泄漏电流范文
时间：2023-03-23 05:47:54
导语：如何才能写好一篇泄漏电流，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
实践证明，最好在被试设备温度为30~80℃时对其进行试验，这是因为在这个温度范围内泄漏电流变化较明显，且在停运后的热状态下或冷却过程中对不同温度下的泄漏电流进行试验也便于比较。规程给出了油浸式电力变压器绕组直流泄漏电流在不同温度下的参考值，对于额定电压为63一330kV的变压器，其温度从80℃变化到10℃的过程中，泄漏电流参考值从570拌A降到了33拜A，减小了94.2%。通常，随着温度的升高，泄漏电流值会增大，绝缘材料的散热条件也会更差，热击穿的击穿电压也就越低。因此，测量泄漏电流以及分析评判测量结果时，需重视温度因素;在比较测量结果与参考值(或历史记录)时，需将测得的泄漏电流值换算到同一温度下。直流泄漏电流与试验电压的关系对于绝缘良好的设备，其泄漏电流与试验电压的关系曲线近似为直线;若设备存在绝缘缺陷，则其泄漏电流将随电压的升高而急剧增加，泄漏电流与试验电压的关系曲线(即其伏安特性)也不再为直线，如图3所示。因此，可利用伏安特性辅助判断设备在高电压下的绝缘状况，即绝缘正常时的泄漏电流随试验电压成正比上升，绝缘不良时的泄漏电流在某试验电压下急剧增加，忽视残余电荷对直流泄漏电流的影响对于电容量较大的电力设备，在测量其直流泄漏电流前，必须切断其电源，并对其进行充分放电直至无残余电荷。实践证明，未充分放电是造成测量结果出现偏差的重要原因之一。
忽视高压试验导线的正确选取由于连接被试设备的高压导线暴露在空气中，因此当其表面场强高于20kV/cm(决定于导线直径、形状等)时，沿导线表面的空气将发生电离，导线对地形成一定的杂散泄漏电流。由于直流泄漏电流本身量值(微安级)很小，因此不能忽视杂散泄漏电流对测量结果的影响。采用不规范的试验导线测量泄漏电流，得到的测量结果严重失真，因此测量泄漏电流时需使用屏蔽线作为试验导线。另外，在测量泄漏电流时还必须注意导线对地距离，以避免影响测量结果。停电后，采用直流设备测量UlmA及75%U，、下的泄漏电流是M()A必测项目。正确设置微安表位置测量MOA的直流泄漏电流时，应先用绝缘电阻表摇测M()A本体对地及基座对地的绝缘情况。若绝缘良好，则宜在被试品下端与接地网间串联一只带屏蔽引线的微安表(此时被试品的下端应与接地网绝缘)，其精度应高于成套装置上的仪表。若两只电流表的指示值不同，则应以外部串联的电流表读数为准。测量时优先考虑图4中PAZ位置接线;若基座绝缘不太理想，则应用PAI位置接线，否则泄漏电流测试值误差较大。
测t试验电压目前，普遍采用市售成套直流高压试验装置对M()A进行测量。其中部分直流高压试验装置是采用中频变压器低压侧来监视高压电压的，这对于中低压(35kV及以下)M()A尚可，但对于高压(110kV及以上)M()A，将产生较大测量误差。氧化锌阀片的非线性致使试验电压的准确性对测量结果影响较大，因此在测量时应在高压侧直接测量试验电压，以保证试验结果的准确性。导则推荐用高阻器串微安表(或用电阻分压器接电压表)对MOA进行测量，而不使用成套直流高压试验装置。本文仅对直流泄漏电流测量中存在的部分问题进行了分析讨论，在实际工作中，还存在如直流试验装置的合理选型、被测对象测量前的适当处理以及湿度、电源电压、加压速度等问题。
作者：张治武 曹小龙 曹小虎 吴栋梁 单位：甘肃省电力公司检修公司 甘肃天水供电公司
篇2
【关键词】发电机；直流耐压试验；泄漏电流增大；原因分析
0.概述
江苏华电句容发电有限公司1号发电机采用上海发电机厂制造的THDF125/67型号，发电机的定子绕组采用无盐水直接冷却，转子绕组、定子相间联接线（定子端部弓形引线）和出线套管、过渡引线均采用氢气直接冷却。发电机其它部件的损耗，如铁芯损耗、风摩损耗以及杂散损耗所产生的热量，均由氢气带走。发电机机座能承受较高压力，且为气密型，在汽端和励端均安装有端盖。氢冷却器为串片式热交换器，垂直安装布置在汽侧冷却器罩上的冷却器室内，冷却端上端通过螺栓固定就位，而下端用定位块限位。发电机励磁采用“机端变压器——静止可控硅整流的自并励励磁系统”，其电源取自发电机出口。
1.试验方案
（1）发电机直流耐压及泄漏电流试验分吹水条件下试验（优点是所需试验设备简单，容量较小，读数准确而且不受水质情况影响；缺点是机组结构所致，吹水十分耗时）和通水条件下试验（优点是不用吹水设备，省去了吹水时间；缺点是所需设备容量较大，直流脉动系数大，易使微安表波动，烧坏表头）两种。在与制造厂家、安装公司协商后，结合现场实际情况确定发电机直流耐压及泄漏电流试验在吹水条件下试验，试验电压为DC68kv。（制造厂家推荐电压）。
（2）测试定子绕组绝缘合格。
（3）按照试验原理接线图接好线，检查无错误。
（4）试验电压按每级0.5Un分阶段升高（即13.5kv，27kv，40.5kv，57kv，68kv）共5点，每阶段停留1min，泄漏电流随电压不成比例显著增加时，应立即停止试验，分析原因后才能继续开展工作。
（5）为保证设备的安全，泄漏电流超过3mA时，应立即停止试验，查明原因后再做决定。
试验前的准备工作。
（1）拆除发电机出口及中性点之间的连接线。
（2）发电机转子接地。
（3）发电机的测温元件及CT二次侧全部短接接地。
2.常规试验进行
常规试验。
试验时间为2013年4月11日10点30分，环境温度24℃，环境湿度60%，试验数据见表二。
表1 发电机出厂试验数据
表2
使用仪器：日本公立5000V摇表ZC25B-3/7。
高压直流发生器ZGS-80kv/3mA 苏州华电。
从试验数据可知该机U、W相试验与制造厂家出厂试验数据（表一）比较结果正常，但是V相在电压升至50KV时，泄漏电流迅速上升至280μA，并且电压自动掉了下来，降压放电后，测量V相对UW相及地的绝缘电阻值为6.6MΩ，并没有完全击穿，因此首先怀疑发电机外部的出线套管以及相关部位脏污受潮。决定使用有机溶剂擦拭各相出线套管及引线等相关部位后重新进行试验。
3.结束语
引起发电机泄漏电流异常的常见原因如表4所示，可供分析判断时参考。
表3 引起泄漏电流异常的常见原因
泄漏电流和直流耐压的试验接线和测量方法是一致的，所加的电压也一样。但两者侧重考核的目的不一样。直流耐压主要考核发电机的绝缘强度如绝缘有无气隙或损伤等。而泄漏电流主要是反应线棒绝缘的整体有无受潮，有无劣化，也能反应线棒端部表面的洁净情况，通过泄漏电流的变化能更准确予以判断。
篇3
关键词：电梯系统流量分析选型
Abstract: with the improvement of people's living standard, people to office building of growing concern about the quality, the elevator traffic flow is the measure of a office building quality important index. This paper to Qingdao day financial building's elevator configuration optimization design practice as an example, this paper expounds the elevator traffic analysis and selection, hope to be helpful to you.
Keywords: elevator system flow analysis selection
中图分类号：TU857 文献标识码：A 文章编号：
以下结合青岛天泰金融大厦工程实践着重分析高层写字楼电梯系统优化配置的问题：
1工程概况
青岛天泰金融广场项目是一座高品质写字楼，设计为30层（地上层数)，层高为3.6m,每层建筑面积为1800m²,地上总建筑面积为54000m²;
根据工程实际经验推算：以5000m²每台估算，可知每部核心筒电梯设计配置数量为11台，其中客梯10部，消防梯1部，分别均匀布置在核心筒内。
2流量分析
(1)电梯交通流量分析，首先做如下假设:
①办公楼为多租户，不固定上班时间;按照办公楼使用面积标准12-15平米每人计算;建筑使用系数为0.7，本工程使用面积15平方米一个人进行计算。
②出勤率(即平均每天使用电梯的人数占总人数的比例)为85% 。
⑧电梯负载因数0.8(额定人数在轿箱中一般没有满员);高峰期停站率80%。
④电梯加速度为0.8m/s² ;电梯损耗时间为运行一周时间的5%。
⑥每次停站开关门的时间为5.4s;每位乘客平均进出时间为2.4s.
