高壓兆歐表的諸多問題,來揚(yáng)專業(yè)解答
1.在測容性負(fù)載阻值時(shí),高壓兆歐表輸出短路電流大小與測量數(shù)據(jù)有什么關(guān)系,為什么?
高壓兆歐表輸出短路電流的大小可反映出該兆歐表內(nèi)部輸出高壓源內(nèi)阻的大小。當(dāng)被測試品存在電容量時(shí),在測試過程的開始階段,兆歐表內(nèi)的高壓源要通過其內(nèi)阻向該電容充電,并逐步將電壓充到兆歐表的輸出額定高壓值。顯然,如果試品的電容量值很大,或高壓源內(nèi)阻很大,這一充電過程的耗時(shí)就會加長。其長度可由R內(nèi)和C負(fù)載的乘積決定(單位為秒)。請注意,給電容充電的電流與被測試品絕緣電阻上流過的電流,在測試中是一起流入兆歐表內(nèi)的。
高壓兆歐表測得的電流不僅有絕緣電阻上的分量,也加入了電容充電電流分量,這時(shí)測得的阻值將偏小。如:額定電壓為5000V的兆歐表,若其短路輸出電流為80μA(日本共立),其內(nèi)阻為5000V/80μA=62MΩ 。
如:試品容量為0.15μF,則時(shí)間常數(shù)τ=62MΩ×0.15μF≈9 (秒)即在18秒時(shí)刻,電容上的充電電流仍有11.3μA。
由此可見,僅由充電電流而形成的等效電阻為5000V/11.3μA=442MΩ,若正常絕緣為1000MΩ,則顯示的測得絕緣值僅為306MΩ。這種試值已不能反映絕緣值的真實(shí)狀況了,而且試值主要是隨容性負(fù)載容量的變化而改變,即容量小,測試阻值大;容量大,測試阻值小。
所以,為保障準(zhǔn)確測得R15s,R60s的試值,應(yīng)選用充電速度快的大容量兆歐表。我國的相關(guān)規(guī)程要求兆歐表輸出短路電流應(yīng)大于0.5mA、1 mA、2 mA、5 mA,要求高的場合應(yīng)盡量選擇輸出短路電流較大的兆歐表。
2.為什么測絕緣時(shí),不但要求測單純的阻值,而且還要求測吸收比、極化指數(shù),有什么意義?
在絕緣測試中,某一個時(shí)刻的絕緣電阻值是不能**反映試品絕緣性能的優(yōu)劣的,這是由于以下兩方面原因,一方面,同樣性能的絕緣材料,體積大時(shí)呈現(xiàn)的絕緣電阻小,體積小時(shí)呈現(xiàn)的絕緣電阻大。另一方面,絕緣材料在加上高壓后均存在對電荷的吸收比過程和極化過程。 所以,電力系統(tǒng)要求在主變壓器、電纜、電機(jī)等許多場合的絕緣測試中應(yīng)測量吸收比-即R60s和R15s的比值,和極化指數(shù)-即 R10min和R1min 比值,并以此數(shù)據(jù)來判定絕緣狀況的優(yōu)劣。
3.在高壓高阻的測試環(huán)境中,為什么要求儀表接"G"端連線?
在被測試品兩端加上較高的額定電壓,且絕緣阻值較高時(shí),被測試品表面受潮濕,污染引起的泄漏較大,示值誤差就大,而儀表"G"端是將被測試品表面泄漏的電流旁路,使泄漏電流不經(jīng)過儀表的測試回路,消除泄漏電流引起的誤差。
4.在校測某些型號絕緣儀表"L"、"E"兩端額定輸出直流高壓時(shí),用指針式萬用表DCV檔測L、E兩端電壓,為什么電壓會跌落很多,而數(shù)字式萬用表則不會?
