弱电设备电气连接等耐受电压能力试验

王冬生（中国科学院　东方科学仪器进出口集团有限公司　北京五洲东方科技发展有限公司　上海分公司,上海　200040）

弱电设备电气连接等耐受电压能力试验

王冬生
（中国科学院东方科学仪器进出口集团有限公司北京五洲东方科技发展有限公司上海分公司,上海200040）

摘要：差模试验和共模试验是检验弱电设备电气连接等耐受电压能力主要的两种方式。差模试验主要的实验对象是两根相邻但存在区别的绝缘导线，把其中一根芯线接在地面上，另一根芯线接在高压端，两者共同承受差模高压。而共模试验则需要把芯线的一端接地，接在高压端的另一端，则需要在其外部绝缘层缠绕一些细导线，这种方式只用单根导线就能承受高压。文章针对这两种试验方法对弱电设备电气连接等耐受电压的能力进行分析，以期能够为同行带来一些启发。

关键词：保弱点设备;电器连接;耐受电压能力;试验

近几年来，电力系统发展迅速，进而出现了大量的变电站，而且其发展呈逐年递增的状态。电力系统在运行的时候，若是整个低压弱电系统受到电压波的影响，那么就会给电气设备留下安全隐患，而且也会对电气设备的连接带来一定的影响。若是雷电流或者工频短路电流进入到接地体的时候，就会导致接地电极不断升高，低压弱电系统以及二次系统等设备在此作用下就会产生反击。所以，为了使设备的安全得到全面的保障，就必须要对变电站低压弱电系统和二次系统的绝缘程度与电压能力进行确定，在避雷器、过电压保护和低压弱电系统的共同作用下，保证电力系统正常运行。

1　选定试品和试验方法

在差模和共模试验中，需要在不同电压条件下应用导线类试品。差模试验需要运用两根导线，这两根导线相邻而且都具有绝缘性，把其中的一根连接在接地体上，另一根连接在高压端上，差模高压就会同时作用在这两根芯线上。不同于差模试验，共模试验只需要运用一根导线，把这根导线连接在接地体上，再把细导线缠绕在绝缘层外部，然后将其和高压端连接，那么高压就只作用在一根导线上。开展差模试验，能够测量出电压波侵入设备连线的时间，而且还可以知道相间绝缘的实际强度；实施共模试验，则可以对地绝缘在电位升高时的实际强度进行测试。其次，实施差模试验还可以把变压器两段接入高压，最终可以知道变压器的实际绝缘情况。通过开展共模试验，可以对变压器外壳绝缘体的实际状况进行测试。再者，通过差模试验可以了解的一些状况，再进行具体实验之前，相关技术人员必须要把电源滤波器能够输入电流的一端接入导线后，再将其和高压端连接在一起，这种方式和变压器试验方式存在共通之处；在实施共模试验的时候，相关技术人员必须要把导线从电源滤波器外壳直接和地面相接，另一端则和高压端连接在一起。

在大多数状况下，试验中所用的继电器存在两对接点：一对是常开接点，另一对则是常闭接点。在具体实施差模试验的时侯，相关技术人员需要从中选择一对接点来展开试验。但是在技术人员在实际测量过程中还需要注意一个问题，那就是电压试验必须要在空气间隙中进行。而且技术人员还要对其电压进行充分了解，通过导线将外壳进行接地处理，而另外一端则需要和高压端连接在一起，那么此时就能够对继电器外壳放电电压进行测量。

技术人员在进行环氧板试验的时候，首先就必须对电极长度进行确定，可以把电极长度分为三部分，分别是一厘米、一点五厘米和两厘米，而且还需要对这三段的电压进行测量。在实际试验过程中，电压幅值不高，而且分散性特点不明显，所以，在每次试验过程中都必须使用新的导线试品，以免在试验过程中出现累积效应，最大限度地保证测量精度。

2　试验结果分析

2.1对雷电冲击电压试验结果进行分析

在进行该项试验时，选用的是2F/60kV脉冲式电容器。通过试验我们可以发现，试品雷电冲击电压具有较高的耐压性，在电压影响下，作用时间较短，而且试品在雷击作用线出现的放电痕迹并不明显。而变压器、电源滤波器、继电器若是在耐受冲击不高的时候，就需要和过电压保护器配合工作。而且，在电场不变的情况下，同类材料的击穿电压会绝缘层厚度的增加而升高。若是试品不变，那么共模试验的电压会低于差模试验的电压，这主要是因为差模试验受到了绝缘层的影响。

2.2对直流电压试验结果进行分析

试品不同。那么直流击穿电压也会发生改变，在电场与材料都一样的情形下，击穿电压会随着绝缘层厚度的增加而升高，同类材料差模耐压与共模耐压的比例最好控制在1.2-1.5范围内。实施直流电压试验的时侯，试品将会出现黑色的小孔，若是电压较低，就需要将击穿时间延长，对整体时间进行控制好整体。完成试验后，试品则会出现烧焦、发热和变软的现象。为了使施加在试品的电压保持恒定状态，就需要对输出电压进行调整，使直流电压成为预设值，开始加压，电源滤波器的差模试验中，因为电容较大，所以不能得到具体的试验结果。

2.3对工频交流电压试验结果进行分析

在具体试验过程中，技术人员可以利用计数器来测量试品的具体耐压时间。通过试验所得的结果，我们可以知道：击穿时间在电压较高的情况下，击穿时间较短，大约只需要几十秒，更甚者只用几秒钟就能击穿，这种击穿方式属于电击穿。若是电压较低，那么击穿时间就较长，一般是几百秒，更甚者为几千秒，介质会出现发热现象，击穿方式为热击穿。

不同试品在不同电压作用下，击穿时间也会不一样。同类材料在相同工频电压作用下，击穿电压随着绝缘层厚度的增加而升高。通常，在工频电压下试品差模试验和共模试验之间的比值范围是1.2-2.1，击穿后会出现黑色的小孔，并且出现发热、变焦和变软的现象。

3　总结

通过对所有的试验结果进行对比，我们可以发现：关于上述各种低压弱电系统电气连线等试品,共模击穿电压通常情况下都会低于差模击穿电压；在保证电场形式相同的情况下,直流具有最高的耐压,交流击穿电压和冲击电压比较接近，而且电压值会随着试品的变化而发生改变。在对变电站二次系统或者低压弱电系统过电压保护与绝缘配合进行设计的时候，必须要结合实际情况对相应的数据进行选择。

参考文献：

[1]于大海.弱电设备电气连接等耐受电压能力试验[J].黑龙江科技信息,2013(29):14.

[2]周成.弱电设备电气连线等耐受过电压能力实验[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2013(06):310.

[3]黄渤.高速铁路弱电设备接地雷电冲击响应特性[D].西南交通大学,2014.

[4]低压成套开关设备和控制设备的电气安全应用指南第1部分:成套开关设备(摘选)(三)[J].设备管理与维修,2011(12):69-71+77.