(完整版)泄漏电流和直流耐压试验

泄漏电流和直流耐压试验一、泄漏电流由于绝缘电阻测量的局限性，所以在绝缘试验中就出现了测量泄漏电流的项目。

关于泄漏电流的概念在上节中已加以说明。

测量泄漏电流所用的设备要比兆欧表复杂，一般用高压整流设备进行测试。

由于试验电压高，所以就容易暴露绝缘本身的弱点，用微安表直测泄漏电流，这可以做到随时进行监视，灵敏度高。

并且可以用电压和电流、电流和时间的关系曲线来判断绝缘的缺陷。

它属于非破坏性试验。

由于电压是分阶段地加到绝缘物上，便可以对电压进行控制。

当电压增加时，薄弱的绝缘将会出现大的泄漏电流，也就是得到较低的绝缘电阻。

1、泄漏电流的特点测量泄漏电流的原理和测量绝缘电阻的原理本质上是完全相同的，而且能检出缺陷的性质也大致相同。

但由于泄漏电流测量中所用的电源一般均由高压整流设备供给，并用微安表直接读取泄漏电流。

因此，它与绝缘电阻测量相比又有自己的以下特点：（1）试验电压高，并且可随意调节。

测量泄漏电流时是对一定电压等级的被试设备施以相应的试验电压，这个试验电压比兆欧表额定电压高得多，所以容易使绝缘本身的弱点暴露出来。

因为绝缘中的某些缺陷或弱点，只有在较高的电场强度下才能暴露出来。

（2）泄漏电流可由微安表随时监视，灵敏度高，测量重复性也较好。

（3）根据泄漏电流测量值可以换算出绝缘电阻值，而用兆欧表测出的绝缘电阻值则不可换算出泄漏电流值。

因为要换算首先要知道加到被试设备上的电压是多少，兆欧表虽然在铭牌上刻有规定的电压值，但加到被试设备上的实际电压并非一定是此值，而与被试设备绝缘电阻的大小有关。

当被试设备的绝缘电阻很低时，作用到被试设备上的电压也非常低，只有当绝缘电阻趋于无穷大时，作用到被试设备上的电压才接近于铭牌值。

这是因为被试设备绝缘电阻过低时，兆欧表内阻压降使“线路”端子上的电压显著下降。

（4）可以用)u (f i =或)t (f i =的关系曲线并测量吸收比来判断绝缘缺陷。

泄漏电流与加压时间的关系曲线如图1-7所示。

在直流电压作用下，当绝缘受潮或有缺陷时，电流随加压时间下降得比较慢，最终达到的稳态值也较大，即绝缘电阻较小。

iI 1I 2图1-7 泄漏电流与加压时间的关系曲线1—良好；2—受潮或有缺陷（5）测量原理当直流电压加于被试设备时，其充电电流（几何电流和吸收电流）随时间的增加而逐渐衰减至零，而泄漏电流保持不变。

故微安表在加压一定时间后其指示数值趋于恒定，此时读取的数值则等于或近似等于漏导电流即泄漏电流。

对于良好的绝缘，其漏导电流与外加电压的关系曲线应为一直线。

但是实际上的漏导电流与外加电压的关系曲线仅在一定的电压范围内才是近似直线，如图1-8中的OA 段。

若超过此范围后，离子活动加剧，此时电流的增加要比电压增加快得多，如AB 段，到B 点后，如果电压继续再增加，则电流将急剧增长，产生更多的损耗，以致绝缘被破坏，发生击穿。