用普通的指針式萬用表直接在兆歐表"L"、"E"兩端測量其輸出的額定直流電壓,測量結(jié)果與標(biāo)稱的額定電壓值要小很多(超出誤差范圍),而用數(shù)字萬用表則不會。這是因?yàn)橹羔樖饺f用表內(nèi)阻較小,而數(shù)字萬用表內(nèi)阻相對較大。指針式萬用表內(nèi)阻較小,兆歐表L-E端輸出電壓降低很多,不是正常工作時(shí)的輸出電壓。但是,用萬用表直接去測兆歐表的輸出電壓是錯誤的,應(yīng)當(dāng)用內(nèi)阻阻抗較大的靜電高壓表或用分壓器等負(fù)載電阻足夠大的方式去測量。
5.能不能用高壓兆歐表直接測帶電的被測試品,結(jié)果有什么影響,為什么?
為了人身**和正常測試,原則上是不允許測量帶電的被測試品,若要測量帶電被測試品,不會對儀表造成損壞(短時(shí)間內(nèi)),但測試結(jié)果是不準(zhǔn)確的,因?yàn)閹щ姾螅粶y試品便與其它試品連結(jié)在一起,所以得出的結(jié)果不能真實(shí)的反映實(shí)際數(shù)據(jù),而是與其它試品一起的并聯(lián)或串聯(lián)阻值。
這是根據(jù)直流變換原理,經(jīng)過升壓電路處理使較低的供電電壓提升到較高的輸出直流電壓,產(chǎn)生的高壓雖然較高但輸出功率較小。(如***幾節(jié)電池能產(chǎn)生幾萬伏的高壓)
7.用兆歐表測量絕緣電阻時(shí),有哪些因素會造成測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,為什么?
A) 電池電壓不足。電池電壓欠壓過低,造成電路不能正常工作,所以測出的讀數(shù)是不準(zhǔn)確的。
B) 測試線接法不正確。誤將"L"、"G"、"E"三端接線接錯,或?qū)?quot;G"、"L"連線"G"、"E"連線接在被測試品兩端。
C) "G"端連線未接。被測試品由于受污染潮濕等因素造成電流泄漏引起的誤差,造成測試不準(zhǔn)確,此時(shí)必須接好"G"端連線防止泄漏電流引起誤差。
D) 干擾過大。如果被測試品受環(huán)境電磁干擾過大,造成儀表讀數(shù)跳動?;蛑羔樆蝿?。造成讀數(shù)不準(zhǔn)確。
E) 人為讀數(shù)錯誤。在用指針式兆歐表測量時(shí),由于人為視角誤差或標(biāo)度尺誤差造成示值不準(zhǔn)確。
F) 儀表誤差。儀表本身誤差過大,需要重新校對。
8.高阻絕緣表現(xiàn)場測容性負(fù)載時(shí)(如主變),指針顯示阻值在某一區(qū)間突然跌落(不是正常測試時(shí)的*大值區(qū)間內(nèi)的緩慢小幅擺動),快速來回?cái)[動,是什么原因?
造成該現(xiàn)象主要是試驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)某部位出現(xiàn)放電打火。絕緣表向容性被測試品充電中,當(dāng)容性試品被充至一定電壓時(shí),如果儀表內(nèi)部測試線或被測試品中任一部位有擊穿放電打火,就會出現(xiàn)上述現(xiàn)象。
判別辦法:
(1)儀表測試座不接入測試線,開啟電源和高壓,看儀表內(nèi)是否有打火現(xiàn)象發(fā)生(若有打火可聽到放電打火聲)。
(2)接上L、G、E測試線,不接被測試品,L測試線末端線夾懸空,開啟高壓,看測試導(dǎo)線是否有打火現(xiàn)象發(fā)生。若有打火現(xiàn)象,則檢查:a)L、G測試線芯線(L端)與裸露在外的線(G端)是否過近,產(chǎn)生拉弧打火。b)L端芯線插頭與測試座屏蔽環(huán)或測試夾子與被測試品接觸**造成打火。c)測試線與插頭、夾子之間虛焊斷路,造成間隙放電。
(3)接入被測試品,檢查末端線夾與試品接觸點(diǎn)附近有無放電打火。
(4)排除以上原因,接好被測試品,開啟高壓,若儀表仍有上述現(xiàn)象則說明被測試品絕緣擊穿造成局部放電或拉弧。
9.為什么不同兆歐表測出示值存在差異?
