技术｜电气绝缘基础理论

技术｜电气绝缘基础理论

2016-03-18

绝缘是指利用绝缘材料和构件将电位不等的导体分隔开，使其没有电气连接以保持不同的电位，从而保证带电部件能够正常运行。绝缘是电气设备结构中的重要组成部分。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种绝缘材料构成的。

电力系统正常运行时，电气设备绝缘是长期处在工作电压作用之下的。但是，由于各种原因，电力线路中的电压有时会出现短时升高的现象，即产生过电压。过电压可分为：雷电过电压和内过电压。

雷电过电压：由于设备遭受雷击造成的或在设备附近发生雷击而感应产生的过电压；内过电压有分为暂时过电压和操作过电压。暂时过电压是由于系统中发生事故或发生谐振而引起的过电压；操作过电压是由于系统中的操作（投、切）引起的过电压。

过电压的作用时间虽然很短，但过电压的数值却大大超过正常工作电压，因此，易造成绝缘的破坏。所以，设备绝缘应能耐受工作电压的持续作用外，还必须能耐受过电压的作用。

为了电气设备安全可靠地运行，除应搞清楚过电压的数值、波形等参数并设法降低或限制作用于设备上的过电压的数值外，还要保证及提高绝缘本身的耐受电压，这两个方面就构成了高电压技术的主要内容。如何保证及提高设备绝缘的耐受电压，设计出先进的绝缘结构则是高电压绝缘所讨论的内容。

在工作电压和过电压作用下，绝缘会发生电导、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，首先必须掌握各类绝缘材料在电场作用下的电气物理性能，绝缘材料在强电场中的击穿特性及其规律尤为重要。只有知道了绝缘材料本身耐受电压的规律之后，才能进行绝缘的设计（考虑绝缘结构、选择绝缘距离或绝缘厚度等）。其次，绝缘的破坏决定于作用在其上的电场强度，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，以减少电场强度。另外，采用新型绝缘材料。

电气设备必须在常年使用中保持高度的可靠性，为此，必须对设备按设计的规格进行各种试验。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预防性试验等。通过试验，掌握电气设备绝缘情况，可保证产品质量或及早发现其缺陷，从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起来的，即累积效应。外界作用有：工作电压、过电压、大气影响（如潮湿等）、机械力、热、化学等，当然这些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明显的劣化，所以，在电力系统中经常进行预防性试验，及时发现缺陷，可减少许多事故的发生。