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關(guān)于一種絕緣電阻測(cè)試方法的探討

1測(cè)試方法的原理

以TN—S系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)的負(fù)荷側(cè)PE線與N線在電 源(變壓器處)側(cè)做了可靠的接地，自此負(fù)荷側(cè)N線與PE 線嚴(yán)格分離；所有總配電箱饋線的N線通過N線母排進(jìn)行 壓接，末端設(shè)備及線路N線通過分配電箱的N線母排全部 連接在一起；自進(jìn)線開關(guān)以下，開關(guān)元器件都處于閉合狀 態(tài)，所有相線通過末端設(shè)備與所測(cè)N線形成通路；由此測(cè) 試總配電箱進(jìn)線N線與N線母排的絕緣電阻即等同于測(cè)試 所有用電設(shè)備及帶電導(dǎo)體對(duì)地絕緣電阻。

該測(cè)試方法用于驗(yàn)收階段的低壓末端回路線路的絕 緣電阻檢測(cè)。測(cè)試前先將總配電箱以下的所有配電箱開關(guān) 元器件合閘，即進(jìn)線開關(guān)(不含)以下至末端設(shè)備的線纜 處于通路。然后將總配電箱的進(jìn)線N線與總配電箱N排分 離。測(cè)試時(shí)，在總配電箱內(nèi)將進(jìn)線開關(guān)以下的帶電導(dǎo)體 (相線)全部短接。利用絕緣搖表測(cè)試總配電箱進(jìn)線N線 與總配電箱內(nèi)N線母排的絕緣電阻。斷路器QACl全部處 于斷開狀態(tài)，QAC2全部處于合位(見圖1)。

2測(cè)試過程影響因素分析

2．1測(cè)試電阻電路特性分析

對(duì)于燈具，本法測(cè)得絕緣阻值實(shí)際為總配電箱以下 所有的帶電導(dǎo)體及用電設(shè)備并聯(lián)后的對(duì)地絕緣阻值，測(cè) 試方法電氣原理圖見圖2。

則所測(cè)得絕緣電阻值理論計(jì)算式應(yīng)為：

測(cè)得電阻值R小于任何一個(gè)并聯(lián)回路的絕緣阻值。 ji端情況下，如果R1、R2及Rn阻值接近，則R=R₁／n，末 端回路數(shù)及并聯(lián)設(shè)備數(shù)越多(n足夠大)，則R就會(huì)越小，則對(duì)于末端回路足夠多的回路顯然很難保證測(cè)試結(jié)果大 于0．5MΩ。

2．2對(duì)地電容變化的電路特性分析

絕緣測(cè)試前期為典型的一階電路的零狀態(tài)響應(yīng)電路， 電路模型見圖3?？傠娮铻橄嗑€與N線直流電阻之和。整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)地電容則為單根相線對(duì)地電容2nC。結(jié)合電路模型各參數(shù)關(guān)系，可得時(shí)間常數(shù)：

式中：Rph‘一單回路相線電阻，即Rph/ n；Rn’一N 單回路N線電阻，即Rn／n。

線路電容吸收(釋放)的能量約為：

式中：r一測(cè)試電源內(nèi)阻(極小忽略)；Rph一各回路相 線并聯(lián)后的直流電阻；Rn一各回路N線并聯(lián)后的直流電 阻；c一線路對(duì)地電容；R一所測(cè)正常電路的絕緣電阻(視為無窮大，測(cè)試前期視為開路)。

時(shí)間常數(shù)增至4倍，即測(cè)試時(shí)絕緣阻值穩(wěn)定時(shí)間增至 4倍(同樣測(cè)試結(jié)束后對(duì)地放電時(shí)間也增至4倍)，試驗(yàn)完 成后系統(tǒng)電容吸收(釋放)的能量為單回路試驗(yàn)的2n倍。 由此測(cè)試時(shí)間必須保證是傳統(tǒng)測(cè)試時(shí)間的4倍才能得到可 靠試驗(yàn)數(shù)據(jù)；同樣試驗(yàn)放電時(shí)間相應(yīng)也大大增長(zhǎng)，在放電 前對(duì)接觸者的危險(xiǎn)性也因此增大。另外測(cè)試后系統(tǒng)積蓄的 總能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單回路測(cè)試的情況，則放電操作前對(duì)人員 的觸電危險(xiǎn)性大大增加。

2．3各類電氣設(shè)備對(duì)絕緣電阻測(cè)試的影響

規(guī)范GB 7000.1一2015中表示，不同種類的燈具采用絕緣電阻測(cè)試的電壓不同，其中I類非SELV燈具絕緣電阻 測(cè)試電壓應(yīng)為500V，而SELV燈具絕緣電阻測(cè)試電壓為100V。對(duì)于Ⅱ類燈具，規(guī)范明確要求不得對(duì)燈具的帶電部件和殼體之間的絕緣電阻進(jìn)行試驗(yàn)。而且不同種類的燈具及線纜絕緣電阻值標(biāo)準(zhǔn)合格值也不同(見表1)。由此 該絕緣電阻測(cè)試方法不能檢測(cè)照明燈具絕緣是否合格，而且對(duì)于SELV及Ⅱ類燈具在試驗(yàn)前應(yīng)與系統(tǒng)脫離以避免被擊 穿。但是對(duì)于非SELV及Ⅱ類照明燈具，由于其絕緣試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)值高于線路，而且試驗(yàn)電壓可以采用500V，從單個(gè)燈具分析，其阻值不影響配電線路絕緣電阻試驗(yàn)。現(xiàn)場(chǎng)抽 測(cè)建筑中各類型照明燈具，其單個(gè)燈具對(duì)地絕緣電阻基 本分布在2MΩ～4MΩ。結(jié)合圖2的電路特性分析，并聯(lián)燈具數(shù)量越多則并聯(lián)的絕緣電阻勢(shì)必大大降低，對(duì)于燈具數(shù)量多且單燈絕緣電阻小的很難達(dá)到0.5MΩ的驗(yàn)收要求。

