高压电气设备交流耐压试验浅析

摘 要：电气设备的绝缘在运行中除了长期受到工作电压（工频交流电压或直流电压）的作用外，还会受到电力系统中可能出现的各种过电压作用，为考验各种绝缘耐受这些高电压作用的能力解决获得各种符合要求的试验用的高电压困难的问题，在此主要介绍其中的交流耐压试验。

关键词：交流;耐压;试验

交流耐压试验是判断电气设备绝缘强度的最有效和最直接的方法，它不仅可以考验电气设备绝缘耐受长时间工频电压的作用，和工频电压升高的能力，而且迄今还是用工频耐压试验来等效地考虑绝缘耐受内过电压的能力，以保证电气设备的绝缘水平，决定电气设备能否出厂或能否投入运行。所以，一般电气设备在出厂试验、交接试验和绝缘预防性试验中，都要求进行交流耐压试验。

1交流耐压试验的作用

交流耐压试验是对绝缘整体施加同一电压，当绝缘中由于部分缺陷使抗电强度降低到试验电压以下时，交流耐压试验就能有效地发现。由于交流耐压试验所用的电压远比运行电压高，是在比运行状态更为严酷的条件下来检验设备的绝缘水平，所以它对不良绝缘来说，是一种破坏性试验，在各项试验中是有决定意义的项目。

2试验电压的确定

（1）在被试品上可能产生过电压的数值、持续时间及其次数。如被试品遭受到较高电压的可能性极小，则可不必采用过高的试验电压;如被试品（如直接与架空线连接的发电机）可能遭受到较高的过电压时，则应适当提高试验电压的数值。

（2）电机或电器设计时采用的绝缘水平。

（3）设备绝缘的状况。电机在运行中由于各种条件的影响。使绝缘逐步劣化，绝缘性能下降，故确定试验电压时，应考虑到绝缘损伤的程度和运行年限。例如：运行中的设备的试验电压应为出厂时的75%～90%。

3影响绝缘交流电压击穿的原因

通常影响绝缘交流电压击穿的因素有以下几个方面：（1）温度。温度对绝缘的击穿电压影响很大，温度升高，介质损耗增大，散热条件差则造成热击穿，即温度升高能使击穿电压下降。（2）电源频率。电源频率与介质损耗有很大关系，因介质损耗随电源频率的增加而增加，则击穿电压与电源频率亦有直接关系。例如：50HZ的击穿电压要比25HZ的击穿电压降低10%。（3）加压时间。电压作用时间对绝缘的击穿起着直接的作用，所加电压较高，则发生击穿所需时间较短，如所加的电压较低，则发生击穿所需的时间较长。（4）受潮程度。绝缘受潮后将使绝缘击穿强度下降。不易吸潮的材料（如聚乙烯等），受潮后击穿电压下降约为未受潮的一半，容易吸潮的材料（如棉、纸等纤维），吸潮后的耐压可能仅为干燥的1%。

4交流耐压试验方法

4.1工频交流耐压及其注意事项

4.1.1工頻交流耐压。目前进行的工频耐压装置主要由：多功能耐压控制箱、试验变压器、保护电阻，放电间隙或阻容分压器等组成。其工频耐压的接线图如下图1所示

图1中：FU-熔断器;TR-调压器;PV-试验电压表;TT-试验变压器;R1-限流电阻;CX-被试品;R2-限流保护电阻;F-放电间隙;TV-测量用电压互感器。

4.1.2电压的选择.根据被试品对试验电压的要求，选用电压合适的试验变压器，还应考虑变压器低压侧电压是否和试验现场的电源电压及调压器相符。

4.1.3试验操作及注意事项：工频耐压试验时的操作时要注意一下几点：（1）试验设备和表计的选择应适当。（2）被试品和试验设备应妥善接地，高压引线可采用裸线，并应有足够的机械强度。（3）被试品表面应清洁、干燥。（4）升压和耐压过程中，如发现：电压指示摆动很大、绝缘烧焦或冒烟现象、被试品发出不正常的响声等应立即断开电源，停止试验，并查明原因。（5）耐压试验前后应用摇表检查绝缘的状况。

5试验电压的测量

5.1试验变压器低压测量。对于一般瓷质绝缘、断路器、绝缘工具等，可测取试验变压器低压侧的电压，再通过变比换算到高压侧。这只适用于负荷容量比电源容量小得多，测量准确度要求不高的情况。不论用什么方法测量电压，都应在低压侧同时测量，这是为了监测和对比升压过程是否正确。

5.2用电压互感器测量。将电压互感器一次侧并接在被试品的两端上，在其二次侧测量电压，根据测得的电压和电压互感器的变比计算出高压侧的电压。为保证测量的准确度，电压互感器准确度一般不低于1级，电压表不低于0.5级。

5.3用高压静电电压表测量。用静电电压表直接测量工频高压的有效值。目前国产的有30kV、100kV及200kV的静电电压表，对于100kV及以上的静电电压表，电极都暴露在外面，测量时，受外界电磁场的影响较大。一般使用时，在静电电压表接入测量回路之前，先将电压升至略小于试验电压的数值，观察静电电压表有无指示，如有指示，说明有电场干扰，应设屏蔽或避开强电磁场区域。因此，这种型式的表计多用于室内测量。

5.4用电容分压器测量。用电容分压器测量高压电压是最常用的方法。分压器结构简单，精度较高，有的分压器具有可选择峰值读数和有效值读数的选择键，适合于现场和试验室各种场合使用。电容分压器可使用成套设备，也可用于一高压电容作为高压臂（电容量先用电桥标准），另用一低压电容或电容箱调节适当电容作为低压臂。测量线路图如下图2所示。

为了保护测量仪器，测量时应在低压臂电容C2上或测量仪器上并联过电压保护装置（如适当电压的放电管或者氧化锌压敏电阻等）。

6结束语

交流耐压试验对于固体有机绝缘来说属于破坏性试验，它会使原来存在的绝缘弱点进一步发展（但又未在耐压时击穿），使绝缘强度逐渐降低，形成绝缘内部劣化的累积效应，这是我们所不希望。因此，必须正确地选择试验电压的标准和耐压的时间。试验电压越高，发现绝缘缺陷的有效性越高，但被试品被击穿的可能性越大，累积效应也越严重。反之，试验电压低，又使设备运行中击穿的可能性增加。

参考文献

[1] 蓝之达.电气绝缘试验[M].北京：中国电力出版社，1997.

[2] 郭清海.电气试验.北京：中国电力出版社，2005.

[3] 李建明，朱康.高压电气设备试验方法.北京：中国水利电力出版社，2001.

[4] 山西省电力工业局.电气试验（中级工）.北京：中国电力出版社，1996

作者简介：姓名：余屹林（1986.10—）;性别：男，民族：汉，籍贯：上海，学历：本科，毕业于上海电机学院;现有职称：助理工程师;研究方向：电力工程。