高压电气设备绝缘试验新技术研究

　　摘要：文章针对高压电气设备，在简述其绝缘试验重要性的基础上，分析绝缘试验的主要类型及常规方法，最后提出高压电气设备绝缘试验的新技术，旨在为实际的绝缘试验工作提供可靠技术参考，提高绝缘试验技术水平。

　　如今，社会对电力提出了越来越高的要求，这在很大程度上扩大了电力设施建设和运行规模，但在某些地区依然会出现大面积停电的情况，造成难以估计的经济损失。电气设备长时间处在高压条件下，其自身绝缘性能可能会出现变化，当绝缘性能严重降低时，可能会引发绝缘故障，对整个电力系统造成损害。防止这种现象发生的前提是做好高压电气设备的绝缘试验，而在当前局势下，常规试验方法或技术已经无法满足要求，或存在效率低、不准确等问题，因此有必要积极探索新的绝缘试验方法和技术。

　　1.绝缘试验对电气设备的重要性

　　电气设备实际运行时，一直处在不同外界因素直接或间接作用下，设备自身性能可能出现明显变化，可能对设备性能造成影响的因素有环境、电场及压力等，设备处在这些不同因素共同作用下，随时可能发生故障，使电力运行发生中断。基于此，在高压电气设备正式投入使用之前，要对其开展必要的绝缘试验，通过试验确定设备能否达到运行要求，并明确设备抵御外界因素影响的能力，从而制定针对性的改进措施，最终保证整个电力系统能够安全可靠地运行。可见，对高压电气设备实施绝缘试验，不仅是一项常规工作，而且还是保证系统能够稳定可靠运行的重要举措，需要引起相关人员的高度重视。

　　2.高压电气设备绝缘试验主要类型

　　若按对设备可能造成的影响分，根据试验时电压水平，可将绝缘试验分成两种，即特性试验和耐压试验。其中，特性试验不会对设备绝缘体造成损伤，被称作非破坏性的绝缘试验，这是绝缘试验最为常用的一种方法，是指在压力较低与无腐蚀的情况下，通过试验对设备内部绝缘性能予以判断，内容包括介质损耗正切试验和绝缘电阻试验等。而耐压试验时电压相对较高，可能会对设备绝缘体造成一定程度的损伤，但对缺陷的判断往往更加灵敏，由于可能会降低设备自身绝缘性能，所以这项试验被称作破坏性绝缘试验。这项试验的主要目的在于考察设备处在规定电压条件时对电压的耐受能力。试验时，设备自身绝缘性能有一定几率会被破坏，但不会对设备正常运行造成影响，其内容包括直流与交流或雷击耐压试验等。

　　若按照设备是否停电分，如果对设备进行的试验与诊断是在停电状态下进行的，则可采用非破坏性试验或交流耐压试验，需要注意的是，若设备需要完成非破坏性与破坏性两项绝缘试验，则破坏性绝缘试验要在非破坏性绝缘试验彻底完成后进行。该方法存在一定程度的不确定性，可以反映出在某个固定周期节点被试验设备的绝缘情况，一般无法反映出设备连续所处的绝缘状态。如果对设备进行的试验与诊断是在通电情况下进行的，则是指对带电设备实施绝缘试验，其主要优势在于可以真实反映出设备连续绝缘状态，得到的数据比较客观，可以为之后的分析处理工作提供可靠参考依据。

　　3.高压电气设备绝缘试验方法

　　目前，针对高压电气设备的绝缘试验，主要有直流耐压试验、介质损耗正切角试验、绝缘电阻试验和谐振耐压试验4种方法，不同方法采用不同的试验原理，具有的特点、优势和适用条件也不尽相同，在选择具体方法时，必须先了解各方法的基本情况。

　　（1）对于直流耐压试验，其试验电压相对较高，通过试验可反映出设备存在的绝缘缺陷，但其纹波系数高于一般试验，而且电压降的实际分布往往不均匀，所以试验的稳定性较差。近年来，已经逐渐淘汰了这种试验方法，只在对精度没有太高要求的电气设备中使用。

　　（2）对于介质损耗正切角试验，研究结果表明，当高压电气设备连续运行时，其绝缘缺陷和介质损耗角之间有着十分密切的联系，当使用体积较大时，介质损耗角变大。根据介质损耗角情况，能判断出设备绝缘材料实际损耗，通过相关试验，可以反映得到设备绝缘体和系统运行之间的关系，为找出并处理潜在的问题提供可靠参考。