⑥每位乘客体重为75Kg;1350Kg乘坐18人，1500Kg乘坐20人。
⑦写字楼共30层,服务层数为30层。
⑧电梯系统主人口设在首层(100 %)
(2)计算步骤
第一步，估算建筑物的总人数。
办公楼:建筑使用面积10-15平方米/人;天泰金融广场建筑面积54000平方米，总人数为:(54000m²* 0.7)/15 *0.85 =2142人.
第二步，确定电梯的数量。
办公楼:平均5000平米/台;电梯数量54000m²/5000约等于11台，方案布置11台，10台客梯，1台消防电梯。
第三步，确定电梯的服务方式。
优良的操纵控制可以减少电梯可能的停站数，使负载和运行间隔均匀，从而缩短候梯时间和乘梯时间，节省能源，延长电梯寿命。所以操纵控制方式是电梯选型配置非常重要的内容。目前使用的控制多是集控、并联控制和群控。
在楼层较多的建筑中，分区分段有利于提高运输效率，降低系统造价。在高层办公楼中，有两种分区方式：奇偶分区 和分段分区（区中区或称设转换厅的分区方式一般用在超高层建筑中）图1
经过对相同建筑的模拟计算对比，得出结论：分段分区比奇偶分层停靠方式有更多优点。分段分区方式相比奇偶分区方式，低区部分的电梯减少了总行程，并可选择梯速相对较低的电梯，更为经济；高区部分则拥有了较长段的快速通行区，有利于发挥高区的速梯优势，更加高效，这种优势直接体现在上班早高峰时段中。
经过计算得出结论：本项目电梯操纵系统采用分区群控设置，低区：6台客梯（服务20层）；高区：4台客梯（服务10层）：消防梯1台。
第四步，确定电梯载重量。
对于一般民用建筑来说，国家标准针对电梯载重量的设定也有相关的要求。一般来说，速度越高的电梯，要求选择的载重量越大。原则上按照表1选取。
星级酒店和甲级办公楼的设计大多选用载重量≥1350kg的电梯，以便提高电梯的运载能力，突现建筑物的档次。
查表得出结论：30办公楼，电梯速度区间V取3.0m²/s-3.5 m²/s,电梯载重量m≥1350kg，本项目选定梯速V=3.5m/s,梯重m=1350kg。
第五步，确定电梯的速度。
一般情况下，设定15层以上的大楼电梯从基站直驶到最高服务层站所需的时间，最理想的应控制在30秒内，根据目前我国的情况，建议该时间宜控制在45秒内，见表2
第六步，确定乘客候梯时间。
电梯运行一周的时间(RTT ):指电梯到达始发站开门瞬间开始计算，直到电梯下一次达到始发站开门瞬间所经过的时间。它包括乘客进出电梯的时间T1、电梯开门的时间T2、电梯运行的时间T3,损耗时间T4。即RTT= T1+T2+T3+T4。
电梯平均间隔时间(INT ):是粗算一组电梯群控状态下到达基站的相邻轿箱的时间间隔。电梯间隔时间等于INT= RTT/N(电梯群数))。
平均候梯时间(AWT):从乘客在厅站登记呼梯信号直至电梯轿厢开始启动离开这一楼层的平均时间。该参数对乘客的耐心和情绪有重大影响，是衡量电梯服务质量的最直接指标。一般对于甲级写字楼AWT要小于30s。 AWT=K * INT, K为经验值选取见表3。
有关写字楼理论运行及平均间隔时间标准间表4
以6台低区客梯, 服务楼层20层，电梯选择V=3.5m/s,M=1350kg为例计算平均间隔时间及侯梯时间电梯运行一周的时间(RTT )
RTT=T1+T2+T3+T4=195.39s。其中，T1=2.4* 0.95*18 *0.8=32.83s(其中0.95为进出电梯系数)，
T2=20* 70% * 5.4=75.6s, T3=20*3.6/3.5*2=41.14s, T4=0.05*（T1+T2+T3）=7.48s;电梯平均间隔时间(INT):INT= RT'T/N(电梯群数)=157.05/6=26.17s，平均候梯时间(AWT): AWT=K *INT=0.6 x 26.17s =15.7s( K为经验值取0.6见表3 )以上的平均间隔时间为15.7s为
Satisfactory满意标准，远远小于30s甲级写字楼标准。
同理验证高区4台群控电梯取V=3.5m/s,M=1350kg亦符合标准。INT’=23.84sRTT’=95.76s AWT’=16.69s
第七步，计算5分钟输送能力CESmin见表5
电梯运载能力:理论上等于一组群控电梯在高峰期间5min运送的乘客占服务楼层总人数比值CESmin;CESmin= QSmin/Q总
其中QSmin1=(5*60/26.17)*18(电梯载重人数)*0.8=165人;
QSmin2=(5*60/23.84)*18(电梯载重人数)*0.8=181人；
CESmin= QSmin1/Q1+ QSmin2/Q2
其中Q1+Q2=Q总Q1=(1800*20*0.7)/15*0.85=1428人
Q2=(1800*10*0.7)/15*0.85=714人
CESmin=（165/1428+181/714）/2=18.45%
有关电梯输送能力的计算是以建筑物内人流高峰期的情况进行计算的。在人流高峰期，如果电梯完全能够满足实际使用，那么大楼的电梯配置符合要求。针对出租型办公楼来说，5分钟输送能力一般为18.45%，符合 Excellent的标准。
3建议性结论
根据以上流量分析，笔者认为客梯选用3.5 m/s, 1.35T，比较合适。
对于单控的消防电梯不参与流量分析，由于每层均停站，建议将速度定为1.5m/s即可 z重量选择1.05T。主要参数定位后，便于施工图设计单位进行基坑、井道和机房的提前设计。
篇4
关键词：绝缘子监测；信号消噪；泄漏电流； EEMD阈值
中图分类号：O357.5 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）11-0033-02
1 EMD滤波特性和EEMD分解原理
{1}EMD滤波。任何复杂信号均由简单振荡模态组成。EMD以信号局部极值点为基础，使用三次样条插值方法求解信号上、下包络及平均包络，通过“筛分”算法依次分解出有限个本征模函数（IMF）。信号x（t）经EMD过程后可表示为：
x（t）=imf（t）+r（t） （1）
式中，imfi（t）为第i层IMF，r（t）为剩余分量，分解层数为N。EMD分解就是为了获取本征模函数，得到希尔伯特谱。EMD过程就是滤波的过程，把信号中各分量按特征时间尺度大小分离出来。
{2}合经验模分解。EEMD分解原理为：当附加的白噪声均匀分布在整个时频空间时，该时频空间就由滤波器组分割成的不同尺度成分组成。当信号加上均匀分布的白噪声背景时，不同尺度的信号区域将自动映射到与背景白噪声相关的适当尺度上去。在每个独立的测试中噪声是不同的。当使用足够测试的全体均值时,噪声将会被消除。全体的均值最后将会被认为是真正的结果,唯一持久稳固的部分是信号本身，所加入的多次测试是为了消除附加的噪声。
2 EEMD阈值消噪方法
EEMD分解后，噪声分量和信号分量混叠在一起被分解到各层IMF中。如果简单的选取某几层IMF来重构有用信号，则存在较大误差。对于泄漏电流信号不应该当作噪声而被滤除。EEMD过程信号中添加了白噪声，其抑制效果与总体平均次数有关。实际处理中，必须保留含有有用信号分量的IMF，并滤除其中的噪声分量，才能重构出泄漏电流信号。白噪声经EMD分解后的各层分量中，第一层能量最大，除imf1外，其余各层IMF能量Ek（k≥2）在半对数坐标上呈线性分布。由此得出各层IMF的能量估计公式：
Ek=ρ,k=2，3,4…（2）
式中，参数β、ρ的值分别为0.719和2.01。EEMD是EMD的改进，白噪声经其分解后的IMF能量应当服从上述规律。为了验证，本文拟合出归一化白噪声序列经EEMD分解后各IMF的能量在半对数坐标上的分布曲线，如图1所示。由图1可以看出，分解后的各IMF的能量仍然满足式（2），但参数β和ρ的值分别取0.6484和2.1486。比较实际的IMF能量曲线和文献[1]给出的分布曲线后发现，本文拟合的IMF能量曲线能更准确的描述归一化白噪声序列经EEMD分解后各IMF的能量分布规律。在EEMD基础上，可选取EEMD的阈值函数：
Thri=Cσi （3）
式中，C为阈值系数；σi是第i层IMF所含噪声的标准差，通过式（4）进行估计：
i= （4）
式中，Ei由式（2）求取。EEMD过程中人为添加了白噪声，通常第1层IMF仅由噪声产生，可直接滤除。根据第1层可以估计第k层噪声能量及标准差。最后分解出来的几层IMF频率较低，可直接保留。仅需要对中间产生的几层IMF进行阈值估计和消噪处理，然后对信号进行重构，见式（5）。
xi（n）=imf'（t）+imfi（n） （5）
