为什么要严格要求电气设备的绝缘性能

四川蜀电集团有限公司兴源送变电分公司

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为什么要严格要求电气设备的绝缘性

能

电气设备绝缘性能的好坏直接影响到电力系统的安全、可靠运行。为了保证电力系统长期安全、稳定运行，所有供、用电设备都必须做到在长期运行电压下有足够的绝缘强度，不发生绝缘故障而直接导致电力系统停电；同时要保证在电力系统中出现的各种过电压作用下，具有足够的绝缘强度，不会发生有害的放电导致绝缘破坏，从而保证电力系统的安全可靠支行。为此，所有供、用电设备都必须经过严格的绝缘试验。在生产制造过程中，必须通过各种型式试验，以考验设备绝缘是否达到设计要求，检验设备对于工频过电压、雷电冲击波电压、操作冲击波电压等是否具有规定水平以上的绝缘强度。同时，要进行各种绝缘特性的测试，发现生产工艺中出现的缺陷。电力设备运输到使用现场之后，必须经过一系列交接试验来检查设备经过运输过程、安装过程有否发生异常，以及绝缘特性恶化的迹象。在设备投入运行之后，根据不同设备的特点，要进行定期或不定期的各种绝缘试验，检查其绝缘是否受潮、老化以及发生局部放电等事故隐患，及时采取措施予以消除。设备经过一段时间运行后，需要做定期检修，更

换设备中的某些部件或单元，也必须通过绝缘试验来检验检修质量，

决定是否可以重新投入使用。

由此看来，能否通过绝缘试验是保证供、用电设备能否可靠运行的关键检验手段，而对于电力系统的运行人员，更重要的是如何对运行中的设备进行维护和管理，使电力设备的绝缘事故防患于未然，达

到电力系统安全运行的目的。

一、绝缘预防性试验的意义

预防性试验是电力设备运行和维护工作中的一个重要环节，是保证电力系统安全运行的有效手段之一。通过定期（有些试验是根据需要进行）试验，掌握设备的绝缘性能的变化情况，及时发现内部缺陷，采取相庆措施进行维护与检修，保证设备的安全可靠运行。

绝缘试验的目的就是检验设备在长期额定电压作用下绝缘性能的

可靠程度，以及即使在外界过电压作用下，也不致发生有害的放电，

导致绝缘击穿。

绝缘试验一般可分为绝缘强度试验和绝缘性能试验。换句话说，可分为破坏性试验和非破坏性试验。破坏性试验如雷电冲击试验、操

作冲击试验、工频耐压试验，主要是考验设备的绝缘强度，发现较大

的制造工艺上失误、运输过程等环节中出现的变形、局部绝缘损坏、绝缘子断裂等集中性的缺陷。它能保证绝缘有一定的裕度，但这种试验对绝缘本身会有不同程度的损害。非破坏性试验主要是针对绝缘质

量监督，如设备整体绝缘性能下降，电机、变压器、套管等绝缘材料受潮、老化引起的绝缘劣化等。实践证明、非破坏性试验对尽早发现异常、及时采取措施进行维护、提高设备运行可靠性是有效的。下面分别对这二种类型的试验进行叙述。

二、绝缘强度试验

根据电力系统中可能出现过电压的类型，绝缘强度试验大致分为雷电冲击电压试验、操作冲击电压试验、工频交流耐压试验。

（1）雷电冲击电压试验。是模拟发生在电力系统中的雷电波的电压波形而进行的试验，其目的是验证在雷电造成的瞬时过电压时设备的绝缘强度。标准的雷电波形根据国家标准GB311.1“高压输变电设备的绝缘配合”规定为1.2/50µs。这个波形规定为当一个雷电波沿着一定输电线传播，到达设备时的电压波形。这个试验尤其对非自恢复绝缘的设备（如变压器，电抗器）更为重要。在冲击电压作用下，变压器的层间、饼间、匝间各纵绝缘上的电压分布很不均匀。因此在设计变压器纵绝缘时应根据在冲击电压下各部分纵绝缘上实际可能出现的梯度来考虑。输电系统的绝缘配合主要是由系统各部分对于冲击电压的绝缘强度来决定的。

（2）操作冲击电压试验。是模拟由于输电系统发生的操作过电压的实验。特别对超高压设备，由于绝缘结构更加紧凑，同时采用降低绝缘的方法来提高经济性，输电系统发生的操作过电压与冲击电压的

差别缩小了，因此在进行绝缘设计时，应特别注意操作过电压。操作冲击试验是验证被试设备在规定的试验电压下不发生绝缘破坏。对不同的试品，操作波形的参数也不同。通常，电力变压器采用的操作波头时间大于100µs，波尾时间大于1000µs；气体绝缘金属封闭电器采用的操作波头时间大于250µs，波尾时间大于2500µs。

（3）交流耐压试验。该试验的目的是检验电力设备的绝缘强度和确定长期使用的安全性。通常是规定在一定的试验电压下耐压1min。试验电压主要是根据绝缘配合、避雷器的保护水平来决定的。一般认为，经过1min工频耐压，绝缘能够承受住，说明具有一定的绝缘裕度，可以保证设备安全运行。所以它是确定绝缘可靠行的最简单的方

法。

由于短时耐压试验不能检验在正常工作电压下的长时间耐压问题，对检验绝缘结构的可靠性不够充分，也不是系统工频过电压的反应，绝缘由于长时间内部放电而引起破坏，介质损耗或泄漏电流而引起热破坏造成绝缘破坏都需要较长时间，为了考核长时间运行电压下绝缘性能的变化，采用长时间交流耐压试验配合局部放电测量是有效的。

长期以来，工频耐压试验一直是作为考核绝缘强度的主要手段，确实发现了许多绝缘缺陷，特别对低压试验，不进行雷电冲击和操作冲击试验，1min工频耐压就成为考核绝缘的唯一手段。设备无论是在出厂试验或是投入运行时的交接试验；或是经过大修后都需通过这一试验加以考核。随着电力系统的飞速发展，提高系统电压，降低冲击

电压水平是发展趋势，为了保证设备投入运行后的可靠性，越来越要求进行长时间耐压试验并进行局部放电测量，如果在运行中不发生局部放电或局部放电水平没有发生变化，就能保证绝缘的运行寿命。

在工频耐压中，有些设备如变压器，由于采用分级绝缘，需进行感应耐压试验。为了防止励磁电流过大，可采用高于额定频率的频率，一般为10～300Hz之间。试验持续时间是当试验频率为额定频率2倍以内时间为1min，超过2倍则按下面公式计算

试验时间（s）＝120×额定频率/试验频率（但最少为20s）绝缘强度试验除上述三种试验外，还有直流电压试验，特别是对大容量试品如电缆等，这些试品交流耐压的电容电流很大，需要大容量试验设备，有一定困难。进行直流耐压试验同时测量泄漏电流也可

以直到考验绝缘强度的作用。

绝缘强度试验对设备绝缘的考验是非常严格的，它能够有效地发现设备内部明显的缺陷，对保证设备安全运行起到关键作用。但是，设备经过冲击、耐压之后，绝缘受到不同程度的损伤，因此，它们不可能是长期进行绝缘监督的手段。随着绝缘质量管理水平、维护和测试技术不断提高，新的绝缘特性试验方法已逐渐得到推广使用，采用更多的非破坏性试验来检测设备的绝缘特性，从而判断绝缘的内部缺陷是可能的。将各种不同的试验方法适当配合，针对设备不同特点，