絕緣手套泄漏電流的測量不確定度評定

羅燕紅

廣州廣電計(jì)量檢測股份有限公司 廣東廣州 510627

絕緣手套的工頻耐壓試驗(yàn)，是評價(jià)絕緣手套絕緣性能好壞的一項(xiàng)重要指標(biāo)，絕緣手套的絕緣性能好壞，直接影響著使用者的人身安全，對此，為確保絕緣手套的絕緣性能的好壞，需要定期定量的對絕緣手套進(jìn)行電氣試驗(yàn)，而工頻耐壓試驗(yàn)中產(chǎn)生的泄漏電流數(shù)據(jù)，是作為判斷該絕緣手套的電氣試驗(yàn)是否通過的標(biāo)準(zhǔn)之一。對被測絕緣手套工頻耐壓試驗(yàn)中的泄漏電流數(shù)值的不確定度進(jìn)行評估，能更好的對絕緣手套的電氣可靠性進(jìn)行分析和控制[1]。

1 絕緣手套電氣性能分析

絕緣手套是個體防護(hù)裝備中絕緣防護(hù)的重要組成部分，隨著電力工業(yè)的發(fā)展，越來越多的電力設(shè)備被投入使用，對人身安全也提出了更高的要求，因此，帶電作業(yè)用絕緣手套被廣泛的使用。絕緣手套是用絕緣性能良好的特種橡膠制成，有足夠的絕緣強(qiáng)度和機(jī)械性能，在每次使用前都要對絕緣手套進(jìn)行外觀檢查，看有無穿孔、損壞、電弧灼燒的痕跡等，以保證在使用前，絕緣手套的絕緣性。應(yīng)該注意的是，不能用防酸、防堿或醫(yī)用橡膠手套來代替絕緣手套使用。絕緣手套按電壓等級分為高壓和低壓絕緣手套，低壓絕緣手套不允許用于操作高壓設(shè)備。

2 絕緣手套工頻耐壓試驗(yàn)方法

（1）試驗(yàn)環(huán)境條件：溫度：（23±2）℃，濕度：（50±5）%RH，并在該環(huán)境中預(yù)置2h±0.5h。

（2）標(biāo)準(zhǔn)器具：絕緣手套耐壓試驗(yàn)裝置/ HVJYT-Ⅱ

測量范圍：（0～10）kV，最大允許誤差：±2%。

（3）被測樣品：高壓絕緣手套；生產(chǎn)廠家：天津雙安勞保橡膠公司生產(chǎn)。

（4）試驗(yàn)步驟。測量前，先對絕緣手套外觀進(jìn)行檢查。良好的絕緣手套應(yīng)質(zhì)地柔軟，內(nèi)外表面均應(yīng)平滑、完好無損，無劃痕、裂縫、折縫和孔洞。將絕緣手套置入于并浸在盛有相同自來水、內(nèi)外水平面高度相同的金屬器皿中，手套露出水面90mm，手套內(nèi)側(cè)的水形成一個電極，用鎖鏈或滑棒插入水中，手套外側(cè)的水形成另一個電極，直接連到電源的另一端[2-3]。水中應(yīng)無氣泡或氣隙并連接到電源的一端。水平面以上的手套暴露部分應(yīng)保持干燥。試驗(yàn)接線方式見圖1。

圖1 絕緣手套泄漏電流試驗(yàn)接線圖

按圖1連接好線后，對試品加以恒定速率的工頻電壓，升壓至表1中的規(guī)定值，保持1min，在此期間，絕緣手套不應(yīng)發(fā)生電氣擊穿，產(chǎn)生電弧的現(xiàn)象。待毫安表顯示穩(wěn)定后，讀取毫安表顯示的泄漏電流值，再緩慢將電壓降至零。

表1 絕緣手套試驗(yàn)項(xiàng)目、周期的要求

3 測量不確定度數(shù)學(xué)模型的建立

3.1 絕緣手套的泄漏電流示值x可以表示為：

y=x

x——為測得的絕緣手套的泄漏電流讀數(shù)。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源評定方法

經(jīng)分析，絕緣手套泄漏電流不確定度的主要來源有：a) 隨機(jī)變量的引入：絕緣手套生產(chǎn)工藝造成的材質(zhì)不均勻性；人為操作時對升壓速率的掌控不一致性；用來顯示泄漏電流值的毫安表本身的示值重復(fù)性；浸泡絕緣手套的介質(zhì)含雜質(zhì)程度的影響。d) 系統(tǒng)變量的引入：絕緣手套耐壓試驗(yàn)裝置最大允許誤差引入的不確定度分量。

隨機(jī)變量在不同的條件下呈現(xiàn)的數(shù)值是不一樣的，具有一定的隨機(jī)性和離散性，但這些值是落在某個具有一定概率的范圍內(nèi)的，被測定的取值可能在某一范圍內(nèi)隨機(jī)變化，因此，在分析隨機(jī)變量時，在重復(fù)條件下的獨(dú)立試驗(yàn)所要的測定值，通過所得標(biāo)準(zhǔn)偏差來判定它的綜合影響[4]。

（1）泄漏電流測隨機(jī)效應(yīng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(x1)，按A類不確定度評定。

隨機(jī)抽選試驗(yàn)樣品，分別對這些樣品進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)，記錄樣品泄漏電流數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)如表2：

表2 泄漏電流試驗(yàn)數(shù)據(jù)

單次測量的標(biāo)準(zhǔn)偏差：

(2)試驗(yàn)裝置引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(x2)，按B類不確定度評定。

（3）試驗(yàn)裝置分辨率引入的不確定度分量u(x3)：

由于試驗(yàn)過程按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件進(jìn)行，所以不再考慮環(huán)境溫濕度引入的分量影響。

4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

5 擴(kuò)展不確定度

取包含因子k=2，于是擴(kuò)展不確定度為：

6 不確定度報(bào)告

該絕緣手套工頻耐壓試驗(yàn)的泄漏電流擴(kuò)展不確定為U=0.24mA，它是由合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc=0.118mA乘以包含因子k=2得到的。

7 結(jié)語

本文提出了絕緣手套工頻耐壓試驗(yàn)的泄漏電流測量不確定度的評定方法，使絕緣手套泄漏電流的不確定度評定得到規(guī)范、統(tǒng)一，提高了絕緣手套泄漏電流測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和一致性，為操作者在使用絕緣手套開展帶電作業(yè)時提供保障。