直流泄漏电流及耐压试验的测试设备及接线.docx

一、直流高压的获得(一)半波整流电路半波整流电路及其测量接线如图1-2所示。一般用于测量大容量变压器、电缆等泄漏电流和进行直流耐压试验。
图1-2半波整流电路原理接线图
半波整流电路分为以下几部分。1.交流高压电源这部分包括试验变压器T2、自耦式调压器T1和控制保护装置等。理想情况下，输出的直流高压Ud=√2U1=√2KU2，式中K为试验变压器T2的变比；U1、U2为其一次二次侧电压。当要求直流高压准确度高时，如用于测量避雷器泄漏电流时，必须从高压侧直接测量直流高压。如用换算值则可能误差较大。2.整流部分整流部分包括高压硅堆和稳压电容器（滤波电容器），作用是整流滤波，获得较理想的直流波形。一般情况下，高压硅堆的额定反峰电压应大于所加最高交流电压有效值的2√2倍，额定电流也应满足试验电流的要求。多只硅堆串联时，为了使每只硅堆电压分配均匀，需并联均压电阻R，其数值一般为硅堆反向电阻的1/3～1/4倍。稳压电容器电容C的选择：当试验电压为3～10kV时，C＞0.06μF；15～20kV时，C＞0.015μF；30kV以上时，C＞0.01μF。因大容量设备，如大型发电机、变压器、电缆等试品本身电容量较大，测量其泄漏电流或进行直流耐压试验时，可以不加稳压电容。3.保护电阻R1保护电阻R1的作用是限制被试品击穿时短路电流，保护试验变压器、硅堆及微安表。一般采用水电阻作为保护电阻。选用原则是：当试品击穿时，既能将短路电流限制在硅堆的最大允许电流之内，又能使控制保护装置的过流保护可靠动作。正常工作时水电阻上压降不宜过大（应在试验电压的1%以下），一般按10Ω/V取值。试验中常用有机玻璃管、透明硬塑料管冲水制成，其表面爬电距离常按3～4kV/cm考虑。4.微安表微安表用于测量泄漏电流。表的量程可以根据试品的种类适当选择。在测量中微安表有三种接线方式：(1)微安表接在试品高压端，如图1-2中PA1位置。这种接线的有点是测出的泄漏电流准确，排除了部分杂散电流的影响，接线简单。缺点是微安表处于高电位，必须有良好的绝缘屏蔽；微安表位置距离实验员较远，读数不便，更换量程不易。另外，有一些微安表头在高电压磁场下易极化，造成较大的测量误差。在被试品接地端无法断开时常采用这种接线。(2)微安表接在高压试验变压器T2的一次（高压）绕组尾部，如图1-2中PA2位置。这种接线的微安表处于低电位，具有读数安全、切换量程方便等优点。一般成套直流高压装置中的微安表采用这种接线。这种接线的缺点是高压导线等对地部分的杂散电流均通过微安表，测量结果误差较大，如图1-3所示。
图1-3通过微安表PA2的杂散电流路径示意图I1—电晕电流；I2—漏电流；I—通过PA2的杂散电流
(3)微安表接在试品低压端，如图1-2中PA3位置。当被试品的接地端能与地断开并有绝缘时（如避雷器），可采用这种接线方法。这种接线的微安表处于低电位，高压引线等部分杂散电流不经过微安表，读数、切换量程方便，屏蔽容易。推荐尽可能采用这种接线。
图1-4微安表保护回路示意图
一般专用的微安表保护回路，如图1-4所示。图中C1是滤波电容，滤掉测量回路中的交流分量并保证放电管稳定放电，减少指针摆动，便于读数。其数值可为0.5～5μF/150V。当回路中出现超过微安表量程的泄漏电流时，放电管迅速放电，将微安表两端短路。以保护微安表。放电管放电电压一般约50～100V。R1为增压电阻、微安表流过较大电流时，增压电阻R1增加放电管两端压降，使放电管放电。R1的数值可按下式计算R1=U／I×106,Ω式中U——放电管实际放电电压，V；I——微安表满量程电流，μA。电感线圈L一般取1H左右。其作用是防止突然短路时放电管来不及动作，冲击电流损坏微安表。通常电感线圈可用电能表电压线圈或小变压器绕组代替。(二)倍压整流电路及多级串接整流电阻当需要较高的直流高压时，如对35kV电缆进行直流耐压试验，对110kV及以上磁吹及氧化锌避雷器进行泄漏电压试验时，就要采用倍压及三级串接整流，其接线如图1-5所示。
图1-5倍压整流及三级串接整流接线图(a)倍压整流；(b)三级串接整流
倍压整流〔见图1-5(a)〕可以输出对地为2Umax的直流高压。其原理为：当电源电压为正半波时（变压器接地端为负），变压器经过硅堆V1导通，对C1充电到Umax；负半波时，变压器与电容C1的电压叠加，经硅堆V2对电容C2充电，如果C1≥C2，则C2经过一个周波充到2Umax；一般C1＝C2，所以C2经若干周波后充到2Umax，即为变压器输出电压峰值的2倍。串接式整流装置也是根据以上原理制成的，其接线如图1-5(b)所示。理想情况下（即不考虑效率及损耗），图中1、2、3电的对地电压值分别可达到2Umax、4Umax、8Umax。(三)成套直流高压试验仪器近年来，随着