低压电器设备中的绝缘检测技术

李 野

（甘肃新盛国资管理运营有限公司，甘肃 兰州 730000）

1 引言

低压电器设备的绝缘体检测，从原理上说，是电气设备内部的电阻对电压电流的作用以及使电压电流发生变化的功能进行检测，通过一系列专业的设备和数据分析来对低压电气设备内部的绝缘体是否合格进行分析和检测，从而得出比较科学合理的数据[1]。进行低压电器设备的绝缘体检测，有利于提高低压电器产品的质量，更加适应家庭安全使用，提高居民用电的安全性。无论是对于生产低压电器的生产厂家，还是使用电器的居民来说，这都是一项重要的工作。

2 研究背景

低压电器的绝缘技术性能常被作为衡量其安全性的标准，进行绝缘测试，有助于其更好地保障低压电器的正常工作，延长其使用寿命。根据低压电器的电气性能和在线路上的位置和功能，可以把低压电气装置可划分为：控制电气装置与分配电气装置；电气控制装置位于动力系统中包括起动器、控制器、控制继电器、电阻、变阻器、接触器、电磁体等。分配电装置包括开关、断路器、保险丝、变换开关等。

低压电气设备的工作中往往存在着电、磁、光、热、机械能的转化，这些转化往往是非线性的、没有规律的，并且在瞬间发生，给故障分析带来了困难。在低压电气设备的理论基础上，必须要有足够的经验资料来支撑，包括电接触、电弧、电磁、热和电动力学等[2]。随着低压电器设备的研发和维修技术水平提高，电力市场规模的扩大，电力市场的负荷也日益增加，电力系统的设计要求也随之提高。

低压电气设备的绝缘体检测，是低压电器内部的一个重要组成部分即绝缘体进行的检测，检测的目的就是检查低压电器内部是否存在影响其正常使用的故障。如果电器设备在使用过程中存在用电危险的可能，那么就要对电器进行及时的维修和改进。就当前市场上的低压电器而言，这些电器内部的保护装置绝缘体，大部分以继电接触器、断路器这些必要的故障感应器为主。

为了保证低压电器产品合格，安全地进入家庭使用，就必须对低压电器的绝缘体进行测试。低压电器的内部存在着不可避免的缺陷，而目前市场上的检测技术对于这些缺陷并不能够完全的排除，这样就缩短了低压电器的使用寿命。即使目前无法对这些弊端进行完全的修复和改造，也能通过一定的技术手段减少因这些缺陷给电器设备和居民日常生活带来的不利影响。

3 对绝缘体绝缘效果产生影响的因素

3.1 用电电源的质量

低压电器对所需的电流和电压具有一定的特殊性。通常而言，一般家庭用电器的电流和电压相对于电压用电器的电流和电压较高，在对低压电器绝缘体进行测试时要考虑到低压电器所需的电流和电压低于一般用电器的额定电压[3]。在进行测试时要精确地测算出测试电流和电压的持续时间和电流大小，还需要考虑到在测算的过程中是否存在电流和电压在通过电线时会有电流泄漏的情况，这些因素都会对低压用电器绝缘体的检测结果产生影响，需要格外注意。

3.2 绝缘体由于使用的时间而老化

如果被测试的低压电器内部线路由于使用时间过长而出现线路破损的情况，或者由于在使用过程中没有及时对电器进行清理而使线路沾染污秽，这些现象可能会降低或增加绝缘体的电阻功能，在绝缘体的内部形成短路，进而给低压用电器造成故障影响使用。在对低压用电器的内部绝缘体进行测试时需要考虑到用电器使用时间过长而使绝缘体的绝缘效果变差的情况，在进行测试时要对被测的低压电器内部的线路进行排查而避免被测电器发生短路的情况[4]。另外一个重要的方面，在测试时要确保测量的一整套数据都是完整的，并且科学合理，避免因为低压电器内部某一个组成部分的缺陷而造成整组数据的误差或者错误给检测结果带来的影响，而当这种情况不可避免时，就需要结束当前所做的测试，且当前测试所得的数据只能作为一个参考样本，需要重新进行仪器安装和测试。