阈值的不同不仅体现在各层噪声估计标准差上，也体现在各层的阈值系数C上。前几层应当选用较大的阈值系数，将噪声滤除。之后的几层IMF中，有用信号占绝大部分，噪声分量很小。文中选用后一层阈值系数为前一层阈值系数的1/2，见式（6）：
C2=0.9*
Cn+1=Cn/2（n=2，…，M-1）（6）
软阈值是一种更平滑的处理方式，不利于保留波峰处放电等细节信息，而硬阈值能更多的保护细节信息，故而本文采用EEMD硬阈值。
3 仿真试验分析
处于闪络初始阶段的绝缘子泄漏电流信号，整体波形呈现出正弦波或三角波。泄漏电流中含有丰富的频率信息，所以在泄漏电流中必然存在脉冲信号。研究表明，在闪络初始阶段的放电形式为电晕或辉光放电，在外施电压的正负半周峰值处的脉冲群幅值和脉冲数一般相差不大。本文采用式（7）来模拟污闪初始阶段的泄漏电流。
s（t）=10sin（ωt）+2sin（3ωt）+0.5sin（5ωt）+u（t）+h（t）（7）
式中，ω=314rad/s，u（t）为高斯白噪声，h（t）为放电脉冲信号。
本文选用有效值和奇数倍频与工频幅值比作为监测特征量来评价模拟泄漏电流消噪方法的优劣。选用启发式阈值方法和自适应阈值方法。本文画出了信噪比以0.5为步长，从0递增至10时，泄漏电流信号消噪前后的有效值Ie（如图2所示）和三次谐波与基波的幅值比P（如图3所示）。图2中，Ie1表示不含噪模拟泄漏电流有效值，Ie2、Ie3、Ie4分别表示含噪泄漏电流经EEMD阈值、小波启发式阈值、小波自适应阈值方法消噪后信号的有效值。两种阈值准则下的小波方法信号有效值大体上相同，围绕真实有效值波动。EEMD阈值消噪后信号有效值误差不超过4%，和小波消噪的效果相同。图3中，P1表示不含噪模拟泄漏电流三次谐波与基波的幅值比，P2、P3、P4分别表示含噪泄漏电流经EEMD阈值、小波启发式阈值、小波自适应阈值方法消噪后信号的三次谐波与基波的幅值比。两种阈值准则下的小波方法消噪后信号三次谐波与基波幅值比相同，谐波幅值比曲线相互重叠。当信噪比大于5.5时，两者消噪后信号的谐波幅值比都接近真实的谐波幅值比；当信噪比小于5.5时，两者有较大的误差。EEMD阈值消噪后误差不超过0.05。
综合考虑，EEMD阈值消噪明显优于小波阈值消噪。
4 污湿情况下泄漏电流消噪
从理论上分析，EEMD过程具有内在自适应性。EEMD阈值消噪方法能有效抑制不同形式的泄漏电流噪声。污湿状况下，为了比较污闪过程中的泄漏电流消噪效果，选择复合绝缘子（ESDD=0.4mg/cm2，NSDD=2mg/cm2）在雾室条件下测得的典型泄漏电流，采用EEMD阈值和小波阈值进行消噪，如图4所示。图4中，污湿情况下的泄漏电流大致呈现三角波状，干扰程度不均匀。小波消噪保留了过多的细节，消噪效果不明显。而EEMD阈值消噪方法保留了细节信息，为泄漏电流进一步分析奠定基础。
5 结 论
本文根据EEMD过程中的滤波特性，结合白噪声经EEMD分解后各层IMF的能量分布规律，给出了EEMD阈值消噪方法。采用EEMD阈值消噪方法和小波阈值消噪方法，分别对模拟和实测泄漏电流进行消噪处理，分析评价消噪效果。对于不同信噪比的模拟泄漏电流，与小波阈值消噪相比，EEMD阈值消噪后信号的有效值和三次谐波与基波幅值比都接近真实值，能准确反映泄漏电流特征。EEMD阈值消噪方法具有自适应性，在有效的抑制噪声的同时，适当的保留了有用信号，适合污湿状况下的泄漏电流消噪。
参考文献：
篇5
关键词：金属氧化物避雷器 氧化锌避雷器 带电检测
目前,在我国电力系统中运用较为广泛的是氧化锌避雷器。其核心元件采用的是氧化锌电阻片,与传统的碳化硅避雷器相比较,具有着更好的伏安特性,同时能够更好提高过电压的疏通能力,实现防护电气设备功能的大幅度提升。
1、避雷器及避雷器带电检测概述
避雷器一般安装在带电导线与地之间,其与被保护的电气设施呈并联状态,进而避雷器可以通过对雷电影响或者对过电压能量的操作来加强电气设施的保护。当电气设施受到超过规定的电压值过大时,避雷器则通过限制电压幅值,使电气设施免遭瞬时过电,减少系统短路概率。当电压恢复平衡时,避雷器则恢复原状。
目前,对于避雷器的工作运行状态进行监测的重要手段之一即为全电流在线监测法。全电流在线监测法一般通过在35kV电压等级及以上的避雷器下端安装泄漏电流监视仪,这样即可对避雷器的全电流进行监测。通过连续监视观测泄漏电流变化趋势,对相关数据进行统计与分析,得出避雷器的工作性能,对其老化与绝缘损坏程度进行充分的了解。
避雷器全电流在线监测法虽然可以得到全电流中对于避雷器表面、内部泄露电流等总和,但是对于避雷器内壁绝缘、氧化锌片以及支架绝缘等运行情况缺失有效的反映。由此可见,在目前避雷器检测之中获取的相关数据得出的分析具有着一定片面性,还不能透彻对于避雷器的运行状态作出全面的反馈。因此,固定时间段（例如,春秋两季）对避雷器进行相应的带电检测具有着重要意义。通过带电检测,可以对于避雷器全电流、阻性电流和损耗功率有着更准确的分析,为状态检修工作提供可靠的依据。
2、避雷器带电检测各类方法分析
氧化锌阀片简化后工频下的等值电路如图2-1所示。其中RC为ZnO晶粒本体的电阻,R为晶界层的电阻,C为晶界层的固有电容。氧化锌阀片在工频电压作用下,一般只有约数十微安的微小电流通过电阻R（称为阻性电流IR）,而通过阀片电容C的电流IC可在几百微安以上。正常的情况下,阻性分量仅占全电流的5%～20%。
全电流在线检测法的方法最为简单,对流过避雷器的电流进行实时监测,运行初期,氧化锌避雷器的全电流中的阻性电流分量IR仅占很小比例。即使发生故障导致IR有显著增大,但在测量的全电流I时变化仍不明显;如(图1)可知,IR与IC在向量上成90°角。因此对发现氧化锌避雷器早期老化很不灵敏。
阻性电流IR是判断避雷器阀片是否良好的重要指标。而全电流在线检测发对阻性电流分量监测并不明显。要进一步掌握避雷器阀片的运行工况,对流经避雷器的阻性电流及阻性电流产生的功耗进行定期带电检测很有必要性。避雷器带电检测仪器已早有成熟产品,它是已潜行电流互感器取样,不必断开原有全电流在线检测仪接线,有外补偿和自动补偿测量阻性电流及功耗。
3、带电检测的注意事项
氧化锌避雷器进行带电检测时,对操作注意事项的把握将直接影响到带电检测的实效性。需要注意以下几个方面:第一,在实际的检测之前应当首先将其连接至地线后,才能够拆除接地线。第二,外补偿测量时,从PT二次取参考电压时,应仔细检查接线以避免PT二次短路。第三,电压信号输入线和电流信号输入线务必不要接反,如果将电流信号输入线接至PT二次侧或者试验变压器测量端,则可能会烧毁仪器。第四,切记在氧化锌避雷器在有输入电压和输入电流时,勿插拔测量线。这样将有可能烧坏整个仪器。第五,氧化锌避雷器在操作过程之中,不能够在潮湿或者温度过高的环境之中使用。例如,在操作过程之中,虽然氧化锌避雷器由于其优势被人们大规模使用,值得我们注意的是,氧化锌避雷器使用的环境因素的影响,一般环境温度高于四十摄氏度,以及低于四十摄氏度,日温差大于二十五摄氏度时均不适宜采用。第六,在氧化锌避雷器进行带电检测时,如果发现避雷器出现异常情况,则应当加强对以上因素的检验,但仍然不能排除问题,为了保障整个电力系统的安全,则应当采用停电直流试验。
4 加强对避雷器泄漏电流组成的分析
加强对于避雷器泄漏电流组成的分析,有利于更好的促进避雷器带电检测工作持续、健康、稳定的进行。避雷器在运行电压下的泄漏电流其主要可以分为以下几个组成部分:氧化锌本体的泄漏电流、套管表面的泄漏电流、流经隔弧筒与支架的泄漏电流、流经隔弧筒与支架的泄漏电流、套管内壁的泄漏电流与套管本身材料的泄漏电流、空气在电场作用下的泄漏电流。经过长期避雷器检测工作经验,笔者发现由于避雷器内部结构的固定,避雷器泄漏电流虽然不同时间段有一定的不同,例如,由于受到外界环境各种因素的影响,其电流读数也会呈现不同变化,但是,其基本上维持在特定的范围之内。相对于避雷器内部泄漏的电流,套管表面的泄漏电流由于受到更多因素的影响,（温度、湿度等影响）,泄漏电流变化较为剧烈。
综上所述,氧化锌避雷器具有着较好的无间隙、无续流以及非线性等优势,已经逐渐取代传统的类型的避雷器,发展成为目前我国电力系统之中对于预防过电压的主要设备之一。氧化锌避雷器的运行状况以及可靠程度将直接影响到整个电力系统的安全与稳定。因此,要加强对于氧化锌避雷器的带电检测技术以及在线监测水平,并在操作过程之中严格把握操作规程,这样才能够更好的发现与解决故障,进而防止事故的发生。
参考文献
[1]王联红,李剑.一起氧化锌避雷器在线监测与设备状态检修应用实例分析[J].新疆电力技术,2009,(01).
