李 野

（甘肅新盛國(guó)資管理運(yùn)營(yíng)有限公司，甘肅 蘭州 730000）

1 引言

低壓電器設(shè)備的絕緣體檢測(cè)，從原理上說(shuō)，是電氣設(shè)備內(nèi)部的電阻對(duì)電壓電流的作用以及使電壓電流發(fā)生變化的功能進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)一系列專業(yè)的設(shè)備和數(shù)據(jù)分析來(lái)對(duì)低壓電氣設(shè)備內(nèi)部的絕緣體是否合格進(jìn)行分析和檢測(cè)，從而得出比較科學(xué)合理的數(shù)據(jù)[1]。進(jìn)行低壓電器設(shè)備的絕緣體檢測(cè)，有利于提高低壓電器產(chǎn)品的質(zhì)量，更加適應(yīng)家庭安全使用，提高居民用電的安全性。無(wú)論是對(duì)于生產(chǎn)低壓電器的生產(chǎn)廠家，還是使用電器的居民來(lái)說(shuō)，這都是一項(xiàng)重要的工作。

2 研究背景

低壓電器的絕緣技術(shù)性能常被作為衡量其安全性的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行絕緣測(cè)試，有助于其更好地保障低壓電器的正常工作，延長(zhǎng)其使用壽命。根據(jù)低壓電器的電氣性能和在線路上的位置和功能，可以把低壓電氣裝置可劃分為：控制電氣裝置與分配電氣裝置；電氣控制裝置位于動(dòng)力系統(tǒng)中包括起動(dòng)器、控制器、控制繼電器、電阻、變阻器、接觸器、電磁體等。分配電裝置包括開(kāi)關(guān)、斷路器、保險(xiǎn)絲、變換開(kāi)關(guān)等。

低壓電氣設(shè)備的工作中往往存在著電、磁、光、熱、機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，這些轉(zhuǎn)化往往是非線性的、沒(méi)有規(guī)律的，并且在瞬間發(fā)生，給故障分析帶來(lái)了困難。在低壓電氣設(shè)備的理論基礎(chǔ)上，必須要有足夠的經(jīng)驗(yàn)資料來(lái)支撐，包括電接觸、電弧、電磁、熱和電動(dòng)力學(xué)等[2]。隨著低壓電器設(shè)備的研發(fā)和維修技術(shù)水平提高，電力市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，電力市場(chǎng)的負(fù)荷也日益增加，電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求也隨之提高。

低壓電氣設(shè)備的絕緣體檢測(cè)，是低壓電器內(nèi)部的一個(gè)重要組成部分即絕緣體進(jìn)行的檢測(cè)，檢測(cè)的目的就是檢查低壓電器內(nèi)部是否存在影響其正常使用的故障。如果電器設(shè)備在使用過(guò)程中存在用電危險(xiǎn)的可能，那么就要對(duì)電器進(jìn)行及時(shí)的維修和改進(jìn)。就當(dāng)前市場(chǎng)上的低壓電器而言，這些電器內(nèi)部的保護(hù)裝置絕緣體，大部分以繼電接觸器、斷路器這些必要的故障感應(yīng)器為主。

為了保證低壓電器產(chǎn)品合格，安全地進(jìn)入家庭使用，就必須對(duì)低壓電器的絕緣體進(jìn)行測(cè)試。低壓電器的內(nèi)部存在著不可避免的缺陷，而目前市場(chǎng)上的檢測(cè)技術(shù)對(duì)于這些缺陷并不能夠完全的排除，這樣就縮短了低壓電器的使用壽命。即使目前無(wú)法對(duì)這些弊端進(jìn)行完全的修復(fù)和改造，也能通過(guò)一定的技術(shù)手段減少因這些缺陷給電器設(shè)備和居民日常生活帶來(lái)的不利影響。

