高壓試驗試品的選擇

王悅剛

中國石油吉林化建工程有限公司，吉林 吉林 132021

0 引言

在實驗室里做測量變壓器的絕緣電阻和吸收比的試驗，吸收比是利用時間為60s與15s所測得的絕緣電阻之比，即R60/R15。如果R60/R15≥1.3，則表示絕緣不潮濕；如R60/R16≈1，則表示絕緣潮濕。測量的結(jié)果無論是變壓器還是電機繞組，其吸收比均為1。難道是我們所選擇的試品均受潮了嗎？換上另外的變壓器和繞組，結(jié)果仍然如此。很顯然，非試品受潮之故。那么，究竟是什么原因呢？由此便引發(fā)了對問題的思考。

1 測吸收比所需試品的選擇

要想知道問題的答案，還得從吸收比本身的概念入手，為什么絕緣不潮濕的吸收比大，而絕緣潮濕的吸收比小呢？我們知道，一般電介質(zhì)都可以如下等效電路圖來表示。圖1中：

圖1

Rlk為泄露電阻；

CR為電介質(zhì)真空和損耗極化所形成的電容；

Cp為有損耗極化所形成的電容；

Rp為有損耗極化所形成的等效電阻。

串聯(lián)支路Rp——Cp代表電介質(zhì)的吸收特性，如絕緣良好，則Rlk和Rp的值都比較大，這就不僅 使最后穩(wěn)定的絕緣電阻值（就是Rlk）較高，而且要經(jīng)過較長的時間才能達到此穩(wěn)定值（因中間支路的時間常數(shù)比較大）。反之，如絕緣受潮或存在某些穿透性的絕緣通道，則不僅最后穩(wěn)定的絕緣電阻值很低，而且還會很快達到穩(wěn)定值。從中可以看出，絕緣電阻達到穩(wěn)定的時間是由中間支架的時間常數(shù)決定的。而我們實驗中的變壓器和電機繞組由于電容量較小，中間支架的時間常數(shù)也較小，所以會很快（小于15s）達到穩(wěn)定值。吸收比自然為1，也可以說，小容量的電氣設備，測吸收比是沒有意義的，只有對電容量比較大的高壓電氣設備的絕緣狀況，才用吸收比的大小作為判斷的依據(jù)。高壓實驗室中一般不具備這樣的試品。那么應該如何辦呢？本文建議采用電力電容器與試品串聯(lián)的方式，或直接測電力電容器的吸收比。由于電力電容器的性質(zhì)，將使試品的絕緣電阻達到穩(wěn)定值的時間延長，以達到模擬的效果。有條件的可到附近變壓器廠做電力變壓器絕緣電阻和吸收比的演示實驗，即可達到理想的實驗效果。

從上面例子可見，如何選擇實驗試品是很重要的，也是很有方法和技巧的。

2 測tgδ所需試品的選擇

下面再舉一個例子來說明。用西林電橋測定介質(zhì)損失正切（tgδ）。它的原理接線如圖2所示。

圖2

圖2中Cx，Rx為被試品的電容和電阻；R3為可感可調(diào)電阻；CN為高壓標準電容器；C4為可調(diào)電容器；R4為無感固定電阻；G為交流檢流計。

在實驗室中，被試品一般采用電阻和電容串聯(lián)的方式組成。那么，我們現(xiàn)在就要思考這樣一個問題，是否可用任意大小的電阻和電容作為實驗的試品呢？這顯然是不行的。究竟要用多大的電阻和電容才能達到模擬的效果呢？我們要從介質(zhì)損失角正切tgδ本身入手，一般說來，干燥的絕緣材料tgδ＜0.1%，而受潮后，一般可增大到10%左右。tgδ大大致范圍我們知道了，如果在知道tgδ與Cx和Rx的關系，就能得出所選用的電阻和電容的范圍，分析如下：

根據(jù)概念可知：

試中ω為角頻 率，工頻時為100π。

當tgδ=0.001（即0.1%）時，

而當tgδ=0.1（10%）時，

這樣就得出了CxRx的大致范圍。

在實驗中，可取滿足CxRx≈3.184來模擬干燥的試品，而用滿足CxRx≈0.03184來模擬潮濕的試品，即可得到滿意的實驗效果。CxR，Rx的具體數(shù)值可根據(jù)實驗情況而定。

3 被選試品的外部條件

上述兩個例子試品的選擇是根據(jù)被試品的本身參數(shù)數(shù)值所決定的。有時，我們還要注意被選擇試品的外部條件。如接地電阻的測量，我們需要到室外測量接地板。但由于風吹日曬及雨雪等影響，使我們測量所得出的誤差相當大，若不作處理，可相差百倍以上。因此，在測量前，應先對接地板進行處理（如用銼等），這樣才能得到理想的測量結(jié)果。

4 結(jié)論

綜上所述，我們在選擇試品時，一定要注意以下幾點：要了解被試品的數(shù)量（如容量，電容量）；要了解被試品參數(shù)的范圍（如tgδ）：同時還要注意被測試品的外部環(huán)境等。這樣才能達到真正的模擬仿真。

[1]周譯存.高電壓技術[M].水利電力出版社，1988.

[2]西南電業(yè)管理局試驗研究所.高壓電氣設備試驗方法[M].水利電力出版社，1984.