浅谈电气设备绝缘的高压试验与安全防护

浅谈电气设备绝缘的高压试验与安全防护

董争强

（河北省计量监督检测研究院）

摘要：高压电网发生故障多半是因为高压电气设备绝缘性能受损所致。因此，预先掌握高压设备的绝缘性能，及早发现设备运行过程中存在的隐患，有助于提升电气设备的绝缘水平及电力系统的安全性。高压电气设备绝缘预防性试验是保障设备得到安全、有效运行的必要举措。

关键词：高压电气设备；绝缘预防性试验；重要性

1绝缘预防性试验对高压设备的重要性

电气设备在运行中需要绝缘体对其进行保护，而不论是液体或者固态的绝缘材料在长期的运行过程中都会发生理化性质的改变，从而导致其机械和电气性能的下降。而高压电气设备在实际的工作中工况复杂，导致绝缘老化的原因也就较为复杂，其主要是受到热作用、电作用、机械作用、环境干扰等，而这些起到负面影响的因素不是孤立存在的，而是共同对电气设备的绝缘体进行影响。这样就容易使得绝缘出现缺陷，而且其制造的过程也容易形成潜在的质量缺陷，并在运行中与外界因素叠加导致事故。

分析绝缘缺陷主要有以下两类：一种是集中性缺陷，如电缆在局部放电的情况下损坏；一种是分布性缺陷，主要是指电气设备整体的绝缘性下降，如机电设备、变压器、绝缘材料等，受潮或者老化等。而这些缺陷都会导致绝缘体被击穿导致整个设备的损坏或者危机电网。

综合的看，高压电气设备的安全和寿命主要取决与其内部的绝缘体材料和性能，而对绝缘体进行检测和评价就成为了评估设备运行寿命、安全系数等的主要依据。衡量绝缘体的性能主要从其电气性能、机械性能、热稳定性、化学稳定性等方面进行。而预测性试验就是针对这些具体的检测项目而进行的实验性检测。通过预测性试验的具体技术措施就可以对设备的绝缘体进行全面的质量评估，并可以通过计算对其发展趋势进行预测，从而指导预知性的检修，保证设备的安全和稳定。通过前面的介绍可以了解，通过预测性试验可以通过多种技术措施实现此项目标。这是对长期运行的电气设备必须进行的试验性检测手段，并以此对其进行更加客观的评价，这也就是绝缘预测性试验对于高压电气设备的重要性。

2高压电气设备的绝缘预防性试验方法

2.1绝缘电压分布测试

高压电气设备绝缘形式具有多样性的特点，处于室外的高压电气设备绝缘主体多以绝缘子为主，在绝缘子表面具有较好清洁性时，其绝缘效果也较好。运行中的绝缘子由于自身所具备的电容和杂散电容，这也使其表面电压分布具有一定的特征。因此在对绝缘性能判断时可以利用绝缘电压分布测试方法，在不停电情况下即可以完成绝缘性能检测。

2.2绝缘电阻吸收试验

在绝缘电阻测试过程中，往往会利用具备输出固定电压且能够直接获取读数的仪表来对绝缘电阻进行测试，通常情况下在加压60秒后所得到的读数就是电气设备的绝缘电阻。

在对电气设备绝缘电阻比值（60秒时绝缘值除以15秒的绝缘值）进行检测时采用的都是吸收比试验，通常对于大型机电设备和变压器绝缘的受潮程度和局部缺陷检测时会用到吸收比测试，在测试过程中，在常温状态下当吸收比低于1.3时，则说明高压电气设备绝缘存在受潮缺陷。

2.3交流耐压试验

利用交流耐压试验来对绝缘性能进行检验时，不仅试验非常严格，而且对于一些危险和集中的缺陷能够有效发现，是当前鉴定高压电气设备绝缘强度最直接有效的方法。由于交流耐压试验较为严格，因此需要在试验开始前对试品的绝缘电阻、吸收比、泄露电流及介质损耗等进行试验，避免在试验中绝缘薄弱处会继续发展。当以上试验结束后才能进行交流耐压试验，经过交流耐压试验后绝缘性能合格的设备即可以投入运行。可以说利用交流耐压试验能够有效检验或衡量高压电气设备的绝缘水平，能够有效的减少及避免绝缘损坏事故的发生。

