DQZHAN技術訊：電氣絕緣基礎理論
簡述
絕緣是指利用絕緣材料和構件將電位不等的導體分隔開，使其沒有電氣連接以保持不同的電位，從而保證帶電部件能夠正常運行。絕緣是電氣設備結構中的重要組成部分。具有絕緣作用的材料稱為絕緣材料（電介質），電氣設備的絕緣就是各種絕緣材料構成的。
一、絕緣基礎知識
絕緣是指利用絕緣材料和構件將電位不等的導體分隔開，使其沒有電氣連接以保持不同的電位，從而保證帶電部件能夠正常運行。絕緣是電氣設備結構中的重要組成部分。具有絕緣作用的材料稱為絕緣材料（電介質），電氣設備的絕緣就是各種絕緣材料構成的。
電力系統正常運行時，電氣設備絕緣是長期處在工作電壓作用之下的。但是，由于各種原因，電力線路中的電壓有時會出現短時升高的現象，即產生過電壓。過電壓可分為：雷電過電壓和內過電壓。
雷電過電壓：由于設備遭受雷擊造成的或在設備附近發生雷擊而感應產生的過電壓；內過電壓有分為暫時過電壓和操作過電壓。暫時過電壓是由于系統中發生事故或發生諧振而引起的過電壓；操作過電壓是由于系統中的操作（投、切）引起的過電壓。
過電壓的作用時間雖然很短，但過電壓的數值卻大大超過正常工作電壓，因此，易造成絕緣的破壞。所以，設備絕緣應能耐受工作電壓的持續作用外，還必須能耐受過電壓的作用。
為了電氣設備**可靠地運行，除應搞清楚過電壓的數值、波形等參數并設法降低或限制作用于設備上的過電壓的數值外，還要保證及提高絕緣本身的耐受電壓，這兩個方面就構成了高電壓技術的主要內容。如何保證及提高設備絕緣的耐受電壓，設計出先進的絕緣結構則是高電壓絕緣所討論的內容。
在工作電壓和過電壓作用下，絕緣會發生電導、極化、損耗、老化、放電擊穿等現象。為了設計出技術先進、經濟合理而又**可靠的絕緣結構，首先必須掌握各類絕緣材料在電場作用下的電氣物理性能，絕緣材料在強電場中的擊穿特性及其規律尤為重要。只有知道了絕緣材料本身耐受電壓的規律之后，才能進行絕緣的設計（考慮絕緣結構、選擇絕緣距離或絕緣厚度等）。其次，絕緣的破壞決定于作用在其上的電場強度，在滿足電氣設備基本要求的前提下，應設法改善絕緣結構，使其電場分布盡可能地均勻，以減少電場強度。另外，采用新型絕緣材料。
二、絕緣的缺陷及試驗種類
電氣設備必須在常年使用中保持高度的可靠性，為此，必須對設備按設計的規格進行各種試驗。在制造廠有：對所有原材料的試驗，制造過程的中間試驗，產品定型及出廠試驗；在使用場合有：安裝后的交接試驗，使用中為維護運行**而進行的絕緣預防性試驗等。通過試驗，掌握電氣設備絕緣情況，可保證產品質量或及早發現其缺陷，從而進行相應的維護與檢修，以保證設備的正常運行。
電氣設備的絕緣缺陷，有些是制造時潛伏下的，另一些則是運行中在外界作用影響下發展起來的，即累積效應。外界作用有：工作電壓、過電壓、大氣影響（如潮濕等）、機械力、熱、化學等，當然這些外界作用的影響程度亦和制造質量有關。目前，還不能做到使電氣設備的絕緣在運行中不發生明顯的劣化，所以，在電力系統中經常進行預防性試驗，及時發現缺陷，可減少許多事故的發生。
絕緣的缺陷通常可分為兩大類
**類：集中性缺陷。例如懸式絕緣子的瓷質開裂；發電機絕緣局部磨損、擠壓破裂；電纜由于局部有氣隙在工作電壓作用下發生局部放電而損壞，以及其他的機械損傷、受潮等。
**類是分布性的缺陷，指電氣設備整體絕緣性能下降，如電機、變壓器、套管等絕緣中的有機材料受潮、老化、變質等等。
絕緣內部有上述兩種類型缺陷后，它的特性就往往發生一定的變化。這樣，我們就可以通過一些試驗把隱藏的缺陷檢查出來。
