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絕緣及安全試驗(yàn)檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-23 10:51:22 更新時(shí)間：2025-07-22 10:51:23

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

絕緣及安全試驗(yàn)檢測(cè)：保障電氣設(shè)備運(yùn)行安全的核心防線(xiàn)

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備應(yīng)用中，絕緣性能的可靠性是保障人身安全、設(shè)備安全和系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基石。絕緣及安全試驗(yàn)檢測(cè)是一系列旨在評(píng)估電氣設(shè)備絕緣系統(tǒng)完整性、耐受電壓能力以及防止電擊危險(xiǎn)的關(guān)鍵檢測(cè)過(guò)程的總稱(chēng)。這些檢測(cè)貫穿于設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、出廠(chǎng)、安裝、交接、運(yùn)行維護(hù)直至定期預(yù)防性試驗(yàn)等各個(gè)環(huán)節(jié)。其主要目標(biāo)是及早發(fā)現(xiàn)絕緣材料的老化、污染、受潮、機(jī)械損傷或制造缺陷等隱患，預(yù)防潛在的絕緣擊穿、短路、火災(zāi)以及觸電事故的發(fā)生。通過(guò)系統(tǒng)化的絕緣及安全試驗(yàn)檢測(cè)，可以有效評(píng)估設(shè)備的絕緣狀態(tài)，預(yù)測(cè)其剩余壽命，為設(shè)備的維修、更換或繼續(xù)安全運(yùn)行提供科學(xué)依據(jù)，是實(shí)現(xiàn)“預(yù)防為主、安全第一”方針的重要手段。

核心檢測(cè)項(xiàng)目

絕緣及安全試驗(yàn)檢測(cè)涵蓋多個(gè)關(guān)鍵項(xiàng)目，主要包括：

1. 絕緣電阻測(cè)試： 測(cè)量設(shè)備絕緣材料在施加直流電壓下的電阻值（通常以兆歐 MΩ 為單位）。該測(cè)試能快速發(fā)現(xiàn)絕緣整體受潮、臟污或貫穿性缺陷。是最基礎(chǔ)、最常用的檢測(cè)項(xiàng)目。
2. 吸收比和極化指數(shù)測(cè)試： 在絕緣電阻測(cè)試基礎(chǔ)上，通過(guò)測(cè)量不同時(shí)間點(diǎn)（如15秒和60秒）的絕緣電阻比值（吸收比）或更長(zhǎng)時(shí)延（如1分鐘和10分鐘）的比值（極化指數(shù)），用于判斷絕緣材料的整體受潮程度或是否存在集中性缺陷，對(duì)大型設(shè)備（如發(fā)電機(jī)、變壓器）尤其重要。
3. 介質(zhì)損耗角正切值測(cè)試： 測(cè)量在交流電壓下，絕緣材料因介質(zhì)極化與電導(dǎo)引起的能量損耗（轉(zhuǎn)化為熱量）與無(wú)功功率的比值（tanδ）。該參數(shù)對(duì)絕緣材料的老化、受潮、內(nèi)部氣隙等非常敏感，是評(píng)估絕緣材料內(nèi)部劣化程度的重要指標(biāo)。
4. 直流泄漏電流測(cè)試： 在設(shè)備上施加規(guī)定的直流高壓，測(cè)量流過(guò)絕緣材料的微小電流（泄漏電流）。其值大小及隨施加電壓和時(shí)間的變化特性可以反映絕緣的整體性能，特別是對(duì)發(fā)現(xiàn)貫穿性缺陷和受潮很有效。
5. 交流/直流耐壓試驗(yàn)： 也稱(chēng)為高電壓試驗(yàn)或介電強(qiáng)度試驗(yàn)。在設(shè)備的絕緣部分施加遠(yuǎn)高于其額定工作電壓的交流或直流試驗(yàn)電壓，并維持規(guī)定時(shí)間。這是檢驗(yàn)絕緣耐受過(guò)電壓能力的直接、嚴(yán)格的試驗(yàn)，旨在發(fā)現(xiàn)可能導(dǎo)致絕緣擊穿的集中性缺陷。交流耐壓更接近運(yùn)行實(shí)際狀態(tài)，應(yīng)用更廣；直流耐壓對(duì)設(shè)備損傷較小且易于發(fā)現(xiàn)某些特定缺陷。
6. 局部放電測(cè)試： 檢測(cè)設(shè)備絕緣系統(tǒng)內(nèi)部或表面在電場(chǎng)作用下，因局部區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)過(guò)高而發(fā)生未貫穿整個(gè)絕緣的微小放電現(xiàn)象（PD）。局部放電是絕緣劣化的早期征兆和重要表現(xiàn)，通過(guò)測(cè)量其放電量、放電相位、放電次數(shù)等參數(shù)，可定量評(píng)估絕緣內(nèi)部潛在缺陷（如氣泡、雜質(zhì)、尖刺）的嚴(yán)重程度。
7. 接地連續(xù)性測(cè)試與接地電阻測(cè)試： 確保電氣設(shè)備可導(dǎo)電的外殼、構(gòu)架等保護(hù)性接地部分與接地系統(tǒng)連接可靠（低電阻通路），以及在故障電流流過(guò)時(shí)接地裝置能有效散流（接地電阻值符合要求），防止觸電危險(xiǎn)。