[2]申忠如,丁晖,郭福田.氧化锌避雷器泄漏电流在线检测的研究[J].西安交通大学学报,1996,(12).
篇6
【关键词】 氧化锌避雷器 泄漏电流 在线监测 无线传输
一、引言
避雷器是电力系统运行中应用普遍的系统过电压保护装置，它承担着限制系统内因遭受雷击、谐波和操作等等所产生的各种过电压现象，起着至关重要的作用。但是实际中氧化锌避雷器自身的运行安全往往被忽略，随着氧化锌避雷器在长期的运行过程中承受运行电压的作用，其性能也将逐渐劣化，泄漏电流中的阻性成分将产生有功损耗，使阀片升温，严重时可能形成热崩溃导致避雷器损坏或爆炸。其过程相对比较缓慢，具有一定的隐蔽性，若不及时发现，一旦发生了爆炸事故，一般都造成系统停电，生产被迫中断，造成的间接损失往往不可估量。
随着自动化技术的发展及自动化水平的提高，电力系统高压设备的检修手段也在逐步改进，状态监测、状态评估及状态检修是未来电力系统的必然方向。在线监测MOA的运行状态，可以在不停电的情况下随时了解MOA运行的状态，及时发现可能出现的异常情况和事故隐患。采取预防措施，防止事故扩大造成经济损失，保证其在良好的状况下运行，这对于系统的安全运行，合理安排设备检修时间，节约费用等方面都具有很大的优越性。
为了确保MOA正常工作、防止故障的发生，传统的做法具有非常大的局限性。因此将采取无线在线监测方式对MOA进行状态跟踪，可以大大提高监测系统的灵活性、实时性、准确性，减少有线数据传输的误差及成本。
二、氧化锌避雷器在线监测原理及方法
因为氧化锌避雷器的无串联间隙结构，在持续运行电压作用下，由氧化锌阀片组成的芯片柱就要长期通过工作电流，即总泄漏电流。严格说来，总泄漏电流是指流过MOA内部阀片柱的泄漏电流，但测得的MOA总泄漏电流包括瓷套泄漏电流、绝缘杆泄漏电流及阀片柱泄漏电流三部分。一般而言，阀片柱泄漏电流不会发生突变，而由污秽或内部受潮引起的瓷套泄漏电流或绝缘杆泄漏电流比流过MOA内部阀片柱的泄漏电流小得多。因此，在天气好的条件下，测得的MOA总泄漏电流一般都视为流过MOA阀片柱的泄漏电流。
由于MOA芯片柱是由若干非线性的阀片串联而成的，通过MOA的总泄漏电流是非正弦的，因此不能用线性电路原理来求总泄漏电流。为此，国内外常用阻容并联电路来近似等效模拟MOA非线性阀片元件，常简化为下图1的等效电路。
流过MOA的总泄漏电流可分为阻性电流IR与容性电流Ic两部分。导致阀片发热的有功损耗是阻性电流分量。因R为非线性电阻，流过的阻性电流不但有基波，而且还含有三次、五次及更高次谐波，只有阻性电流的基波才产生功率损耗。虽然总泄漏电流以容性电流为主，阻性电流仅占其总泄漏电流的10%～20%左右，但容性电流的变化很小，相对阻性电流随时间的变化量，容性电流的变化量可忽略不计。因此对MOA泄漏电流的监测应以阻性电流为主。
氧化锌避雷器的在线监测主要有全电流法、补偿法测量阻性电流、三次谐波法、基波电流法等等，这几种方法在不同的在线监测装置中均得到了应用，本设计采用国内目前已经应用比较成熟的阻性电流法，即从全电流中分离出阻性电流，以此来进行分析、判断。
三、氧化锌避雷器无线在线监测系统设计
3.1 设计理念
交流氧化锌避雷器无线监测系统的设计理念是：（1）通过控制单元检测避雷器泄露电流中阻性分量，对避雷器进行实时监控；（2）采用短距离无线通信模块，由于无线发送时耗电量较大，控制电路适时地开关通信模块；（3）设计电路做到抗干扰能力强、信号传输稳定、低功耗；（4）大大提高监测系统的灵活性、实时性，减少有线数据传输的误差及成本。
该理念的特点是检测准确、安全及时、可靠节能，其能够进行真实有效的现场数据采集及无线传输。对于现场采集端必须能够全天候的正常工作，同时稳定的数据传输方案将给监测系统提供强大的技术支持，因此硬件电路必须具有很高的监测灵敏度及良好的抗干扰能力。本系统对MOA进行状态监测，需采集MOA总泄漏电流及雷击次数。
3.2 监测模块硬件电路设计
3.2.1 微控制器部分电路设计
监测模块的硬件系统包括数据采集、数据处理和无线接口电路三大部分，所设计的硬件电路必须能实现在高准确度和高精度下的信号获取、处理及长时间工作等功能。因此系统的 监测模块选取MSP430系列的MSP430F169作为微控制器，其工作电压范围在1.8至3.6V，待机模式下电流消耗仅为1.1uA，关闭模式下（RAM保持）电流消耗仅为0.2uA，MSP430F169有五种省电模式，从等待方式唤醒时间仅为6us，16位RISC结构，125ns指令周期，内置3通道DMA，可满足系统快速唤醒、低功耗及准确获取信号进行处理的工作需求。MSP430F169控制电路图如图2所示。
由于氧化锌避雷器总泄漏电流只有微安级，而现场干扰较严重。因此，必须采用灵敏度高的微电流传感器，串入避雷器的接地回路，在放电计数器下方取电流信号，电流传感器电路图如图3所示。补偿电压信号则由母线电压互感器（PT）二次侧获取。
3.2.2 无线射频电路设计
系统采用nRF903作为无线收发芯片，其电路图如图4所示，其工作电压范围可以从2.7～3.3V，接收待机状电流消耗为600pA，低功耗模式电流消耗仅为1uA，可满足低功耗设备的要求。nRF903具有多个频道（最多170个以上），特别满足需要多通道工作的特殊场合，适合采用跳频协议。
nRF903的天线接口设计为差分天线，以便于使用低成本的PCB天线，所有的参数包括工作频率和发射功率都可以通过一个l4位的配置寄存器用串行线（CS、CFG―CLK和CFG ―DATA）进行设置。
nRF903内部结构可分为发射电路、接收电路、模式和低功耗控制逻辑电路及串行接口几个部分。发射电路含有：射频功率放大器、锁相环（PLL）、压控振荡器（VCO）、频率合成器等电路。基准振荡器采用外接晶体振荡器产生电路所需的基准频率。振荡电路采用锁相环（PLL）方式，由在DDS基础上的频率合成器、外接的无源回路滤波器和压控振荡器组成。压 控振荡器由片内的振荡电路和外接的LC谐振回路组成。要发射的数据通过DATA端输入。
接收电路包含有：低噪声放大器、混频器、中频放大器、GFSK解调器、滤波器等电路。低噪声放大器放大输入的射频信号；混频器采用2级混频结构，第一级中频10.7136MHz， 第二级中频345.6kHz。中频放大器用来放大从混频器来的输出信号；中频放大器的输出信号经中频滤波器滤波后送入GFSK解调器解调，解调后的数字信号在DATA端出。
3.3 软件设计
3.3.1 主程序设计
主程序首先对系统进行初始化，其中包括系统时钟初始化、I/O口初始化、嵌套向量中断控制器初始化、外部中断初始化、SPI初始化和NRF903无线收发模块初始化。初始化完成后，NRF903模块随即进入低功耗休眠模式，该模式每隔1s醒来侦听是否有有效电平。MSP430F169开放电磁波唤醒中断及雷击计数中断，然后立即进入停止模式，以期将电流消耗降到最小。停机模式可以使MSP430F169达到最低的电能消耗，在这种模式下，可以通过任何一个配置成EXTI的信号把芯片从该模式下唤醒。
