简析电气试验中的屏蔽相关问题

简析电气试验中的屏蔽相关问题

董世欢王峰张茜陈政张文超

国网湖北省电力有限公司孝感供电公司湖北孝感432000

摘要：屏蔽问题在电气试验中的应用是十分广泛的，它是消除测量误差、避免试品误判断发生的重要手段，特别是试验过程中会受到外界的干扰，探讨屏蔽问题对于电气试验有着深远的意义。本文主要是通过屏蔽在绝缘电阻试验中以及微安表的安装位置来论述其重要性。

关键词：绝缘电阻；屏蔽；泄漏电流

0引言

在电气试验中，屏蔽法的应用是非常广泛和重要的，目前，在电气试验中不可避免的会受到外界各种因素的干扰，因此，在试验过程中，为了确保数据达到试验标准，就需要应用屏蔽这种手段来达到试验的预期目标，实现试验数据较高的准确性。所以，对屏蔽问题进行探讨和分析是十分重要。

1绝缘电阻试验

在绝缘电阻试验中，常常试品表面会出现污秽，但是屏蔽会消除由于污秽而产生误差。当被试品表面有污秽，进行绝缘电阻试验时，兆欧表的L/E端子测量值超出标准，这是再利用屏蔽法做下一步的测试，能够真实的反映出样品体积电阻。

通过准确测量电气试验中被试品的绝缘电阻，可以初步判断试品的绝缘状况，绝缘电阻测试仪工作原理为由机内电池作为电源，经DC/DC变换产生的直流高压由E极流出经过被测试品后到达L极，从而产生一个从E到L极的电流，通过I/V变换经除法器完成运算直接将被测的绝缘电阻值由LCD显示出来。

利用屏蔽法能更准确地测试出试品体积电阻，原理接线主要是在试品表面绕一些裸铜线，然后连接兆欧表中的G端子，再用字母表示出关于回路、兆欧表测量、试品体积、各个点表面等电流。被试品的绝缘电阻包括本体绝缘电阻和表面绝缘电阻两部分，等值电阻可以看成两部分绝缘电阻并联，如图1（a）所示，而我们测量的仅仅是试品的本体绝缘电阻值。当试品表面干燥时，表面绝缘电阻值接近于无穷大，此时测量数值接近试品本身的绝缘电阻值，不需要做屏蔽处理；当试品处于潮湿环境时表面易形成水汽，导致表面绝缘电阻值下降明显，造成实测值远小于实际值，通过适当的屏蔽处理，可将流经表面的泄漏电流通过兆欧表G端进行屏蔽，在图1（a）中R2和R3中间加一根屏蔽线后等效电路图如图1（b）所示，流经表面绝缘电阻的电流i则被屏蔽掉，不会通过电流表。

2试品表面泄漏的屏蔽

在绝缘电阻试验中需要屏蔽时，由于屏蔽线本身及试验人员缠屏蔽线方法、经验的差异，经常造成屏蔽线缠不紧、屏蔽效果不好等，影响测试的准确性。所以试验人员需要一定的经验积累，提高缠屏蔽的效果。

本节对微安表在低压和高压侧接线的位置进行讨论，分为低电位屏蔽法和高电位屏蔽法。

2.1低电位屏蔽法

如果在另外两点之间安装上微安表时，屏蔽环就会与其中一个点进行连接，这样试品表面的屏蔽环下半部分泄漏就会为零，而屏蔽环上半部分就会很大，假如屏蔽滤过了微安表的表面电流，故而经过微安表的电流则只有试品的体积泄漏电流。假如微安表与另外两点之间进行安装的话，这些情况与上述一样的话，屏蔽环还是与其中一点相连接，但是也存在不同的情况，那就是其表面的泄漏则不经过微安表。而在使用低电位屏蔽法时，不要把微安表安装离试品高压部位很近的地方，为是要安装的低压部位，这样就可以使试品表面的沿面放电现象减少。