2.4直流耐压试验

通过对试验对象进行施加直流电压，并在对电压调整过程中测量电流通过设备的情况，同时计算绝缘电阻。由于直流耐压试验过程中电压处于较高水平，能够及时发现绝缘局部缺陷。在实际检测工作中，通常将其与泄漏电流试验同时进行应用。直流耐压试验过程中所需要的试验设备较为轻便，不易对设备绝缘带来损坏，能够有效的发现设备存在的局部绝缘缺陷。但相较于交流耐压试验，在对绝缘考验方面还有所欠缺。

2.5泄漏电流的测试

在测试泄漏电流时，通常情况下会采用直流兆欧表，但当对于某些较高的工作电压的电气设备泄漏电流进行测量时，由于兆欧表测量电压太低，可以在测量时加直流高压，这样在高压下，设备如果存在泄漏电流，则会相较于低电压下泄漏电流大很多，高压下绝缘电阻也会非常小。

2.6介质损耗因数试验

通过进行介质损耗因数试验，能够对绝缘损耗参数和特征进行反映，而且能够充分的暴露出电气设备整体绝缘受潮情况、老化变质及小型高压电气设备绝缘缺陷等。而且利用介质损耗因数试验时，由于对测试电压及测试样品尺寸等没有特殊要求，能够有效的判断电气设备的绝缘情况。但在进行介质损耗因数试验过程中，需要对测量时大气相对湿度进行有效控制，确保电气设备绝缘表面保持干燥且具有较好的洁净度，同时还要排除测试空间电磁环境内的各种干扰因素。

2.7色谱测试

色谱测试主要是针对绝缘油中氢气和烃类气体含量不同来对设备绝缘性能进行综合判断。一旦设备存在局部发热或是放电情况，则会使绝缘油中气体比例出现变化，因此通过色谱测试来检测中绝缘油中的气体比例就能够对绝缘情况进行准确判断，并有效判断出故障的严重程度。

2.8局部放电测试

当绝缘体中存在间隙及气泡时，在电气强度达到一定数值时则会有局部放电现象发生，局部放电会导致发热，从而对绝缘体带来损坏，严重时还会击穿它。因此通过局部放电测试来对绝缘体内部是否存在空隙及气泡情况进行判断，从而掌握绝缘体内部的基本情况。

3高压电气设备绝缘试验技术的新发展

目前，虽然有很多种高压电气设备绝缘试验方法，仍然存在不足之处。具体表现：试验运行易造成高压电气设备损害，缩短试验对象的使用寿命；试验工作量大，带来了大量人力、物力、财力上的消耗；试验效果并不是很好，设备故障有时并不会被检测出来；试验中通常要分析绝缘结构剩余电气强度的大小，但是仍然没有发现其与介质损耗、绝缘电阻等参数之间有直接函数关系，等等。以上种种因素的存在，导致高压电气设备绝缘试验的效果有着一定局限性，以致判断电气设备的绝缘程度有一定的难度。

为了有效消除高压电气设备绝缘试验的局限性，提高对电气设备绝缘程度的监测技术水平，应加大对新的监测技术研究力度。当前，新的监测技术主要分为三种：一是红外线诊断。这种诊断方式不接触、不取样、不停运、不解体，实施方便，智能化程度高，使用范围比较广泛；二是不定期带电测试；三是实时在线监测技术。高压电气设备运行中要面对复杂的环境，并受化学腐蚀、环境条件、机械应力等外部环境的影响，以及长时间电压作用等内部环境的影响，极易导致绝缘体和绝缘系统遭受不同程度的损坏。为此，必须采取绝缘试验检测高压电气设备绝缘程度，并利用红外线诊断、不定期监测和实时在线监测技术，测得电气设备运行期间的有关绝缘数据，通过数据分析和评价掌握电气设备系统具体的绝缘缺陷，以采取有效的防护与整治措施。

4结束语

对电气设备的检修和维护、运行管理都离不开对设备的检测，尤其是必须认真对待电气设备的预防性检测，只有不断的提高质量坚持将预防放在首位，才能保证设备实现长周期、安全、稳定的运行，做到防患于未然。

参考文献：

[1]吕冬雪.电气绝缘预防性试验技术发展和应用[J].西北电力技术，2009（06）.

[2]蒋均健.高压电气设备绝缘试验应注意的几个问题[J].广西轻工业，2009.