3 對(duì)絕緣體絕緣效果產(chǎn)生影響的因素

3.1 用電電源的質(zhì)量

低壓電器對(duì)所需的電流和電壓具有一定的特殊性。通常而言，一般家庭用電器的電流和電壓相對(duì)于電壓用電器的電流和電壓較高，在對(duì)低壓電器絕緣體進(jìn)行測(cè)試時(shí)要考慮到低壓電器所需的電流和電壓低于一般用電器的額定電壓[3]。在進(jìn)行測(cè)試時(shí)要精確地測(cè)算出測(cè)試電流和電壓的持續(xù)時(shí)間和電流大小，還需要考慮到在測(cè)算的過(guò)程中是否存在電流和電壓在通過(guò)電線時(shí)會(huì)有電流泄漏的情況，這些因素都會(huì)對(duì)低壓用電器絕緣體的檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響，需要格外注意。

3.2 絕緣體由于使用的時(shí)間而老化

如果被測(cè)試的低壓電器內(nèi)部線路由于使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而出現(xiàn)線路破損的情況，或者由于在使用過(guò)程中沒(méi)有及時(shí)對(duì)電器進(jìn)行清理而使線路沾染污穢，這些現(xiàn)象可能會(huì)降低或增加絕緣體的電阻功能，在絕緣體的內(nèi)部形成短路，進(jìn)而給低壓用電器造成故障影響使用。在對(duì)低壓用電器的內(nèi)部絕緣體進(jìn)行測(cè)試時(shí)需要考慮到用電器使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而使絕緣體的絕緣效果變差的情況，在進(jìn)行測(cè)試時(shí)要對(duì)被測(cè)的低壓電器內(nèi)部的線路進(jìn)行排查而避免被測(cè)電器發(fā)生短路的情況[4]。另外一個(gè)重要的方面，在測(cè)試時(shí)要確保測(cè)量的一整套數(shù)據(jù)都是完整的，并且科學(xué)合理，避免因?yàn)榈蛪弘娖鲀?nèi)部某一個(gè)組成部分的缺陷而造成整組數(shù)據(jù)的誤差或者錯(cuò)誤給檢測(cè)結(jié)果帶來(lái)的影響，而當(dāng)這種情況不可避免時(shí)，就需要結(jié)束當(dāng)前所做的測(cè)試，且當(dāng)前測(cè)試所得的數(shù)據(jù)只能作為一個(gè)參考樣本，需要重新進(jìn)行儀器安裝和測(cè)試。

4 低壓電器內(nèi)部絕緣體的檢測(cè)方法

對(duì)電壓電器內(nèi)部絕緣體進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)的參照物一般選擇為低壓電器內(nèi)部的斷路器，熔斷器和電纜等，通過(guò)對(duì)這些組成部分的測(cè)試來(lái)判斷絕緣體是否符合使用標(biāo)準(zhǔn)。但是在具體的操作過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一些不可抗因素，例如當(dāng)測(cè)試電流過(guò)大時(shí)容易出現(xiàn)內(nèi)部線路短路問(wèn)題，使開(kāi)關(guān)自動(dòng)跳閘。除此之外，如果測(cè)試電流過(guò)大，還會(huì)導(dǎo)致線路與焊接板之間的焊接點(diǎn)自燃，繼而損害電器本身。雖然這樣的問(wèn)題不可避免地發(fā)生，但是這些影響因素在測(cè)試的過(guò)程中都是可以被人為控制的，因此在進(jìn)行測(cè)試時(shí)要格外重視測(cè)試的外部環(huán)境和可能會(huì)發(fā)生的問(wèn)題，確保測(cè)試絕緣體整套流程的操作安全進(jìn)行[5]。

4.1 在低壓電器內(nèi)部安裝抗干擾措施

就當(dāng)前我國(guó)市場(chǎng)上對(duì)低壓電器的生產(chǎn)技術(shù)而言，大部分電器內(nèi)部的線路是使用熔接的方法。雖然這種焊接方法因?yàn)椴僮骱?jiǎn)單而在當(dāng)前市場(chǎng)上廣泛使用，但卻因?yàn)闊o(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控可能會(huì)給使用帶來(lái)一定的威脅，而且權(quán)責(zé)很難精確到個(gè)人，就需要在低壓電器內(nèi)部安裝抗干擾措施。