10i图1-8 绝缘的伏安特性在预防性试验中，测量泄漏电流时所加的电压大都在A 点以下，故对良好的绝缘，其伏安特性i f(u) 应近似于直线。

当绝缘有缺陷（局部或全部）或有受潮的现象存在时，则漏导电流急剧增长，使其伏安特性曲线就不是直线了。

因此，可以通过测量泄漏电流来判断绝缘是否有缺陷或是否受潮。

将直流电压加到绝缘上时，其泄漏电流是不衰减的，在加压到一定时间后，微安表的读数就等于泄漏电流值。

绝缘良好时，泄漏电流和电压的关系几乎呈一直线，且上升较小；绝缘受潮时，泄漏电流则上升较大；当绝缘有贯通性缺陷时，泄漏电流将猛增，和电压的关系就不是直线了。

因此，通过泄漏电流和电压之间变化的关系曲线就可以对绝缘状态进行分析判断。

在图1-9和图1-10中绘出了泄漏电流和电压及时间的关系曲线。

对于良好的绝缘，其泄露电流应随所加的电压值线性上升，并在规定的试验电压作用下，其泄露电流不应随加压时间的延长而增大。

D .C i(μA)i(μA)图1-9 泄漏电流和电压的关系曲线 图1-10 泄漏电流和时间的关系曲线2、影响测量结果的主要因素（一）高压连接导线由于接往被测设备的高压导线是暴露在空气中的，当其表面场强高于约20kV/cm 时（决定于导线直径、形状等），沿导线表面的空气发生电离，对地有一定的泄漏电流，这一部分电流会流过微安表，因而影响测量结果的准确度。

一般都把微安表固定在升压变压器的上端，这时就必须用屏蔽线作为引线，也要用金属外壳把微安表屏蔽起来。

屏蔽线宜用低压的软金属线，因为屏蔽和芯之间的电压极低，致使仪表的压降较小，金属的外壳屏蔽一定要接到仪表和升压变压器引线的接点上，要尽可能地靠近升压变压器出线。

这样，电晕虽然还照样发生，但只在屏蔽线的外层上产生电晕电流，而这一电流就不会流过微安表，这样可以完全防止高压导线电晕放电对测量结果的影响。

由上述可知，这样接线会带来一些不便，为此，根据电晕的原理，采取用粗而短的导线，并且增加导线对地距离，避免导线有毛刺等措施，可减小电晕对测量结果的影响。

（二）表面泄漏电流(a)(b)图1-11 通过被试设备的体积泄漏电流和表面泄漏电流及消除示意图（a ）未屏蔽 （b ）屏蔽泄漏电流可分为体积泄漏电流和表面泄漏电流两种，如图1-11所示。

表面泄漏电流的大小，只要决定于被试设备的表面情况，如表面受潮、脏污等。

若绝缘内部没有缺陷，而仅表面受潮，实际上并不会降低其内部绝缘强度。

为真实反映绝缘内部情况，在泄漏电流测量中，所要测量的只是体积电流。

但是在实际测量中，表面泄露电流往往大于体积泄漏电流，这给分析、判断被试设备的绝缘状态带来了困难，因而必须消除表面泄漏电流对真实测量结果的影响。

消除的办法是使被试设备表面干燥、清洁、且高压端导线与接地端要保持足够的距离；另一种是采用屏蔽环将表面泄漏电流直接短接，使之不流过微安表。

（三）温度与绝缘电阻测量相似，温度对泄漏电流测量结果有显著影响。

所不同的是温度升高，泄漏电流增大。

由于温度对泄漏电流测量有一定影响，所以测量最好在被试设备温度为30～80o C 时进行。

因为在这样的温度范围内，泄漏电流的变化较为显著，而在低温时变化小，故应在停止运行后的热状态下进行测量，或在冷却过程中对几种不同温度下的泄漏电流进行测量，这样做也便于比较。

（四）电源电压的非正弦波形在进行泄漏电流测量时，供给整流设备的交流高压应该是正弦波形。

如果供给整流设备的交流低压不是正弦波，则对测量结果是有影响的。

影响电压波形的主要是三次谐波。

必须指出，在泄漏电流测量中，调压器对波形的影响也是很多的。

实践证明，自耦变压器畸变小，损耗也小，故应尽量选用自耦变压器调压。

另外，在选择电源时，最好用线电压而不用相电压，因相电压的波形易畸变。

如果电压是直接在高压直流侧测量的，则上述影响可以消除。

（五）加压速度对被试设备的泄漏电流本身而言，它与加压速度无关，但是用微安表所读取得并不一定是真实的泄漏电流，而可能是保护吸收电流在内的合成电流。

这样，加压速度就会对读数产生一定的影响。

对于电缆、电容器等设备来说，由于设备的吸收现象很强，这是的泄漏电流要经过很长的时间才能读到，而在测量时，又不可能等很出的时间，大都是读取加压后1min 或2min 时的电流值，这一电流显然还包含着被试设备的吸收电流，而这一部分吸收电流是和加压速度有关的。

