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测电缆绝缘前为什么要先放电?

在电力系统中,10kV的配电线路一般有架空或埋地两种,架空的多数为裸导线,而埋地的都是电力电缆。

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而电力电缆不管是投入运行前测量绝缘电阻、或者是停电检修等,都应先对其放电,即采用放电棒将电缆接地。那么,为什么要对电力电缆放电呢?不放行不行?显然是不行的。


原因如下,我们以10kV电缆为例。电缆埋地敷设,与地面的距离非常近,甚至直接相贴,在正常运行时带有10kV的电压,而大地电压为零。大地和电缆都是导体,它们如同电容的两个极板,如下图所示。

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众所周知,电容器的电容值和极板间的距离有关,距离越小,电容值就越大,这也是为什么电容串联,等效电容变小的原因。如下图所示,两个平行板电容器串联,每个电容的极板间距离为d,两个电容串联,就相当于将极板间距离增大一倍,所以总电容变小为C/2。

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而所谓电容充电过程,其实就是两极板间的电压增大,两极板上分别有等量的异性电荷聚集;当电压为零时,电容充电也为零,极板上没有电荷聚集。反之电容放电是指电容极板间的电压在变小。也就是说,只要电容极板间存在电压,就表示该电容带电,存储有能量。


同理,高压电力电缆与大地看作电容的两个极板,它们之间的距离很小(相对于架空线路),所以电容值很大。电缆正常运行时,与大地间存在电压,显然,电缆与大地形成的电容被充电,如下图所示。

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当停电后,电缆与大地形成的电容不一定完全放电,即电缆的电压不一定为零,而是存在残压。这就好比电路中的电容器,你断电后去测电容器两端,可能仍然会存在较大的电压。在电缆存在残压的情况下,如果工作人员直接触摸,就会造成触电事故,很危险!

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所以,为了保证人身安全,电缆在测绝缘电阻前必须得对地放电,即使用放电棒对各相线路进行充分放电,如下图所示,以保证电缆对地电压为零。

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这就是电缆的电容效应,其实,电容效应无处不在,只要两导体间存在电压,都会产生电荷的聚集现象,也存在电容。例如架空线与大地之间其实也存在电容效应,只不过架空线与大地间的距离较大,所以其电容非常小,可以忽略不计。又如相线与相线之间、甚至二极管的阴极与阳极之间等,都存在电容效应。

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