用于测量直流高电压的棒—棒间隙.doc

中华人民共和国电力行业标准 DL 41691 用于测量直流高电压的棒棒间隙 中华人民共和国能源部1991-12-02批准 1992-04-01实施 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 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t020℃，压力b0101.3kPa1013mbar，湿度h011g/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。 放电电压正比于大气修正系数K，即 UKU0 2 式中 U试验时大气条件下的放电电压； U0标准大气条件下的放电电压。 大气修正系数为空气密度修正系数K1与湿度修正系数K2的乘积，即 KK1K2 3 对于棒棒间隙测量直流电压的实际使用范围，空气密度修正系数与相对空气密度δ的关系为 K1 δ 4 5 式中 t、t0试验时的环境温度及标准大气条件下的温度，℃； b、b0试验时的大气压力及标准大气条件下的大气压力，kPa或mbar，两者取相同单位。 对于棒棒间隙测量直流电压的实际使用范围，湿度校正系数为 6 式中 h绝对湿度，mg/m3。 _________________________ 附加说明 本标准由能源部高电压试验技术标准化委员会提出并归口。 本标准由能源部武汉高压研究所起草。 本标准起草人朱同春。