绝缘耐压试验探讨

绝缘耐压试验探讨

钱岗 郑航天

中认南信实验室 江苏南京 210023

摘要：随着时代的发展，大到国家，小到个人，不管是工作还是生活，在我们的周围都离不开各式各样的电气产品的存在。各行各业的正常运行也都离不开电气设备的辅助。因此，随之而来的电气安全也必须格外重视。众所周知，绝缘是对电气安全的一种重要防护，而绝缘耐受电压试验正是我们为了验证电气绝缘的一种极为重要的手段。电气的安规内容有很多很多，本次我们就其中的绝缘耐压试验进行重点阐述分析。

关键词：绝缘；耐受电压；安全；防护；安规；

1. 绝缘的概念

绝缘是指使用不能导电的物质将带电体隔离或者包裹起来，以此对触电起保护作用的一种安全防护措施。良好的绝缘措施可以有效保证电气设备与线路的安全运行，并且是防止人身触电事故发生的最基本和最可靠的手段。绝缘通常可以分为气体绝缘、液体绝缘和固体绝缘三类。

有强电作用下，绝缘物质可能会被击穿，因而丧失其绝缘性能。在上述三种绝缘物质中，气体绝缘物质在被击穿后，一旦去掉外界因素，即可自行恢复其固有的电气绝缘特性；而固体绝缘物质在被击穿以后，则不可逆地完全丧失了其固有的电气绝缘特性。因此，电气线路与设备的绝缘选择，必须与电压等级相配合，而且必须与其使用环境及运行条件相适应，以次保证绝缘的有效性。

在实际应用中，固体绝缘是最为广泛使用，且最为可靠的一种绝缘物质。固体绝缘又分基本绝缘，附加绝缘，双重绝缘，加强绝缘。

2. 绝缘耐受电压试验的概述

耐压测试（Withstanding Voltage Test）又称作介电强度测试（Dielectric Test），它在一定时间内施加高压到被测设备，以确保设备的绝缘性能足够强。绝缘耐受电压试验主要分为：直流耐受电压试验和工频耐受电压试验。

直流耐受电压试验：直流耐受电压试验的测试电压较高，其对发现绝缘某些局部缺陷具有重要意义，可以与泄漏电流试验同时进行。

工频耐受电压试验：是指长期交变电压作用下电器的绝缘强度。工频耐受电压性能是由工频交流耐压试验确定，它是考验被试品绝缘承受各种过电压的有效方法，对保证设备安全运行具有重要意义。交流耐压试验的电压、波形、频率和在被试品绝缘内部电压的分布，均需要符合在交流电压下运行时的实际情况，因此，能真实有效的发现绝缘缺陷。交流耐压试验属于破坏性试验，它会使原来存在的绝缘弱点进一步发展（但又未在耐压试验时击穿），使绝缘强度逐渐降低，使产品内部绝缘恶化。因此必须正确地选择试验电压和耐压时间。

3. 绝缘耐受电压测试的必要性

那么，为什么我们要进行绝缘耐受电压测试呢？主要是从以下几个方面进行考虑：

1. 为了考量电气设备的基本绝缘情况；

2. 为了考量电气设备的耐压承受能力；

3. 为了确保电气设备在正常使用过程中，不会出现因为绝缘不合格，导致耐压击穿，从而引发安全事故。

4. 绝缘耐受电压测试的具体要求

绝缘耐受电压测试的主要包括：绝缘电阻测试和耐压测试。

不同电气产品所使用的环境条件不一定相同，工作电压的变化，将可能会导致测试的具体要求不一致。因此，需要根据实际工作电压进行测试要求的调整。下文，我们将以“光伏逆变器”产品为例，在此基础上进行详细叙述。

绝缘电阻测试：绝缘电阻指绝缘物体在规定条件下的直流电阻值，是电气设备和或电气线路最基本的绝缘性能指标。就光伏逆变器产品而言，它的绝缘电阻测试值为1000V，测试时长60s，并要求绝缘电阻测试的结果大于1MΩ，才符合绝缘的基本要求。

耐压测试：耐压测试分为“工频耐压测试”和“直流耐压测试”；

直流耐压试验：由于直流电压下按绝缘电阻分压，所以，能比交流更有效地发现内部绝缘缺陷。同时，因直流电压下绝缘基本上不产生介质损失，因此，直流耐压对绝缘的破坏性小。

工频耐压试验：由于在交变电压下主要按电容分压，故而能够有效地暴露设备绝缘缺陷。但是，交流耐压对绝缘的破坏性比直流大，而且由于试验电流为电容电流，所以需要更大容量的试验设备，携带不易。

测试方法：以“光伏逆变器”为例，进行如下操作。

1. 分析逆变器产品正常工作时，输入输出端的系统电压；

2. 分析输入和输出对地的绝缘情况，是基本绝缘还是加强绝缘；

3. 分析逆变器产品的内部结构，观察机器是否适宜使用交流电压进行测试，如果存在较多敏感元件，需要进行先期处理，将敏感元件隔离后再进行工频耐压测试。或者直接采用等效的直流电压进行测试；

4. 依据逆变器产品的以上三个特性，对应下表进行合适的电压选择。

5. 绝缘耐受电压测试的实际案例

1. 逆变器产品的系统电压确定和结构分析；

1. 确定出入输出对地的绝缘情况，是否属于基本绝缘？

2. 确定产品输入输出结构，明确有无电气隔离？

3. 确定输入输出系统电压值，并明确是否与电网直接相连；

2. 测试电压确认；

1. 绝缘电阻测试电压为1000Vdc；

2. 输入侧未直接连接至电网，且输入对地为基本绝缘，查询表2可得，测试电压为1100Vac或1600Vdc；

3. 输出侧直接连接至电网，且输出对地为基本绝缘，查询表1可得，测试电压为1580Vac或2235Vdc；

4. 由上可知，该产品无内部隔离，因此输入侧虽然未直接连接到电网，但是由于内部输入输出之间无电气隔离，因此认为输入侧也是与电网直接相连。所以，输入输出侧对地的耐压应选择两者间的较高值，即：

3. 测试方法明确；

• 考虑到逆变器产品本身存在较多电容电感元器件，交流电压测试存在较多的元器件损坏隐患，综合考虑，选择直流电压进行后续测试；

• 按要求连接测试网络，施加目标测试电压2235Vdc，电压需要在5s内爬升值目标值，并维持60s。测试的漏电流不能＞10mA。

参考文献：

[1]冯征.工频耐受电压试验设备要求和试验方法[J].江苏电器,2005,(03):42-43+48.

[2]陈有昌.低压电器产品工频耐受电压试验影响因素分析[J].电气制造,2014,(07):75-77.

[3]NB/T 32004-2018 光伏并网逆变器技术规范 国家能源局 2018-04-03