關(guān)鍵檢測(cè)儀器

完成上述檢測(cè)項(xiàng)目需要依賴(lài)專(zhuān)業(yè)化的檢測(cè)儀器：

1. 兆歐表/絕緣電阻測(cè)試儀： 提供穩(wěn)定的直流測(cè)試電壓（如500V, 1000V, 2500V, 5000V等），并直接測(cè)量絕緣電阻值?，F(xiàn)代數(shù)字式兆歐表通常具備吸收比、極化指數(shù)自動(dòng)計(jì)算功能。
2. 介損測(cè)試儀/高壓電橋： 提供可調(diào)的高壓交流電源，通過(guò)電橋原理或數(shù)字測(cè)量技術(shù)，精確測(cè)量介質(zhì)損耗角正切值(tanδ)和電容值(Cx)。是評(píng)估絕緣老化狀態(tài)的核心儀器。
3. 直流高壓發(fā)生器與微安表： 產(chǎn)生穩(wěn)定且可調(diào)的直流高電壓（可達(dá)數(shù)百kV），配合高精度微安表測(cè)量泄漏電流。
4. 交流耐壓試驗(yàn)裝置/工頻耐壓試驗(yàn)機(jī)： 通常由調(diào)壓器、試驗(yàn)變壓器、測(cè)量和保護(hù)系統(tǒng)組成，產(chǎn)生所需的高壓工頻交流試驗(yàn)電壓。
5. 局部放電檢測(cè)系統(tǒng)： 包括產(chǎn)生試驗(yàn)電壓的高壓源（交流或直流）、耦合電容器、局部放電檢測(cè)儀（含寬頻帶放大器、濾波器、檢測(cè)阻抗）以及顯示分析單元（示波器或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）。用于捕捉、放大、分析和定位局部放電信號(hào)。
6. 接地電阻測(cè)試儀： 通常采用電位降法原理，通過(guò)輔助接地極注入測(cè)試電流，測(cè)量設(shè)備接地極與遠(yuǎn)方大地之間的電阻值。鉗形接地電阻測(cè)試儀可在不斷開(kāi)接地引下線(xiàn)的情況下進(jìn)行測(cè)量。
7. 回路電阻測(cè)試儀： 又稱(chēng)接觸電阻測(cè)試儀，通常采用大電流（100A或更高）四線(xiàn)法測(cè)量開(kāi)關(guān)、斷路器、連接點(diǎn)等導(dǎo)電回路的電阻，確保接地連續(xù)性良好。

主要檢測(cè)方法

針對(duì)不同項(xiàng)目，采用標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)試方法：

1. 絕緣電阻/吸收比/極化指數(shù)測(cè)試： 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選擇合適的測(cè)試電壓檔位，將儀器L端接被測(cè)導(dǎo)體，E端接外殼或另一導(dǎo)體（或屏蔽端G接屏蔽環(huán)），啟動(dòng)測(cè)試讀取規(guī)定時(shí)間的阻值并計(jì)算比值。
2. 介質(zhì)損耗角正切值測(cè)試： 多采用西林電橋的正接法（被試品低壓端接地）或反接法（被試品高壓端接地），或使用數(shù)字式自動(dòng)介損儀直接測(cè)量。需注意溫度和濕度的影響。
3. 直流泄漏及耐壓測(cè)試： 按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電壓等級(jí)，以一定速率（如1-2kV/s）升壓至試驗(yàn)電壓，保持規(guī)定時(shí)間（如10分鐘），觀(guān)察并記錄泄漏電流值及其穩(wěn)定性。耐壓試驗(yàn)還需觀(guān)察是否發(fā)生擊穿閃絡(luò)。
4. 交流耐壓測(cè)試： 緩慢升壓至規(guī)定試驗(yàn)電壓（通常為設(shè)備額定電壓的倍數(shù)），維持規(guī)定時(shí)間（如1分鐘），密切監(jiān)視電流指示，觀(guān)察設(shè)備是否發(fā)生擊穿或異常放電。
5. 局部放電測(cè)試： 方法多樣，包括：
    - 電測(cè)法： 最常用，通過(guò)耦合電容和檢測(cè)阻抗測(cè)量PD脈沖電流。
    - 聲測(cè)法： 利用超聲波傳感器探測(cè)PD產(chǎn)生的聲波信號(hào)，用于定位。
    - 光測(cè)法： 探測(cè)PD產(chǎn)生的光輻射，靈敏度有限。
    - 化學(xué)法： 檢測(cè)油中溶解氣體（DGA），間接判斷PD。通常需在規(guī)定的背景噪聲水平下，逐步升壓至起始放電電壓和熄滅電壓，并測(cè)量規(guī)定試驗(yàn)電壓下的視在放電量。
6. 接地電阻測(cè)試： 電位降法：在被測(cè)接地極E與輔助電流極C之間注入電流I，測(cè)量E與輔助電壓極P之間的電壓V，計(jì)算R=V/I。需合理布置電極位置（如直線(xiàn)法或夾角法）。
7. 接地連續(xù)性測(cè)試： 使用低阻測(cè)試儀或回路電阻測(cè)試儀，直接測(cè)量保護(hù)導(dǎo)體（PE線(xiàn)）與主接地端子（或接地極）之間的電阻，要求阻值極?。ㄍǔ＿h(yuǎn)小于1Ω）。