4 低压电器内部绝缘体的检测方法

对电压电器内部绝缘体进行检测，检测的参照物一般选择为低压电器内部的断路器，熔断器和电缆等，通过对这些组成部分的测试来判断绝缘体是否符合使用标准。但是在具体的操作过程中会出现一些不可抗因素，例如当测试电流过大时容易出现内部线路短路问题，使开关自动跳闸。除此之外，如果测试电流过大，还会导致线路与焊接板之间的焊接点自燃，继而损害电器本身。虽然这样的问题不可避免地发生，但是这些影响因素在测试的过程中都是可以被人为控制的，因此在进行测试时要格外重视测试的外部环境和可能会发生的问题，确保测试绝缘体整套流程的操作安全进行[5]。

4.1 在低压电器内部安装抗干扰措施

就当前我国市场上对低压电器的生产技术而言，大部分电器内部的线路是使用熔接的方法。虽然这种焊接方法因为操作简单而在当前市场上广泛使用，但却因为无法实现实时监控可能会给使用带来一定的威胁，而且权责很难精确到个人，就需要在低压电器内部安装抗干扰措施。

首先，可以通过在低压电器内部安装电阻小的绝缘体，这样可以减少绝缘体对其他电器内部元件的影响；其次，在低压电器内部安装接地设施。这两种方法只适用于低阻性的电缆和线路。对于高阻性的电缆和线路，就需要通过改变其磁场来防止线路与雷电产生磁场共振，进而防止电缆和线路被磁化，起到对绝缘体的保护作用[6]。低压电器设备的绝缘特性主要是通过测量绝缘电阻来进行，通常所说的绝缘电阻是指电气设备的带电部件和外部的非带电绝缘部件的电阻，如果绝缘材料产生老化，则会降低其绝缘性能，从而造成漏电、电气设备短路等危险事故。绝缘材料在制造过程中会产生大量的气泡和杂质，一旦被电到，很容易导致线路短路，产生腐蚀性的物质，甚至会将绝缘层击穿，造成无法挽回的后果。所以，必须定期进行绝缘性测试，即对其进行定量的检查，以防止此类事故的发生[7]。对低压电器设备的绝缘特性进行测试，可以根据其绝缘电阻和耐压测试来判定其是否符合设备的要求。由于绝缘电阻受到多种因素的影响，其绝缘特性也会有差异。在高粉尘环境中电器的绝缘电阻会降低，在高温和高湿条件下，其绝缘电阻也会降低。低压电器设备的绝缘电阻本来就不是一种测量方法，它不仅会随温度升高而降低，而且还会受温度、湿度等因素的影响，所以对低压电器设备进行测试，必须在一定的温、湿环境下进行，以保证测量结果的准确性；再次，绝缘电阻的特性取决于电阻率和电强度，许多低压电器需要长时间连续工作，而有些则需要短时间的工作，这就导致了设备的电压和负载状况的变化。例如，在设备日夜全负荷运行条件下，变压器负载可达80%。而当绝缘电阻较低时更易出现接地及短接。所以，当发生故障时有些检测只能在设备正常工作状态下进行。

4.2 严格控制检测过程的标准

在进行检测时一定要注意检测环境是否符合检测标准。而检测线路的质量是否符合检测标准至关重要，如果测试所需的线路不达标，就会给整个测试流程造成影响，更甚者还可能会给检测的仪器造成损害，造成资源的浪费。工作人员在检测的过程中要严格按照要求操作，权责明确，严格遵守工作流程标准，禁止因为无意触碰到电线而发生的触电情况。

4.3 加强对电器内部接线方式的管理

低压电器内部的接线方式一般采用直接接线或者是使用隔离开关方式，来避免短路情况的发生。在低压电器内部绝缘体测试具体的使用过程中仍然无法避免电压的波动幅度过大而产生的漏电情况。为应对这种情况，如果在低压电器内部接入隔离开关，可以在一定程度上减少这种状况的发生，但是如果接入隔离开关，会使低压电器内部的电流双回流动的电流增大，会使测试的成本增加。虽然降低了低压电器发生故障的概率，但从经济的角度来考虑，这仍然不是一种值得提倡的方法。在低压电器设备中对其进行绝缘测试，是保证其安全运行的一个重要措施。在低压电器设备检修中对电气部件进行检测是非常有必要的，也是非常困难的。在日常工作中必须加强对电缆的保养和管理，确保电力系统的正常运行，方便人民的日常生活。对低压线路的检查要从多个角度进行，首先，要了解供电线路的连接形式；其次，要针对不同的电压水平选用接线，并做好相应的防护。在试验变压器的寿命时由于线路的复杂性，造成事故的可能性增大，所以必须严格执行，不能一味地追求经济发展，而忽略安全。同时要注意，不能以较低的电流交换较大的容量。同时还需考虑人为的原因，避免出现错误。为了避免因闪电而引起的电磁干扰，在低压电气设备的电源与接地导线间布设屏蔽层；为了防止因雷击造成线路短路，必须采用电刀等关键部件，如电容、电阻等，也可以采用接地方式来解决此问题。由于该方法可以有效降低对电网的影响，同时也可以确保周边通讯环境的安全和稳定。但其弊端就是维修人员必须专业，如果发生故障，将会带来无法弥补的损失和问题。要让低压电器的绝缘测试工作顺利进行，需要有专门的技术人才[8]。