3.3.2 中断程序设计
MOA无线在线监测系统的中断程序分为电磁波唤醒中断和雷击计数中断两个，雷击计数中断的优先级高于电磁波唤醒中断，这两个中断都可以将MSP430从停机模式唤醒。NRF903每隔1s将对电磁波进行侦听，当侦听到有效波时唤醒MSP430F169，监测模块将开启10s定时器进行工作，然后MSP430F169将配置NRF903进入接收状态。否则进入休眠状态，等待下次被唤醒；当10s内接收到中心节点的命令时，监测模块将在执行完相应命令程序后返回主程序，对NRF903无线模块进行重新配置，最后进入休眠状态，等待下次被唤醒。
当有雷击过电压或者操作过电压发生时，光电耦合器将导通，从而触发雷击中断。中断发生后，MSP430F169将被唤醒进入中断程序，中断程序将在原先次数上加一后返回，然后MSP430F169进入休眠模式。雷击次数将不会立即发送给接收单元，只有当后台需要知道雷击次数或者泄漏电流时才将数据发送给接收单元，也可由接收单元通过USB传送给后台显示。
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关键词：建筑电器漏电保护器安全用电应用
随着经济的发展，各种电器设备在生产和生活中的各个领域应用越来越广泛，触电的可能性也在加大，对漏电保护器的使用要求也越严格。漏电保护器在我国应用已经多年，积累了不少经验，但是在中小型民用建筑物中应用尚不够重视，为避免接地故障带来的危害，提高民用用电的安全性和可靠性，因此，我们应重视中小民用建筑物供配电线路设计中对漏电的保护。
一、漏电保护器的应用范围及特点
接地故障有金属性和电弧性两种形式。①故障点熔焊，故障点阻抗可忽略不计的接地故障为金属性接地故障。金属性接地故障能使外壳带危险性接触电压，其主要后果是人身电击；②故障点不熔焊，而是产生电弧、电火花的接地故障为电弧性接地故障。电弧、电火花的局部高温可高达2000~3000℃，很容易引燃旁边的可燃物质，引起电气火灾。电弧性接地故障只能引起电气火灾，而不会引起人身电击事故。
无论是保护接零还是接地措施，其保护范围都是有限的。例如“保护接零”，就是把电气设备的金属外壳与电网的零线连接，并在电源侧加装熔断器。当用电设备发生碰壳故障时，则形成该相对零线的单相短路，由于短路电流很大，迅速将保险熔断，断开电源进行保护。其工作原理是把“碰壳故障”改变为“单相短路故障”从而获取大的短路电流切断保险。然而，工地的电气碰壳故障并不频繁，经常发生的是漏电故障。如设备受潮负荷过大、线路过长、绝缘老化等造成的漏电，这些漏电电流值较小，不能迅速切断保险，因此故障不会自动消除而长时间存在，但这种漏电电流对人身安全已构成严重的威胁，所以需要加装灵敏度高的漏电保护器进行补充保护。
漏电保护器作为直接接触防护和火灾保护措施的附加保护，表现在达不到主保护动作值时，防止人身间接触电以及配电线路由于各种原因而遭损坏引起火灾等事故，因此不能撤掉或降低对线路、设备的接地或接零保护要求，不能代替主保护。漏电保护器在规定条件下，当漏电电流达到或超过其给定值时，自动切断电路，从而达到保护的目的。
二、漏电保护器的分类及选用
漏电保护器按不同方式分类来满足使用的选型。如按动作方式可分为电压动作型和电流动作型；按动作机构可分为开关式和继电器式；按极数和线数可分为单极二线、二极和二极三线等；按动作灵敏度可分为高灵敏度(漏电动作电流在30mA以下)、中灵敏度(漏电动作电流在30~1000Ma)和低灵敏度(漏电动作电流在1000mA以上)；按动作时间可分为快速型(漏电动作时间小于0.1s)、延时型(动作时间为0.1~2s之间)、反时限型(随漏电电流的增加，漏电动作时间减小。当额定漏电动作电流时，动作时间为0.2~1s；1.4倍动作电流时为0.1~0.5s；4.4倍动作电流时为小于0.05s。)
选择漏电保护器应按照使用目的和根据作业条件选用：按保护目的选用：①以防止人身触电为目的。安装在线路末端，选用高灵敏度，快速型漏电保护器。②以防止触电为目的与设备接地并用的分支线路，选用中灵敏度、快速型漏电保护器。③用以防止由漏电引起的火灾和保护线路、设备为目的的干线，应选用中灵敏度、延时型漏电保护器。
漏电保护器的安装场所
1.应该安装漏电保护器的设备：漏电保护装置的防护类型和安装方式应与环境条件和使用条件相适应。对有金属外壳的一类设备和手持电动工具、安装在潮湿或者强腐蚀等场所的电气设备、建筑工地临时用电的电气设备、宾馆饭店、学校、企业、住宅等民用插座、游泳池或浴池类设备、安装在水中的供电线路和电气设备，以及医院直接接触人体的电气医疗设备等均应安装漏电保护设备。
2.不应该安装漏电保护器的设备：公共场所的通道照明电源和应急照明电源、消防电梯、防盗报警装置电源以及其它不允许突然停电的场所或电气装置的电源，应当不安装漏电保护装置，或者安装只报警不跳闸的保护装置。
3.可不安装漏电保护的设备：使用安全电压供电的设备、使用双重绝缘的电气设备、使用隔离变压器供电的设备、采用不接地的局部等电位联结措施的场所等可不安装漏电保护设备。
三、漏电保护器的设计配置方法
1. 漏电保护器的分级要求
电气线路和设备泄漏电流值及分级安装的漏电泄漏电流特性和时间特性配合要求如下：①用于单台用电设备时，动作电流应不小于正常运行实测泄漏电流的4倍。②配电线路的漏电保护器动作电流应不小于正常运行实测泄漏电流的2.5倍，同时还应满足其中泄漏电流最大的一台用电设备正常运行泄漏电流的4倍。③用于全网保护时，动作电流应不小于实测泄漏电流的2倍。④漏电保护器的额定动作电流应留有一定的余量，以适应日久回路绝缘电阻降低、用电设备增加以及季节变化等引起的电流泄漏增大。
2. 二极和四极漏电保护器的应用
电气安全的一个基本要求是尽量减少开关电器的极数和触头数以及线路的连接点。开关触头之类的活动连接和线路的固定连接由于种种原因都可能因导电不良而成为事故起因，而三相回路中的中性线导电不良危险更甚，这是因为中性线导电不良时设备依然运转，隐患不易被发现，当三相负荷严重不平衡时将导致三相电压也严重不平衡而烧坏单相设备。所以应尽可能限制在中性线增加触头。
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[关键词] 漏电 火灾 报警
[Abstract] In this paper, a hospital ward floor renovation project examples,describes the leakage of this new type of electrical fire alarm system, fire protection systems, analyzed and presented the design, inspection, testing should be attention.
