浅谈电气设备的高压试验

陈小飞++高堃

摘要：电力系统必须可靠的运行，其中电气设备的绝缘水平至关重要。电气绝缘水平达标，能保证电气运行时设备不会被击穿。衡量绝缘水平的高低，需要做各种试验。试验包括绝缘特性试验和耐压试验。

关键词：击穿；耐压；试验变压器；冲击电压

一、电气设备的绝缘

各种电气设备都需要用到绝缘材料，绝缘体俗称电介质，是指具有很高电阻率的物质。在电气系统中使用电介质当做绝缘材料。按照形态分为固体，液体和气体三种。固体如玻璃，陶瓷，橡胶，塑料等。液体有各种油，如变压器油，电容器油等。气体有空气，六氟化硫等。很多时候为了提高绝缘性能，也采用组合绝缘，即固体加液体，固体加气体等形式。绝缘体有良好的绝缘性能，但它的电气强度是有限的，超过它的临界限度，绝缘就会被击穿变成导体。在超强电场作用下，电介质可能会放电、闪络、击穿等。为了保证电气设备的正常运行，要对各种设备在出厂前做各种试验，检验合格后才允许使用。

二、高压试验概述

掌握电气设备绝缘特性，努力提高电气设备运行的可靠性能保证电力系统安全经济地运行。当今高压专业的电气试验理论还在不停的完善，不同的绝缘材料 的电气性能还不能简单地依靠理论上的分析计算，必须借助于各种高压绝缘试验来分析判断。通常绝缘的缺陷有两种类型：一类是集中性缺陷，包括气泡，裂缝、小孔等 ；另一类是分布性缺陷，不是集中在绝缘的某处，而是指整体绝缘性能受损，包括绝缘的老化，受潮等。高压电气设备在实际的运行中必须保持良好的绝缘，要进行多种绝缘测试。如在制造时对原材料的试验、制造过程中的试验、及出厂试验；在现场安装使用时的交接试验；在电力系统运行中进行的绝缘预防性试验；以及时间更长久的是电气设备在其带电运行过程中的在线检测。

三、高压试验

3.1绝缘电阻的试验

测量绝缘电阻可以采用兆欧表或者绝缘电阻测试仪。兆欧表俗称摇表。测量时被侧绝缘电阻接在兆欧表的L线端子和E地端子之间。通过摇动手柄，兆欧表里德发电机会产生电流，流过被测绝缘材料，通过读取表头，记载绝缘电阻的大小。

绝缘电阻表示绝缘材料在电压下抵抗漏电流的能力，是代表所有绝缘电介质最基本的综合性特性参数。在日常工作中，电气设备的绝缘很多都采用组合绝缘，因而在直流电压下有明显的吸收现象，在外电路中有一个随时间而慢慢变小的吸收电流。如果在电流的衰减过程中的两个瞬间测得两个电流值或两个相应的绝缘电阻值，则利用其比值可判断绝缘是否存在缺陷或者受潮。使用兆欧表或者绝缘电阻测试仪测量绝缘电阻是现在生产工作中应用最广泛的方法。这种方法能够有效地揭示绝缘整体的受潮，局部受潮和严重热老化，化学老化，和绝缘被击穿等缺陷。

3.2泄露电流的试验

测量泄露电流要通过专业的试验图接线。被试品串联微安表，串联整流元件，并联静电电压表等。接通线路后，通过读取微安表来判断绝缘性能的好坏。测量高压电气设备绝缘的泄漏电流和测量其绝缘电阻的原理基本是相同的，因为泄漏电流的大小从某方面反映出绝缘电阻的大小。虽然测量电气设备的泄漏电流和测量电气设备的绝缘电阻在原理上没有多大区别，但泄漏电流的测量有它自己的一些特点。1）电气设备的试验电压比兆欧表自己产生的的电压高得多，因此绝缘本身的缺陷更加容易被发现，能检查出某些尚未贯穿的集中性缺陷，能够发现兆欧表所不能发现的缺陷。2）施加在被试品上的直流电压是慢慢变大的，这样能够在加压过程中判断电流的变化趋势。通过测量泄漏电流和外加电压的相互联系有助于判断绝缘的缺陷类型。3）在泄漏电流试验中测量用的微安表要比兆欧表精度灵敏很多。

3.3局部放电试验

局部放电测量检查方法很多，可概括为非电检测和电气检测两大类。一般采用局部放电测试仪，通过连接某种回路，读取电介质的放电量，通过发电量大小判断绝缘情况好坏。局部放电是指高电压电气设备中的绝缘材料在超高电场作用下，在绝缘内部出现某些微弱的发电现象。绝缘材料中的局部放电是导致绝缘老化的非常重要的原因之一。电气设备绝缘内部很可能不可避免地有一些小缺陷，比如在一些绝缘内部容易出现小气隙或者液体绝缘中的微小的气泡等。由于空气的击穿场强和介电常数都比固体绝缘材料的小，因此在外加电压作用下这些气隙等小缺陷会首先发生放电，从而引起局部放电。因为放电的能量很微弱，所以不影响设备的教短时绝缘的强度，但时间久了会产生老化，最后可能引起整个绝缘在正常电压下发生贯穿性的击穿。

3.4耐压试验

耐压试验属于破坏性试验。是指给被试品加很大的电压，如冲击电压，交流或直流高压，判断绝缘好坏的试验。试验包括工频高压试验，直流耐压试验，冲击耐压试验等。不同的试验采用的设备不同。工频高压试验采用试验变压器，直流耐压试验采用串级直流高压发生器，冲击耐压试验采用冲击电压发生器。在对固体电介质做交流耐压试验时，可能会是原本存在的小缺点进一步增加，可能会导致绝缘强度衰减。因此，必须正确地选择试验电压的标准和耐压时间。试验电压太高了，发现绝缘缺陷的可能性是提高了，同时被试品被击穿的可能性也增加了，积累效应也会更加严重。反之，如果所加试验电压太低，則难以有效发现某个局部缺陷从而使电气设备在运行中击穿的可能性变大。

四、试验举例

4.1试验的对象

本试验的对象为某型号6KV真空断路器。真空断路器的绝缘材料为真空。该断路器一般用于电压等级比较低的厂用电配置中。

4.2试验的仪器

本试验的仪器是绝缘电阻测试仪。秒表在高压输出后的15秒、60秒、每隔60秒报时。便于操作者记录。

4.3试验结果

五、小结

电力是一种安全干净的能源，与我们的日常生活息息相关。电力系统必须可靠的运行，那就需要保证电气设备的绝缘水平。电气绝缘水平达标，能保证电气运行时设备不会被击穿。为了保证电气设备的绝缘水平，需要做各种试验。只有在试验中证明电气设备的绝缘水平，才能保证电力设备的安全运行。

参考文献：

[1]赵智大，《高电压技术》，中国电力出版社，2000-05， ISBN：7801258746

[2]张红，《高电压技术》，中国电力出版社，2009-03，ISBN：9787508384702

[3]李玉清， 《高电压技术》，黄河水利出版社 ，2009-07，ISBN：9787807346548endprint