(007)現(xiàn)場(chǎng)直流和交流耐壓試驗(yàn)電壓測(cè)量裝置

1、現(xiàn)場(chǎng)直流和交流耐壓試驗(yàn)電壓測(cè)量裝置（系統(tǒng)）的使用導(dǎo)則中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ZBF24002-90中華人民共和國(guó)能源部1990-04-25批準(zhǔn)1990-10-01實(shí)施目的和適用范圍電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程等有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程中規(guī)定某些電氣設(shè)備絕緣在交接和大修后要進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，由于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)條件不同于試驗(yàn)室內(nèi)的條件，試驗(yàn)電壓要受到一些因素的影響，這將直接影響耐壓試驗(yàn)的結(jié)果。為了盡可能減小或避免現(xiàn)場(chǎng)條件引起的誤差，以提高試驗(yàn)質(zhì)量，特制定本導(dǎo)則。本導(dǎo)則的適用范圍：a現(xiàn)場(chǎng)直流耐壓試驗(yàn)電壓測(cè)量裝置（系統(tǒng)）；b現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓試驗(yàn)電壓測(cè)量裝置（系統(tǒng)）；c避雷器的電導(dǎo)電流和工頻放電電壓試驗(yàn)時(shí)的電壓測(cè)量裝置?，F(xiàn)場(chǎng)直流耐壓試

2、驗(yàn)電壓測(cè)量裝置（系統(tǒng)）的使用導(dǎo)則21對(duì)直流試驗(yàn)電壓測(cè)量裝置（系統(tǒng)）的要求現(xiàn)場(chǎng)直流耐壓試驗(yàn)電壓測(cè)量裝置（系統(tǒng)）一般有高阻器與微安表串聯(lián)的測(cè)量系統(tǒng)、電阻分壓器與低壓電壓表的測(cè)量系統(tǒng)，以及高壓靜電電壓表。測(cè)量用的高阻器和電阻分壓器的高壓臂電阻器的阻值，既要盡可能大，以減小測(cè)量裝置的功率損耗，又要考慮高阻器阻值過(guò)大，可能帶來(lái)的測(cè)量誤差。高阻器的阻值應(yīng)該是穩(wěn)定的，一般按工作電流0.51mA,至少不小于200mA選擇其電阻值。高阻器的絕緣套管最好不要分段，上端應(yīng)有均壓裝置，下端應(yīng)有屏蔽環(huán)。測(cè)量裝置（系統(tǒng)）的測(cè)量誤差應(yīng)滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB311.483中規(guī)定的要求，即直流試驗(yàn)電壓平均值的測(cè)量誤差不大于3%。21

3、1高阻器與微安表串聯(lián)的測(cè)量系統(tǒng)圖1是高阻器與微安表串聯(lián)的測(cè)量系統(tǒng)的原理接線圖，由直流微安表的指示值厶得到d被測(cè)的直流試驗(yàn)電壓式中R高阻器的電阻值。(1)圖1高阻器與微安表串聯(lián)的測(cè)量系統(tǒng)的原理接線圖圖2電阻分壓器與低壓電壓表測(cè)量系統(tǒng)的原理接線圖電阻分壓器與低壓電壓表的測(cè)量系統(tǒng)圖2是電阻分壓器與低壓電壓表的測(cè)量系統(tǒng)的原理接線圖，圖上的電壓表可以是靜電電壓表，也可以是數(shù)字式電壓表。由低壓電壓表V的指示值U2得到被測(cè)電壓式中R、R2分別為電阻分壓器的高壓臂電阻和低壓臂電阻，低壓臂電阻R2中包含低壓電壓表的輸入電阻。如果低壓電壓表是靜電電壓表或者是高輸入電阻的數(shù)字式電壓表，則其輸入電阻的影響可以忽略。高

