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
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Ф1.5mm多股软线刷状
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Ф38mm小铜球
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Ф14mm平头螺丝
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40kV直流电压时的泄漏电流(uA)
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13.8
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9.2
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9.6
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表2 SW3—110G现场测试结果(Us=-40kV)
序号
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空载泄漏电流(uA)
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断路器泄漏电流(uA)
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说明
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线端刷状
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Ф50mm(铜球)
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1
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11.0
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4.0
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4.5
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A相,B、C相不接地
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2
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8.0
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3.7
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5.0
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C相,A、B相不接地
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3
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11.0
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4.0
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4.5
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B相,A、C相接地
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4
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11.0
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4.0
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4.5
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B相,A、C相不接地
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5
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13.5
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4.0
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5.5
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三相并联
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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)
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100
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500
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1000
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3000
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5000
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引线r1=1mm时场强(kV/cm)
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86.9
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64.4
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57.9
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50.0
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47.0
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引线r2=2mm时场强(kV/cm)
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51.1
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36.2
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32.2
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27.4
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25.6
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(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)
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试验电压(kV)
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20
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30
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40
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45
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1500
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+DC
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0.5
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2.0
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4.0
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6.0
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-DC
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1.0
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3.0
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6.0
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8.0
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1000
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+DC
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1.0
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2.5
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5.0
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7.0
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-DC
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1.5
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4.0
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9.0
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12.5
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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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