摘要：由于科技的进步和社会的发展，电气行业中越来越追求研发环保型及小微型的设备。小微型设备中对绝缘材料的基本框架提出了更高的要求，需要选择质量和绝缘性能更高的材料。绝缘技术对电气设备的稳定性至关重要。鉴于此，笔者以中压开关设备为切入点，对电气设备绝缘技术展开研究分析。
关键词：电气设备；绝缘技术；固体绝缘；中压开关设备
前言
随着经济全球化的发展及城镇化建设的深入推进，电能密度日益提升，在电器行业中对设备的环保、小型化要求也与日俱增，是未来一段时间内发展的主流趋势。而设备小型化则在某种程度上意味着对绝缘结构的一种优化改造，在绝缘材料中要更加科学合理的选择。倘若设备绝缘技术较低，则会在运行中产生绝缘破坏甚至击穿的现象。换言之，电气设备的每一次技术革进均离不开电气绝缘技术的支撑。为此，对电气设备开展绝缘技术的研究势在必行。
1 电气设备绝缘概述
1.1 参数
对电气设备绝缘性能的衡量主要通过电压耐受值、泄漏电流值和绝缘电阻这三个参数来进行提现和表征。这三个参数之间的关系可以说是既相互联系又互不相关，每个参数都对电气设备的绝缘性能起着十分重要的作用，并且这三个参数中有任何一个参数出现问题都会对其他两项参数产生严重的影响，甚至会造成其他参数的不合格。
泄漏电流主要分为两种，分别是正常运行状态与非运行状态下的泄漏电流，由于所处环境中的温度及电压等级间的差别，可以将泄露电流划分成0.75MA、0.5MA以及0.25MA三个测试等级。与此同时，耐压值也主要包括两种，分别是正常运行与非运行状态中的耐压值，在正常运行状态下的耐压值中，电压安全性最高为供电电压，其绝缘力最低为500V，最高能达3750V。在非运行状态耐压值中，由于电压增加位置的差别，其耐压值又包括3750V、2500V、500V三个层次。然而，绝缘电阻则基本是在非运行状态中完成测试的，并根据被测设备的差别以及位置的不同对其进行等级划分。
1.2 测试方法
对于电气设备的绝缘测试，我们需要注意以下几个方面的内容：
（1）如果在正常工作温度下供给被测电器的电源为交流电源，则必须采用交流电源来作为试验供电电源；反之在正常工作温度下供给被测电器的电源为直流电源，则必须采用直流电源来作为试验供电电源。值得注意的是，一定要采用和电气本身供电电源相同性质的试验电源，这样可以有效的避免试验电器的损坏和测量过程中不必要的测量误差。
（2）对所测电器所施加的绝缘试验电压进行耐压试验时，无论所处环境工作温度和所加试验电压如何发生变化，在进行耐压试验时必须保证所加电压波形为标准正弦波。
（3）基于耐压值测试的角度而言，应该在完成测试线路的成功搭建并确保其安全可靠运行的状况下，提升电压值，该数值应该低于标准值的一半，同时应该在需要进行测试的样品中施加预设电压后，是电压在最短时间内升高到所需的标准值。除此之外，还应该保证在实验过程中不会发生绝缘受损情况的发生。
（4）被测电器根据工作类型和方式的不同可以分为电热电器和电动电器两种不同的类型，所以对于电压耐受值和泄露电流的测量也要根据不同类型的电器而进行分别测试。
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1.3 电气设备绝缘测试的注意事项
在电气设备绝缘测试的过程中，需要注意以下两方面的内容：
（1）在进行电压设备绝缘试验时，需要对所处测试环境中的温度、湿度等指标进行确认，因为在不同温度、湿度的环境下所测出的电气绝缘值会存在有一定的系统误差，因此在测试的过程中必须按照操作规程中规定的环境要求来进行测试。
（2）在进行电气绝缘测试中，需要被位置施加大约50V的直流电压之后再进行测量。
（3）在使用固定绝缘方式时，为了避免操作人员中毒，对于先前已经放置的充气柜，需要进行定期检测，检查气箱中气压的变化，一旦出现变化就证明出现了气体外泄现象。
2 中压开关设备绝缘材料和技术的发展
2.1绝缘材料的分类
绝缘材料就是电气设备中用到的可以使带电体与其他部分之间做到相互隔离、互不干扰的材料。根据材料性质的不同又可以分为固体、液体和气体三种。
常用的固体绝缘材料主要有陶瓷、绝缘纸、层压板、环氧树脂、硅橡胶和玻璃等。常用的液体绝缘材料主要有油类、硅脂等。常用的气体绝缘材料主要有空气、SF6气体、压缩空气和氮气等。
2.2新型绝缘材料在固体绝缘中的应用
纳米绝缘产品的组成原料主要有无机纳米粉材料和聚合物两种，形成了无机相与有机相的有效复合，在有机和无机相之间存在较大的空间面积，而且其中含有化学组合，可以生成足够的粘结力，能将两者之间互不适应的热膨胀参数进行中和，且能将有机物本身的可加工性、韧性和介电性同无机物本身的稳定性、强度以及防燃性有机结合，生成了较多新的特质，并广泛运用于电子、电工行业中。
中压电气设备中的绝缘材料的最重要原料就是环氧树脂，随着技术的发展，中压设备生产中对环氧树脂出现了更多新的要求，不仅要求环氧树脂材料具备低应力、高固化和耐热性，还对其纯度有了更高要求。在有效减少中压电气设备的放电量、提升其电压水平、增加设备的稳定性及增加寿命方面，亟需在设备中使用具有更高稳定性能和纯度更高的环氧树脂材料。
将纳米材料SiO2混入环氧树脂中制成的复合物，具有较强的拉伸性能、冲击性能和断裂伸长率，同时能够负荷更大的重力，而且还具备了增韧与增强的性能。除此之外，还可以促进基于环氧浇筑制成的绝缘设备的绝缘性能以及强度水平。进一步研究在中压电气设备中使用介电性低、耐热性和耐高压能力强以及性能稳定的环氧树脂，将有利于电气设备的经济性和小型化。
结束语
随着国民经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，社会向着现代化、信息化、智能化的方向不断发展，人们对于电能质量和供电可靠性的要求不断提高。中压配电网是直接向广大电力用户分配电能的网络，其供电安全性和可靠性越来越受到人们的重视，其网络结构复杂且绝缘水平相对较低，因此对于中压电气设备的绝缘分析与研究对提高供电安全性和可靠性有着十分重要的意义。
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论文作者:范亚杰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/8/29
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