关于高压电气设备绝缘试验技术及应用的探索

李大江

（国投甘肃小三峡发电有限公司，甘肃 兰州 730000）

0 引 言

社会生活生产中，高压电气这一成分必不可少。高压电气设备的运行是否正常，很大程度上取决于电气设备绝缘问题，因此相关人员始终都在不断研究和探索该问题。近年来，高压电气绝缘设备试验技术尽管取得了一定成果，但依旧存在一系列缺陷与不足，为了更好保障高压电气设备能够稳定运行，有必要继续深入研究绝缘试验技术。

1 高压电气设备绝缘试验重要性

绝缘试验能够全方位深入地检查高压电气设备自身的绝缘性能，以待试验设备的实际电压为根据，可由非破坏性与破坏性等两种试验组成。其中，前者又称之为绝缘特性试验，表示处于低电压环境内的高压电气设备能够完成绝缘特性的有效测试，且绝缘体不会产生丝毫损伤。开展绝缘试验，能够及时找出存在于设备绝缘内部的缺陷并予以正确判断，如介质损耗原因和绝缘电阻原因等[1]。后者又称之为绝缘耐压试验，指的是对各类过电压下的绝缘设备承受能力进行试验，如直流交流电压和冲击电压等。之所以需要开展绝缘试验，根本在于正常运行的高压电气设备很难有效规避外界自然或环境因素的影响，会在一定程度上损害自身绝缘系统。而为了达成保障高压电气设备安全稳定运行的目标，有必要找出具体的影响因素，并综合性考虑设备的绝缘特性情况，依托全面深入的检测，最大限度保障处于运行过程中高压电气设备的稳定性及成效。

2 高压电气设备绝缘试验种类

2.1 以影响程度为根据划分

根据上文分析得知，根据试验中电压的不同，试验分为非破坏性与破坏性两种。其中，前者绝缘特性试验能够保证电气设备绝缘体不受到丝毫影响。该方法作为常见绝缘试验方法之一，主要是在低压及非腐蚀性环境下，通过试验明确设备内部的绝缘状况，诸如绝缘电阻及介质损耗正切等试验。后者试验中存在较高电压，在绝缘体内缺陷判断方面的优势更加显著，然而该方法普遍会损害设备的绝缘性能，这也是其被称作破坏性试验的缘由。运用该方法时，主要是检验高出规定电压状态下电气设备的抗压能力和电压耐受能力，具体试验中，或多或少都会损坏设备的绝缘性能，但是却能够保障电气设备的运行处于正常。该试验包含了冲击电压和交流或直流电压等试验。

2.2 以是否停电为根据划分

处于停电状态下的设备，可选择上文所述的绝缘特性与绝缘耐压试验方法开展诊断和检测作业。值得一提的是，绝缘耐压试验的开展必须建立在绝缘特性试验完成的基础上。该方法中存在不确定性，通常无法将设备绝缘状态连续反映出来，只能反映周期节点的绝缘状况。

以带电状态下的设备为对象实施诊断检测作业时，上述方法能直接且连续地反映出电气设备在试验过程中的状态，取得的试验数据在可靠性和真实性方面更加突出，可为后期处理奠定牢固的基础。

3 高压电气设备绝缘试验的影响因素

3.1 电压的影响

电力系统中，电压相当重要，能够严重影响试验结果。绝缘试验开展过程中，倘若有杂质存在于主绝缘上或是出现了受潮的情况，电压会产生一定变化，且互感器介损也会出现相应的变化[2]。之所以会出现此类变化，是因为交流电压使离子在油中与纸间的迁移过程中受到纤维的阻拦，导致离子的运动速度与电压成正比，随着电压增大，离子的运动速度也会加快，此时会相应的减小介损值。

3.2 温度的影响

高压电气设备试验的影响因素中，温度也很关键。环境条件相同的前提下，电流泄漏的可能性会随着温度的增加而加大。相对于避雷器实际阻性电流而言，温度对电流的影响更为严重。一旦电压偏高，温度环境条件下有可能出现电流泄漏的情况，甚至还会造成破坏性影响，严重阻碍绝缘试验的顺利开展。为了消除或避免此类情况，一般需要合理控制温度。当出现超出标准值范围的温度时，应由人工操作的方式及时解决，以便最大限度规避出现此类情况。

3.3 误差的影响

实施绝缘试验时，尽管无法有效规避误差引起的影响，但却能将误差控制在允许范围内，尽可能降低试验因其受到的影响。有关介质损耗测量的实践过程中，为了取得准确性更高的结果，在调查现场条件的基础上，也应当运用互感器二次获取。

4 高压电气设备绝缘试验技术

高压电气设备绝缘试验开展过程中可供使用的8种技术如图1所示。

图1 高压电气设备绝缘试验技术

4.1 工频交流耐压试验技术

该试验技术是以电气设备为对象，在数倍于其自身额定电压的工频试验电压作用下考核绝缘性能。通常情况下，该试验的实施时间是参照1 min的标准，出场试验和厂家型式等方面会将此类试验当作首要选择[3]。普通工频交流耐压试验的开展，旨在明确找出设备集中性缺陷和绝缘强度。而当前时代诞生了更先进的科学技术，使得该试验技术在现场试验检测过程中具备了更丰富的功能。

