低壓電器設(shè)備絕緣技術(shù)性能檢測(cè)與分析

呂誠(chéng)

（中檢質(zhì)技檢驗(yàn)檢測(cè)科學(xué)研究院有限公司 浙江省杭州市 310022）

為進(jìn)一步保證低壓設(shè)備持續(xù)性處于安全、穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，一般針對(duì)低壓電器基于正常作業(yè)及故障狀況下需具備的多元化功能進(jìn)行系統(tǒng)性驗(yàn)證。低壓電器需結(jié)合我國(guó)相關(guān)規(guī)程，需積極開(kāi)展多個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目，主要包含絕緣電阻、耐壓測(cè)試等，不同試驗(yàn)測(cè)試內(nèi)容最終呈現(xiàn)的性能反映不盡相同。良好的絕緣性能為電器設(shè)備提供良好的運(yùn)行環(huán)境，以及更持久的電力運(yùn)行系統(tǒng)，對(duì)低壓電器設(shè)備絕緣性能檢測(cè)技術(shù)規(guī)范和測(cè)試方法，有助于確保電氣設(shè)備良好運(yùn)行，需對(duì)其加以重視。通過(guò)上述絕緣性能測(cè)試項(xiàng)目，可全方位掌握低壓電器自身實(shí)際應(yīng)用指標(biāo)，以此確定其絕緣性能和質(zhì)量，完善整個(gè)電力系統(tǒng)。眾多測(cè)試項(xiàng)目?jī)?nèi)容和環(huán)節(jié)中，絕緣電阻和耐壓測(cè)試作為最為關(guān)鍵的指標(biāo)，測(cè)試最終結(jié)果對(duì)低壓電器整體運(yùn)行朱狀態(tài)十分關(guān)鍵。

1 低壓電器設(shè)備類(lèi)別劃分及特征

1.1 低壓電器設(shè)備分類(lèi)

（1）按照低壓電器自身作用劃分，低壓電器主要包含兩種類(lèi)別，即控制類(lèi)、配電類(lèi)，前者主要是處于整個(gè)電力系統(tǒng)環(huán)節(jié)發(fā)揮作用，關(guān)鍵設(shè)備包含電阻器、啟動(dòng)器等；后者主要為生活提供便捷，核心設(shè)備包含轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、斷路器等。不管為控制類(lèi)還是配電類(lèi)低壓設(shè)備，其共同作用均為處于整個(gè)電路系統(tǒng)中，確保廣大居民和正常企業(yè)實(shí)際用電可靠及安全，將不安全隱患遏制于萌芽階段。

（2）按照有無(wú)觸電點(diǎn)劃分，可將低壓電器設(shè)備劃分為有觸點(diǎn)、無(wú)觸點(diǎn)，主要按照實(shí)際運(yùn)行狀況需通過(guò)接觸作為劃分標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)接觸低壓電氣設(shè)備多會(huì)選用晶體管，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電器正常運(yùn)作，保證用電可靠性及安全性；有觸點(diǎn)低壓電器設(shè)備則通過(guò)控制點(diǎn)促使電器正常運(yùn)行。上述兩種類(lèi)型低壓電氣設(shè)備均具備自身優(yōu)勢(shì)，均深受人們青睞，但后者實(shí)際操作成熟性更高，使用頻次較高。

（3）按照控制方式劃分，將低壓電器劃分為自動(dòng)低壓電器、自控低壓電器，自動(dòng)低壓電器主要利用人工操作符合開(kāi)關(guān)，保證低壓電器設(shè)備運(yùn)行安全、可靠；自控低壓電器設(shè)備主要通過(guò)各類(lèi)型設(shè)備有效銜接，保證內(nèi)部系統(tǒng)均達(dá)成共同合作，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)用電可靠性及安全性，達(dá)成初期設(shè)定目標(biāo)。

1.2 低壓電器產(chǎn)品的特征

低壓電器產(chǎn)品高效、安全運(yùn)行過(guò)程中，主要包含多個(gè)能量實(shí)現(xiàn)多元化轉(zhuǎn)化更新，不同能量實(shí)際轉(zhuǎn)化過(guò)程中呈現(xiàn)為非線(xiàn)性特征，大量現(xiàn)象屬于一類(lèi)瞬態(tài)過(guò)程，其進(jìn)一步導(dǎo)致低壓電器自身復(fù)雜程度。傳統(tǒng)理論分析層面，低壓電器主要以電接觸、電弧等為核心，需依附于必要的理論指導(dǎo)和分析運(yùn)算之外，還需具備成熟的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以此保證最終計(jì)算可靠性。因此，低壓電器產(chǎn)品開(kāi)發(fā)實(shí)際周期較長(zhǎng)、投入較大，為保證與市場(chǎng)發(fā)展相吻合，低壓配電、控制系統(tǒng)因其自身具有一定的復(fù)雜性，對(duì)低壓電器設(shè)備自身實(shí)際工作狀態(tài)性能及結(jié)構(gòu)提出更嚴(yán)格的要求，為保證其使用及運(yùn)行可靠性，需加強(qiáng)對(duì)低壓電器設(shè)備絕緣性能良好檢測(cè)，吻合時(shí)代發(fā)展實(shí)際需求。

