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，是評價絕緣手套絕緣性能好壞的一項重要指標(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行電氣試驗，而工頻耐壓試驗中產(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是否通過的標(biāo)準(zhǔn)之一。對被測絕緣手套工頻耐壓試驗中的泄漏電流數(shù)值的不確定度進行評估，能更好的對絕緣手套的電氣可靠性進行分析和控制[1]。

1 絕緣手套電氣性能分析

絕緣手套是個體防護裝備中絕緣防護的重要組成部分，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，有足夠的絕緣強度和機械性能，在每次使用前都要對絕緣手套進行外觀檢查，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方法

（1）試驗環(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）試驗步驟。測量前，先對絕緣手套外觀進行檢查。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。試驗接線方式見圖1。

圖1 絕緣手套泄漏電流試驗接線圖

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 絕緣手套試驗項目、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：絕緣手套耐壓試驗裝置最大允許誤差引入的不確定度分量。

隨機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)隨機變化，因此，在分析隨機變量時，在重復(fù)條件下的獨立試驗所要的測定值，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。

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

表2 泄漏電流試驗數(shù)據(jù)

單次測量的標(biāo)準(zhǔn)偏差：

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

（3）試驗裝置分辨率引入的不確定度分量u(x3)：

由于試驗過程按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件進行，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 擴展不確定度

取包含因子k=2，于是擴展不確定度為：

6 不確定度報告

該絕緣手套工頻耐壓試驗的泄漏電流擴展不確定為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。