4.4 预先对所需电流电压进行测算

预先对检测低压电器内部绝缘体所需的电流及电压进行测算和调节，不仅可以有效地防止由于电流电压过大而导致电阻电缆烧坏的情况，还可以防止因电路短路导致火灾的发生。这样既提高了检测结果的准确性，又能够让检测流程安全且高效进行。由于低压电器设备的绝缘测试是由低压场源来完成的，在对其进行测试时应对其内部电弧电流、电场力等各种因素的影响进行全面的分析。在实际应用中可以通过使用谐振法、瞬变电磁场法[9]等简单的方法来确定所需的参数，但都有其不足之处：①谐振频率的选取应视具体情况而定，与工作场所、工作条件无关；②在设计电路时不能仅从一个方面去考虑，而要全面地考虑各种因素，才能做出最优的选择；③在分析低压电器的工作模式时要注意避免采用大容量的变压器和低功率的供电装置，以减小损失，并降低生产成本。

5 低压电器设备的绝缘测试方法

5.1 直接电阻法

在测量低压电气设备的绝缘时一般采用万用表。多数规格为500 V，在进行测量时应注意以下问题：一是通常使用E和L两个端口来进行电阻测量[10]；二是在进行测试之前，必须断开电源，并进行短路放电，以确保测试环境的精确。在正式的测量前，应先排除高感应条件下的错误；三是清洗万用表，降低因接触电阻引起的误差，提高了测量精度；四是在正式启动测试时应按以下步骤进行：先切断仪器的电源，确保测试工作正常进行，在此基础上，将万用表的E和L两端分别拉出一根导线，分别与测试部件相连接，接着以一定的转速摇把，待阅读稳定后记录表上的绝缘电阻值并进行整理；五是测量完毕进行数据对比，得到准确的结果。在测量时如果发现万用表指针指向0，则应立即停止测量，查找故障原因，再次进行检测，确保测量结果的准确性。

5.2 漏电流的测定

在低压电气设备中使用泄漏电流的方法，可以使用专业泄漏电流计或耐电压计。前者的工作原理和方法比较简单，根据各国的漏电安全值设置标准，判定其绝缘电阻特性；后者则是在两根导线间施加一个电压，以求出电阻值。这2种方式在适用上是相似的。由于在进行外部电压测试时通过绝缘层的电流即泄漏电流，因此电阻的大小由测量电流决定[11]。这2种方法都是为了测定电阻值，对低压电气设备的绝缘质量进行测试，以达到改善电力系统使用安全的目的。对低压电气设备进行绝缘电阻测试的基本目的就是要确保其安全运行，除了安全性方面的考虑，绝缘电阻测试还可以显示出该低压电气设备的工作状态。低压电气设备的绝缘电阻测试是指在设备正常工作和设备故障时进行的两种状态下的绝缘测试，两者结合起来，可以对设备的实际绝缘状况进行科学的判定。为了保证低压电气设备的正常工作和安全使用，必须对其加强监测，以提高其科学的可靠性。

6 结语

绝缘性的检测是低压电器设备设计的一个重要环节，也是低压电器设备正常运行的重要前提，如果绝缘损坏，很可能发生设备事故，产生不必要的人员伤亡和资源浪费。目前国家科学技术相关部门对低压电器内部绝缘体的研发已经有了较大的成就，但是与其他电器不同，由于低压电器自身具有一定的特殊性，必须通过对低压电器所需电压和低压电器内部绝缘体的测试，提高低压电器的质量，才能更好地为公众服务。