摘要：在我国电力系统运行的过程中，由于电力设备绝缘效果不好而造成的破坏较为普遍，我们必须针对电力设备的常见绝缘破坏问题进行探讨研究，找到发生电力设备绝缘破坏的原因，并在具体工作中强化绝缘设计的科学性，使电力系统的运行更加安全、顺畅。本文首先分析了造成电力设备绝缘破坏的原因，并就实际电力设备绝缘设计和绝缘配合的应用进行了探讨。
关键词：电力设备；绝缘设计；绝缘配合
引言
我国电力系统日益强大的发展历程中，电力设备也在不断优化，这与电力设备设计者们的辛勤努力、刻苦钻研是分不开的，而电力设备的绝缘性能提升就是设计者们不断进行科研攻关的重要方向之一，在电力设备的绝缘设计工作中，由于设备面临的绝缘破坏类型不同、电力设备运行环境不同，因此绝缘设计工作的要求也就不同。
1电力设备发生绝缘破坏的原因分析
在电力设备运行中，绝缘破坏的后果通常是击穿，击穿是多重环境影响的结果，并非是电压单因素造成的，电力设备的正常工频电压是保证电力设备恒定可靠运行的保障因素之一，而过电压则是一种电压过高的危险情况[1]。我们在进行电力设备的安装运行时要根据设备的运行条件进行分类，其中根据设备运行环境中长期持续过电压出现的多少可以将电力系统设备的过电压登记分为Ⅰ至Ⅳ级，其中运行环境过电压类型为Ⅰ级的电力设备是在运行中对过电压限制要求最高的设备，它们运行的先决条件就是保证瞬间过电压发生率极低，这类设备通常设计配合相应的过压保护电路；而过压类型为Ⅱ级的电力设备通常是一些家用或者具有功能性的耗电设备，它们通常要由供电装置提供配电服务；过压类型为Ⅲ级的电力设备通常是配电装置上配置的相关设备，比如配电开关等，其运行环境的可靠性要求相对较高。而过压类别设置为Ⅳ级则通常是一些配电装置电源端的电力设备，过电压对这类设备的伤害较小[6]。针对绝缘破坏的情况来讲，高压电气设备的破坏主要来自电的方面，而低压电气设备的破坏则主要来自热的方面，在进行电力设备的绝缘设计与相关绝缘配合的工作中要综合考虑多重因素，我们首先来总结一下电力设备绝缘破坏的主要原因：首先就是在电力系统内部或外部出现的过电压情况给设备带来的绝缘击穿与闪络伤害，产生这种伤害的原因有由于长期在工频电压下运行，设备内部发生的电老化与局部放电情况、绝缘构件有电晕腐蚀等现象、长期电压运行环境造成的电化学作用等[2]；其次是在长期运行中出现的热击穿与热老化，低压电器绝缘破坏主要是这种情况；再次是一些机械设备运行中发生的离心力、冲击力和设备内部振动等造成的绝缘构件机械损伤；最后就是一些环境因素造成的绝缘构件破坏。
2绝缘设计及制造工艺分析
电气设备中的绝缘材料或电介质的根本作用，除了在电容器中可以储能外，在其它大多数绝缘场合中，只是防止电流向不希望的方向流动，以及对不同电位的导体起机械固定或隔离作用。目前，绝缘技术已成为热点研究方向。只有通过合理的结构设计、选用合适的绝缘材料和工艺，才能达到最佳效果。在绝缘结构设计领域里，只有电力电缆、电容器和套管等少数项能进行比较成熟的理论计算外，大多数仍需技术人员利用大量数据、经验公式和试验曲线来进行绝缘结构设计和绝缘配合问题分析。绝缘结构设计必须依靠试验作校核，但试验结论只能作为参考，只有经过了实际的使用和运行，绝缘结构才能通过最根本的考验。因此，充分调查产品在各种条件下的使用和运行经验，不断充实和改进产品的技术条件、结构设计、制造工艺和试验方法是十分必要的。绝缘结构制造工艺是结构设计性能和产品质量的基本保证。采用高真空的干燥浸渍工艺，以保证电气设备在局部放电性能方面的要求，这在电缆和电容器的制造中早已有了深刻认识，近年来对于电力变压器和电机绝缘方面也有了很大的进展。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆超高压、特高压变压器的高真空度干燥浸渍、电机绝缘的无溶剂漆的滴浸、真空压力浸渍或整体浸渍，均大大消除了绝缘中的气隙，从而提高了绝缘性能和产品质量[7]。
3绝缘配合概念与实际应用例举
我们所说的绝缘配合也就是在电气设计中依照设备使用情况与其所运行的环境来对设备绝缘特性进行设置的过程，我们进行电力设备设计时为了达到电气运行的绝缘要求，在固体绝缘设计和电气间隙设计中都要保证所服务的电气设备在运行条件下或者发生某种单一故障的情况下都能在内部保持相应电压[3]，除此之外的在电网电源发生故障给电气设备供电时出现了瞬间冲击电压时，固体绝缘件和电气爬电距离等设置就要保证设备不被击穿，绝缘配合设计的主要依据就是电气运行环境的影响作用[4]，设计者必须对电力设备运行中可能承受的电压进行了解，并以此为根据进行电气设备的相应绝缘固体件和爬电距离等的设置，所谓绝缘配合设计的目的就是保证电气设备运行环境的绝缘效果，我们对变电站所有电气设备进行分析不难发现，变压器的运行重要性最高，因此我们进行绝缘设计时一般都要首先来确定变压器的绝缘要求，并以这一设计要求为必须保证的中心需求，来对其他设备的相应绝缘需求进行判定与设置。举例说明，比如针对500kV变电站进行绝缘设计，由于母线侧和线路侧在运行中会出现工频电压升高差异的问题，因此在进行避雷器设置时就要根据线路的灭弧电压需求来选择避雷器，在设计中还要保证灭弧电压较低的避雷针能够满足变压器运行中所需保证的绝缘水平，而变电站的其他电气设备的绝缘效果只要与灭弧电压较高的避雷器相适应就可以。在雷电较多的季节里，雷电能够通过避雷器产生电力网络侵入波[5]，这类侵入波出现的幅值是雷电对电力线路上配置的绝缘子串产生的冲击强度来决定的，在设计中我们一定要警惕线路绝缘设计造成的侵入波幅值飙高的情况，这会对变电站系统设计时设置好的绝缘配合造成威胁，正是基于此，我们在进行线路绝缘配合设计时不仅要注意线路的绝缘效果强化，还要对线路防雷效果进行提升。
结束语
总之，绝缘是电力设备运行的基本要求，为了能够保证电力系统运行的效果，在设计电力设备时必须尽可能提升其绝缘性能，降低由于绝缘不良造成的设备损坏和系统伤害，希望本文能够给电力设备设计与应用单位的同仁带来一些绝缘设计方面的启示。
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[7]周海鹏.浅谈电力设备绝缘设计及绝缘配合[J].中国科技成果，2009，10（19）：59-61.DOI：10.3772/j.issn.1009-5659.2009.19.029.
论文作者:杨强
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/14
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