DL416-91用于测量直流高电压的棒—棒间隙

试验研究结果表明，使用棒—棒间隙进行直流高电压测量比使用球隙结构更 简单、测量结果分散性更小。因此棒—棒间隙可以用来测量直流高电压，并可作 为直流高电压测量的标准参考装置。本标准的目的在于规定用于直流高电压测量 的棒—棒间隙的结构及测量方法。 1 主题内容与适用范围 本标准规定测量直流高电压的棒—棒间隙的结构与测量方法。 使用棒—棒间隙测量直流电压仅适用于绝对湿度不大于 13g/m3 的大气条件， 适用的间隙范围为 250～2500mm。 2 引用标准 GB311 高电压试验技术及绝缘配合 GB2900.19 电工名词术语 高电压试验技术和绝缘配合 3 棒—棒间隙的结构与布置 3.1 标准棒—棒间隙 作为直流高电压测量标准参考装置的标准棒—棒间隙，是指按照本标准要求 制作和安装的一种直流电压测量装置，此装置包括两根具有相同截面的棒电极、 绝缘支持物以及连接到被测电压处的引线。 两个棒电极端面之间的距离称为间隙距离。 3.2 棒电极形状 棒电极一般用钢或黄铜制作，电极截面应为正方形，其边长在 15～25mm 之 间。电极端面应为与棒—棒间隙轴垂直的正方向端面边缘与棒侧面保持 90°，不 应有倒角。电极端面应光滑，无凹陷、麻孔等缺陷。 当棒电极较长，加工成正方柱体有困难时，也可采用圆棒，但在端部应为如 上所规定的正方柱体电极。端部正方柱体的电极长度应大于 300mm，此时圆棒直 径取为端部正方柱体电极的边长。 3.3 棒—棒间隙的结构与布置 棒—棒间隙的整体结构可以是垂直式结构，也可以是水平式结构。 3.3.1 垂直式结构 垂直式棒—棒间隙如图 1 所示，它由上、下两根棒电极构成，上、下电极必 须处在垂直于地面的同一轴线上，下电极端面离地面的高度应大于间隙距离并不 小于 2m，上电极长度不小于 1m。 上电极顶部应装有均压环，均压环直径不宜过大，以不产生可见电晕为原则。 3.3.2 水平式结构 水平式棒—棒间隙如图 2 所示，左、右两个电极应处应在同一水平轴线上。 高压电极及接地电极的长度应不小于 1m，电极离地面高度不小于 4m。高压电极 支持绝缘子应装有均压罩，均压罩直径不宜过大，以不出现可见电晕为原则，接 地电极支持杆直径不大于 5cm。 图 1 垂直式结构棒—棒间隙 图 2 水平式结构棒—棒间隙 3.4 棒—棒间隙的接地 棒—棒间隙接地电极应在就近良好接地，间隙周围的接地体及带电体与电极 的距离应大于 5m。 4 直流高电压的测量 4.1 当直流电压有脉动分量时，棒—棒间隙所测得的是直流电压的峰值。 4.2 在测量直流电压时，为了限制过电压及电流，一般串有保护电阻。 保护电阻值，既要足以限制电流，又要防止充电电流在电阻上的压降引起测量误 差，阻值一般在数百千欧至数兆欧之间。 4.3 间隙距离的测量应保证其测量误差小于 0.5%。 4.4 在标准大气条件下，棒—棒间隙的间隙距离与平均放电电压的关系如下 U d 0 = 2 0534 + . (1) 式中 U0——标准大气候条件下的平均放电电压，kV； d——间隙长度，mm。 4.5 直流放电电压的测量。将间隙距离固定，测量间隙距离，然后逐渐升高电压， 直到放电为止。在 75%预计放电电压值以下时，升压速度可稍快，当电压升至 75% 预计放电电压时，应缓慢升压，从 75%～100%放电电压的升压时间约为 1min。 从第一次放电即开始记录放电电压，放电后电压退至零位，再次升压，重复 10 次放电，取其平均值并校正到标准大气条件，即为该间隙距离下的平均放电电压。 4.6 棒—棒间隙可以作为直流电压测量的标准参考装置，间隙必须放电，才能测 出电压，使用很不方便。通常的方法是用棒—棒间隙对直流电压测量系统进行校 核，求出校正曲线，其校核方法如下。 图 3 直流分压器的校核 S—棒—棒间隙；G—直流电压发生器；R—保护电阻；D—直流分压器 4.6.1 直流分压器的校核。利用棒—棒间隙校核直流分压器的接线如图 3 所示。 固定间隙距离，按 4.6 条的步骤加压，记录分压器所测得的电压值(10 次放 电的平值)。按式(1)计算出该间隙距离下的放电电压值，并按 5.2 条修正到试验时 大气条件下的放电电压值。改变间隙距离，重复上述步骤。得出分压器测得的电 压值与放电电压的关系，从而求出校正曲线。间隙距离的选择应使对应的放电电 压在分压器额定电压值的 30%～90%的范围内。 4.6.2 直流分压器原边电压表标定或校核。利用棒—棒间隙可对直流发生器奈边 电压表进行标定或校核。 固定间隙距离，按 3.6 条的步骤加压，记录原边电压表读数值(10 次放电的 平值)。按式(1)计算出该间隙距离下的放电电压值，并按 5.2 条修正到试验时大气 条件下的放电电压值。改变间隙距离，重复上述步骤。得出原边电压与放电电压 之间的关系曲线，得出原边电压表相应的刻度因数。间隙距离的选择应使对应的 放电电压在直流电压发生器额定输出电压值的 30%～100%的范围内。 4.6.3 上述校核方法也可采用加以恒定电压，将棒—棒间隙距离由大到小逐渐减 小，直到放电，然后测量放电时的间隙距离。根据式(1)求出放电电压，并根据 5.2 条修正到试验时大气条件下的放电电压值，由此校核直流分压器或原边电电 压表的刻度因数。 4.7 用棒—棒间隙测量直流高电压的不确定度不大于 3%。 5 大气条件的影响 5.1 标准大气条件 标准大气条件是：温度 t0=20℃，压力 b0=101.3kPa(1013mbar)，湿度 h0=11g/m3 。 5.2 空气密度和湿度的校正因数 式(1)只适用于标准大气条件，当大气条件与标准情况不同时，由式(1)所得 出的放电电压值应进行校正，应将此放电电压值乘以校正因数。 利用校正因数，可以将实际测得的放电电压数值换算到标准大气条件下的放 电电压值，也可将标准大气条件下的放电电压值换算到试验条件下的放电电压 值。