4、壓靜電電壓表高壓靜電電壓表是測(cè)量交流電壓和直流電壓有效值的一種很方便的儀表，當(dāng)被測(cè)直流電壓的脈動(dòng)因數(shù)滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB311.483中的規(guī)定，即脈動(dòng)因數(shù)不大于3%時(shí)，可以把靜電電壓表的指示值作為被測(cè)直流電壓的平均值。在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，高壓靜電電壓表應(yīng)在無(wú)風(fēng)和無(wú)離子流的場(chǎng)所使用，使用前應(yīng)檢查高壓靜電電壓表的各部件是否正常，絕緣支柱表面是否清潔干燥。直流試驗(yàn)電壓測(cè)量系統(tǒng)參數(shù)的校核直流試驗(yàn)電壓測(cè)量系統(tǒng)的參數(shù)應(yīng)每年校驗(yàn)一次，校驗(yàn)用的測(cè)量系統(tǒng)或儀表的誤差應(yīng)不大于0.5%，并在赴現(xiàn)場(chǎng)使用前，應(yīng)該用下列任一種方法進(jìn)行校核。如果校核結(jié)果不滿(mǎn)足要求則應(yīng)用誤差不大于0.5%的系統(tǒng)或儀表再校驗(yàn)一次。2.2.1

5、對(duì)比法用誤差不大于1%的直流電壓測(cè)量系統(tǒng)，在全電壓下，與待校核的測(cè)量系統(tǒng)對(duì)比，兩測(cè)量系統(tǒng)參數(shù)之間的相對(duì)誤差應(yīng)不大于1%。伏安特性法用誤差不大于1%的直流電壓測(cè)量系統(tǒng)和直流電流表，在25%、50%、75%和100%的工作電壓下測(cè)定電阻器的伏安特性，由伏安特性確定電阻值，與以往的校驗(yàn)數(shù)值比較，其阻值的變化值應(yīng)不大于1%。如果電阻器的阻值呈非線性，則電阻分壓器的分壓比或高阻器的電阻值應(yīng)采用與試驗(yàn)電壓對(duì)應(yīng)的數(shù)值。電橋法用誤差不大于1%的電橋校核電阻器的電阻值，與以往的校驗(yàn)數(shù)值比較，其變化值應(yīng)不大于1%。誤差的可能來(lái)源及其減小辦法電阻器參數(shù)變化引起的誤差直流試驗(yàn)電壓測(cè)量系統(tǒng)的電阻器阻值的變化會(huì)引起測(cè)量誤

6、差，應(yīng)保護(hù)電阻器表面干燥清潔。在電阻器的高壓端不應(yīng)發(fā)生電暈放電，在測(cè)量時(shí)，應(yīng)注意直流微安表上的靜電電荷可能引起的誤差。現(xiàn)場(chǎng)帶電物體的電場(chǎng)引起的誤差當(dāng)高阻器與直流微安表串聯(lián)的測(cè)量系統(tǒng)的電阻元件暴露在空氣中，并且靠近直流高壓導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線的離子流會(huì)引起測(cè)量誤差。如果電阻元件裝在絕緣套管里，可以減小或消除離子流引起的測(cè)量誤差。帶交流電壓的導(dǎo)體的電場(chǎng)不會(huì)引起上述直流電壓測(cè)量系統(tǒng)的電壓平均值的測(cè)量誤差。當(dāng)采用電阻分壓器與有效值電壓表的測(cè)量系統(tǒng)，并且靠近交流高壓導(dǎo)體時(shí)，交流高壓導(dǎo)體的電場(chǎng)會(huì)引起直流電壓平均值的測(cè)量誤差，用遠(yuǎn)離交流高壓導(dǎo)體的辦法減小或消除交流高壓導(dǎo)體電場(chǎng)引起的測(cè)量誤差的估算方法見(jiàn)附錄A1?，F(xiàn)場(chǎng)

7、交流耐壓試驗(yàn)電壓測(cè)量裝置（系統(tǒng)）的使用導(dǎo)則對(duì)交流試驗(yàn)電壓測(cè)量裝置（系統(tǒng)）的要求國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB311.383中規(guī)定：“交流試驗(yàn)電壓值是指其峰值除以旋。試驗(yàn)電壓的波形應(yīng)接近正弦，兩個(gè)半波完全一樣，且峰值與方均根有效）值之比應(yīng)在血0.07的范圍內(nèi)?！苯涣髟囼?yàn)電壓的測(cè)量裝置（系統(tǒng)）一般有電容分壓器、高壓電壓互感器、高壓靜電電壓表、球隙以及高壓電容與毫安表串聯(lián)的測(cè)量系統(tǒng)等。交流試驗(yàn)電壓測(cè)量裝置（系統(tǒng)）的測(cè)量誤差應(yīng)滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB311.483中的規(guī)定，即測(cè)量誤差應(yīng)不大于3%。電容分壓器與低壓電壓表的測(cè)量系統(tǒng)圖3是電容分壓器與低壓電壓表組成的測(cè)量系統(tǒng)的原理接線圖，圖上C1和C2分別為電容分壓器的高壓臂電容和