1.安装漏电火灾报警系统的必要性
目前建筑内火灾事故的发生有一部分是由于电气火灾引起的。由于供电线路及设备安装使用不当、线路老化或机械损伤等原因,造成其绝缘性能下降,导致供电线路及设备与大地之间有不正常的电流流过,产生漏电。
电气线路及装置因绝缘破损发生接地故障时,在漏电点处可能引起电火花并产生电弧。这种电弧由于有很高的阻抗,它限制了故障电流,不足以使过电流保护电器动作或不能及时动作来切断电源,而几百毫安的漏电电流产生的电弧局部温度高达20000C以上,可引燃周围的可燃物造成火灾。
为遏制电气火灾事故的发生,国家近几年颁布实施的相关规范,如:《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008和《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005年版)、《建筑设计防火规范》GB50016-2006中均提出在建筑内火灾危险性大、人员密集等场所宜设置漏电火灾报警系统。
2.漏电火灾报警系统的有关国家标准
2.1 现行国家标准《电气火灾监控系统》14287-2005
2.1.1 此标准为制造标准,共分为3部分,电气火灾监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测器、测温式电气火灾监控探测器。
电气火灾监控系统被定义为:当被保护线路中的被探测参数超过报警设定值时,能发出报警信号、控制信号并能指示报警部位的系统,它由电气火灾监控设备、电气火灾监控探测器组成。
电气火灾监控设备被定义为:能接收来自电气火灾监控探测器的报警信号,能发出声、光报警信号和控制信号,指示报警部位,记录并保存报警信息的装置。
电气火灾监控探测器被定义为:探测被保护线路中的剩余电流、温度等电气火灾危险参数变化的探测器。探测器分为两种型式:剩余电流式电气火灾监控探测器和测温式电气火灾监控探测器。
2.1.2电气火灾监控系统设备应具备的主要功能
1.监控设备应能接收来自探测器的监控报警信号,并在30s内发出声、光报警信号,指示报警部位,记录报警时间,并予以保持,直至手动复位。
2.报警声信号应手动消除,当再次有报警信号输入时,应能再次启动。
3.监控设备自身发生故障时,应能在100s内发出与监控报警信号有区别的声光故障信号;故障期间,非故障回路的正常工作不应受到影响。
2.1.3剩余电流式电气火灾监控探测器应具备的主要功能
1.当被保护线路剩余电流达到报警设定值时,探测器应在60s内发出报警信号。
2.探测器报警值不应小于20mA,不应大于1000mA,且探测器报警值应在报警设定值得80%～100%之间。
3.探测器在报警时应发出声、光报警信号,并予以保持,直至手动复位。
2.1.4测温式电气火灾监控探测器应具备的主要功能
1.当被监视部位温度达到报警设定值时,探测器应在40s内发出报警信号。
2.探测器的报警值应设定在55℃～140℃的范围内。
3.探测器在报警时应发出声、光报警信号,并予以保持,直至手动复位。
2.2现行国家标准《高层民用建筑设计防火规范》GB50045(2005版)
此标准中要求“高层建筑内火灾危险性大、人员密集等场所宜设置漏电火灾报警系统。”
2.3 现行国家规范《建筑设计防火规范》GB50016-2006
此标准中要求“商店、剧院、电影院、体育馆等人员密集场所宜设置漏电火灾报警系统。”
3.关于系统名称的解释
有2可知,现行国家标准对为防范电气火灾而采用的报警系统的名称并未统一,《电气火灾监控系统》14287-2005将此系统称之为“电气火灾监控系统”, 《高层民用建筑设计防火规范》GB50045(2005版)、《建筑设计防火规范》GB50016-2006称之为“漏电火灾报警系统”。由于名称不一致,在实际应用中有可能造成误解,因此,有待于国家规范的制定部门对其进行统一。本为采用设计图纸说明“漏电火灾报警系统”这一名称。
4.漏电火灾报警系统的设计
以国内某医院病房楼改造工程为例,介绍该系统的基本情况:本工程为旧病房楼改造工程,总建筑面积为23000m2。改造完成后与4万多m2新病房楼结构上连通。此工程用电负荷为一级,防火等级为一级。
本工程低压照明配电干线采用封闭母线供电,漏电火灾报警探测设备安装在封闭母线插接箱内,共12层每层分两路配电,用以实现对线路电气火灾的探测、报警。本系统设计将报警信号就近接入消防报警模块,相当于并入了火灾自动报警系统。
5.漏电火灾报警系统验收中应注意的问题
5.1事前控制
在安装前要有预见性的要求漏电火灾报警器设备厂家、配电柜厂家、配电系统施工单位三方充分沟通,协调有关安装方式、尺寸和电气技术参数。防止安装时不必要的返工,造成质量问题。
在设备进场时要对照图纸检查漏电火灾报警系统等参数是否满足被保护线路、电气设备及设计的要求,主要对厂家提供的检验报告进行检查。
5.2事中控制
漏电火灾报警装置有分体机和一体机两种结构,本工程采用一体机。特别要注意保护装置漏电流报警器电源侧和负荷侧的接线方式,不能反接;同时注意强弱电分开走线,防止接错线或搭线,造成强电串入漏电火灾报警系统总线中,烧毁整个漏电火灾报警系统。
安装完成之后,要进行配电系统剩余电流的检测,及时排除剩余电流异常情况,并作详细记录。
检查报警电流和报警时间是否满足设计要求。对每一台设备安装通电后进行了现场的测试。
5.3事后控制
安装完成之后,应建立保存漏电火灾报警系统的安装和试验记录;根据电子式剩余电流动作保护装置使用寿命的要求,一般工作年限为6年,超过规定年限应进行全面检测。
6.固有泄漏电流的估算及漏电火灾报警电流值的确定
6.1漏电火灾报警系统探测器的报警设定值应考虑配电系统及用电设备的正常泄漏电流。用户侧的正常泄漏电流与室内布线和电器设备的对地阻抗有关。
6.2配电系统及用电设备的正常泄漏电流以实测为准,并参考厂家提供的数据。表1和表2为有关资料上提供的数据。
按照GB14287.2-2005的要求:“探测器报警值不应小于20mA,不应大于1000mA,且探测器报警值应在报警设定值的80%~100%之间。”考虑到医院的特殊性,对泄漏电流报警值本工程的电路系统进行了计算。
本工程每层为一个防火分区,每层主要照明为荧光灯,灯的数量为150盏左右,每层用电脑约20台,每层用在照明回路的电线(4、6 mm2)约为5000～6000m,同时考虑其他用电设备的泄漏,最终计算系统泄漏电流在300 mA左右。
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【关键词】交联聚乙烯绝缘电缆；绝缘试验试验；分析判断
0 前言
在过去对交联聚乙烯电力电缆与油浸纸绝缘电缆都采用直流耐压试验。但发现交联聚乙烯电力电缆在直流耐压试验后，加速了交联聚乙烯电力电缆绝缘性能早期劣化，大大缩短了电缆的运行寿命；所以国内外陆续制订交联电缆交流耐压试验的标准。交流耐压试验作为目前交联电缆最有效的绝缘试验方法。
1 绝缘电阻的测试
对电缆主绝缘部分的绝缘电阻测试，其目的是为了判断电缆主绝缘是否受潮，老化，在耐压试验后进行绝缘电阻测试，是判断电缆主绝缘是否存在缺陷。绝缘电阻高表示电缆的绝缘性能良好，交联聚乙烯绝缘电缆绝缘电阻不少于1000MΩ，耐压试验前后，绝缘电阻测量应无明显变化。
2 泄漏电流及直流耐压试验
2.1 试验原理
泄漏电流试验是测量电缆在直流电压作用下，流过被试电缆绝缘的持续电流，从而有效地发现电缆的绝缘缺陷。测量泄漏电流与测量绝缘电阻在原理上是相同的，不同的只是测量泄漏电流时所用的直流电压较高，能发现一些用兆欧表测量绝缘电阻所不能发现的缺陷，如尚未贯通两电极的集中性缺陷等。通常，泄漏电流的测量是与电缆直流耐压试验同时进行的，有时也在降低试验电压的情况下单独测量。
2.2 试验步骤
（1）18/30kV及以下电压等级的橡塑绝缘电缆直流耐压试验电压。
按照Ut=4×U0 计算。例：8.7/15kV橡塑绝缘电缆直流耐压试验电压为35kV。
（2）试验时，试验电压可分为25%，50%，75%，100%4阶段均匀升压，每阶段停留1min，并读取泄漏电流值，试验电压升至规定值后维持15min，其间读取1min和15min时泄漏电流，测量时应消除杂散电流影响。
（3）泄漏电流值和不平衡系数只作为判断绝缘状况的参考，不作为是否能投入运行的判据。
2.3 工程中的问题与分析
某工程有一条电缆，型号为YJV22―8.7/15，长度约有680m，耐压前用兆欧表测量绝缘电阻，相间及相对地能达到2500MΩ，耐压时B相电压升到15kV就升不上去，泄漏电流很大，达到800多μA，显然此相电缆存在问题。外观检查没发现异样，用干布把电缆头擦拭干净，再用兆欧表测量绝缘，显示2500MΩ，其后再进行一次耐压试验，目的是检查电缆中间接头是否存在异常。这时对其缓慢升压，显示泄漏电流依然很大，这时随着电压的升高，电缆中间接头电缆处发出吱吱的声音，同时冒烟，最后中间接头被击穿。通过施加直流耐压及查看泄漏电流，能够查找出此电缆的B相的中间接头存在着工艺方面的问题，确保电缆在以后运行中的安全性。
