絕緣試驗

電氣設備在運行期間，始終處於各種外界因素作用的影響下，其性能也會不斷地發生變化，這些外界因素主要包括外部電場、環境、高壓、腐蝕度與機械等，電力設備在這些不利因素的影響下，較容易出現不可預知的故障，嚴重的還會導致電力運行中斷。故電力系統中高壓電氣設備投運前應當在事先對其進行絕緣試驗，以保障電力系統的安全穩定運行。

基本介紹

• 中文名：絕緣試驗
• 外文名：insulation test
• 目的：保障安全

簡介

檢驗絕緣材料或電工設備絕緣結構的介電強度（見介質擊穿）的試驗。絕緣是指利用絕緣材料和構件將電位不等的導體分開，使其沒有電連線以保持不同的電位，從而保證帶電部件能夠正常工作。電工設備的絕緣部分稱為絕緣結構、絕緣體或絕緣設備，通常簡稱為絕緣。絕緣體在實際套用中，不僅起絕緣作用，還常常要起支撐物的作用。絕緣體不僅受電場作用，還有機械應力作用。此外，絕緣體所處的環境是多種多樣的，有的曝露於大氣中，遭受日曬雨淋及嚴冬酷暑等自然因素的侵襲；有的密閉於設備之中，處在遠高於常溫的溫度下或非大氣的介質之中。所以，從廣義來說，絕緣試驗應不僅檢驗電性能，還須檢驗機械性能、熱穩定性能和化學穩定性能等。

造成絕緣特性劣化的因素很多，性能變化的機理很複雜，從非破壞性試驗測得的某一方面參數來作全面判斷是比較難的。尤其絕緣設備的電壓在提高，容量在增大，內部所用材料在不斷更新變化。有些過去行之有效的方法，在新設備、新材料、新條件下使用起來，就不一定還有效。為了確知設備的可靠運行和保證系統的安全供電，絕緣特性試驗方法的研究，是急待開展的課題。不僅要探索新的能反映絕緣設備狀況的電物理參量，還要從定期停電檢測逐步走向線上自動檢測。

絕緣試驗的種類

按照對設備的影響程度劃分

按照試驗過程中電壓的高低，絕緣試驗又分為絕緣特性試驗與絕緣耐壓試驗。前者並不會損害電氣設備中的絕緣體，所以也被稱之為非破壞性試驗，非破壞性試驗是絕緣試驗中常用的方法，該種方法指的是在低壓和非腐蝕性的狀態下，通過試驗判斷電氣設備內部絕緣是否良好，主要包括絕緣電阻試驗、介質損耗正切tan 試驗等相關試驗。絕緣耐壓試驗電壓較高，對絕緣體內部是否存在缺陷判斷更靈敏。但由於其有可能會損害電氣設備的絕緣性能，因此，也被稱之為破壞性試驗。該試驗方法的基本原理，是考察電氣設備在高於其規定電壓狀態下設備的電壓耐受能力與抗壓能力。在試驗過程中，電力設備的絕緣性能可能會受到某種程度的破壞，但這並不影響電氣設備的正常運行，破壞性試驗主要包括雷擊耐壓試驗和交流、直流耐壓絕緣試驗等。

按照被試設備是否停電的方式劃分

設備在停電的情況下實施診斷和檢測，可以採用上文提到的非破壞性試驗和耐壓交流試驗，且只有在完成非破壞性試驗之後才能夠實施破壞性試驗。該種方法具有一定的不確定性，只能反映出電氣設備試驗周期節點的絕緣狀況，不能連續的反映設備的絕緣狀態。設備在帶電的情況下實施診斷和檢測，具體指的是在帶電的狀態下對電氣設備進行檢測，該種方法的優勢在於能夠直接和連續的反映電氣設備在試驗時的狀態，所獲得的試驗數據客觀可靠，能夠為後期的處理提供重要參考。

高壓電氣設備的絕緣試驗

隨著經濟社會的不斷發展，人類社會對於電力的需求越來越高，電力基礎設施建設的規模也逐漸擴大，然而在部分地區大面積停電的現象也時有發生，給當地經濟社會發展造成了不可估量的損失。因為電力設備長期不間斷運行，在高電壓的影響下，其絕緣性能必然會出現下降，最終有可能造成絕緣故障，給電力系統的正常運行造成極大的損害。

電氣設備絕緣試驗的重要作用

電氣設備在運行期間，始終處於各種外界因素作用的影響下，其性能也會不斷地發生變化，這些外界因素主要包括外部電場、環境、高壓、腐蝕度與機械等，電力設備在這些不利因素的影響下，較容易出現不可預知的故障，嚴重的還會導致電力運行中斷。故電力系統中高壓電氣設備投運前應當在事先對其進行絕緣試驗，以保障電力系統的安全穩定運行。因此，為了確保高壓電氣設備的良好絕緣和電力系統的穩定安全運行，對電氣設備進行絕緣試驗是十分有必要的。