8、低壓臂電容（包括測(cè)量電纜的電容）；V為低壓電壓表。由低壓電壓表V的指示值u2和電容c1及C2得到被測(cè)電壓高壓臂電容可以用攜帶型高壓電容器、變壓器的電容套管或電流互感器的末屏電容。如果用攜帶型高壓電容器作為高壓臂電容，則其電容值應(yīng)不小于（3040）HpF,H為高壓電容器的高度，單位為m。圖3電容分壓器與低壓電壓表測(cè)量系統(tǒng)的原理接線圖圖4高壓電容器與整流橋串聯(lián)的測(cè)量系統(tǒng)的原理接線圖低壓電壓表可以用峰值電壓表或有效值電壓表，或同時(shí)接二種電壓表，其等效輸入阻抗應(yīng)大于分壓器低壓臂容抗(1/3C2)的一百倍。當(dāng)交流試驗(yàn)電壓的波形滿(mǎn)足要求時(shí)，可以把有效值電壓表的指示值直接代入式(3)，得到試驗(yàn)電壓值。在某些

9、特殊情況下，交流試驗(yàn)電壓波形不滿(mǎn)足要求，應(yīng)該用峰值電壓表，用其指示值乘以0.707后，代入式(3)，得到試驗(yàn)電壓值。高壓電容器與整流橋串聯(lián)的測(cè)量系統(tǒng)當(dāng)交流試驗(yàn)電壓為非正弦電壓，但正負(fù)半波對(duì)稱(chēng)而僅含一個(gè)波峰，并且沒(méi)有峰值電壓表時(shí)，可以用圖4的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量試驗(yàn)電壓的峰值。由直流毫安表的指示值厶和高壓電容值Cd得到交流試驗(yàn)電壓力的峰值(4)式中f被測(cè)交流電壓的頻率，在讀取直流毫安表的指示時(shí)，應(yīng)同時(shí)讀取被測(cè)電壓的頻率。對(duì)高壓電容器的要求與3.1.1中對(duì)電容分壓器高壓臂電容器的要求相同。高壓電壓互感器與低壓電壓表的測(cè)量系統(tǒng)圖5是高壓電壓互感器與低壓電壓表的測(cè)量系統(tǒng)的原理接線圖，由高壓電壓互感器的電壓比K

10、和低壓電壓表V的指示值U2得到被測(cè)電壓U6=卩(5)電壓互感器的電壓比K可以在試驗(yàn)室里校驗(yàn)或采用工廠提供的銘牌值。如果高壓試驗(yàn)變壓器中有測(cè)量線圈，其電壓比是經(jīng)過(guò)校驗(yàn)的，也可以用來(lái)測(cè)量試驗(yàn)電壓，但應(yīng)注意被試品的電容和試驗(yàn)變壓器的漏磁通及電源頻率可能引起的測(cè)量誤差。高壓靜電電壓表在無(wú)風(fēng)和無(wú)電暈的場(chǎng)合，可以用高壓靜電電壓表直接測(cè)量交流試驗(yàn)電壓，但在測(cè)量前應(yīng)檢查靜電電壓表的性能是否良好；試驗(yàn)時(shí)應(yīng)保持絕緣支柱表面清潔干燥。球隙現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，一般是用球隙作為保護(hù)裝置的，原則上不推薦將球隙用于交流試驗(yàn)電壓的測(cè)量。當(dāng)需要用球隙測(cè)量試驗(yàn)電壓時(shí)，應(yīng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB311.583中的規(guī)定進(jìn)行，并且應(yīng)注意風(fēng)和日照等因素對(duì)