如果电压是逐渐加上的，则在加压的过程中，就已有吸收过程，读得的电流值就较小，如果电压是很快加上的，或者是一下子加上的，则在加压的过程中就没有完成吸收的过程，而在同一时间下读得的电流就会大一些，对于电容大的设备就是如此，而对电容量很小的设备，因为他们没有什么吸收过程，则加压速度所产生的影响就不大了。

但是按照一般步骤进行是泄漏电流测量时，很难控制加压的速度，所以对大容量的设备进行测量时，就出现了问题。

(六)微安表接在不同位置时在测量接线中，微安表接的位置不同，测得的泄漏电流数值也不同，因而对测量结果有很大影响。

图1-12所示为微安表接在不同位置时的分析用图。

由图1-12可见，当微安表处于μA 1位置时，此时升压变压器T 和C B 及C 12（低压绕组可看成地电位）和稳压电容C 的泄漏电流与高压导线的电晕电流都将有可能通过微安表。

这些试品的泄漏电流有时甚至远大于被试设备的泄漏电流。

在某种程度上，当带上被试设备后，由于高压引线末端电晕的减少，总的泄漏电流有可能小于试品的泄漏电流，这样的话从总电流减去试品电流的做法将产生异常结果。

特别是当被试设备的电容量很小，又没有装稳压电容时，在不接入被试设备来测量试品的泄漏电流时，升压变压器T 的高压绕组上各点的电压与接入被试设备进行测量时的情况有显著的不同，这使上述减去所测试品泄漏电流的办法将产生更大的误差。

所以当微安表处于升压变压器的低压端时，测量结果受杂散电流影响最大。

为了既能将微安表装于低压端，又能比较真实地消除杂散电流及电晕电流的影响，可选用绝缘较好的升压变压器。

这样，升压变压器一次侧对地及一、二次侧之间杂散电流的影响就可以大大减小。

经验表明，一、二次侧之间杂散电流的影响很大的。

另外，还可将高压进线用多层塑料管套上，被试设备的裸露部分用塑料、橡皮之类绝缘物覆盖上，能提高测量的准确度。

R x C x R 1C R BC B4231VT RC 12A μA μA μ2A μ1A μA μ图1-12 微安表接在不同位置时的分析图除采用上述措施外，也可将接线稍加改动。

如图1-12所示，将1、2两点，3、4两点连接起来（在图中用虚线表示），并将升压变压器和稳压电容器对地绝缘起来。

这样做能够得到较为满意的测量结果，但并不能完全消除杂散电流等的影响，因为高压引线的电晕电流还会流过微安表。

当被试设备两极对地均可绝缘时，可将微安表接于μA2位置，即微安表处于被试设备低电位端。

此位置处理受表面泄漏的影响外，不受杂散电流的影响。

当微安表接于图1-12中的μA位置时，如前所述，若屏蔽很好，其测量结果是很准确的。

（七）试验电压极性（1）电渗透现象使不同极性试验电压下油纸绝缘电气设备的泄漏电流测量值不同电渗透现象是指在外加电场作用下，液体通过多孔固体的运动现象，它是胶体中常见的电渗现象之一。

由于多孔固体在与液体接触的交界面处，因吸附离子或本身的电力而带电荷，液体则带相反电荷，因此在外电场作用下，液体会对固体发生相对移动。

运行经验表明，电缆或变压器的绝缘受潮通常是从外皮或外壳附近开始的。

根据电渗现象，电缆或变压器的绝缘中的水分在电场作用下带正电，当电缆心或变压器绕组加正极性电压时，绝缘中的水分被其排斥而渗向外皮或外壳，使绝缘中水分含量相对减小，从而导致泄漏电流减少；当电缆心或变压器绕组加负极性电压时，绝缘中的水分会被其吸引而渗过绝缘向电缆心或变压器绕组移动，使其绝缘中高场强区的水分相对增加，导致泄漏电流增大。