2 低壓電器設(shè)備的絕緣質(zhì)量評(píng)價(jià)

2.1 絕緣電阻

絕緣電阻主要為布設(shè)于兩極間隔離低電壓設(shè)備電源接觸結(jié)構(gòu)，若兩個(gè)電極正式通電之后產(chǎn)生漏電狀況，表明兩者存在絕緣電阻，絕緣電阻是否處于正常作業(yè)，與多個(gè)因素密切相關(guān)，如絕緣材料、性能優(yōu)良程度，一定程度影響絕緣電阻工作狀態(tài)是否實(shí)現(xiàn)常態(tài)化。使用質(zhì)量?jī)?yōu)良的絕緣性能材料，產(chǎn)生的電阻成效十分顯著，不良的絕緣性能材料難以發(fā)揮電阻自身成效體現(xiàn)。此外，絕緣保存成效與其自身性能密切相關(guān)，若絕緣材料自身存儲(chǔ)環(huán)境不佳，難以保證其自身完整性，且出現(xiàn)受潮現(xiàn)象，絕緣電阻便會(huì)下降，反之絕緣成效較為凸顯[1]。

2.2 耐壓測(cè)試

從理論層面分析處于不同條件下測(cè)量絕緣電阻實(shí)際數(shù)值存在一定的偏差，所以為從本質(zhì)層面減少耐壓測(cè)試誤差，需綜合性選取穩(wěn)定環(huán)境開(kāi)展絕緣電阻耐壓測(cè)試，處于溫濕度適宜條件下，選取合適的絕緣材料開(kāi)展測(cè)試，以此保證最終測(cè)試結(jié)果的可靠性。采取上述操作方可減少絕緣測(cè)試誤差，促使用戶(hù)用電系統(tǒng)更具有穩(wěn)定性及安全性。此外，為確保測(cè)試最終成果完整性、精準(zhǔn)性，可選取多組對(duì)比測(cè)試模式，通過(guò)變更濕度、溫度等因素開(kāi)展多次比對(duì)測(cè)試，基于多組相關(guān)數(shù)據(jù)信息，最終獲取精細(xì)化測(cè)試結(jié)果，以此為基礎(chǔ)確定絕緣成效，為生產(chǎn)質(zhì)量更佳的絕緣產(chǎn)品提供技術(shù)支撐。

2.2.1 交流耐壓試驗(yàn)

交流耐壓試驗(yàn)可進(jìn)一步直觀(guān)發(fā)現(xiàn)較為危險(xiǎn)集中化缺陷，可精準(zhǔn)性判定絕緣程度，但其自身不足在于即對(duì)固體有機(jī)絕緣，處于較高交流電壓作用時(shí)，會(huì)促使其弱點(diǎn)更突顯，所以需合理化選取試驗(yàn)電壓值。通常正式運(yùn)行過(guò)程中，絕緣變化耐壓試驗(yàn)電壓數(shù)值選取應(yīng)低于出廠(chǎng)電壓數(shù)值，且處于不同狀況下設(shè)備需進(jìn)行因地制宜，以此保證試驗(yàn)電壓數(shù)據(jù)更具科學(xué)性、合理性。

2.2.2 直流耐壓試驗(yàn)

依照我國(guó)相關(guān)規(guī)程通過(guò)直流耐壓試驗(yàn)，掌握絕緣電器自身實(shí)際強(qiáng)度，相較于交流耐壓試驗(yàn)，其核心優(yōu)勢(shì)在于整體設(shè)備重量小，絕緣進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)過(guò)程中，可通過(guò)測(cè)試泄露電壓觀(guān)察其內(nèi)部絕緣存在的不足，為后續(xù)相關(guān)檢測(cè)措施提供強(qiáng)有力的措施。直流耐壓試驗(yàn)電壓的選擇，可結(jié)合絕緣工頻交流耐壓試驗(yàn)電壓和交直流擊穿強(qiáng)度之比，對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組選取2-2.5倍額定電壓[2]。