2.2高电位屏蔽法

屏蔽环在与一个点相连接时带高电位，而与另一个点相连接时就可以成为等电位，故而，试品表面上半部分的屏蔽环就会给屏蔽掉，相反的情况下，试品表面当中如果下半部分的屏蔽环就会出现与电压之间的差和表面上的泄漏就会很大，而且电流也是没有经过微安表的，所以说，对测量时所产生的结果并没有带来实质性的影响，同时相对应的电流回路就会使这一点之间存在循环的现象，但是如果这一点是试品的高压的话，屏蔽环就不适合接近邻近的另一端，要是接近的话就会出现表面放电状况，进而导致试品表面的绝缘遭到损坏。主要因为微安表与高压侧连接时，邻近的一端就会使用屏蔽线，所以，邻近的一端与屏蔽环之间到这一点的段中导线都将会与屏蔽层进行连接在一起，进而形成试品表面泄漏和导线一起屏蔽起来的效果。

3屏蔽在现场工作中应用

以某110kV氧化锌避雷器绝缘电阻试验为例，现场温湿度满足规程要求，使用毛巾擦拭避雷器表面，保持干净无污，测得本体绝缘电阻值为83GΩ；模拟表面受潮情况，对避雷器表面喷水后进行绝缘电阻测试，测得本体绝缘电阻值为2GΩ。由此可以看出，相同的接线，对于同一试品，不同的表面干燥度会严重影响测量结果，易使试验人员对试验数据做出误判。当试品表面干燥时，绝缘电阻值合格；当试品表面受潮时，绝缘电阻值偏低，不符合规程要求。

采用专用屏蔽装置可屏蔽掉表面泄漏电流，消除测量误差。试验如下：使用屏蔽线紧密缠绕在避雷器瓷套表面，形成一个屏蔽环，把屏蔽环和兆欧表的G端连接一起，再次测得绝缘电阻值为85GΩ，满足规程要求，测量误差消除。

根据作业指导书对屏蔽环缠绕位置的要求，在测量避雷器绝缘电阻时，把屏蔽环缠绕在瓷套表面的上端。无论把屏蔽环缠绕在避雷器瓷套表面的上端、中间还是下端，都可以屏蔽掉表面泄漏电流的影响，消除测量误差，但屏蔽环缠绕位置不同，剩余表面电阻消耗的兆欧表的功率是不一样的，根据功率公式P=U2/R，试品瓷瓶表面相当于N个电阻串联后的表面绝缘电阻与体积绝缘电阻并联，当屏蔽环位置在上端时，屏蔽掉的串联表面绝缘电阻值最大，随着屏蔽环下移，总表面绝缘电阻越来越小，而U不变，消耗的功率越来越大；兆欧表容量是一定的，屏蔽环缠绕在下端，此时消耗的功率相对较大，兆欧表输出电压过低，将会影响测试结果。所以，在测量避雷器等被试品时，屏蔽环应该缠绕在表面的上端，避免出现测试误差。还需要注意一点：屏蔽环也不能太靠近被试品的测量端，因为有可能会造成G端子和L端子短接，兆欧表内微安表读数为零，无法测量试验数据。

4结束语

综上所述，在测量被试品的绝缘电阻等试验时，电气试验人员应根据现场实际情况采用正确的屏蔽方法及专用工具进行屏蔽，对最终绝缘电阻数据做出正确判断，为电力设备的安全运行提供可靠的保障。

参考文献：

[1]高振国.绝缘电阻试验中屏蔽方法的研究[J].沈阳工程学院学报（自然科学版），2008，4（2）：128-130.

[2]电气装置安装工程电气设备交接试验标准：GB50150—2016[S].

[3]马文涛.电力变压器绕组直流电阻缺陷的分析处理[J].高电压技术，2000，6.

[4]刘小波.电气设备介质损耗测量误差的分析与处理[J].广东工业大学学报，2005，1.