絕緣試驗
絕緣特性試驗
（非破壞性試驗）
絕緣電阻試驗
介質損失角正切值的試驗
局部放電試驗
介質損失角正切值的局部放電試驗
絕緣耐壓試驗
交流電壓試驗
直流電壓試驗
雷電沖擊電壓試驗
操作沖擊電壓試驗
絕緣特性試驗亦稱非破壞性試驗，是指在較低的電壓下或使用其他不會損傷絕緣的辦法來測量絕緣的各種特性，從而判斷絕緣內部有無缺陷。實踐證明，這類方法是有效的，但目前還不能只靠它來可靠地判斷絕緣的耐壓水平。
絕緣耐壓試驗亦稱破壞性試驗，這類試驗對絕緣的考驗是嚴格的，特別是能揭露那些危險性較大的集中性缺陷，它能保證絕緣有一定的水平或裕度，缺點是可能會在耐壓試驗時給絕緣造成一定的損傷。耐壓試驗是在絕緣特性試驗之后才進行，如果非破壞性試驗已表明絕緣存在不正常情況，則必須在查明原因并加以消除后再進行耐壓試驗，以避免不應有的擊穿。例如套管大修時，當用非破壞性試驗判斷出絕緣受潮后，首先是進行干燥，待受潮現象消除后才做耐壓試驗。
以上主要內容主要介紹各種絕緣試驗方法的基本原理以及能發現什么樣的缺陷。在具體判斷電氣設備的絕緣狀況時，應注意對各項試驗結果進行綜合判斷，并注意和歷史資料（出廠及往年數據）以及該設備的其它相進行互相比較。為便于歷次試驗結果相互比較，*好在相近溫度和試驗條件下進行試驗，以免因溫度換算帶來誤差。
試驗應盡量在良好天氣下進行，執行標準有：
GB50150--2006《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》
DL/T596--1996《電力設備預防性試驗規程》
DL/T393--2010《輸變電設備狀態檢修試驗規程》
狀態檢修工作的核心是確定設備的狀態，依據設備的狀態開展相應的試驗、檢修工作。“應修必修，修必修好”。
三、高壓設備的絕緣水平及試驗方法
高壓設備絕緣能否**可靠地運行，起主要作用的是其耐受電壓的能力。各種額定電壓等級的設備，絕緣都需要具有相應的耐受電壓的能力。設備絕緣耐受電壓能力的大小稱為絕緣水平。電氣身背的絕緣水平應保證絕緣在*大工作電壓的持續作用下和過電壓的短時作用下都能**運行。
影響絕緣水平的因素有：
（1）工作電壓的持續作用下的老化是決定絕緣使用壽命的主要條件；
（2）雷電過電壓下的沖擊，時間短但數值高；
（3）暫時過電壓下的沖擊，如諧振，持續時間較長；
（4）操作過電壓下的沖擊。
對絕緣水平考核的試驗方法有：
（1）雷電過電壓試驗--雷電沖擊電壓模擬裝置；
（2）操作沖擊試驗—操作沖擊試驗模擬裝置；
（3）工頻電壓等效試驗為了檢驗絕緣在暫時過電壓作用下運行的可靠性，通常用短時工頻電壓等效地來進行試驗，判斷其絕緣水平的高低。
各種設備的一分鐘耐壓就是根據電力系統中內過電壓的大小制定的。其*大的有點就是適合于在現場進行設備的試驗。
我國現行的絕緣預防性試驗項目：
（1）測定絕緣電阻；
（2）測量泄露電流；
（3）直流耐壓試驗；
（4）測量介損（介質損耗角正切值δ）；
（5）絕緣油介電強度試驗；
（6）微量水分測定；
（7）油中溶解氣體色譜分析；
（8）局部放電試驗；
（9）交流耐壓試驗。
以上試驗均是在停電（離線）狀態下進行，通過試驗預判電氣設備的絕緣性能。通常絕緣要開展三個項目：
事故搶修---亡羊補牢；
預防性試驗---居安思危；
狀態檢修---需修即修。