常用的絕緣試驗方法

1、直流耐壓試驗

直流耐壓試驗試驗電壓較高，能可靠反映出被試設備的絕緣缺陷，但它的紋波係數較一般試驗要高，且電壓降分布不均勻，所以其穩定性不甚理想。近些年來，我國的電力工作中已經不經常使用這一方法實施絕緣試驗了，一般只在精度要求不高的設備試驗中使用。

2、介質損耗正切角試驗

相關研究表明，高壓電氣設備運行過程中出現的絕緣缺陷與介質損耗角存在著密切的關聯性，且使用體積越大該介質損耗角越多。在高壓電氣設備中，介質損耗角的大小能夠準確的反映出絕緣材料的損耗狀態，因此，利用介質損失角試驗，能夠將絕緣體、系統運行的相關情況充分反映出來，為發現和處理相關問題提供重要參考。

3、絕緣電阻試驗

在一般情況下，絕緣電阻試驗是將一固定數值的直流電壓值輸出，然後，檢測其對地或對其他部分的泄漏電流大小，對其加壓1min後，獲得的度數即是絕緣電阻值。絕緣電阻試驗中，最為核心的一環即是吸收比測驗，它可以將電氣設備中絕緣體損害程度與返潮問題及時反映出來。通常情況下，設備在常溫狀態下的絕緣電阻合格且吸收比在1.3以內，方可任務設備的絕緣合格。

4、諧振耐壓試驗

諧振耐壓試驗是一種較新型的試驗方法，當被試設備電壓等級越高，所需的試驗電壓等級就越高，一般來說，超過110kV電壓等級的被試設備所需的試驗電壓，傳統試驗變壓器是無法提供的，必須使用諧振的方法以獲得更高的試驗電壓。利用電壓諧振的方法，試驗變壓器不需要太大的容量，就可以獲得較高的試驗電壓以可靠的檢測出絕緣缺陷與機械損傷。但是該種方法也存在一些弊端，那就是在試驗的過程中，需要用到高壓電容或電抗器，現場不容易操作。

高壓電氣設備絕緣試驗新技術

如今，對於高壓電氣設備的絕緣試驗方法有很多，紅外線診斷技術是眾多新技術中的一種，該技術利用紅外線來診斷高壓電氣設備的絕緣性能，可以在不需要取樣和接觸設備的條件下就可以完成，不會對設備造成損害，操作起來簡單易行，得到了較為廣泛的套用。

1、高壓電氣設備內部導電迴路故障的診斷

高壓電氣設備內部的導電迴路接觸不良，接觸電阻增大而出現過熱，通過掃描記錄設備表面的紅外熱像，可以分辨設備內部導流迴路有無接觸不良故障及內部連線故障的具體位置，且可以根據設備表面溫升值的大小定量，判定內部迴路連線故障的嚴重程度。針對溫度明顯超過標準的電氣設備，可以通過設備溫度超標的幅度、設備負荷的大小、設備的重要程度與設備能夠承受的機械應力大小對設備缺陷性質進行確定，針對那些處於小負荷下升溫明顯超標的設備要密切關注，因為如果負荷繼續增加，溫度異常的設備的溫度必然會繼續升高，很有可能造成設備出現故障。

2、高壓電氣設備內部絕緣故障的診斷

內部發熱故障可以通過設備外部表現出來，可以利用紅外線技術對之進行診斷。如由於高壓電氣設備內部密封性不良，或者由於進水受潮、絕緣老化、介質損耗變大等原因，致使電氣設備內部的絕緣性能出現下降，嚴重的還會產生局部放電或者擊穿的問題。具體表現是溫度呈現出上高下低的熱場分布，其溫度明顯超過了設備在正常運行狀態下的溫度，且在局部出現放電的情況下還會伴隨著局部發熱的現象；在對負荷進行調整的情況下，外部紅外熱相沒有出現明顯的變化，即可判定高壓電氣設備內部出現了絕緣方面的問題，需要進一步查驗。

綜上所述，為確保電力系統的安全穩定運行，對其進行絕緣耐壓試驗是一種非常必要的手段，可以有效預防電力事故的發生。在對高壓電氣設備進行絕緣試驗的過程中，應當不斷創新相關方面的技術，利用先進的技術增強試驗的效果，為保障電力系統的有效運行提供堅實保障。