由于高壓兆歐表測試電源非理想電壓源,內(nèi)阻Ri不同測量回路串接電阻Rm不同,動態(tài)測量準(zhǔn)確度不同,以及現(xiàn)場測量操作的不合理或失誤等,不同型號兆歐表對同一被測試品的測量結(jié)果會存在差異。實(shí)際測量時(shí),應(yīng)結(jié)合兆歐表絕緣試驗(yàn)條件的特殊性盡量降低可能出現(xiàn)的各種測量誤差:
(1) 不同型號的絕緣表測量同一試品時(shí), 應(yīng)采用相同的電壓等級和接線方法。例如在測量電力變壓器高壓繞組絕緣中,當(dāng)繞組引出端始終接兆歐表L端鈕時(shí),就有: E端鈕接低壓繞組和外殼,而G端鈕 懸空的直接法; E端鈕接低壓繞組,而G端鈕接外殼的外殼屏蔽法(低電位屏蔽);G端鈕接在高壓繞組套管的表面,而E端鈕先接低壓繞組,然后分別再和外殼相連或不相連的兩種套管屏蔽法(高電位屏蔽)。 E端鈕接外殼,而G端鈕接低壓繞組等接線方法。 不同結(jié)構(gòu)、制式的兆歐表,G端鈕電位不同,G端鈕在套管表面的安放位置也應(yīng)隨之改變。
(2)不同型號兆歐表的量程和示值的刻度方法不同,刻度分辨力不同,測量準(zhǔn)確度等級不同,都會引起示值間的差異。為了保證對電力設(shè)備的準(zhǔn)確測量,應(yīng)避免選用準(zhǔn)確度低,使用不方便的搖表。
(3)試品大多含容性分量,并存在介質(zhì)極化現(xiàn)象,即使測試條件相同也難以獲得理想的數(shù)據(jù)重復(fù)性。
(4)測量時(shí),絕緣介質(zhì)的溫度和油溫應(yīng)與環(huán)境溫度一致,一般允許相差±5%。
(5)應(yīng)在特定時(shí)間段的允許時(shí)間差范圍內(nèi),盡快地讀取測量值。為使測量誤差不高于±5%,讀取R60S的時(shí)間允許誤差±3S,而讀取15S的時(shí)間不應(yīng)相差±1S。
(6)高壓測試電源非理想電壓源,重負(fù)荷(被測試品絕緣電阻值?。r(shí),輸出電壓低于其額定值,這將導(dǎo)致單支路直讀測量法兆歐表測量準(zhǔn)確度因轉(zhuǎn)換系數(shù)的改變而降低。這種改變因兆歐表測試電源負(fù)荷特性不同而異。
(7)不同動態(tài)測試容量指標(biāo)的兆歐表,試驗(yàn)電壓在試品上(及采樣電阻上)的建立過程與對試品的充電能力均存在差異,測量結(jié)果也會不同,使用低于動態(tài)測試容量指標(biāo)門限值的兆歐表測量時(shí),由于儀表存在慣性網(wǎng)絡(luò)(包括指針式儀表的機(jī)械慣性)導(dǎo)致示值響應(yīng)速度較慢,來不及正確反映試品實(shí)在絕緣電阻值隨時(shí)間的變化規(guī)律,尤其是在測試的起始階段,電容充電電流未完全衰減為零,更會使 R15S和吸收比讀測值產(chǎn)生較大誤差(偏小)。
(8)試品絕緣介質(zhì)極化狀況與外加試驗(yàn)電壓大小有關(guān)。由于試驗(yàn)電壓不能迅速達(dá)到額定值,或因兆歐表測試電源負(fù)荷特性不同導(dǎo)致施加于試品上試驗(yàn)電壓的差異,使試品初始極化狀況不同,導(dǎo)致吸收電流不同,使緣電阻測量的示值不同。
(9)國外某些兆歐表的試驗(yàn)高電壓連續(xù)可調(diào),開機(jī)后先由零調(diào)節(jié)至額定值。兆歐表讀數(shù)起始時(shí)間的不確定性,以及高壓達(dá)到額定值時(shí)間的不確定性,使試品初始極化不同,也將引起示值間的差別。高壓兆歐表的諸多問題,來揚(yáng)專業(yè)解答
(10)不同高壓兆歐表現(xiàn)場干擾的敏感度和抵御能力不同,對同一試品的讀測值會存在差異。
