正確裝設(shè)絕緣電阻表屏蔽環(huán)

林衛(wèi)敏++蔡清希++王恭++李小青

摘 要：在電氣設(shè)備的絕緣電阻測試過程中，由于電磁場干擾、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、接線方法等因素的影響，使得測量結(jié)果不準(zhǔn)確導(dǎo)致判斷錯誤。為保證測量值的準(zhǔn)確性需要正確使用屏蔽極，該文在介紹兆歐表測量絕緣電阻原理的基礎(chǔ)上，分析提出了在被試設(shè)備表面潮濕、污穢等狀況下正確裝設(shè)屏蔽環(huán)的方法。

關(guān)鍵詞：絕緣電阻 兆歐表 屏蔽環(huán)

中圖分類號：TM930.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（c）-0055-01

電網(wǎng)中電氣設(shè)備的絕緣狀況對電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行至關(guān)重要，通過測試電氣設(shè)備的絕緣電阻能簡便有效地發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備絕緣中存在的整體受潮、整體劣化和貫通性缺陷等問題。然而在實(shí)際測試中，由于電磁場干擾、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、接線方法等因素的影響，容易產(chǎn)生測量誤差，甚至導(dǎo)致判斷錯誤。以下簡單介紹兆歐表的測試原理，并針對被試設(shè)備表面潮濕、污穢等因素造成被試品表面泄漏電流偏大的情況，探討如何正確裝設(shè)屏蔽環(huán)。

1 兆歐表工作原理

兆歐表共有3個接線柱：“L”為線路端子，“E”為接地端子，“G”為屏蔽端子。被測絕緣電阻接在“L”和“E”端子之間，與電流測量線圈及限流電阻相串聯(lián)，接至兆歐表內(nèi)測試電源兩端。當(dāng)絕緣表面漏電嚴(yán)重時，還要將其絕緣表面加裝屏蔽環(huán)并與“G”端子相連接，這樣漏電流就經(jīng)屏蔽端子“G”直接流回電源的負(fù)端形成回路，而不再流過兆歐表的電流測量線圈。

Rx接在線路端L和接地端E之間。L1的電阻、L2的電阻以及Ri用以在被測電阻為零時限制通過電流線圈的電流Ii；Ru用以在電壓線圈中設(shè)置一個基本固定不變的電流Iu。通過電流線圈的電流Ii產(chǎn)生主動力矩；通過電壓線圈的電流Iu產(chǎn)生反作用力矩，當(dāng)力矩平衡時指針?biāo)甘镜奈恢镁褪墙^緣電阻的測量值；屏蔽端G的作用是屏蔽絕緣材料表面的泄漏電流，使其不通過電流線圈L1。

2 分析屏蔽極的正確使用方法

電氣設(shè)備的絕緣電阻主要由體積絕緣電阻和表面絕緣電阻兩部分并聯(lián)組成。由于大部分的電力設(shè)備運(yùn)行時都是直接曝露在空氣當(dāng)中的，受周圍環(huán)境的影響，固體絕緣材料的表面容易吸附如水分和污物的電雜質(zhì)，造成表面電導(dǎo)能力大大增強(qiáng)，形成不可忽視的表面泄漏電流，從而使得表面絕緣電阻值降低。例外，隨著電力需求的不斷擴(kuò)大，電力設(shè)備不斷增加，檢修任務(wù)也更加繁重，很多時候必須在雨天、高濕度（超過規(guī)程規(guī)定的80%）等情況下進(jìn)行絕緣電阻的測量，這時消除被試品表面的泄漏電流至關(guān)重要。

為了消除表面泄漏電流的影響，測量時應(yīng)在絕緣表面裝設(shè)等電位屏蔽環(huán)。但是，經(jīng)過現(xiàn)場的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，很多單位將屏蔽環(huán)的位置加在了圖1中靠近L端的位置。目的是為了保證屏蔽環(huán)與E端之間有較大的表面電阻，以降低兆歐表的負(fù)載，使兆歐表的輸出電壓不會因?yàn)榧友b屏蔽環(huán)而造成明顯的下降。

實(shí)際上，在《電阻測量裝置通用技術(shù)條件》中提到，兆歐表工作在其量程范圍內(nèi)時，輸出電壓的可變范圍是±10%。可見測量中輸出電壓的小幅度變化是允許存在的。下面給出兆歐表帶屏蔽環(huán)測量絕緣電阻時的等效電路圖：

由式子（3）中可以看出，R2越大，δ就越小，即測量誤差越小，反之亦然。通過分析可知，對某一確定型號的兆歐表，其誤差主要取決于電流線圈的阻值與靠近L側(cè)表面電阻的比值。對于國產(chǎn)ZC系列的兆歐表，其限流電阻Ri值在5～10 MΩ，假設(shè)R2值為100 MΩ則相對的誤差可達(dá)到5%～10%。因此若屏蔽環(huán)裝設(shè)位置不當(dāng)，會使測得的絕緣電阻值偏高，導(dǎo)致一些缺陷被隱藏。故在測試過程中，屏蔽環(huán)應(yīng)盡量裝設(shè)在靠近接地端E的位置，但需要注意的是必須充分考慮屏蔽環(huán)與接地端之間的絕緣強(qiáng)度。

3 試驗(yàn)驗(yàn)證

下面使用國產(chǎn)ZC11—10型兆歐表對10 kV氧化鋅避雷器在不同位置裝設(shè)屏蔽環(huán)時的絕緣電阻進(jìn)行測量，結(jié)果記錄如下：（H為屏蔽環(huán)與E端距離；避雷器絕緣電阻真實(shí)值Rx=16.7 GΩ）

根據(jù)表1可知，當(dāng)H≤4 cm時，相對誤差變化較小，此時R2值較大。隨著屏蔽線位置遠(yuǎn)離E端，R2 值逐漸減小，測量誤差就越來越大，當(dāng)H為20 cm時甚至達(dá)到了65.3%。因此在特殊環(huán)境下，需要用到屏蔽線測試絕緣電阻時，首先應(yīng)根據(jù)試品外部污穢、環(huán)境濕度等條件選擇所需兆歐表的Ri，再確定屏蔽線的裝設(shè)位置，以減小測量誤差。此作法對發(fā)現(xiàn)已存在絕緣缺陷的設(shè)備尤為重要。

4 結(jié)語

在電氣設(shè)備表面臟污、環(huán)境濕度大等條件下進(jìn)行絕緣電阻測試，應(yīng)該正確使用兆歐表的屏蔽線，在保證屏蔽線與接地之間絕緣強(qiáng)度的前提下，應(yīng)使屏蔽環(huán)盡量遠(yuǎn)離兆歐表L端，從而降低測量誤差。

參考文獻(xiàn)

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