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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？
时间：2020-08-30
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IKZ＞IL。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。
表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 |
表2 SW3—110G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，B、C相不接地 |
|
2 |
8.0 |
3.7 |
5.0 |
C相，A、B相不接地 |
|
3 |
11.0 |
4.0 |
4.5 |
B相，A、C相接地 |
|
4 |
11.0 |
4.0 |
4.5 |
B相，A、C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U0－＜U0＋，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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