11、測(cè)量結(jié)果的影響。3.1.6高壓電容與毫安表串聯(lián)的測(cè)量系統(tǒng)圖6是高壓電容與毫安表串聯(lián)的測(cè)量系統(tǒng)的原理接線圖，由電容C和毫安表的指示值I得到被測(cè)電壓U=曲式中3被測(cè)電壓的角頻率。在讀取毫安表的指示值時(shí)，應(yīng)同時(shí)讀取被測(cè)電壓的頻率。對(duì)高壓電容器的要求與3.1.1中對(duì)高壓臂電容器的要求相同。圖5高壓電壓互感器與低壓電壓表的測(cè)量系統(tǒng)的原理接線圖圖6高壓電容與毫安表串聯(lián)的測(cè)量系統(tǒng)的原理接線圖交流試驗(yàn)電壓波形的校核當(dāng)對(duì)交流試驗(yàn)電壓波形有懷疑時(shí)，可用下列任一種方法進(jìn)行校核。用試驗(yàn)電壓的峰值與有效值的比值的校核方法在電容分壓器（圖3）低壓臂電容C2上同時(shí)接低壓峰值電壓表和有效值電壓表，同時(shí)讀取指示值，計(jì)算比值，要

12、求比值在20.07的范圍內(nèi)。用諧波分析儀的校核方法把諧波分析儀接在電容分壓器的低壓臂電容C2上，得到試驗(yàn)電壓的各諧波分量的峰值和有效值，要求各諧波的有效值不大于基波有效值的5%。用電容分壓器與雙線示波器的校核方法雙線示波器的Y軸的兩對(duì)輸入端中的一對(duì)接在電容分壓器的低壓臂電容C2上，另一對(duì)輸入端接在標(biāo)準(zhǔn)正弦波電源（或接在交流電源）上，調(diào)節(jié)兩輸入電壓的峰值，使兩個(gè)電壓波形基本重迭，比較兩個(gè)電壓波形，分析畸變程度。此法適用試驗(yàn)電壓波形有明顯畸變的場(chǎng)合。交流試驗(yàn)電壓測(cè)量系統(tǒng)參數(shù)的校核現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓試驗(yàn)用的測(cè)量系統(tǒng)的參數(shù)應(yīng)每年校驗(yàn)一次，校檢用的測(cè)量系統(tǒng)或儀器的誤差不應(yīng)大于0.5%。在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)前，應(yīng)

13、用下列的對(duì)應(yīng)方法對(duì)試驗(yàn)電壓測(cè)量系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行校核。如果校核結(jié)果不滿(mǎn)足規(guī)定，則應(yīng)用誤差不大于0.5%的測(cè)量系統(tǒng)或儀器再校驗(yàn)一次。3.3.1電容分壓器參數(shù)的校核電容分壓器的參數(shù)可用下列兩種方法中的任一方法進(jìn)行校核。a用誤差不大于1%的電壓測(cè)量系統(tǒng)與待校核的電容分壓器對(duì)比，要求相對(duì)誤差不大于1%。b用誤差不大于1%的電容電橋分別校核分壓器的高壓臂電容和低壓臂電容，與以往的校核值比較，其相對(duì)誤差應(yīng)不大于1%。如果用現(xiàn)場(chǎng)的變壓器的電容套管、斷路器的均壓電容或電流互感器的末屏作為電容分壓器的高壓臂電容，則應(yīng)用誤差不大于0.5%的電橋測(cè)定，并應(yīng)設(shè)法消除連接導(dǎo)線和現(xiàn)場(chǎng)帶電導(dǎo)體電場(chǎng)的影響（見(jiàn)附錄A2）。332高

14、壓電容值的校核高壓電容與毫安表串聯(lián)的測(cè)量系統(tǒng)以及高壓電容與整流橋串聯(lián)的測(cè)量系統(tǒng)中，其高壓電容可以用誤差不大于1%的電橋校核。應(yīng)注意連接導(dǎo)線電場(chǎng)和帶電導(dǎo)體電場(chǎng)的影響。誤差的可能來(lái)源及其減小辦法現(xiàn)場(chǎng)帶電導(dǎo)體電場(chǎng)引起的誤差交流試驗(yàn)電壓測(cè)量系統(tǒng)中的高壓電容要受連接導(dǎo)線和帶電導(dǎo)體電場(chǎng)的影響，用較低電壓電橋測(cè)得的電容值與在試驗(yàn)電壓下的電容值之間可能有差別，因此使用電容比表示的分壓比的誤差增大（見(jiàn)附錄A2）,應(yīng)設(shè)法消除連接導(dǎo)線和帶電導(dǎo)體電場(chǎng)的影響。試驗(yàn)電壓的測(cè)量誤差的估算方法見(jiàn)附錄A3和A4。高壓連接導(dǎo)線上的電暈放電引起的誤差高壓連接導(dǎo)線上的電暈放電改變測(cè)量系統(tǒng)中高壓電容實(shí)際值,這將引起測(cè)量誤差,應(yīng)該增大連