3 低壓電器設(shè)備絕緣性能檢測(cè)影響因素及類(lèi)型

3.1 低壓電器設(shè)備絕緣性能檢測(cè)影響因素

低壓電器設(shè)備絕緣性能實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，最為核心的便是檢測(cè)絕緣電阻，常將電器帶電部分與控制外露非帶電絕緣部分電阻稱(chēng)為絕緣電阻，若其自身材料受外界影響老化，自身絕緣電阻便會(huì)持續(xù)性下降，所以電器設(shè)備和漏電安全事故發(fā)生。低壓電器設(shè)備絕緣材料實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，也不乏存在質(zhì)量缺陷，此類(lèi)材料與電源接通之后，處于強(qiáng)電場(chǎng)作用下促使整個(gè)材料被擊穿，產(chǎn)生嚴(yán)重的損失。定期對(duì)低壓電器產(chǎn)品絕緣電阻進(jìn)行綜合性檢查，可避免此類(lèi)事故發(fā)生，檢測(cè)基本方式為通過(guò)測(cè)量各類(lèi)電器設(shè)備絕緣電阻、耐壓試驗(yàn)，判斷其自身絕緣性能是否吻合設(shè)備要求。

絕緣電阻處于電器設(shè)備中與多個(gè)因素密切相關(guān)，主要用于測(cè)量環(huán)境和設(shè)備質(zhì)量對(duì)可降低絕緣的預(yù)兆，設(shè)備處于高塵環(huán)境條件下，其自身絕緣材料的絕緣電阻會(huì)持續(xù)性下降，設(shè)備處于高溫狀態(tài)下自身絕緣電阻也會(huì)下降。低壓電器設(shè)備絕緣材料內(nèi)絕緣電阻并非處于固定狀態(tài)，主要隨著溫度上升或下降變更，絕緣電阻自身性能和電阻系數(shù)、電氣強(qiáng)度相關(guān)聯(lián)，針對(duì)其中部分低壓電器設(shè)備而言，需進(jìn)行持續(xù)性工作，而部分僅需進(jìn)行短周期工作，因各類(lèi)設(shè)備電壓實(shí)際負(fù)荷狀況也會(huì)隨之變化，若設(shè)備持續(xù)性處于滿(mǎn)負(fù)荷工作狀態(tài)，增加三相設(shè)備單相運(yùn)行、熱擊穿等事故。

3.2 絕緣電阻測(cè)量實(shí)際類(lèi)型

絕緣電阻測(cè)量作為低壓電器設(shè)備電阻測(cè)量關(guān)鍵內(nèi)容，其主要為低壓電器帶點(diǎn)于外露非帶電金屬實(shí)際電阻，其處于受高溫或潮濕狀態(tài)下，低壓電器產(chǎn)品絕緣加劇老化速度，弱化自身絕緣電阻，以此增加漏電等風(fēng)險(xiǎn)。為從本質(zhì)層面減少上述安全事故發(fā)生，需結(jié)合我國(guó)相關(guān)規(guī)程持續(xù)性測(cè)量各類(lèi)低壓電器設(shè)備絕緣電阻。我國(guó)現(xiàn)下實(shí)際測(cè)量絕緣材料實(shí)際性能方式較多，不同測(cè)量方式基本原理存在較大差異性，即直接測(cè)量法、泄露電流測(cè)量法，需積極明晰不同測(cè)量方式的特征。測(cè)量系統(tǒng)中泄露電流通常呈現(xiàn)為三種形式，主要是指通過(guò)兩個(gè)導(dǎo)體絕緣層較小實(shí)際正常泄露電流，如從火線(xiàn)至地導(dǎo)線(xiàn)泄露電流；電容性泄露電流，形成此種現(xiàn)象主要將絕緣層視為核心基本介質(zhì)，直流電路中含有電容性泄露電流，常規(guī)下時(shí)間周期較短，通常狀況下僅為幾秒鐘[3]。

4 低壓電器設(shè)備絕緣技術(shù)性能檢測(cè)的方法

絕緣材料處于外加電壓作用下呈現(xiàn)導(dǎo)電性能，絕緣電阻實(shí)際大小與多個(gè)因素密切相關(guān)，最為核心的便是體積電阻、表面電阻。以我國(guó)相關(guān)規(guī)程為核心導(dǎo)向，絕緣電阻測(cè)試是測(cè)定電氣設(shè)備自身絕緣性能作為關(guān)鍵性舉措，其主要設(shè)備種類(lèi)較多，如控制、電纜等相關(guān)材料。

