摘要：电气设备的绝缘长期运行中会受到受到电场、热效应、机械应力、化学腐蚀以及环境条件等因素的影响，其绝缘品质将逐渐劣化，极可能导致绝缘系统的破坏，因此一般在高电压试验室中模拟工频交流电压、冲击高电压或直流电压来检验电气设备绝缘的耐压能力。
关键词：电气设备；绝缘；高压试验；安全防护；分析
1导言
高电压试验和应用的种类很多，需要应用各种不同的稳态或暂态的高电压和大电流。常用的稳态高电压有工频交流电压和直流电压，用作试验电压或工作电压。常用的暂态高电压和大电流有冲击电压和冲击电流以及工频振荡电流等。前者模拟雷电过电压或操作过电压，后两者分别模拟雷电流及短路电流。此外，还有一些特殊的方波电压、方波电流、强流脉冲以及纳秒级的核致电磁脉冲(NEMP)等
2高电压试验发生装置
产生上述高电压和大电流的设备通常采用交流高压试验变压器、直流高压发生器、冲击电压发生器、冲击电流发生器、合成振荡回路等。这些设备都是以试验变压器和高压电容器为主体，以不同接线所构成。试验变压器可产生工频交流高电压，也可用作其他设备的交流高压电源。高压电容器与硅堆等组成的各种整流回路，可产生直流高电压，也可用作其他设备的直流高压电源。多台高压电容器并联充电、串联放电的Marx回路可产生很高的冲击电压。多台高压电容器并联，通过低阻抗放电可产生很大的冲击电流；若通过电感线圈放电，则可产生衰减振荡的电流或电压，并可用以构成振荡回路等。除上述常规设备外，还可由这些设备改装或组合，用以产生陡波冲击电压、交流叠加冲击波电压等；也可利用高压电容器等基本部件构成各种各样的特殊设备，例如电容电感链型回路或同轴型形成线，它们都可产生很高的方波电压或很大的方波电流等。
测量仪器测量各种高电压和大电流的装置通常采用测量球隙、静电电压表、分压器、分流器、电压互感器、电流互感器等。测量球隙和静电电压表虽可直接测量高电压，但测量准确度都不很高。分压器可由电阻、电容或阻容组合构成。电阻分压器受热容量所限，仅用于测量1兆伏以下冲击电压；电容或阻容分压器则可用于测量较高的交流电压或冲击电压。直流高电压测量常用高值电阻串联微安表的回路。分流器是一低值电阻，常采用绞线、折带或同轴等结构，可测量各种大电流。电压或电流互感器利用变压器原理测量工频交流高电压或大电流，测量准确度较高。稳态的工频交流、直流高电压和大电流的测量准确度已高达10-4-10-6；但暂态的冲击电压或冲击电流的测量准确度仅为1×10-2。此外，在绝缘特性试验中常用兆欧表、高压电桥、局部放电仪等仪器仪表，测量绝缘电阻、介质损耗因数和电容量、视在局部放电量等特性，以检查绝缘介质的品质。
随着科学技术的进展，不断开发出新型的高电压测量装置。例如,球形场强探头,已用于稳态和暂态的高电压,特别是纳秒级快速暂态高电压的测量;利用数字记录仪可实现信号的存储和处理，对冲击电压、冲击电流、局部放电等暂态信号的测量特别有利，并为高电压测试自动化、智能化创造良好条件；利用光导纤维可有效地隔离电磁干扰，并且很容易实现高电位参量的测量；利用纹影仪和高速照相机可记录气体放电的发展过程；利用显微照相技术可观测固体介质中树枝状放电发展的状态；利用气相或液相色谱仪可测定绝缘油中微量的放电生成物；利用激光干涉仪、光谱仪可测定放电通道中等离子体的密度、温度等微观参量；利用磁场对激光的偏转效应制成的激光电流互感器，可测量高电压回路中的大电流（达万安级以上）。
3电气设备绝缘的高电压实验
3.1工频高电压试验
一是容量不大。在工频高电压条件下对电气设备的绝缘能力进行试验的过程中，为了确保试验的顺利进行，通常不会使用容量太大的变压器。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其主要原因，是因为在试验过程中，要确保试验电气设备在发生电流击穿时，变压器的开关能够及时断开，以避免出现长时间短路，对试验造成影响。二是结构简单。在进行工频高电压试验的过程中，串联的变压器只能够在试验时进行使用，在别的地方无法发挥作用，因此，在试验中所使用的变压器结构都较为简单，没有太多实质要求，只要能够满足试验进行即可。比如，在试验变压器中，不会安装用以降热的冷却系统，不会安装大体积的油箱，也不会安装繁杂的高压套管。
3.2冲击高电压试验
与工频高电压试验相比，冲击高电压试验整体结构就相对比较复杂，并且技术性要求也更强，试验成本也更高，在普通绝缘试验中应用率不高，多用于精贵电气设备的绝缘试验中。冲击高电压试验，能够精确测试出电气设备的耐压能力和整体绝缘性能，其主要原因，是因为冲击高电压试验是通过制造雷电冲击电压波或者是操作冲击电压波的方式对电气设备的绝缘能力进行测试，精确性更高。与要求较为简单的工频高电压绝缘试验相比，冲击高电压试验对试验变压器的要求较高，并且其要求主要体现在以下两个方面。第一，试验变压器要具有足够强大的电压输出能力，其输出电压最低应该具备几十万伏电压的输出能力，要求高的，更要达到几百万伏甚至是千万伏。第二，由于冲击高电压试验是通过制造雷电冲击电压波或者是操作冲击电压波的方式对电气设备的绝缘能力进行测试，因此，在试验中，其要求变压器所输出的电压要具有波形特点，以满足实验要求。
4高电压试验的安全防护措施
高电压试验中的安全问题至关重要，因为在高电压下进行试验，可能由于工作人员的疏忽，人体与带高电压设备部分的距离小于安全距离时，极有可能发生人身伤亡事故。而且由于错接试验电路或错加更高的试验电压，很可能使被试设备或试验设备发生损坏。为了有效防止意外事故的发生，必须做好以下各项安全技术措施:一是在进行高电压试验前，充分作好预备工作，拟定好实验方案，必须严格执行《电业安全工作规程》中的相关内容；二是在进行试验之前，试验负责人应对每个参加试验的人员明确分工，具体说明有关安全的注重事项；三是高压试验工作必须有两人以上共同配合，才能开展工作，并应明确其中有经验的一人为试验负责人，负安全责任；四是试验设备的容量，仪表的量程必须在试验前考虑合适，仪表的转换开关、插头和调压器及滑杆的转动方向，必须判明且正确无误；五是试验装置的电源开关应使用明显断开的双极开关，以便区分合闸或分闸两种工作状态，交直流耐压、直流泄漏电流试验的电源应装设可靠的过流保护装置，最低限度也应装设熔断件或瞬时电流脱扣开关以及红绿指示灯。
5结论
电气设备在制造、运输、安装和运行中都有可能会产生绝缘缺陷，特别是在长期运行过程中，电气设备受到电场、热效应、机械应力、化学腐蚀以及环境条件等因素的影响，其绝缘品质将逐渐劣化，极可能导致绝缘系统的破坏，因此做好电气设备的高压试验工作至关重要。
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论文作者:韩晓
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/20
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