高壓電氣絕緣試驗中常見的問題

現代電氣設備的套用和發展，極大地促進了我國城市現代化建設的進一步發展。同時，電氣設備在現代社會各個行業、領域的套用也越來越深入、廣泛，加強電氣設備尤其是高壓設備的絕緣性能，保障電氣設備和電力系統安全、穩定的運行狀態，對於促進我國電力系統良性的可持續發展意義重大。但在高壓電氣絕緣試驗工作實施過程中，仍存在著一定的問題和不足，無法達到現代社會的實際發展要求。因此，從高壓電氣絕緣試驗工作現狀入手，結合其問題分析，對問題決策措施進行探討，具有重要的現實意義。

高壓電氣絕緣試驗工作現狀分析

高壓電氣試驗具體是指驗證電氣設備絕緣性能優劣的專業性試驗，主要試驗對象有設備開關、變壓器、互感器以及避雷器等，是現代電氣設備安全運行的重要保障。由於高壓設備運行環境的特殊性影響，如設備絕緣性能存在缺陷，就可能導致電擊擊穿問題，進而引發嚴重的系統癱瘓事故。高壓電氣絕緣試驗是一項系統、複雜的工作，在其試驗進行過程中，客觀存在著眾多的質量影響因素，想要提高高壓電氣絕緣試驗工作的科學性和有效性，就要對整個試驗流程進行規範，嚴格落實各項試驗標準要求的同時，逐一排除試驗過程中的各類問題，綜合性提高高壓電氣絕緣試驗工作質量。

高壓電氣絕緣試驗常見問題分析

1、濾波器接地開關問題分析

在高壓電氣試驗過程中，針對耦合電容器進行試驗檢測時，也可能出現開關方面的問題，影響試驗結果準確性，通常情況下，耦合電容器相關設備接地為頂部接地，在實際測量過程中，使用反接禁止的方法對其C1介質損耗進行測量和確定。從操作實踐的角度分析，測量裝置對應的禁止段子多與C2下端部位連線。由於這種接法並不能實現對C2的完全螢幕蔽，故而會出現介質損耗檢測異常的問題。因此，在耦合電容器介質損耗試驗測量時，應優先打開與聯合濾波器的接地開關。

2、設備接地不良問題分析

對於高壓電氣試驗來說，設備接地不良是一種較為普遍和常見的問題，鑒於高壓電氣試驗的試驗方法的特殊性，這一問題可能導致十分嚴重的不良後果，需引起相關工作人員的重視和關注。從試驗實施的角度分析，設備接地不良多發生於電容性設備中，具體包括電壓互感器、耦合電容器等。設備接地不良可以單理解為在設備上串聯一個電阻極大的電阻，此時設備運行會受到全方面的影響和干擾，其中增大介質損耗，是最直接和主要的影響表現。從電氣試驗的角度分析，假定電容量為C，其對應的截止損耗因數為tg，則串聯電阻後的關係可表示為 tg=ωCR。由此可得，在高壓電氣試驗過程中出現設備接地不良問題，會直接導致試驗介質指標超標問題，進而影響試驗結構的科學性和準確性。

3、絕緣帶相關問題分析

如在高壓電氣試驗進行過程中，引線附近存在絕緣帶，也可能對試驗最終結果的準確性造成影響。這主要是由於絕緣帶相應提高了檢測目標的電阻、降低檢測通過電流導致的。從另一個角度分析，絕緣帶的存在對於整個實驗的實施，均具有其相應的影響。

常見高壓絕緣耐壓試驗分析

1、工頻交流耐壓試驗分析

工頻交流耐壓試驗具體是指在目標電氣設備中施加數倍於其額定電壓的工頻試驗電壓，考核電氣設備絕緣性能的試驗方法，一般來說，工頻交流耐壓試驗耐壓時間以1min為標準。工頻交流耐壓在廠家型式、電力行業交接、以及出場試驗等方面，都有著普遍且重要的套用。普通工頻交流耐壓試驗以設備絕緣強度和設備集中性缺陷檢測為主要目標，隨著科學技術不斷發展，其逐漸擴展了現場試驗檢測功能，並在電氣試驗領域得到了較大範圍的普及。

2、直流耐壓試驗分析

直流耐壓試驗具體是指使用交流電流整流處理後的直流電流，完成電氣設備絕緣性能檢測的試驗方式。與工頻交流耐壓試驗相比，直流耐壓試驗施加的電壓相對較低，主要通過泄漏電流的實時檢測，判斷設備的絕緣性能好壞。另一方面，直流耐壓試驗過程中，其會對絕緣體內部放電過程產生一定的抑制作用，有效避免了過度的絕緣發熱問題，是一種具有非破壞性試驗特徵的耐壓試驗方式。