2.4 电缆试验经验总结
在对电缆进行直流耐压试验时，不仅看达到耐压时间时的泄漏电流值，而且要全面观察，旋转调压器必须缓慢、匀速，电压升高的时候泄漏电流也随之升高，但稍有停顿，泄漏电流就会大幅下降，这是正常的现象，如果停止升压，泄漏电流值还不减小，就说明电缆可能存在缺陷。
3 电缆的交流耐压试验
3.1 交流耐压试验的优点
按高压试验的通用原则，被试品上所施加的试验电压场强应模拟高压电气设备的运行状况，直流耐压试验对交联聚乙烯绝缘电缆存在局限性，而且还可能产生负作用，主要表现在以下几个方面：
（1）交联聚乙烯电缆绝缘层在直流和交流电压下，内部电场分布情况完全不同。在直流电压下，电场按绝缘电阻系数呈正比例分配，而XLPE绝缘材料存在电阻系数不均匀性，导致在直流电压下电场分布的不均匀性。交流电压下，电场按介电系数呈反比例分配，XLPE为整体绝缘结构，其介电系数为2.1～2.3，且一般不受温度变化的影响。因此，在交流电压下XLPE绝缘内部电场分布是比较稳定的。
（2）交联聚乙烯绝缘电缆在直流电压下会积累单极性电荷，释放由直流耐压试验引起的单极性空间电荷需要很长时间。如果在直流残余电荷未完全释放之前投入运行，直流电压便会叠加在工频电压峰值上，电缆上的电压值将远远超过其额定电压。这会导致电缆绝缘老化加速，使用寿命缩短，严重的会发生绝缘击穿。
（3）交联聚乙烯绝缘电缆的一个致命弱点是其绝缘内容易产生水树枝，在直流电压，水树枝会迅速转变为电树枝，并形成放电，加速了绝缘水劣化，以致于在运行工频电压作用下形成击穿。
（4）直流耐压试验不能有效地发现在交流电压作用下电缆的某些缺陷。
3.2 电缆试验的发展
在1980年左右，国外电力部门发现了直流耐压试验对橡塑绝缘是无效的且具有危害性。1997年国际大电网会议（CIGRE）发表《高压挤包绝缘峻工验收试验导则》（30～300Hz及试验电压标准），在全世界范围内广泛推广应用。我国在20世纪90年代中期已开始并关注此问题，并颁发了相关标准：Q/CSG10007-2004中国南方电网有限责任公司企业标准《电力设备预防性试验规程》。
3.3 交流耐压试验方法
交流220V或380V电源，由变频源转换成频率、电压可调的电源，经励磁变压器T，送入由电抗器L和被试电缆Cx构成的高压串联谐振回路，分压器是纯电容式的，用来测量试验电压。变频器经励磁变压器T向主谐振电路送入一个较低的电压Ue，调节变频器的输出频率，当频率满足条件f=1/（2π√LC）时，电路即达到谐振状态。
3.4 电缆交流试验注意
（1）试验设备（电抗器、分压器、励磁变压器等）应尽量靠近被试电缆头，减少试验接地线的长度，即减少接地线的电感量。
（2）采用配套供应的专用的一点接地式试验接地线。应尽可能地短，不要任意延长接地线的长度
（3）如果电缆头安装在杆塔上，电缆的屏蔽层和非试相连接接地，该接地线不可利用杆塔架代替，须采用专配的接地线与变频谐振系统连成回路
（4）试验电压大于26kV时，必须在电抗器底部加专用绝缘底座。
（5）电抗器不能放置在金属物体上。
4 结论
直流耐压试验对交联聚乙烯绝缘电缆存在局限性，而且还可能产生负作用，在工程上，存在着很多旧电缆驳接新电缆的情况，使用直流耐压试验，试验电压很高（达到35kV）击穿或者破坏旧电缆的风险较高。
交流耐压试验由于试验电压较低（交接试验21.75kV，预试13.92kV）不能用来检查正常绝缘的绝缘水平所以在现实中，遇到这样的情况下，大多数还是选择使用直流耐压试验。
【参考文献】
[1]电力工人技术等级暨职业技能鉴定培训教材.电气试验工[M].中国水利水电出版社.2009.8.
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【关键词】道路照明；间接接触防护；接地形式
1.引言
随着本市城市建设的发展，特别是新区的启动，城市道路照明规模也不断扩大，大量的照明装置在新建的广场、街道、公园、道路、居住小区都随处可见，与人们生活的环境密切相关。因此，道路照明装置的用电安全性及配电可靠性，是一个不可忽视的重要问题。
很多人在讨论TT还是TN-S接地形式的安全性，也在讨论在灯头加漏电开关还是熔断器，但是忽略了线路上的问题，现在路灯供电距离都很长，一个回路超过500米很常见，有的甚至能达到1000米，有没有考虑如何对末端单相接地短路电流进行保护呢？ 甚至一些设计师仅关注电压降问题，对路灯间接接触防护根本不考虑。由于道路照明装置用电情况的特殊性，其接地故障保护值得引起更多的关注和思考。
2.道路照明间接接触防护措施及接地形式
路灯由于暴露于户外、常受风霜雨雪的侵蚀，负荷分散、线路长、泄漏电流大，又属于Ⅰ类电击防护等级的设备，其金属灯杆及构件、壳体常处于人体容易触及的范围。当发生接地故障而使金属灯杆及构件、壳体带电时，人体与之接触将招致电击，而危及人身安全。这方面的案例已经很多，造成人员伤亡、赔偿、追究责任的事件屡见不鲜。
根据新版GB50054-2011《低压配电设计规范》5.2.1条间接接触防护措施为：
（1）采用Ⅱ类设备；
（2）采取电气分隔措施；
（3）采用特低电压供电；
（4）将电气设备安装在非导电场所内；
（5）设备不接地的等电位联结。
在使用Ⅰ类设备。预期接触电压限制为50V的场所，当回路或设备中发生带电导体与外露可导电部分或保护导体之间的故障时，间接接触防护电器应能在预期接触电压超过50V且持续时间足以引起对人体有害的病理生理效应前切断该回路或设备电源。
城市道路照明配电系统的接地形式主要是从间接接触电击防护的角度来考虑，其中，自动切断电源是通常普遍采用的保护方法。
CJJ45-2006《城市道路照明设计标准》6.1.9条规定，道路照明配电系统的接地形式宜采用TN-S系统或TT系统。目前当地主管部门还未统一这方面的做法，现行两种接地形式都有在使用。本文分别讨论在不同接地形式下路灯的间接接触防护。
3.道路照明TN-S接地形式
TN-S接地形式是把工作中性线N和专用保护线PE严格分开，采用它的优点是：当系统正常运行时，专用保护线上没有电流，只是工作中性线上有不平衡电流。PE线对地没有电压，所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线PE上，安全可靠；其缺点是路灯设于户外，易遭受雷击，沿PE线可能把高电位引入配出电源的建筑物，也可能把电源侧的故障电压传导至路灯从而造成人身伤害事故。
由参考文献【4】及中国航空工业规划设计研究院任元会老师有关《城市道路照明配电系统接地方式和配电线路保护的探讨》文献的要点，本文按常用的情况来设定几种参数进行通用分析，按照《工业与民用配电设计手册》（第三版）P154～P163表4-21、表4-24、表4-25等提供的计算方法来计算接地故障电流，得出下面两个表格供大家参考。
道路照明由一台SCB-9-10/0.4kV， 200 kVA ，D，Yn-11（Uk=4.5%）箱变供电。箱变内带3m长TMY-4（40×4）低压母线。箱变到路灯控制箱干线为YJV-1/0.6KV- 4x35+1x16。系统短路容量Sd =300MVA。
根据GB50054-2011《低压配电设计规范》6.2.4条规定：
Iset1≥IC （1）
Iset3≥Krel3 Iset1 （2）
Idmin≥1.3 Iset3 （3）
式中：Idmin——照明线路预期短路电流中的最小短路电流，A。
Iset1——断路器长延时过电流脱扣器整定电流，A。
IC—— 照明线路计算电流，A。
Iset3——断路器瞬时过电流脱扣器整定电流，A。
Krel3——断路器瞬时过电流脱扣器可靠系数，取决于电光源启动状况和断路器特性，高压钠灯取4～7，本次按5考虑。
表一 TN-S系统不同规格（YJV）铜芯电缆的单相接地短路电流 （A）
电缆规格mm2 配电线路长度（m）
400 500 600 700 800 900 1000
5x16 164 132 110 94 83 74 66
4x25+1x16 203 163 136 117 103 91 82
5x25 253 203 170 146 128 114 103
4x35+1x16 223 179 150 129 113 101 91
5x35 349 281 236 203 178 159 143
表二 TN-S系统用断路器时符合公式（3）规定的Iset1/ Iset3最大允许值
电缆规格mm2 配电线路长度（m）
400 500 600 700 800 900 1000
5x16 ≤25/125 - - - - - -
4x25+1x16 ≤25/125 ≤25/125 - - - - -
