绝缘设计 精华

电气安全设计之绝缘设计（二）　

1.2 电气设备绝缘试验　

电气设备绝缘配合是电气基础安全，它指导有关专业对其所涉及的各种设备合理地制定有关

要求，从而达到绝缘配合的目的。各专业当确定设备在空气中电气间隙、爬电距离和固体绝缘

时可参考以下资料。　

绝缘配合意指根据设备的使用及其周围的环境来选择设备的电气绝缘特性。只有设备的设计基于在其期望寿命中所承受的作用（例如电压）强度时才能实现绝缘配合。绝缘配合与电压的关

系，应考虑下列内容：　

a) 在系统中可能出现的电压；　

b) 设备产生的电压（该电压可能会反过来影响系统中的其他设备）；　

c) 要求的持续运行等级；　

d)人身和财产安全，使电压强度造成事故的可能性不会导致损害性危险。　

环境条件和绝缘配合的关系：确定污染等级作为考虑绝缘的微观环境条件。微观环境条件主

要取决于设备所处的宏观环境条件，在许多情况下，这些微观和宏观环境是相同的。但是，微观

环境可能会好于或坏于宏观环境。例如，外壳、加热、通风或灰尘可能会影响微观环境。最重要

的环境参数如下：　

——对于电气间隙：　

z气压，　

z温度，如果变化较大；　

——对于爬电距离：　

z污染，　

z相对湿度，　

z冷凝作用；　

——对于固体绝缘：　

z温度，　

z相对湿度。　

电气间隙的确定：电气间隙应以承受所要求的冲击耐压来确定。对于直接接至低压电网供电

的设备，应在综合考虑冲击耐受电压，稳态有效值电压，暂态过电压和再现峰值电压之后，选择

最大的电气间隙。　

确定爬电距离以作用在跨接爬电距离两端的长期电压有效值为基础。此电压为实际工作电

压、额定绝缘电压或额定电压。瞬态过电压通常不会影响电痕化现象，因此忽略不计，然而对暂态过电压和功能过电压，如果他们的持续时间和出现的频度对起痕有影响的话，则必须要考虑。

当电气设备承受电气试验来验证电气间隙时，试验应依据规定的耐受电压要求进行。适合验证电气间隙的试验是冲击电压试验。　

由于固体绝缘的电气强度远远大于空气的强度，另一方面，通过固体绝缘材料的绝缘距离通常大大地小于电气间隙而产生高的电场强度。在绝缘系统中，电极与绝缘之间；不同的绝缘层之间均可能会产生间隙，

或绝缘材料本身有气隙。

在这些间隙或气隙中，

尽管电压远小于击穿水平，

仍可能发生局部放电，这就会影响固体绝缘的使用寿命。与气体相比，固体绝缘不是一种可恢复的绝缘介质，例如偶尔发生的高压峰值就可能对固体绝缘造成破坏性效果。积累许多不利因素会影响固体绝缘的使用寿命。由此形成复杂的过程，且最终导致绝缘老化。所以电场强度和其他应力（例如，热、环境）的叠加造成了绝缘老化。可用适当条件组成的短期试验来模拟固体绝缘的长期性能。　

固体绝缘的厚度与前面所述的失效机理之间基本上没有关系，

所以只有通过试验才能评估绝

缘材料的性能。规定用固体绝缘的最小厚度以求得其长期耐电能力是不合适的。　1.2.1介质试验　

绝缘介质的测试通过其耐压试验来验证。模仿设备绝缘在运行中可能受到的各种电压（包括电压波形、幅值、持续时间等），对绝缘施加与之等价的或更为严峻的电压，从而考验绝缘耐受这类电压的能力，称为耐压试验。这类试验显然是最有效和最可信的，但这类试验有可能导致绝缘的破坏，故也称破坏性试验。　1.2.1.1 冲击耐压试验　1.2.1.1.1 试验要求　

1.2.1.1.1.1

主电路的冲击耐受电压　

1） 从带电部件至接地部件和极与极之间的电气间隙应承受表3（参照GB14048.1中表12）所

列对应额定冲击耐受电压的试验电压的考核。　

表3 冲击耐受电压　

试验电压和相应的海拔　

U 1.2/50

kv 额定冲击耐受电压U imp

kv

海平面　

200 m

500 m

1 000 m

2 000 m

0.33 0.5 0.8 1.5 2.5 4 6 8 12 0.35 0.55 0.91 1.75 2.95 4.8 7.3 9.8 14.8

0.35 0.54 0.9 1.7 2.8 4.8 7.2 9.6 14.5

0.35 0.53 0.9 1.7 2.8 4.7 7 9.3 14

0.34 0.52 0.85 1.6 2.7 4.4 6.7 9 13.3

0.33 0.5 0.8 1.5 2.5 4 6 8 12

注：此表适用均匀电场。　

2）断开触头间的电气间隙应承受：　——在有关产品标准中规定的冲击耐受电压(如适用的话)；　

——对具有隔离功能的电器，应承受下表4（参照GB14048.1中表14）所列的对应于额定冲击

耐受电压的试验电压。　

表4 隔离电器断开触头间的试验电压　

试验电压和相应的海拔　

U 1.2/50

（kV ）　

额定冲击耐受电压

U

imp kV 海平面　

200 m 500 m 1 000 m 2 000 m 0.33 0.5 0.8 1.5 2.5 4 6 8 12

1.8 1.8 1.8

2.3

3.5 6.2 9.8 12.3 18.5

1.7 1.7 1.7

2.3

3.5 6.0 9.6 12.1 18.1

1.7 1.7 1.7

2.2

3.4 5.8 9.3 11.7 17.5

1.6 1.6 1.6

2.2

3.2 5.6 9 11.1 16.7

1.5 1.5 1.5 2 3 5 8 10 15

注： 与上述1）和/或2）电气间隙有关的电器的固体绝缘应承受1）和/或2）规定的冲击电

压(如适用的话)。　1.2.1.1.1.2

辅助电路和控制电路的冲击耐受电压　

1） 直接从主电路引入额定工作电压的辅助电路和控制电路应按 1.2.1.1.1中1)的规定进行

验证。　

2） 不直接从主电路引入额定电压的辅助电路和控制电路，其过电压能力不同于主电路，这类电路的电气间隙和有关的固体绝缘无论是交流还是直流，都应承受下表

5规定的适当电压。