一、绝缘基础知识
绝缘是指借助绝缘材料和预制构件将电位不等的导体分隔开,使其没有电气联接以保持不同的电位,进而保证带电部件才能正常运行。绝缘是电气设备结构中的重要组成部份。具有绝缘作用的材料称为绝缘材料(电介质),电气设备的绝缘就是各类绝缘材料构成的。
电力系统正常运行时,电气设备绝缘是常年处在工作电流作用之下的。并且,因为各类缘由,电力线路中的电流有时会出现短时下降的现象,即形成过电流。过电流可分为:雷电过电流和内过电流。
雷电过电流:因为设备遭到雷击引起的或在设备附近发生雷击而感应形成的过电流;内过电流有分为暂时过电流和操作过电流。暂时过电流是因为系统中发生车祸或发生谐振而导致的过电流;操作过电流是因为系统中的操作(投、切)导致的过电流。
过电流的作用时间其实很短,但过电流的数值却大大超过正常工作电流,因而,易导致绝缘的破坏。所以,设备绝缘应本事受工作电流的持续作用外,还必须本事受过电流的作用。
为了电气设备安全可靠地运行,除应认清楚过电流的数值、波形等参数并设法减少或限制作用于设备上的过电流的数值外,还要保证及提升绝缘本身的耐受电流,这两个方面就构成了高电流技术的主要内容。怎样保证及提升设备绝缘的耐受电流,设计出先进的绝缘结构则是高电流绝缘所讨论的内容。
在工作电流和过电流作用下,绝缘会发生浊度、极化、损耗、老化、放电击穿等现象。为了设计出技术先进、经济合理而又安全可靠的绝缘结构,首先必须把握各种绝缘材料在电场作用下的电气化学性能产品泄露电流过大的原因,绝缘材料在强电场中的击穿特点及其规律尤为重要。只有晓得了绝缘材料本身耐受电压的规律以后,能够进行绝缘的设计(考虑绝缘结构、选择绝缘距离或绝缘长度等)。其次,绝缘的破坏决定于作用在其上的电场硬度,在满足电气设备基本要求的前提下,应设法改善绝缘结构,使其电场分布尽可能地均匀,以减轻电场硬度。另外,采用新型绝缘材料。
电气设备必须在长期使用中保持高度的可靠性,因此,必须对设备按设计的尺寸进行各类试验。在制造厂有:对所有原材料的试验,制造过程的中间试验,产品定型及出厂试验;在使用场合有:安装后的交接试验,使用中为维护运行安全而进行的绝缘防治性试验等。通过试验,把握电气设备绝缘情况,可保证产品质量或及早发觉其缺陷,进而进行相应的维护与检修,以保证设备的正常运行。
电气设备的绝缘缺陷,有些是制造时潜伏下的,另一些则是运行中在外界作用影响下发展上去的,即累积效应。外界作用有:工作电流、过电流、大气影响(如闷热等)、机械力、热、化学等,其实这种外界作用的影响程度亦和制造质量有关。目前,还不能做到使电气设备的绝缘在运行中不发生显著的劣化,所以,在电力系统中常常进行防治性试验,及时发觉缺陷产品泄露电流过大的原因,可降低许多车祸的发生。
绝缘的缺陷一般可分为两大类
第一类:集中性缺陷。诸如悬式绝缘子的瓷质脱落;发电机绝缘局部锈蚀、挤压断裂;线缆因为局部有气隙在工作电流作用下发生局部放电而毁坏,以及其他的机械损伤、受潮等。
第二类是分布性的缺陷,指电气设备整体绝缘性能增长,如马达、变压器、套管等绝缘中的有机材料发霉、老化、变质等等。
绝缘内部有上述两种类型缺陷后,它的特点就常常发生一定的变化。这样,我们就可以通过一些试验把隐藏的缺陷检测下来。
绝缘特点试验也称非破坏性试验,是指在较低的电流下或使用其他不会损伤绝缘的办法来检测绝缘的各类特点,因而判定绝缘内部有无缺陷。实践证明,这类方式是有效的,但目前还不能只靠它来可靠地判定绝缘的耐压水平。

绝缘耐压试验也称破坏性试验,这类试验对绝缘的考验是严格的,非常是能揭发这些危险性较大的集中性缺陷,它能保证绝缘有一定的水平或裕度,缺点是可能会在耐压试验时给绝缘导致一定的损伤。耐压试验是在绝缘特点试验以后才进行,假如非破坏性试验已表明绝缘存在不正常情况,则必须在查明缘由并加以清除后再进行耐压试验,以防止不应有的击穿。诸如套管整修时,当用非破坏性试验判定出绝缘发霉后,首先是进行干燥,待发霉现象清除后才做耐压试验。
以上主要内容主要介绍各类绝缘试验方式的基本原理以及能发觉哪些样的缺陷。在具体判别电气设备的绝缘状况时,应注意对各项试验结果进行综合判定,并注意和历史资料(出厂及以往数据)以及该设备的其它相进行相互比较。为易于历次试验结果互相比较,最好在相仿气温和试验条件下进行试验,以免因体温换算带来偏差。
试验应尽量在良好天气下进行,执行标准有:
--2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》
DL/T596--1996《电力设备防治性试验规程》
DL/T393--2010《输变电设备状态检修试验规程》
状态检修工作的核心是确定设备的状态,根据设备的状态举办相应的试验、检修工作。“应修选修,修选修好”。
三、高压设备的绝缘水平及试验方式
高压设备绝缘能够安全可靠地运行,起主要作用的是其耐受电流的能力。各类额定电流等级的设备,绝缘都须要具有相应的耐受电流的能力。设备绝缘耐受电流能力的大小称为绝缘水平。电气身背的绝缘水平应保证绝缘在最大工作电流的持续作用下和过电流的短时作用下都能安全运行。
影响绝缘水平的诱因有:
(1)工作电流的持续作用下的老化是决定绝缘使用寿命的主要条件;
(2)雷电过电流下的冲击,时间短但数值高;
(3)暂时过电流下的冲击,如谐振,持续时间较长;
(4)操作过电流下的冲击。
对绝缘水平考评的试验方式有:
(1)雷电过电流试验--雷电冲击电流模拟装置;

(2)操作冲击试验—操作冲击试验模拟装置;
(3)工频电流等效试验为了检验绝缘在暂时过电流作用下运行的可靠性,一般用短时工频电流等效地来进行试验,判定其绝缘水平的高低。
各类设备的一分钟耐压就是按照电力系统中内过电流的大小拟定的。其最大的有点就是适宜于在现场进行设备的试验。
我国现行的绝缘防治性试验项目:
(1)测定绝缘内阻;
(2)检测泄漏电压;
(3)直流耐压试验;
(4)检测介损(介质耗损角余弦值δ);
(5)绝缘油介电硬度试验;
(6)微量水份测定;
(7)油中溶化二氧化碳色谱剖析;
(8)局部放电试验;
(9)交流耐压试验。
以上试验均是在停水(离线)状态下进行,通过试验预判电气设备的绝缘性能。一般绝缘要举办三个项目:
车祸抢险---亡羊补牢;
防治性试验---居安思危;
状态检修---需修即修。