4.2 直流耐压试验技术

该试验技术表示将直流电压施加在待试验的对象中，在电压的不断调整下观察设备中电流的通过情况，同时进行绝缘电阻的试验。直流耐压试验中，一般都存在较高水平的电压，能准确找出存在缺陷的局部位置。具体试验中，一般会同时应用泄漏电流实验。该试验的开展涉及了较轻便的试验设备，基本上不会损坏设备绝缘性能，同时还能准确找出有绝缘缺陷存在的设备局部位置。然而，就绝缘考验能力来看，该方法相对于交流耐压试验而言仍有一定不足。

4.3 绝缘电阻吸收试验技术

利用该试验技术测试绝缘电阻时，通常会应用既具备固定输出电压又能直接获取读数的仪表。具体试验中，加压60 s后的读数便可看作是设备绝缘电阻。该读数除以15 s后，便能获取设备绝缘电阻比值，一般是通过吸收比试验进行。该试验在大型机电设备、变压器绝缘局部缺陷以及受潮程度检测中的应用相当普及。试验中，倘若出现了常温状态下未能达到1.3吸收比的情况，那么就能得出高压电气设备绝缘局部有受潮情况的结论。

4.4 介质损耗因数试验技术

该试验不仅能够准确反映绝缘损耗参数及特征，而且还能查验电气设备整体有无绝缘老化变质及受潮程度等情况，此外还能查验小型高压电气设备绝缘缺陷。该技术实践运用中，由于对待测样品的尺寸及测试电压没有特定要求，且对电气设备绝缘情况判断的结果相当准确有效，因此应用相当广泛。值得一提的是，利用该试验技术展开试验时，有必要合理控制大气相对湿度，保持干燥的绝缘表面及较高的洁净度，并且测试空间环境内切忌存在任意的干扰因素。

4.5 色谱测试技术

该测试技术是以绝缘油中含有的不同量的烃类或氢气气体为根据，综合判断设备的绝缘性能[4]。当设备中出现局部发热或放电的情况时，会在一定程度上改变绝缘油内气体的比例，此时依托色谱测试检测气体比例，便能准确判断出绝缘的实际状况，同时还能有效判断故障程度。

4.6 局部放电测试技术

有间隙或气泡存在于绝缘体，且达到一定数值的电气强度后，会产生局部发热和放电等状况，此时绝缘体基本上都会出现一定的损坏，甚至会产生击穿情况。通过该技术对绝缘体内部是否存在空隙和气泡的情况展开试验，即可准确把握绝缘体内部的基本情况，并提醒相关人员尽快处理，保障设备的正常运行。

4.7 实时在线监测技术及红外线诊断

实时在线监测技术能彻底规避在复杂环境下阻碍绝缘试验顺利实施的因素，并且通过在高压电气设备运行中应用该技术，还能及时发现绝缘部分有可能出现或已出现的部分情况，及时警示相关人员。而红外线诊断技术使用中，无需将高压电气设备停运，无需直接性接触设备，也不用解体高压电气设备，故而使用相当简便，且效率极高。

5 高压电气设备绝缘试验关键技术

5.1 诊断技术

电力系统整体中，高压设备属于关键的一个成分，很大程度上决定了电力系统整体运行情况。一旦设备性能发挥受到影响，电力系统必然无法实现满足安全标准的运行，且有发生事故的可能性。在高压电气设备绝缘试验中运用诊断技术能够有效保护设备，促进其应有作用的正常发挥。在设备诊断初期通过运用该技术，能向工作人员传递设备内部结构和质量等信息，帮助工作人员准确分析和判断并全面把握设备的运行情况。如此一来，即可在确保设备健康稳定且正常运行的基础上顺利完成设备绝缘性能实验。在分析试验结果后，能找出潜在隐患并拟定针对性的完善方法，最终提高设备运行的稳定性。

5.2 改造技术

该项技术旨在改造高压电气设备结构，提升设备的绝缘性能。通常情况下，该技术应用于高压电气设备绝缘试验完成之后。一旦发生故障后，个别没有安装报警装置的高压电气设备无法将信息及时传递至外部，而且如果工作人员在试验环节中的关注度不足，将有可能发生持续性破坏，进而导致试验目的无法达成。设置了报警装置后，当设备出现问题后能及时向工作人员发出警示，帮助他们尽快采取针对性的措施，从而保障设备运行的稳定与健康。

5.3 模拟技术

该项技术建立在计算机技术的基础上，通过控制管理整个绝缘试验，能够更科学地规划和调配绝缘试验操作秩序。通过运用该技术，能够保障中小型及大型高压电气设备顺利完成绝缘试验。试验的实践过程中，通过发挥该技术的自身优势，能够演示和预试试验过程，这样一来能为开展高压电气设备绝缘试验提供更具全面性和科学性的指导意见，从而有效规避各类风险，最终为高压电气设备的运行提供更可靠的保障。

6 结 论

综上所述，开展绝缘试验能为高压电气设备运行提供稳定性保障，能提前预防或快速解决绝缘部位可能出现的故障，促使设备平稳运行，并能缓解电气设备工作人员的工作压力，突出了在我国电力工作中开展高压绝缘试验的重要性。相关人员应当不断深入探索，研究绝缘新技术，为电力工业的发展奠定牢固的基础。