首先，可以通過(guò)在低壓電器內(nèi)部安裝電阻小的絕緣體，這樣可以減少絕緣體對(duì)其他電器內(nèi)部元件的影響；其次，在低壓電器內(nèi)部安裝接地設(shè)施。這兩種方法只適用于低阻性的電纜和線路。對(duì)于高阻性的電纜和線路，就需要通過(guò)改變其磁場(chǎng)來(lái)防止線路與雷電產(chǎn)生磁場(chǎng)共振，進(jìn)而防止電纜和線路被磁化，起到對(duì)絕緣體的保護(hù)作用[6]。低壓電器設(shè)備的絕緣特性主要是通過(guò)測(cè)量絕緣電阻來(lái)進(jìn)行，通常所說(shuō)的絕緣電阻是指電氣設(shè)備的帶電部件和外部的非帶電絕緣部件的電阻，如果絕緣材料產(chǎn)生老化，則會(huì)降低其絕緣性能，從而造成漏電、電氣設(shè)備短路等危險(xiǎn)事故。絕緣材料在制造過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的氣泡和雜質(zhì)，一旦被電到，很容易導(dǎo)致線路短路，產(chǎn)生腐蝕性的物質(zhì)，甚至?xí)⒔^緣層擊穿，造成無(wú)法挽回的后果。所以，必須定期進(jìn)行絕緣性測(cè)試，即對(duì)其進(jìn)行定量的檢查，以防止此類事故的發(fā)生[7]。對(duì)低壓電器設(shè)備的絕緣特性進(jìn)行測(cè)試，可以根據(jù)其絕緣電阻和耐壓測(cè)試來(lái)判定其是否符合設(shè)備的要求。由于絕緣電阻受到多種因素的影響，其絕緣特性也會(huì)有差異。在高粉塵環(huán)境中電器的絕緣電阻會(huì)降低，在高溫和高濕條件下，其絕緣電阻也會(huì)降低。低壓電器設(shè)備的絕緣電阻本來(lái)就不是一種測(cè)量方法，它不僅會(huì)隨溫度升高而降低，而且還會(huì)受溫度、濕度等因素的影響，所以對(duì)低壓電器設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，必須在一定的溫、濕環(huán)境下進(jìn)行，以保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性；再次，絕緣電阻的特性取決于電阻率和電強(qiáng)度，許多低壓電器需要長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，而有些則需要短時(shí)間的工作，這就導(dǎo)致了設(shè)備的電壓和負(fù)載狀況的變化。例如，在設(shè)備日夜全負(fù)荷運(yùn)行條件下，變壓器負(fù)載可達(dá)80%。而當(dāng)絕緣電阻較低時(shí)更易出現(xiàn)接地及短接。所以，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)有些檢測(cè)只能在設(shè)備正常工作狀態(tài)下進(jìn)行。

4.2 嚴(yán)格控制檢測(cè)過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)

在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)一定要注意檢測(cè)環(huán)境是否符合檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。而檢測(cè)線路的質(zhì)量是否符合檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要，如果測(cè)試所需的線路不達(dá)標(biāo)，就會(huì)給整個(gè)測(cè)試流程造成影響，更甚者還可能會(huì)給檢測(cè)的儀器造成損害，造成資源的浪費(fèi)。工作人員在檢測(cè)的過(guò)程中要嚴(yán)格按照要求操作，權(quán)責(zé)明確，嚴(yán)格遵守工作流程標(biāo)準(zhǔn)，禁止因?yàn)闊o(wú)意觸碰到電線而發(fā)生的觸電情況。