5x25 ≤32/160 ≤25/125 ≤25/125 - - - -
4x35+1x16 ≤32/160 ≤25/125 - - - - -
5x35 ≤50/250 ≤40/200 ≤32/160 ≤25/125 ≤25/125 - -
通过上面计算表格可知，只要电缆截面与电缆长度满足对应的选择关系，就可以认为配电回路能满足接地故障保护灵敏性的要求，并得出以下结论【4】：
a.线路长度在500米以下时，断路器可以满足短路保护（TT系统能满足除接地故障外的短路保护），TN-S系统能兼作接地故障保护；线路长度在800米以上时，基本上不能满足保护要求。
b.能满足保护要求的，也是靠加大电缆截面才能达到。
c.采用TN-S系统，加大电缆PE线截面，比加大相线截面更有效，如用1（5x25mm2）比用1（4x35+1x16mm2） 电缆的接地故障电流明显要大。
d.建议线路长度在500m以上时，采取分区配电，增设路灯配电箱。
如上可知：当道路照明的配电线路不很长，用断路器兼作接地故障保护，经计算能符合GB50054-2011规定时，可以采用TN-S接地方式。
值得注意的是，由推倒公式：
RB≤0.29RE（正常干燥场所）【1】
RB≤0.13RE（潮湿场所）
式中RB——TN系统中所有PE线并联的接地极的接地电阻，Ω；
RE——不与PE线相连接的装置外导电部分与大地间的最小接触电阻，Ω。
因RE是随机值，难以对其规定一个安全限值。从防电击考虑，应尽量降低变压器中性点接地电阻RB值，有专家建议电源系统接地电阻小于2Ω较好。同时降低金属电杆的接地电阻值，如在保护线（PE）上多做重复接地。在路灯设计实践过程中，通常的做法是：当采用TN-S接地形式时，在每杆路灯下打一根50mmx50mmx5mm、长度2500mm的角钢接地极，将PE线与金属灯杆及构件、灯具外壳、灯杆基础内钢筋、人工接地极等连接成一个整体。
我们可以根据表中提供的数据，依据路灯配电箱的配电距离，选择适当的截面和配电方式来整定断路器，以满足间接接触防护保护的要求。
4.道路照明TT接地形式
在TN-S系统中，当道路照明的配电线路较长，线路末端（按最不利因素考虑）发生接地故障时，其接地故障电流比较小；配电线路首端的断路器采用瞬时过电流脱扣器兼作接地故障保护时，很难保证按GB50054-2011《低压配电设计规范》的规定，在5s内切断故障电路。
近年来，许多业界专家和学者对室外道路照明配电系统的接地形式进行了很深入的分析和讨论，认为“道路照明的间接接触防护保护及有关的接地形式最好采用TT接地形式”【2】，笔者对此表示赞同。
TT接地形式是将电气设备的金属外壳直接接地，因而可以减少触电的危险性，采用它的优点是更安全，缺点是其故障电流小，不能用熔断器或断路器的瞬时过电流脱扣器兼做接地故障保护，而应使用剩余电流保护器作接地故障保护（GB50054-2011《低压配电设计规范》5.2.18条）。此时，其保护灵敏度更高；但由于户外潮湿等因素，如果线路过长，其泄漏电流较大，如果整定电流不当（整定值过小），将会导致误动作，所以要求正确合理整定其动作电流。
由上可知：采用TT系统时，正确合理地选择漏电保护器的额定漏电动作电流非常重要。
4.1. TT系统额定剩余动作电流值选择的依据
GB13955-2005《剩余电流动作保护装置安装和运行》5.7.5条规定：“选用的剩余电流保护装置的额定剩余不动作电流，应不小于被保护电气线路和设备的正常运行时泄漏电流最大值的2倍。同时本规范附录B.6指出：“额定剩余不动作电流的优先值为0.5 In。如采用其他值时，应大于0.5 In”。即有：
In≥4Imax
式中：In——剩余电流保护装置的额定剩余动作电流。
Imax——被保护电气线路和设备的正常运行时泄漏电流最大值
4.2. TT系统干线额定剩余动作电流值的设定
路灯回路正常运行泄漏电流Imax主要由三部分组成：各灯具正常泄漏电Ix1、各灯具引接线正常泄漏电流Ix2和干线正常泄漏电流Ix3。
a.对于Ix1，根据GB7248-87《电光源的安全要求》规定，“B15d、B22d、E27、E40和G13型灯头的绝缘电阻，在正常气候下不应低于50MΩ，在潮湿气候下不应低于2MΩ”。由此推算HID灯（220V）的正常泄漏电流，分别应是220V/（50～2）MΩ=0.0044～ 0.11mA。
对于单相回路的路灯而言，灯具总泄漏电流即为各灯具泄漏电流之代数和。而对于三相回路灯而言，因路灯干线为三相配电且均衡分布，则其泄漏电流之矢量和Ix1基本为0。这也是按三相配电的优势所在。
b.单套灯具的引接线（BVV线，12米高路灯长度为15m）正常泄漏电流可查《工业与民用配电手册》第二版第637页表11-43，近似为50mA/km。若为三相配电回路，可认为其矢量和Ix2为0。
c.若选用25mm2左右的YJV铜芯电缆（YJV电缆为聚乙烯绝缘，泄漏电流比采用聚氯乙烯绝缘的VV电缆小很多且两者价位相差不大），由配电手册表11-43可知，每KM的泄漏电流约为29mA，线路长度在800m以内时，则Ix3=（800m/1000m）×29.0 mA=23.2mA。于是，一个完整的三相路灯回路的正常最大泄漏电流理论值为Imax= Ix1+ Ix2+ Ix3≈23.2（mA）。
因此，干线开关RCD的额定漏电动作电流In≥4Ix =4×23.2mA=92.8mA。根据RCD的制作规格（优选值）， In取值为100mA、300mA、500mA等，受限于电缆敷设施工质量、电缆接头绝缘水平、雨天潮湿天气等因素的影响，100mA的漏保动作电流偏小，影响路灯的正常运行。根据市政路灯维护部门的经验，如采用漏电开关，漏保动作电流可取300mA。
以上举例介绍了漏电电流的确定过程，大家可根据实际工程情况借鉴。由于室外环境的特殊性、 线路泄漏电流的随机性， 要使RCD整定值躲过正常的泄漏电流，当线路较长、灯具较多时，实在难以整定。当然，必要时在不同的季节、不同的气候条件下，对线路泄漏电流进行实际测量以确定RCD的整定值，采用可调的RCD是最有效的解决办法。
4.3. TT系统RCD的级间配合及接地
尽管规范未明确路灯线路是否要做到严格的级间配合，而在设计中则应尽量予以满足。当末端灯具开关采用熔断器，而干线开关采用RCD时，则无论在分断时间或动作电流上，二者都较难配合，即当熔断器的负荷侧发生接地故障时，作为配电线路干线开关的RCD很可能出现越级跳闸。当TT系统的路灯采用上、下两级RCD保护时，若发生接地故障（常见），通过RCD的动作时间差，无疑能满足动作选择性要求【3】。可在末端灯具漏电开关采用In=30mA、分断时间为0.1s的单相RCD。当要和末端灯具开关RCD（0.1s）作时间上的配合时，干线开关RCD的分断时间可取0.3s。
此时 RA Ia≤50V
式中：RA——外露可导电部分的接地电阻和PE线电阻之和（Ω）；
Ia——保证保护装置切断故障回路的动作电流（A）。
则：RA≤50V/0.3=166Ω；即使在潮湿环境下RA≤25V/0.3=83Ω。
可见，采用TT接地形式时接地电阻值的要求比较宽松。为留有必要余地，通常接地电阻不大于50Ω即可。
当采用TT接地形式时，通常的做法是在每杆路灯下打一根50mmx50mmx5mm、长度2500mm的角钢接地极，整个路灯沿线敷设一条40mmx4mm热镀锌扁钢或φ12热镀锌圆钢将金属灯杆及构件、灯具外壳、灯杆基础内钢筋、人工接地极等连接成一个整体（即共用接地体），且该连接线与电源接地线是分离的。
对于是否用扁钢或圆钢连接，新版GB50054-2011《低压配电设计规范》5.2.14条与老规范相比在条文解释时进行了明确说明：“当TT系统配电线路内由同一保护电器保护的几个外露导电部分之间相距较远时，每个外露导电部分的保护导体可连接至各自的接地极上。当有多级保护时，如果被保护的各级外露导电部分在一个建筑物内，则应采用共同的接地极；如果被保护的各级外露导电部分在不同的建筑物内，或在屋外相距较远的地方，则各级应采用各自的接地极。” 如新规范所示，像路灯这种户外设备，各自单独接地后，不需要再用连接线将各路灯连接。这样才能保障TT系统的独特优势，避免故障电压经过贯通的连接线蔓延至临近路灯上。
5.结语
道路照明处于户外公共场所，其电击防护问题涉及公众人身安全，应引起大家的足够重视。路灯线路的长度、线路的截面是影响末端短路电流的关键因数，推荐采用TT接地方式。 当道路照明的配电线路不很长，用断路器兼作接地故障保护，经计算能符合GB50054-2011规定时，可以采用TN-S接地方式。大家可依据工程实际情况合理选择。
参考文献：
[1]王厚余. 低压电气装置的设计安装和检验[M].第二版.北京：中国航空工业规划设计研究院，中国电力出版社，2007
[2]任元会. 道路照明电击防护探讨[J].成都：建筑电气杂志社，2008，5：3-5