電氣設(shè)備絕緣的高電壓試驗與安全防護措施探討

司代均

（廣州西門子變壓器有限公司，廣東 廣州 510530）

良好的絕緣性能對于電氣設(shè)備的安全使用至關(guān)重要。當(dāng)電氣設(shè)備在投入運行一段時間后，因受到工作電壓和過電壓的影響，其絕緣性能就會大大降低，因此，在高電壓環(huán)境下，對其絕緣性能展開試驗，保障其使用安全性具有非常重要的意義。學(xué)者宋勇指出，電器設(shè)備在運行一定的時間后，因局部過熱產(chǎn)生熱效應(yīng)，再加上受潮、磨損、光照時間過長及化學(xué)侵蝕等因素的影響，致使電氣設(shè)備絕緣品質(zhì)直線下降，絕緣能力大大降低，只有通過對電氣設(shè)備的直流高電壓及沖擊電壓試驗來了解其絕緣性能，進而保障電氣設(shè)備使用人員的安全性，同時，他還強調(diào)，在試驗進行過程中，一定要制定健全的安全防護措施，在提升試驗效率的同時，保障試驗人員的人身安全；莊春意在其試驗研究中，通過在試驗室中模擬高電壓環(huán)境進行設(shè)備的高壓絕緣試驗操作，主要對設(shè)備的工頻高電壓及沖擊高電壓進行了試驗，并就試驗過程中的安全防護措施提出幾點意見；蘇毅在研究中，首先對電氣設(shè)備絕緣試驗方法進行了概述，并提出通過加強新型技術(shù)應(yīng)用、制定安全保障措施、測試設(shè)備過流情況及加強試驗人員素質(zhì)提升等途徑保障試驗安全性。本文筆者結(jié)合自己多次試驗經(jīng)驗，在參考其他學(xué)者試驗成果后，首先指出了電氣設(shè)備絕緣試驗的要求，并就電氣設(shè)備交流高壓試驗及直流高壓試驗情況進行了簡單介紹，同時對試驗前、試驗中、試驗后的安全防護措施發(fā)表幾點看法，希望能為同行業(yè)人員提供參考與借鑒。

1 電氣設(shè)備絕緣試驗要求

首先，為快速找出電氣設(shè)備的危險點或集中出現(xiàn)的缺陷，可進行交流耐電壓試驗，這一試驗方法被業(yè)界推崇為當(dāng)前測試電氣設(shè)備絕緣性能的最佳方法。在試驗過程中，由于交流耐壓試驗比較嚴(yán)格，因此，在試驗之前，需先對所要檢測的電氣設(shè)備進行絕緣電阻、電流泄漏及吸收比試驗，這一做法的好處是能夠避免在試驗過程中因絕緣薄弱處的進一步擴大使試驗人員人身安全受到威脅。

交流耐壓測試只能在上述試驗完成后才能進行，只能是經(jīng)過交流耐壓測試的絕緣合格的設(shè)備才能使用。準(zhǔn)確地說，交流耐壓試驗可以有效地測試和測量電氣設(shè)備的絕緣性能，并可以大大減少絕緣不足引起的事故的發(fā)生。還可以使用直流耐壓測試來測試電氣設(shè)備，測試直流電壓所需的樣本，測試電壓過程中，還可以測試電流通過情況，同時對絕緣電阻進行計算。在直流耐壓試驗中，由于電壓處于較高，因此，可及時發(fā)現(xiàn)故障。直流耐壓測試所需的試驗設(shè)備相對較輕，不易造成絕緣體損壞，冰球可以有效地發(fā)現(xiàn)弊端，相較交流耐壓試驗，弊端仍然存在。交流耐壓試測效果并不能達到預(yù)期目的。

其次，一般的，在泄漏電流測試后進行直流耐壓測試效果更佳。在泄漏電流測試中，可以使用直流歐姆表，但直流歐姆表的額定電壓較低，因此，在對一些通過電壓較高的設(shè)備進行測試時，可造成直流歐姆表損壞，因此，可在測試時加直流高壓，以減小絕緣電阻。但是，對于某些電壓較高的設(shè)備，如果歐姆表的電壓太低，則在壓力測量過程中可能會施加直流高壓。同時，可以運用介質(zhì)損耗因數(shù)進行試驗，通過該試驗可直觀反映出絕緣損耗參數(shù)，并經(jīng)電氣設(shè)備在受潮情況下的絕緣情況顯示出來。但是，在進行該項試驗中，必須很好地控制大氣濕度，排除試驗室內(nèi)潮濕的空氣，確保試驗環(huán)境干凈、干燥，保障試驗成果的準(zhǔn)確性。

2 電氣設(shè)備絕緣的高壓測試

2.1 交流高壓測試

2.1.1 交流高壓測試簡介

在進行電氣設(shè)備交流高壓絕緣測試中，所使用的交流電壓頻率應(yīng)在45～65Hz，并通過工頻測試變壓器產(chǎn)生電壓。對于不同的電氣設(shè)備，在交流高壓測試中應(yīng)使用不同的交流電壓頻率，交流電壓頻率是幾千赫茲的高頻交流電壓。