4.3 加強(qiáng)對(duì)電器內(nèi)部接線方式的管理

低壓電器內(nèi)部的接線方式一般采用直接接線或者是使用隔離開(kāi)關(guān)方式，來(lái)避免短路情況的發(fā)生。在低壓電器內(nèi)部絕緣體測(cè)試具體的使用過(guò)程中仍然無(wú)法避免電壓的波動(dòng)幅度過(guò)大而產(chǎn)生的漏電情況。為應(yīng)對(duì)這種情況，如果在低壓電器內(nèi)部接入隔離開(kāi)關(guān)，可以在一定程度上減少這種狀況的發(fā)生，但是如果接入隔離開(kāi)關(guān)，會(huì)使低壓電器內(nèi)部的電流雙回流動(dòng)的電流增大，會(huì)使測(cè)試的成本增加。雖然降低了低壓電器發(fā)生故障的概率，但從經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)考慮，這仍然不是一種值得提倡的方法。在低壓電器設(shè)備中對(duì)其進(jìn)行絕緣測(cè)試，是保證其安全運(yùn)行的一個(gè)重要措施。在低壓電器設(shè)備檢修中對(duì)電氣部件進(jìn)行檢測(cè)是非常有必要的，也是非常困難的。在日常工作中必須加強(qiáng)對(duì)電纜的保養(yǎng)和管理，確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，方便人民的日常生活。對(duì)低壓線路的檢查要從多個(gè)角度進(jìn)行，首先，要了解供電線路的連接形式；其次，要針對(duì)不同的電壓水平選用接線，并做好相應(yīng)的防護(hù)。在試驗(yàn)變壓器的壽命時(shí)由于線路的復(fù)雜性，造成事故的可能性增大，所以必須嚴(yán)格執(zhí)行，不能一味地追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而忽略安全。同時(shí)要注意，不能以較低的電流交換較大的容量。同時(shí)還需考慮人為的原因，避免出現(xiàn)錯(cuò)誤。為了避免因閃電而引起的電磁干擾，在低壓電氣設(shè)備的電源與接地導(dǎo)線間布設(shè)屏蔽層；為了防止因雷擊造成線路短路，必須采用電刀等關(guān)鍵部件，如電容、電阻等，也可以采用接地方式來(lái)解決此問(wèn)題。由于該方法可以有效降低對(duì)電網(wǎng)的影響，同時(shí)也可以確保周邊通訊環(huán)境的安全和穩(wěn)定。但其弊端就是維修人員必須專業(yè)，如果發(fā)生故障，將會(huì)帶來(lái)無(wú)法彌補(bǔ)的損失和問(wèn)題。要讓低壓電器的絕緣測(cè)試工作順利進(jìn)行，需要有專門的技術(shù)人才[8]。

4.4 預(yù)先對(duì)所需電流電壓進(jìn)行測(cè)算

預(yù)先對(duì)檢測(cè)低壓電器內(nèi)部絕緣體所需的電流及電壓進(jìn)行測(cè)算和調(diào)節(jié)，不僅可以有效地防止由于電流電壓過(guò)大而導(dǎo)致電阻電纜燒壞的情況，還可以防止因電路短路導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。這樣既提高了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，又能夠讓檢測(cè)流程安全且高效進(jìn)行。由于低壓電器設(shè)備的絕緣測(cè)試是由低壓場(chǎng)源來(lái)完成的，在對(duì)其進(jìn)行測(cè)試時(shí)應(yīng)對(duì)其內(nèi)部電弧電流、電場(chǎng)力等各種因素的影響進(jìn)行全面的分析。在實(shí)際應(yīng)用中可以通過(guò)使用諧振法、瞬變電磁場(chǎng)法[9]等簡(jiǎn)單的方法來(lái)確定所需的參數(shù)，但都有其不足之處：①諧振頻率的選取應(yīng)視具體情況而定，與工作場(chǎng)所、工作條件無(wú)關(guān)；②在設(shè)計(jì)電路時(shí)不能僅從一個(gè)方面去考慮，而要全面地考慮各種因素，才能做出最優(yōu)的選擇；③在分析低壓電器的工作模式時(shí)要注意避免采用大容量的變壓器和低功率的供電裝置，以減小損失，并降低生產(chǎn)成本。