4.1 直接絕緣電阻測(cè)量

通常正常狀況下測(cè)量低壓電器產(chǎn)品自身絕緣電阻，可選擇相關(guān)儀表較多，其中使用頻次較高的便為萬(wàn)用表，萬(wàn)用表可直接測(cè)量小電阻。電氣安全實(shí)際絕緣性能測(cè)量過(guò)程中，需結(jié)合實(shí)際狀況選取專(zhuān)業(yè)工具展開(kāi)測(cè)量?jī)x器，以此保證最終測(cè)量結(jié)果精準(zhǔn)性。兆歐表上主要包含三個(gè)端子，即接地（E）、電路（L）、屏蔽（G）接線(xiàn)端子，實(shí)際測(cè)量過(guò)程中通常會(huì)選用E、L兩端，實(shí)際測(cè)量之前需將被測(cè)電源切斷，并對(duì)地短路放電，嚴(yán)禁設(shè)備攜帶電進(jìn)行測(cè)量，以此確保人身和設(shè)備可靠性及安全性，特別針對(duì)具備感應(yīng)的高壓電設(shè)備，需及時(shí)采取有效措施予以解決展開(kāi)測(cè)量。應(yīng)第一時(shí)間及時(shí)確保被測(cè)表面清潔度，降低與電阻直接性接觸，以此確保最終測(cè)量結(jié)果可靠性及精確性，具體測(cè)量過(guò)程中需綜合性依照相關(guān)規(guī)程檢查相關(guān)測(cè)量?jī)x表，以此保證其是否處于正常工作狀態(tài)，最為重要的是檢查“0”和“∞”，手動(dòng)手柄實(shí)際搖動(dòng)過(guò)程中需持續(xù)性保證電機(jī)工作處于定額轉(zhuǎn)速中。兆歐表正式使用過(guò)程中，需積極確保其自身保持平穩(wěn)、牢固，且采取強(qiáng)有力的措施減少較大影響磁場(chǎng)，將將E和L端進(jìn)行短接，逐漸遞增手柄搖動(dòng)實(shí)際速度，持續(xù)性表明指針是否停留于“0”位置。具體測(cè)量過(guò)程中，需保證被測(cè)主體目標(biāo)與實(shí)際電源相脫離，將兆歐表上分別引出兩個(gè)接線(xiàn)端子L、E，將其與被測(cè)產(chǎn)品予以銜接，穩(wěn)定搖動(dòng)手柄持續(xù)1分鐘，保證以120-150次/分速度，待指針處于穩(wěn)定條件下，

可精準(zhǔn)性掌握最終絕緣電阻測(cè)量數(shù)值。測(cè)量電機(jī)測(cè)定實(shí)際電機(jī)，將其中兩端分別銜接至電機(jī)外殼、繞組等，若實(shí)際測(cè)量過(guò)程中將兩端實(shí)際與兩相繞組予以銜接，測(cè)量最終結(jié)果指針止步于0位，則判定絕緣失真，需第一時(shí)間終止手柄，防止損毀兆歐表[4]。

4.2 泄露電流測(cè)量法

低壓電器產(chǎn)品自身泄露電流主要是電器處于外加電壓作用下，流經(jīng)絕緣部分的電源，通過(guò)測(cè)量泄露電流方式，判定電器產(chǎn)品自身絕緣性能，實(shí)際測(cè)量過(guò)程中使用檢測(cè)儀器通常為耐壓型，需增設(shè)于兩個(gè)導(dǎo)體間超過(guò)正常工作電壓幾倍，并測(cè)量測(cè)試電流。泄露電流測(cè)試過(guò)程中，也應(yīng)選用專(zhuān)業(yè)的泄露電流儀，結(jié)合我國(guó)相關(guān)電器規(guī)程及要求，需禁止超過(guò)相關(guān)上限數(shù)值，各類(lèi)產(chǎn)品實(shí)際出廠(chǎng)之前，需系統(tǒng)性做好測(cè)試工作。施加電壓關(guān)鍵性部位是電器帶電部分和單一性用于絕緣與帶電部件分隔殼體間，以及帶電部位和用加強(qiáng)絕緣與帶電部件隔離殼體間。若帶電部件和實(shí)際金屬殼間實(shí)際距離不超過(guò)我國(guó)相關(guān)規(guī)程間隙，施加試驗(yàn)電壓部位用絕緣材料作為內(nèi)襯金屬殼。圖1為泄露電流與施加電壓的關(guān)系。

圖1：泄露電流與施加電壓的關(guān)系

5 結(jié)束語(yǔ)

絕緣性能設(shè)計(jì)作為電器設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)核心內(nèi)容，加強(qiáng)對(duì)低電壓電器設(shè)備自身絕緣性能檢測(cè)至關(guān)重要，若絕緣一經(jīng)損壞增加各類(lèi)安全事故發(fā)生，易促使設(shè)備損壞、人員傷亡，難以保證電器設(shè)備穩(wěn)定、安全運(yùn)行。為保證低壓電器設(shè)備正常運(yùn)行，需選取合理的方式開(kāi)展絕緣性能檢測(cè)，增強(qiáng)檢測(cè)方式的有效性，為設(shè)備正常運(yùn)行提供保證。