華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)直流高壓發(fā)生器的廠(chǎng)家，本公司生產(chǎn)的直流高壓發(fā)生器在行業(yè)內都廣受好評，以打造最具權威的“直流高壓發(fā)生器“高壓設備供應商而努力。

  高壓試驗是電力設備交接和預防性試驗的重要試驗項目，它包括測量泄漏電流和直流耐壓試驗。我國最新的電力行業(yè)標準《電力設備預防性試驗規程》(DC/T596- 1996)中對直流高壓試驗的電極性有明確的規定：“在進(jìn)行直流高壓試驗時(shí)，應采用負極接線(xiàn)”。對于直流高壓試驗中電壓極性問(wèn)題，也是直流高壓試驗研究者共同關(guān)心的問(wèn)題，鑒于此，本論文試圖對高壓試驗中電壓的極性展開(kāi)研究，以期為高壓試驗的工程應用提供可供借鑒的方法與經(jīng)驗。

一、高壓試驗中電壓極性的研究依據

  目前我國和世界上多數工業(yè)發(fā)達國家都具有2250KV的試驗變壓器，個(gè)別國家的試驗變壓器的電壓已達到3000KV。而對于直流高壓試驗的電壓極性的研究，其基本理論依據是什么？適用范圍多大？對于這些問(wèn)題，本文作者根據多年的研究結果提出用電滲現象來(lái)解釋。什么是電滲現象？這是F.羅伊斯在1809年觀(guān)察到的，當時(shí)他把兩個(gè)直立的玻璃筒插入一堆濕黏土中。然后,在玻璃筒中注滿(mǎn)水,并插入金屬電極。當加上電勢時(shí)，負極處的水面升高,正極處的水面卻降低,而且在正極處還吸上了一些懸浮的黏土。這種在外加電場(chǎng)作用下，液體通過(guò)多孔固體的運動(dòng)現象，稱(chēng)為電滲，是膠體常見(jiàn)的電動(dòng)現象之一。電滲現象的產(chǎn)生是由于多孔固體在與液體接觸的交界面處，因吸附離子或本身的電離而帶電荷，液體則帶相反電荷。在外加電場(chǎng)作用下，液體對固體就發(fā)生相對移動(dòng)。在羅伊斯的觀(guān)察中，由于電勢為負極性時(shí)水面升高,故可判定水是帶正電的，相反，黏土粒子是帶負電的。

高壓試驗中存在的電滲現象也可以通過(guò)簡(jiǎn)單的電滲裝置進(jìn)行模擬。先將一根銅線(xiàn)在素燒瓷筒外面環(huán)繞幾圈作為外電極，瓷筒里面灌注蒸餾水，然后插入銅線(xiàn)作內電極，再往瓷筒兩電極間施加300～400V的直流電源，就會(huì )發(fā)現如下現象：如將外電極接通電源負極，內電極接通電源正極，便可以看到水從素燒瓷筒內往外滲出；若借助電極性變換開(kāi)關(guān)，反過(guò)來(lái)改變電源的電壓極性，就會(huì )發(fā)現瓷筒里面的水不但停止滲出，而且連瓷筒表面的水也向瓷筒內滲入。上述實(shí)驗現象表明：在不同極性電壓作用下，水能通過(guò)多孔固體（如黏土、素燒瓷筒、油浸紙等）向不同方向運動(dòng)。這種現象也就是所謂的電滲現象，這也就是解釋為什么測量泄漏電流要用負極性電壓作為研究的理論基礎。

二、直流高壓試驗的電壓極性試驗分析

  高壓電流的運行流量數據值對比表明，電纜線(xiàn)或變壓器等油浸式電力設備的絕緣材料，其受潮通常是從外皮或外殼附近開(kāi)始的。我們可以根據電滲現象原理來(lái)對此進(jìn)行解釋?zhuān)娎|線(xiàn)或變壓器絕緣材料中的水分在電場(chǎng)作用下帶正電，當電纜芯或變壓器繞組施加正極性電壓時(shí)，絕緣材料中的水分被其排斥而滲向外皮或外殼，使其水分含量相對減小，繼而導致泄漏電流減??；電纜芯或變壓器繞組施加負極性電壓時(shí)，絕緣中的水分被其吸引而滲過(guò)絕緣材料向電纜芯或變壓器繞組移動(dòng)，使其絕緣材料中的高場(chǎng)強區的水分相對增大。我們通過(guò)分析可以得出如下結論：

（一）直流高壓試驗中電壓極性對新的電纜和變壓器泄漏電流的測量結果無(wú)影響。因為新電纜和變壓器的絕緣基本沒(méi)有受潮，所含的水分甚微，在電場(chǎng)作用下，電滲現象很弱，故而在正、負極性試驗電壓下的泄漏電流會(huì )相同。

（二）直流高壓試驗中電壓極性對舊電纜和變壓器泄漏電流的測量結果有明顯的影響，這是電滲現象所致。絕緣油紙受潮越嚴重，-dc與+dc的差別越顯著(zhù),所以采用負極性試驗電壓進(jìn)行泄漏電流量測算較為嚴格，也更易于發(fā)現電力設備中絕緣油紙存在的絕緣方面的缺陷。應當指出，對某些電力設備，如110KV及以上的少油斷路器，由于其本身的泄漏電流值較?。?lt;10MA），且電滲現象不明顯，當直流高壓試驗引線(xiàn)的電暈電流不可忽視時(shí)，以采用正極性直流試驗電壓為宜。這是因為直流高壓試驗施加正極性電壓時(shí)，引線(xiàn)的起始電暈電壓比負極性為高。高壓引線(xiàn)對地電場(chǎng)可用典型的棒板電極等效，實(shí)測棒—板電極的起始電暈電壓U0，負極性和正極性分別為2.25KV和4KV，即U-0<U+0。這是由于棒極附近正空間電荷的影響。正空間電荷使緊貼正棒附近的電場(chǎng)減弱，而使負棒附近的電場(chǎng)增強。

  由此導致外加的直流高壓試驗的電壓極性不同時(shí)，高壓引線(xiàn)的電暈電流是不同的。表一列出了在不同極性試驗電壓下，高壓引線(xiàn)電暈電流的測量結果。由表可見(jiàn)，40KV下的電暈電流負極性較正極性高出50%-80%，這對泄漏電流較小的電力設備泄漏電流測量結果將有舉足輕重的影響，有時(shí)甚至導致出現負值現象。同時(shí)，可以得到結論:加40KV負極試驗電壓時(shí),線(xiàn)端為刷狀的空載泄漏電流比在同樣電壓下測得的少油斷路器的泄漏電流還要大。產(chǎn)生這種現象的原因是高壓試驗中引線(xiàn)部分的電極不同所致，特別是引線(xiàn)端頭電暈電流影響。

  電力設備的高壓試驗是一項高技術(shù)復雜工程，它涉及管理模式、評估技術(shù)、監測技術(shù)、診斷技術(shù)、經(jīng)濟分析、人員素質(zhì)等多個(gè)方面，同時(shí)，由于高壓試驗工作環(huán)境的非凡性，這就要求參試人員增強對電氣試驗的熟悉程度，提高試驗技術(shù)水平，克服各種主客觀(guān)因素帶來(lái)的影響，從各種角度理解高壓試驗的中必須解決的測量泄漏電流和直流耐壓試驗的問(wèn)題。