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交流電氣強度與直流擊穿強度有什么區別？
閱讀：1353發布時間：2024-2-27
直流耐壓試驗也能確定絕緣的電氣強度。與交流耐壓試驗相比，它有以下特點：可使試驗設備輕小，也即大容量試品（電纜、電容器等），進行交流耐壓試驗時，試驗設備容量往往過大（為使試驗及調壓設備輕便，可以采用諧振試驗線路以減小電源設備容量)。其次是在絕緣進行直流耐壓試驗的同時，可通過測量泄漏電流來觀察絕緣內部集中性缺陷。試驗的接線同前面介紹的泄漏電流試驗相同。
圖3 -18為一臺 30MW、10.5kV 汽輪發電機各相繞組的直流泄漏電流試驗曲線，當試驗電壓升至14kV時，A相泄漏電流突然急劇增加，經檢查，A相端部對綁環有一處放電。
直流耐壓試驗比交流耐壓試驗更能發現電機端部的絕緣缺陷。其原因是直流下沒有電容電流從線棒流出，因而無電容電流在半導體防暈層上造成的壓降，故端部絕緣上的電壓較高，有利于發現絕緣缺陷。
在電力電纜進行直流耐壓試驗時，通常也利用泄漏值尋找缺陷。當測得三相泄漏值相差過大或增長較快時，可依具體情況提高試驗電壓或延長耐壓時間來發現缺陷。
直流耐壓試驗對絕緣損傷較小，如果被試絕緣中有氣泡時，在直流電壓作用下，當作用電壓較高，以至于在氣泡中發生局部放電后，在電場作用下，氣泡中的正負電荷將分別反向移動，停留在氣泡壁上，如圖3-19所示。這樣，便使得外電場在氣泡里的強度不斷減弱，從而抑制了氣泡內部的局部放電過程，當正、負電荷慢慢地通過周圍的泄漏電阻中和后，才會再發生一次放電。如果在交流電場中，每當電壓改變一次方向，空間電荷非但不減弱，卻反而會加強氣泡里的電場強度，因而加強了局部放電的發展，不僅如此，做交流耐壓試驗時，1/2頻率周期里都要發生局部放電。這種局部放電會促使油和有機絕緣材料的分解與老化、變質等，并使其絕緣性能降低，擴大其局部缺陷，因此直流耐壓試驗加壓時間可以長，一般采用5-10min。
與交流耐壓試驗相比，直流耐壓試驗的缺點是對絕緣的考驗不如交流下接近實際和準確。
直流耐壓試驗電壓的選取，參考交流耐壓試驗電壓和交直流下擊穿強度之比，并主要根據運行經驗來確定。例如：對發電機定子繞組取2～2.5倍額定電壓；對電力電纜，3、6、10kV的取5-6倍額定電壓；20、35kV的取4～5倍額定電壓；35kV及以上的則取3倍額定電壓。直流耐壓的時間可以比交流耐壓長些，例如發電機試驗時是每級額定電壓地分段升高，每階段停留Imin，以觀察并讀取泄漏電流值，電力電纜試驗時，在額定電壓下持續5min，以觀察并讀取泄漏電流值。
直流高壓的測量，可以用球隙、靜電電壓表或用如圖3-20所示的方法進行。圖中R1、R2組成的電阻分壓器，在直流電壓作用下沒有電容電流，所以電阻分壓器R1中只有電流I流過，若R1為分壓器的高壓臂電阻，R2為低壓臂電阻，則
(3-10)
電流I一般用微表測量。如用靜電電壓表測量，則
(3-11)
其中分壓比是 
R1數值的選擇視被測電壓大小而定，一般取流過R1的電流為數百安至1mA。R1值太高會造成測量誤差，因高壓下，高壓臂會有電暈電流，沿絕緣材料的泄漏電流等(均是微安級）使式（3-10)、式(3-11）發生誤差。若R1中的工作電流大大超過雜散電流，則這種雜散電流的影響便可不計。
正常絕緣電氣設備的工頻試驗電壓見表3-2，
此外，為考驗電氣設備絕緣在雷電過電壓和操作過電壓下的電氣強度，必須用沖擊高壓和操作沖擊高壓對絕緣進行試驗。正常緣電氣設備的沖擊試驗電壓見表3-3。
表3-2 正常絕緣電氣設備的工煩(50Hz)試驗電壓
額定 電壓 | 最高工 作電壓 | 絕緣的1min試驗電壓 有效值（KV） | 外部絕緣承受住的試驗電壓（均勻升壓） 有效值（KV） | |||||||
電力變 壓器 | 電壓互 感器 | 高壓電 器和電 流 互 感 器 | 操作桿和 測量桿 | 單獨試驗的套管和絕緣子 | 干燥狀態 | 淋雨狀態戶外裝置的變壓器，高壓電器，套管和絕緣子 | ||||
負荷開關、隔離開關分閘位置同極觸頭之間和熔斷器取下熔斷管觸頭間的間隔 | 高壓電器電力變壓器互感器 | 單獨試驗的套管和絕緣子 | ||||||||
有效值（KV） | ||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
