继电保护装置绝缘性能分析讨论

继电保护装置绝缘性能分析讨论

邓启秋

（广东粤明电力工程有限公司广东珠海）

摘要：随着电力系统的高速发展和计算机技术，通讯技术的进步，继电保护向着计算机化、网络化，保护，测量，控制，数据通信一体化和人工智能化方向进一步快速发展。与此同时越来越多的新技术，新理论将应用于继电保护领域，这要求我们继电保护工作和不断求学，探索和进取，达到提高供电可靠性的目的，保障电网安全稳定运行。本文主要阐述了有关继电保护产品绝缘性能的引用标准、检测方法、检测过程中比较常见的一些问题及解决这些问题的方案。

关键词：绝缘性能试验；继电器和保护装置的绝缘试验；有效防范措施

继电保护装置能反应电气设备的故障和不正常工作状态并自动讯速地、有选择性的动作于断路器将故障设备从系统中切除，保证无故障设备继续正常运行，将事故限制在最小范围，提高系统运行的可靠性，最大限度地保证向用户安全、连续供电。然而保护装置的绝缘性能是继电保护装置的重要安全指标。它是继电保护装置在电力系统中可靠运行的基本保证，无论是设计人员或是检验、运行人员都应给予高度的重视。本文笔者根据多年来对继电保护产品质量检测工作的经验，总结了有关继电保护产品绝缘性能的引用标准、检测方法、检测过程中比较常见的一些问题及解决这些问题的方案。

1、绝缘性能试验简介：继电保护装置的绝缘性能检验，包括绝缘电阻、介质强度和冲击电压三项检验。

1.1绝缘电阻检验：继电保护装置的绝缘电阻性能是装置基本性能的重要指标，它的大小将影响到继电保护装置的工作性能。如继电保护装置的绝缘电阻下降到一定的数值时，绝缘材料的绝缘性能将会发生严重的恶化，从而造成人身，电气设备事故，对于要求输入阻抗很大的电气回路，可能会由于回路信号入口处的绝缘性能不佳，而影响其正常工作性能。

影响绝缘电阻的因数很多，除了直接与绝缘材料本省的绝缘性能好坏有关外，还与绝缘材料的加工工艺和导体间的绝缘间隙有关。另外，周围的环境条件，如温度及阳光照射、粉尘等。都要影响绝缘电阻的大小，而其整个影响的过程是一个复杂，而又漫长的过程。

任何绝缘材料都不是理想的绝缘体，它的内部存在着自由的带电粒子，这些带电粒子在无外界电场作用时，其运动方向是杂乱无章的。当有电场作用时，这些自由的带电粒子就按电场方向运行，形成传导电流（又称泄漏电流）。泄漏电流的大小与电场的大小有关，电场强度越大，参与定向运动的离子数越多，因而传导电流越大，反映的绝缘材料的绝缘电阻就越小。

在均匀强度的电场中，电场强度与外加电压大小有关，外加电压越大，电场强度越大。所以，绝缘电阻的测量与外加电压的大小有关。相应标准也明确规定了绝缘电阻测试中，不同电压等级的电路所对应的试验电压。

1.2介质强度检验：继电保护装置在运行中，除了要受正常工作电压的作用，有时还要受到短时间的过电压作用。如果在设计时，对绝缘材料的选用欠佳，或绝缘间隙过小，或者在运行过程中，绝缘材料受潮或老化，都会造成绝缘材料的击穿或出现闪络现象，严重的会造成人生和电气设备事故。介质强度试验就是检验绝缘材料和电路的设计缺陷，及时排除由于绝缘材料不佳，或绝缘间隙过小而可能存在的事故隐患，绝艳材料在强电场作用下，将引起材料内部结构发生变化，即当作用于绝缘材料的电场强度达到某一临界值时，材料内部的物质构成，如分子或离子发生破裂或分解，使用其固有的绝缘性能完全丧失而专变为导体，泄漏电流剧增，这种现象陈伟绝缘材料的击穿。

2、GB/T14598.5对量度继电器和保护装置的绝缘试验和要求：GB/T14598.5规定的绝缘试验包括绝缘电阻，介质强度和冲击电压三项试验，三项试验的检查回路或检测部位基本相同，主要包括：

2.1、每个电路和外露导电部件之间，每个独立电路的端子连接在一起检验过程中主要考察装置的电源回路，PT回路，CT回路，开入回路，开出回路，通信回路等各导电回路对装置外露的导电部分，如外壳包括包括面板，背板，插件金属导轨，印制板上的接地线以及和接地线连接在一起的元器件安装支架和印制板固定螺钉等的绝缘性能。上述各回路的工作额定电压不同，试验的电压等级也不同。

2.2、独立电路之间，每个独立电路的端子连接在一起，这主要是检验各导电回路之间的绝缘情况，如电源回路和电压回路之间，电源回路和电流回路之间，或电压回路与电流回路之间，开入回路和开出回路之间，等等。主要是没有直接电气联系的各导电回路都要进行测试，防止这些不同电路之间在设计，生产，装配等各环节可能存在的绝缘隐患。

3、提高继电保护装置绝缘性能的有效防范措施

绝缘试验是继电保护产品型式试验中经常易出问题的试验项目，尽管出现问题的原因很多，但还是有一定的规律和特点。只要我们根据它的规律和特点进行针对性的产品设计，就可以有效的提高产品的绝缘性能。

在从事产品设计的过程中，首先就是选择具有良好的绝缘材料和元器件。在一般情况下，新型工程塑料的绝缘特性要优于普通酚醛塑料，尤其是在湿热环境下。如果酚醛塑料的压制过程和处理工艺不合理，将导致其绝缘性能严重下降，在试验过程中常常遇到采用酚醛塑料压制的端子或机壳出现绝缘问题。

3.1、PT回路，对PT输入回路要注意各相间之间的电气间隙，尤其是印制板焊装形式的PT更要注意。各PT间的布线都应保持一定的距离，各相之间接线端子的焊盘间隙也应给予足够的间距。另一方面，各个T的输入，输出布线也应尽可能滴分开。这一方面是安全的需要，此外，对电磁兼容要求来说也是必须的。

3.2CT回路，CT回路的输入端，一半都是采用截面较大的导线直接用螺钉固定在接线端子上。由于导线截面较大，有一定的强度。另一方面，在微机保护装置中，交流插件的空间比较小，给CT输入线的布局安装带来一定的困难，因而在安装过程中常常造成其绝缘的损坏。在检验过程中就曾多次发现，输入线的绝缘因安装过程受到损伤破坏，引起相间，或对地击穿。

3.3、继电器输出回路：继电保护装置的输出回路很多，一般都采用继电器触点输出，各个输出之间的布线要注意根据负载的电压等级，留有足够的间隙。在输出回路布线时，比较容易忽视的事输出继电器触点和线圈之间的布线和绝缘。输出继电器一方面是提供较大的负载能力，另一方面是起到系统内、外强电的隔离作用。如果间隙不够即使耐压试验中能过关，对继电保护装置在以后的现场运行中，也会带来一定的安全隐患。

4、结语

参考文献

（1）王维俭编，电力系统继电保护基本原理，北京，清华大学出版社，1991年。

（2）张峥，高压电力电缆绝缘在线检测技术实验研究[D]，上海交通大学。