　　（3）对于绝缘电阻试验，先输出一个为固定值的直流电压，然后对目标设备的对地泄漏电压或对其他部分产生的泄漏电压进行检测，连续加压1min的时间后，得到的结果即为绝缘电阻。在该项试验过程中，最为重要的环节为吸收比测量，通过吸收比测量，能反映出设备绝缘体实际损害程度。一般而言，当设备处于常温条件下时，如果其绝缘电阻经试验确认为合格，并且吸收比不超过1.3，则说明这一设备的绝缘性能合格，可满足运行需要。

　　（4）对于谐振耐压试验，这是一种相对新颖的试验检测方法，如果待试验设备有很高的电压等级，则其试验过程中需要的电压也会很高，当设备试验所需电压达到110kV以上时，采用常规变压器将无法满足试验要求，此时就需要用到谐振的方法来得到更高试验电压，以满足设备绝缘试验对电压提出的基本要求。通过对电压谐振的合理应用，能减少试验变压器实际容量，能十分方便地获得所需试验电压，进而准确检测出设备存在的缺陷或损伤。然而，该方法存在一定的不足，即在试验过程中往往要用到电压电容或者是电抗器，对现场操作可能带来很大影响，使操作难度变大。

　　4.绝缘试验新技术

　　在科技快速发展的支持下，可以在高压电气设备绝缘试验中使用的方法逐渐增多，出现了很多新技术和新方法，比如红外线诊断技术，这是一种现阶段应用广泛的新技术，这项技术通过对红外线的利用对设备自身绝缘性能进行诊断，能在无须取样或解除设备的情况下完成试验及诊断，对设备无任何影响与损伤，而且操作简单，试验人员容易掌握，是一种理想的绝缘试验技术。

　　在高压电气设备中，如果内部导电回路发生故障，如接触不良、接触电阻大幅增加导致过热等，则可通过对红外热像进行扫描，先确定设备导电回路是否存在接触不良等问题，并进一步确定故障所在具体位置，以设备表面温升情况为依据，判断故障程度。如果设备的温度已经明显超出相关标准提出的允许范围，则可通过对温度超标具体幅度、设备实际负荷、设备在系统中的重要程度、设备可承受的最大机械应力的分析来确定设备缺陷属于那种类型和缺陷的基本性质，当设备在较小的负荷条件下就表现出明显温升时，相关人员必须引起高度重视，这是因为在较小的负荷条件下设备就出表现很大温升，则当负荷不断增加时，温升将进一步加剧，导致设备产生十分严重的故障。

　　设备内部发热现象可通过对设备外部的观察或检测来发现，具体就是借助红外线技术来诊断。如果设备的密封性较差，或因进水、绝缘材料老化及介质损耗严重等原因，导致设备自身绝缘性能大幅降低，将可能引起局部放电现象，严重时将造成击穿。以上问题发生的预兆就是热场分布表现为上高下低，且实际温度超出设备正常运行条件下的温度范围，这也是局部放电过程中一般伴有局部发热情况的原因所在。另外，当对负荷予以调整时，若设备红外热像无显著变化，则说明该设备的绝缘性能存在问题，应进一步查验和分析。

　　通过以上分析可知，采用红外线诊断技术对高压电气设备的绝缘性能进行试验检测是合理可行的，不会对设备自身性能造成任何影响，而且即便是在带电情况下也能方便、安全且可靠地完成试验检测，准确诊断出设备绝缘性能，找出内部潜在的问题，为之后的分析和处理工作奠定良好的基础。

　　5.结语

　　综上所述，绝缘试验是保证高压电气设备乃至整个电力系统始终处在安全可靠运行状态的重要工作，能起到预防事故发生的作用。为适应日益发展的电力系统建设和运行需要，高压电气设备的绝缘试验也要做到与时俱进，在充分保留现有试验方法及技术优势的基础上，努力探索全新的试验技术，比如红外线诊断技术等，以此通过对这些新技术的应用，大幅提高绝缘试验技术水平，在不影响设备正常运行并不造成任何损伤的前提下，确定设备绝缘性能能否达到要求，保证试验结果的真实性与准确性，最终为电气系统可靠运行提供保障。

　　（作者单位：江苏金陵环境有限公司）