 第6~10欄中試驗(yàn)電壓適用于標(biāo)準(zhǔn)大氣條件（氣壓氣壓760mmHg，溫度20℃，絕對(duì)濕度11g/m3），如實(shí)驗(yàn)時(shí)大氣條件和標(biāo)準(zhǔn)條件不符，應(yīng)對(duì)試驗(yàn)電壓進(jìn)行校正。
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