(11)數(shù)據(jù)隨機(jī)起伏的常規(guī)測量誤差和兆歐表方法誤差不同等引起示值間的差異。
(12)介質(zhì)放電不充分是重復(fù)測量結(jié)果存在差異的重要原因之一。據(jù)試品充電吸收電流與其反向放電電流對應(yīng)和可逆的特點(diǎn),若需對同一試品進(jìn)行**次重復(fù)測量,**次測量結(jié)束后的試品短路放電間歇時(shí)間一般應(yīng)長于測量時(shí)間,以放盡所積聚的吸收電荷量,使試品絕緣介質(zhì)充分恢復(fù)到原先無極化狀態(tài),否則將影響**次測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。為使被試品上無剩余電荷,每一次試驗(yàn)前也應(yīng)該將測量端對地短路放電,有時(shí)甚至需時(shí)近1小時(shí),并應(yīng)拆除與無關(guān)設(shè)備間的聯(lián)線。總之,同一試品不同時(shí)期的絕緣測量,應(yīng)采用相同的試驗(yàn)電壓等級和接線方法,并盡可能使用同一型號或性能相近的絕緣電阻表,以保證測量數(shù)據(jù)的可比性。
(13)*后還應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)選用動態(tài)測量準(zhǔn)確度較低和高壓測試電源容量較低的儀表,由于電容充電電流尚未完全衰減為零,以及儀表示值不能準(zhǔn)確地實(shí)時(shí)跟隨試品視在絕緣電阻值的變化,讀測R15S阻值偏低,出現(xiàn)較大誤差,導(dǎo)致試品吸收比測試值虛假偏高,應(yīng)引起測試人員特別重視。這也可能是各種型號高壓兆歐表測量同一試品時(shí)吸收比讀測值存在差異的主要原因。由此也說明吸收比判比指標(biāo)不及極化指數(shù)科學(xué)和客觀。
10.高壓兆歐表的選型
用戶可以根據(jù)試品特性和試驗(yàn)規(guī)程要求選擇適用的高壓兆歐表,選型的原則主要是兆歐表試驗(yàn)電壓等級,輸出短路電流和量程范圍符合規(guī)程要求,較高的動態(tài)測量準(zhǔn)確度和抗現(xiàn)場干擾能力,使用**方 便,較好的性價(jià)比等。
根據(jù)測試對象和要求不同,兆歐表大致可以劃分為普及型、主導(dǎo)型、和專用型三種,根據(jù)電力設(shè)備預(yù)防和交接試驗(yàn)規(guī)程,用于測量試品絕緣電阻的普及型兆歐表試驗(yàn)電壓等級500V,1000V。
專用型兆歐表用于測量同步發(fā)電機(jī),直流電機(jī),交流電動機(jī)等繞組的絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)。有時(shí)還要求測量或測算真實(shí)絕緣電阻值。
對于容性負(fù)載較大的試品,一般選用合適的電壓等級和足夠大的輸出短路電流、絕緣值量程范圍大、自動對被測試品放電的兆歐表,否則R15S阻值將會影響較大,而使吸收比測試結(jié)果出現(xiàn)較大的誤差。
對于干擾較強(qiáng)的測試現(xiàn)場,應(yīng)選用指針式兆歐表,因?yàn)檫x用數(shù)字顯示的兆歐表,其測量數(shù)據(jù)有較大的跳動,從而無法確認(rèn)真實(shí)的阻值,而指針式兆歐表本身對強(qiáng)磁場干擾比較滯緩(機(jī)械表頭阻尼作用)即使有影響,指針表頭顯示也只是有稍微的擺動,示值范圍也很直觀。對于干擾較小,要求**測量絕緣電阻值的場合,應(yīng)選用數(shù)字顯示兆歐表,因?yàn)閿?shù)字顯示兆歐表直觀,精度較高。
對于要測量吸收比和極化指數(shù)等大容量試品場合,應(yīng)選用能自動測量吸收比和極化指數(shù)的智能型兆歐表。