高壓電氣設備交流耐壓試驗淺析

摘 要：電氣設備的絕緣在運行中除了長期受到工作電壓（工頻交流電壓或直流電壓）的作用外，還會受到電力系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的各種過電壓作用，為考驗各種絕緣耐受這些高電壓作用的能力解決獲得各種符合要求的試驗用的高電壓困難的問題，在此主要介紹其中的交流耐壓試驗。

關鍵詞：交流;耐壓;試驗

交流耐壓試驗是判斷電氣設備絕緣強度的最有效和最直接的方法，它不僅可以考驗電氣設備絕緣耐受長時間工頻電壓的作用，和工頻電壓升高的能力，而且迄今還是用工頻耐壓試驗來等效地考慮絕緣耐受內(nèi)過電壓的能力，以保證電氣設備的絕緣水平，決定電氣設備能否出廠或能否投入運行。所以，一般電氣設備在出廠試驗、交接試驗和絕緣預防性試驗中，都要求進行交流耐壓試驗。

1交流耐壓試驗的作用

交流耐壓試驗是對絕緣整體施加同一電壓，當絕緣中由于部分缺陷使抗電強度降低到試驗電壓以下時，交流耐壓試驗就能有效地發(fā)現(xiàn)。由于交流耐壓試驗所用的電壓遠比運行電壓高，是在比運行狀態(tài)更為嚴酷的條件下來檢驗設備的絕緣水平，所以它對不良絕緣來說，是一種破壞性試驗，在各項試驗中是有決定意義的項目。

2試驗電壓的確定

（1）在被試品上可能產(chǎn)生過電壓的數(shù)值、持續(xù)時間及其次數(shù)。如被試品遭受到較高電壓的可能性極小，則可不必采用過高的試驗電壓;如被試品（如直接與架空線連接的發(fā)電機）可能遭受到較高的過電壓時，則應適當提高試驗電壓的數(shù)值。

（2）電機或電器設計時采用的絕緣水平。

（3）設備絕緣的狀況。電機在運行中由于各種條件的影響。使絕緣逐步劣化，絕緣性能下降，故確定試驗電壓時，應考慮到絕緣損傷的程度和運行年限。例如：運行中的設備的試驗電壓應為出廠時的75%～90%。

3影響絕緣交流電壓擊穿的原因

通常影響絕緣交流電壓擊穿的因素有以下幾個方面：（1）溫度。溫度對絕緣的擊穿電壓影響很大，溫度升高，介質(zhì)損耗增大，散熱條件差則造成熱擊穿，即溫度升高能使擊穿電壓下降。（2）電源頻率。電源頻率與介質(zhì)損耗有很大關系，因介質(zhì)損耗隨電源頻率的增加而增加，則擊穿電壓與電源頻率亦有直接關系。例如：50HZ的擊穿電壓要比25HZ的擊穿電壓降低10%。（3）加壓時間。電壓作用時間對絕緣的擊穿起著直接的作用，所加電壓較高，則發(fā)生擊穿所需時間較短，如所加的電壓較低，則發(fā)生擊穿所需的時間較長。（4）受潮程度。絕緣受潮后將使絕緣擊穿強度下降。不易吸潮的材料（如聚乙烯等），受潮后擊穿電壓下降約為未受潮的一半，容易吸潮的材料（如棉、紙等纖維），吸潮后的耐壓可能僅為干燥的1%。

4交流耐壓試驗方法

4.1工頻交流耐壓及其注意事項

4.1.1工頻交流耐壓。目前進行的工頻耐壓裝置主要由：多功能耐壓控制箱、試驗變壓器、保護電阻，放電間隙或阻容分壓器等組成。其工頻耐壓的接線圖如下圖1所示

圖1中：FU-熔斷器;TR-調(diào)壓器;PV-試驗電壓表;TT-試驗變壓器;R1-限流電阻;CX-被試品;R2-限流保護電阻;F-放電間隙;TV-測量用電壓互感器。