根據(jù)GB 50303—2015中要求“成套配電箱內(nèi)線路的線 間和線對(duì)地間絕緣電阻值，饋電線路不應(yīng)小于0.5MΩ，二 次回路不應(yīng)小于1MΩ“?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量饋電線路及二次回路的絕緣電阻zui低約為4MΩ，而且二次回路中存在大量耐壓水平低的控制元器件，如統(tǒng)一采用高電壓(如DC1000V)進(jìn)行測(cè)試，被擊穿風(fēng)險(xiǎn)很高。

根據(jù)SPD的電阻特性，當(dāng)加SPD的直流電壓(如測(cè)試電壓)超過SPD的最大持續(xù)運(yùn)行電壓Uc時(shí)，其傳輸特性會(huì)大幅度降低，漏電流級(jí)數(shù)會(huì)大幅增加。一般低壓配電系統(tǒng)的SPD的最大持續(xù)運(yùn)行電壓Uc為AC420V。按照規(guī)范要求及廠家的相關(guān)資料要求SPD直流試驗(yàn)電壓為DC500V， 超過此值線路的漏電電流會(huì)大幅增加。

2．4利用泄露電流進(jìn)行再分析

絕緣測(cè)試的原理實(shí)質(zhì)為施加直流電壓以測(cè)試泄漏電流值，利用歐姆定律計(jì)算絕緣電阻值，如下式所 示：R=U_c1／I_R，(其中R-測(cè)得絕緣電阻值，MΩ，U_c1一測(cè)試電壓，按500V計(jì)算；I_R一測(cè)試時(shí)線路的泄露電流，mA)。

此方案將總配電箱以下所有相導(dǎo)體并聯(lián)在一起，大大增加了所測(cè)線纜的總量，由此線路的正常泄露電流也相應(yīng)地大大增加。電線正常泄露電流參考值見表2，假設(shè)該配電箱以下均采用BV4的布線系統(tǒng)，帶電導(dǎo)體總量如超過2km，則布線系統(tǒng)的絕緣電阻即小于0.5MΩ。

3注意措施

(1)測(cè)試前，需要將總配電箱進(jìn)線電纜斷電并使 進(jìn)線斷路器分閘，同時(shí)將進(jìn)線的N線拆離N排，保持進(jìn) 線N線與其他帶電導(dǎo)體的絕緣良好；然后將N排與斷路器 QAC2下口所有相線進(jìn)行臨時(shí)短接，以最大限度降低測(cè)試時(shí)各帶電導(dǎo)體之間的電位差。

(2)測(cè)試前必須核實(shí)負(fù)荷側(cè)所有用電設(shè)備的絕緣電阻測(cè)試電壓是否合理，對(duì)于測(cè)試電壓偏小的元器件必須提前拆除或者將其與主回路的隔離器件斷開后方可測(cè)試，如 SPD、電子元器件、配電箱(柜)內(nèi)二次控制回路等。

(3)考慮到電容變化使得時(shí)間常數(shù)增大的影響， 必須保證足夠的測(cè)量時(shí)間(同樣的放電時(shí)間也應(yīng)相應(yīng)的 增加)，測(cè)試電壓不能chao過所有設(shè)備的要求值。必須核驗(yàn)所有設(shè)備的測(cè)試電壓，測(cè)試電壓不一致的須拆除后再行測(cè)試絕緣試驗(yàn)，測(cè)試電壓宜統(tǒng)一采用DC500V，以保 證測(cè)試的安全性。測(cè)試完成后采用絕緣線對(duì)所測(cè)試的進(jìn)線開關(guān)以下系統(tǒng)進(jìn)行一次接地操作，以釋放測(cè)試時(shí)系統(tǒng)積蓄的能量。

(4)為避免系統(tǒng)接地形式或者電源處失地的影響， 測(cè)試時(shí)建議改為測(cè)試負(fù)荷側(cè)N線母排與PE母排的絕緣電阻值。

(5)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不能為0.5MΩ的固定量化標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)根據(jù)配電系統(tǒng)的復(fù)雜程度相對(duì)靈活確定。若采用該法所測(cè)的絕緣電阻等于零或者低于0.2MΩ時(shí)，則可判定該系統(tǒng)發(fā)生接地故障或者存在絕緣薄弱點(diǎn)的情況。

(6)應(yīng)制定嚴(yán)格的操作規(guī)程并采取有效措施確?？?進(jìn)線開關(guān)(QACl)不被誤合閘。以避免測(cè)試過程出現(xiàn)反擊及短路等事故。