15、接導(dǎo)線的直徑,避免發(fā)生電暈放電。附錄AA1直流電阻分壓器與周?chē)鷰Ы涣麟妷簩?dǎo)體之間的耦合電容電流引起的誤差的估算方法在某些情況（例如在室內(nèi)變電站）下,進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)時(shí),直流試驗(yàn)電壓的測(cè)量系統(tǒng)會(huì)受帶交流電壓導(dǎo)體電場(chǎng)的影響。為了確定這種影響的性質(zhì)和量值的大小，可以采用圖Al的接線測(cè)定耦合電容電流。圖上S為被試品，爲(wèi)和Cb分別為帶電物體的等效電勢(shì)和等效耦beq合電容。高壓試驗(yàn)變壓器的一次繞組不接電源，在電阻分壓器低壓臂電阻R2上接一個(gè)小量程的高輸入阻抗有效值電壓表V。由電壓表的指示值Ub得到耦合電容電流的有效值b(Al)圖A1測(cè)量帶電導(dǎo)體與電阻分壓器之間耦合電容電流Ib的原理接線圖b(A2)式中Ud

16、2電阻分壓器低壓臂電阻r2上直流電壓的平均值。圖A2高壓電容的等效電路在存在耦合電容電流的情況下進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，接在電阻分壓器低壓臂電阻r2上的電壓表V（靜電電壓表或數(shù)字電壓表）的指示值為U廠帆+譏因此耦合電容電流，即帶電導(dǎo)體電場(chǎng)引起的測(cè)量誤差為(A3)A2現(xiàn)場(chǎng)帶電導(dǎo)體電場(chǎng)對(duì)高壓電容實(shí)測(cè)值的影響交流試驗(yàn)電壓的測(cè)量系統(tǒng)中的高壓電容由許多元件串聯(lián)而成，其電容值要受周?chē)鷰щ妼?dǎo)體電場(chǎng)的影響，并且要受高壓電容的高壓端與被試品和高壓試驗(yàn)變壓器之間的聯(lián)接導(dǎo)線電場(chǎng)的影響。圖A2是從高壓電容低壓端L看進(jìn)去的等效電路圖，圖上C和R分別為高壓電容的eqeq等效電容和等效絕緣電阻；C和Cb分別為連接導(dǎo)線和帶電導(dǎo)體

17、與高壓電容之間的等效耦cebe合電容；幾為等效耦合電容電流。圖A3是用QS1電橋測(cè)量等效耦合電容電流幾的原理接線圖。由平衡后的電橋參數(shù)得到等效耦合電容電流的有效值Ib和相位角（pb（圖A4）(A4)(A5)e可以把高壓電容器的等效絕緣電阻R的影響忽略，由圖A2得到高壓電容器的實(shí)測(cè)電容值。圖A3測(cè)量等效耦合電容電流I的原理接線圖圖A4等效耦合電容電流的相量圖(A6)式（A6）表明：在有帶電導(dǎo)體電場(chǎng)（即電流厶）影響的條件下，高壓電容器的實(shí)測(cè)電容值G與耦合電容電流心和測(cè)試電壓S有關(guān)。電橋的測(cè)試電壓g越高，厶的影響越小，就是說(shuō)明測(cè)試電壓高的電橋測(cè)量時(shí)，可以忽略周?chē)鷰щ妼?dǎo)體電場(chǎng)的影響。A3外施高壓試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)電壓測(cè)量誤差的估算方法圖A5是電容分壓器的計(jì)算用等效電路圖，由圖A5和式(A6)得到被測(cè)試驗(yàn)電壓的計(jì)算值(A7)式中U測(cè)量電容q的電橋的測(cè)試電壓。1圖A5電容分壓器計(jì)算用等效電路圖圖A6考慮帶電導(dǎo)體影響的電容分壓器的等效電路圖圖A6是外施咼壓試驗(yàn)時(shí)電容分壓器的等效電路圖，圖上厲為實(shí)際試驗(yàn)電壓。由圖A6得到實(shí)際試驗(yàn)電壓Ut(A8)因此，由式(A7)和式(A8)得到被測(cè)試驗(yàn)電壓的相對(duì)測(cè)量誤差気+為+A,血鞏/魚(yú)只丿(A10)(A9)當(dāng)及與氏同相，而