4.1.2電壓的選擇.根據(jù)被試品對試驗電壓的要求，選用電壓合適的試驗變壓器，還應考慮變壓器低壓側(cè)電壓是否和試驗現(xiàn)場的電源電壓及調(diào)壓器相符。

4.1.3試驗操作及注意事項：工頻耐壓試驗時的操作時要注意一下幾點：（1）試驗設備和表計的選擇應適當。（2）被試品和試驗設備應妥善接地，高壓引線可采用裸線，并應有足夠的機械強度。（3）被試品表面應清潔、干燥。（4）升壓和耐壓過程中，如發(fā)現(xiàn)：電壓指示擺動很大、絕緣燒焦或冒煙現(xiàn)象、被試品發(fā)出不正常的響聲等應立即斷開電源，停止試驗，并查明原因。（5）耐壓試驗前后應用搖表檢查絕緣的狀況。

5試驗電壓的測量

5.1試驗變壓器低壓測量。對于一般瓷質(zhì)絕緣、斷路器、絕緣工具等，可測取試驗變壓器低壓側(cè)的電壓，再通過變比換算到高壓側(cè)。這只適用于負荷容量比電源容量小得多，測量準確度要求不高的情況。不論用什么方法測量電壓，都應在低壓側(cè)同時測量，這是為了監(jiān)測和對比升壓過程是否正確。

5.2用電壓互感器測量。將電壓互感器一次側(cè)并接在被試品的兩端上，在其二次側(cè)測量電壓，根據(jù)測得的電壓和電壓互感器的變比計算出高壓側(cè)的電壓。為保證測量的準確度，電壓互感器準確度一般不低于1級，電壓表不低于0.5級。

5.3用高壓靜電電壓表測量。用靜電電壓表直接測量工頻高壓的有效值。目前國產(chǎn)的有30kV、100kV及200kV的靜電電壓表，對于100kV及以上的靜電電壓表，電極都暴露在外面，測量時，受外界電磁場的影響較大。一般使用時，在靜電電壓表接入測量回路之前，先將電壓升至略小于試驗電壓的數(shù)值，觀察靜電電壓表有無指示，如有指示，說明有電場干擾，應設屏蔽或避開強電磁場區(qū)域。因此，這種型式的表計多用于室內(nèi)測量。

5.4用電容分壓器測量。用電容分壓器測量高壓電壓是最常用的方法。分壓器結構簡單，精度較高，有的分壓器具有可選擇峰值讀數(shù)和有效值讀數(shù)的選擇鍵，適合于現(xiàn)場和試驗室各種場合使用。電容分壓器可使用成套設備，也可用于一高壓電容作為高壓臂（電容量先用電橋標準），另用一低壓電容或電容箱調(diào)節(jié)適當電容作為低壓臂。測量線路圖如下圖2所示。

為了保護測量儀器，測量時應在低壓臂電容C2上或測量儀器上并聯(lián)過電壓保護裝置（如適當電壓的放電管或者氧化鋅壓敏電阻等）。

6結束語

交流耐壓試驗對于固體有機絕緣來說屬于破壞性試驗，它會使原來存在的絕緣弱點進一步發(fā)展（但又未在耐壓時擊穿），使絕緣強度逐漸降低，形成絕緣內(nèi)部劣化的累積效應，這是我們所不希望。因此，必須正確地選擇試驗電壓的標準和耐壓的時間。試驗電壓越高，發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷的有效性越高，但被試品被擊穿的可能性越大，累積效應也越嚴重。反之，試驗電壓低，又使設備運行中擊穿的可能性增加。

參考文獻

[1] 藍之達.電氣絕緣試驗[M].北京：中國電力出版社，1997.

[2] 郭清海.電氣試驗.北京：中國電力出版社，2005.

[3] 李建明，朱康.高壓電氣設備試驗方法.北京：中國水利電力出版社，2001.

[4] 山西省電力工業(yè)局.電氣試驗（中級工）.北京：中國電力出版社，1996

作者簡介：姓名：余屹林（1986.10—）;性別：男，民族：漢，籍貫：上海，學歷：本科，畢業(yè)于上海電機學院;現(xiàn)有職稱：助理工程師;研究方向：電力工程。