3 | 3.5 | 18 | 24 | 24 | 36 | 25 | 28 | 26 | 27 | 20 |
6 | 6.9 | 25 | 32 | 32 | 48 | 32 | 40 | 34 | 36 | 26 |
10 | 11.5 | 35 | 42 | 42 | 63 | 42 | 53 | 45 | 47 | 34 |
15 | 17.5 | 45 | 55 | 55 | 82 | 57 | 70 | 60 | 63 | 45 |
（20） | 23 | 55 | 65 | 65 | 100 | 68 | 85 | 70 | 75 | 55 |
35 | 40.5 | 85 | 95 | 95 | 150 | 100 | 130 | 105 | 110 | 85 |
60 | 69 | 140 | 140 | 155 | 235 | 165 | 215 | 170 | 180 | 140 |
110 | 126 | 200 | 200 | 250/200 | — | 265 | 355 | 280 | 295 | 215 |
154 | 177 | 275 | 275 | 320/275 | — | 340 | 460 | 355 | 375 | 290 |
220 | 252 | 400 | 400 | 470/400 | — | 490 | 675 | 520 | 550 | 425 |
注 1.第8~11欄中試驗電壓值適用于標準大氣條件（氣壓760mmHg，溫度20℃，絕對濕度11g/m3），如果試驗時大氣條件不符標準條件，應對試驗電壓進行校正。
2.第5欄中斜線下的數值適用于外部絕緣能分別試驗的油浸式電器設備的內部絕緣。
表3-3 正常絕緣電氣設備的沖擊試驗電壓
額定電壓 | 最高工作電壓 | 內部絕緣試驗電壓最大值（KV） | 外部絕緣試驗電壓最大值（KV） | ||||||||
高壓電器和電流互感器，試驗中帶激磁的電力變壓器、電壓互感器和分流電抗器 | 試驗中不帶激磁的電力變壓器、電壓互感器和分流電抗器 | 高壓電器、電力變壓 器和互感器 | 高壓電器、電力變壓 器和互感器 | 單獨試驗的套管和絕緣子 | 負荷開關、隔離開關分閘位置同極觸頭之間和熔斷器取下熔斷管觸頭間的間隔 | ||||||
全波 | 截波 | 全波 | 截波 | 全波 | 截波 | 全波 | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
3 | 3.5 | 42 | 43.5 | 50 | 42 | 50 | 44 | 52 | 50 | ||
6 | 6.9 | 57 | 60 | 70 | 57 | 70 | 60 | 73 | 65 | ||
10 | 11.5 | 75 | 80 | 90 | 75 | 90 | 80 | 100 | 90 | ||
15 | 17.5 | 100 | 108 | 120 | 100 | 120 | 105 | 125 | 115 | ||
20 | 23 | 120 | 130 | 150 | 120 | 150 | 125 | 158 | 140 | ||
35 | 40.5 | 180 | 200 | 225 | 185 | 230 | 195 | 240 | 220 | ||
60 | 69 | 300 | 330 | 390 | 320 | 400 | 335 | 420 | 375 | ||
110 | 126 | 425 | 480 | 550 | 460 | 570 | 480 | 600 | 570 | ||
154 | 177 | 585 | 660 | 760 | 630 | 785 | 660 | 825 | 790 | ||
220 | 252 | 835 | 945 | 1090 | 900 | 1130 | 950 | 1190 | 1100 | ||
注 第6~10欄中試驗電壓適用于標準大氣條件（氣壓氣壓760mmHg，溫度20℃，絕對濕度11g/m3），如實驗時大氣條件和標準條件不符，應對試驗電壓進行校正。
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