2.1.2 交流高壓試驗的特點

（1）交流高壓測試電壓高。該試驗的目的是采用絕緣擊穿試驗來測試電器的絕緣性能，因此，對于電壓的設(shè)置可模擬雷電過電壓或內(nèi)部過電壓，其優(yōu)點是當(dāng)電氣設(shè)備經(jīng)受過電壓時，其絕緣情況就快速顯現(xiàn)出來。（2）電壓波形應(yīng)為正半波和負(fù)半波對稱的正弦波形，頻率范圍在45～55Hz，電壓的有效值可運用公式電壓有效值=振幅÷波頂系數(shù)進行計算。運用調(diào)壓裝置調(diào)節(jié)電壓時，可根據(jù)規(guī)定的速度連續(xù)平穩(wěn)地進行。（3）在交流高壓測試過程中，變壓器一般是間歇運行的，由于連續(xù)運行情況較少，變壓器的容量較小，因此，在設(shè)計安全系數(shù)時，一般采用較小的安全系數(shù)。

2.2 直流高壓試驗

2.2.1 直流高壓試驗設(shè)備

在進行直流高壓試驗中，所要運用到的試驗設(shè)備主要有用于泄漏電流測量的直流高壓電源、脈沖電壓發(fā)生器及脈沖電流發(fā)生器等。

2.2.2 直流電源要求

在正常情況下，我們經(jīng)常使用脈動來表征直流電壓。在電氣設(shè)備絕緣的直流高壓測試中，直流電源在提供負(fù)載電流時對脈動電壓有更高的要求，并且脈動電壓必須非常小，換言之，就是直流電源具有一定程度的負(fù)載能力。

2.2.3 直流高壓測試的特點

主要包括：（1）測試設(shè)備的容量小。全套直流耐壓測試裝置的體積更小，重量更輕。（2）在直流耐壓測試中，可以同時測量電流泄露情況，這可以反映絕緣材料內(nèi)部的某些缺陷。（3）直流高壓測試是一種無損測試，因此，在試驗過程中不會引起測試材料的分解或老化。

3 電氣設(shè)備絕緣的高電壓試驗安全防護措施

3.1 試驗前的安全防護措施

因為電氣設(shè)備絕緣的高壓測試要求非常嚴(yán)格，因此，在進行試驗之前，必須首先了解該試驗的目的，即了解本次試驗需要解決的是哪些問題。此外，還要充分了解試驗的對象，例如，電氣設(shè)備制造商的所在地、電氣設(shè)備的壽命、電氣設(shè)備的電阻，是否經(jīng)歷過大修，如果有，找出維修部位，了解故障產(chǎn)生的原因及維修后的設(shè)備運行狀況。其次，一臺試驗?zāi)芊癯晒?，必須要在試驗之前精心?zhǔn)備，因此，要建立完善的試驗計劃，如果試驗計劃不夠完善，那么，在試驗過程中就會顯得非?；靵y，在完成某個試驗步驟后不知道下一步該干什么，甚至出現(xiàn)卡殼現(xiàn)象。在制定試驗計劃時，首先要了解試驗中可能出現(xiàn)的難題，要提前制定應(yīng)急方案，當(dāng)問題出現(xiàn)做到有備無患；試驗計劃制定完成后，要交予試驗團隊進行討論，找到計劃中的不足，并及時整改，確保試驗計劃具備較高可行性。最后，在開展試驗之前，一定要仔細(xì)閱讀試驗室注意事項和相關(guān)儀器的使用說明。由于不同試驗室的安全情況是不盡相同的，因此，在進行試驗前，一定要了解試驗安全注意事項。另外，由于試驗設(shè)備并不是供個人使用的，它是公共設(shè)備，因此，在進行試驗前，應(yīng)該仔細(xì)閱讀設(shè)備使用記錄，查看設(shè)備有無破損情況，試驗結(jié)束時要認(rèn)真填寫設(shè)備使用記錄。

3.2 試驗過程中的安全防護措施

在電氣設(shè)備絕緣高壓試驗中，會運用到一些開關(guān)裝置，這些開關(guān)裝置的好壞會關(guān)系到試驗的成敗與否，因為開關(guān)的開合狀況會關(guān)系大試驗人員的安全情況。在試驗過程中，所用開關(guān)設(shè)備一般為雙極開關(guān)，這種開關(guān)裝置一方面能保證開關(guān)明顯斷開，另一方面，便于試驗人員有效區(qū)分分閘與合閘。除此之外，為有效保障試驗的順利進行，應(yīng)運用過流保護裝置保障試驗人員的人身安全，防止安全事故的發(fā)生。

3.3 試驗結(jié)束后的安全防護措施

試驗結(jié)束后，必須按照電源開關(guān)的序?qū)﹃P(guān)閉所有電源開關(guān)，并拆除為本試驗所架設(shè)的臨時線路，防止其他試驗人員在進入試驗室發(fā)生安全事故。在關(guān)閉所有開關(guān)并拆除臨時電路后，要清掃試驗場地，清理試驗用具，同時將設(shè)備放置在固定位置，以便其他試驗人員方便取用，最后，一定要做好試驗儀器使用情況。

4 結(jié)語

電氣設(shè)備是否具備較強的絕緣性能關(guān)系到人們?nèi)粘Ｓ秒姷陌踩?，因此，在電氣設(shè)備投入運行一段時間后，受工作電壓及過電壓的沖擊，設(shè)備絕緣材料會受損，其絕緣性能就會有所降低，要對其進行高壓絕緣試驗，了解其絕緣狀況，但是，在試驗過程中，一定要做好安全防護工作，保障試驗人員的人身安全。