5 低壓電器設(shè)備的絕緣測(cè)試方法

5.1 直接電阻法

在測(cè)量低壓電氣設(shè)備的絕緣時(shí)一般采用萬(wàn)用表。多數(shù)規(guī)格為500 V，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題：一是通常使用E和L兩個(gè)端口來(lái)進(jìn)行電阻測(cè)量[10]；二是在進(jìn)行測(cè)試之前，必須斷開(kāi)電源，并進(jìn)行短路放電，以確保測(cè)試環(huán)境的精確。在正式的測(cè)量前，應(yīng)先排除高感應(yīng)條件下的錯(cuò)誤；三是清洗萬(wàn)用表，降低因接觸電阻引起的誤差，提高了測(cè)量精度；四是在正式啟動(dòng)測(cè)試時(shí)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：先切斷儀器的電源，確保測(cè)試工作正常進(jìn)行，在此基礎(chǔ)上，將萬(wàn)用表的E和L兩端分別拉出一根導(dǎo)線，分別與測(cè)試部件相連接，接著以一定的轉(zhuǎn)速搖把，待閱讀穩(wěn)定后記錄表上的絕緣電阻值并進(jìn)行整理；五是測(cè)量完畢進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，得到準(zhǔn)確的結(jié)果。在測(cè)量時(shí)如果發(fā)現(xiàn)萬(wàn)用表指針指向0，則應(yīng)立即停止測(cè)量，查找故障原因，再次進(jìn)行檢測(cè)，確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

5.2 漏電流的測(cè)定

在低壓電氣設(shè)備中使用泄漏電流的方法，可以使用專業(yè)泄漏電流計(jì)或耐電壓計(jì)。前者的工作原理和方法比較簡(jiǎn)單，根據(jù)各國(guó)的漏電安全值設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)，判定其絕緣電阻特性；后者則是在兩根導(dǎo)線間施加一個(gè)電壓，以求出電阻值。這2種方式在適用上是相似的。由于在進(jìn)行外部電壓測(cè)試時(shí)通過(guò)絕緣層的電流即泄漏電流，因此電阻的大小由測(cè)量電流決定[11]。這2種方法都是為了測(cè)定電阻值，對(duì)低壓電氣設(shè)備的絕緣質(zhì)量進(jìn)行測(cè)試，以達(dá)到改善電力系統(tǒng)使用安全的目的。對(duì)低壓電氣設(shè)備進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試的基本目的就是要確保其安全運(yùn)行，除了安全性方面的考慮，絕緣電阻測(cè)試還可以顯示出該低壓電氣設(shè)備的工作狀態(tài)。低壓電氣設(shè)備的絕緣電阻測(cè)試是指在設(shè)備正常工作和設(shè)備故障時(shí)進(jìn)行的兩種狀態(tài)下的絕緣測(cè)試，兩者結(jié)合起來(lái)，可以對(duì)設(shè)備的實(shí)際絕緣狀況進(jìn)行科學(xué)的判定。為了保證低壓電氣設(shè)備的正常工作和安全使用，必須對(duì)其加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，以提高其科學(xué)的可靠性。

6 結(jié)語(yǔ)

絕緣性的檢測(cè)是低壓電器設(shè)備設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是低壓電器設(shè)備正常運(yùn)行的重要前提，如果絕緣損壞，很可能發(fā)生設(shè)備事故，產(chǎn)生不必要的人員傷亡和資源浪費(fèi)。目前國(guó)家科學(xué)技術(shù)相關(guān)部門對(duì)低壓電器內(nèi)部絕緣體的研發(fā)已經(jīng)有了較大的成就，但是與其他電器不同，由于低壓電器自身具有一定的特殊性，必須通過(guò)對(duì)低壓電器所需電壓和低壓電器內(nèi)部絕緣體的測(cè)試，提高低壓電器的質(zhì)量，才能更好地為公眾服務(wù)。