高壓電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)是保證設(shè)備安全運(yùn)行的重要措施。本文從四種試驗(yàn)方法分析討論測(cè)量電氣設(shè)備絕緣的各種特性，從而判斷其絕緣內(nèi)部的缺陷。
1 絕緣電阻的測(cè)量

    最基本而常用的非破壞性試驗(yàn)方法：就是用兆歐表測(cè)量被試驗(yàn)的絕緣電阻。通常，電氣設(shè)備的絕緣都是多層的，這些多層絕緣體，在外施直流電壓下，就有吸收現(xiàn)象，即電流逐漸減小，而趨于某一恒定值(泄漏電流)。圖1中的曲線1即為這一電流隨時(shí)間變化的曲線，因?yàn)橥ㄟ^(guò)介質(zhì)的電流與介質(zhì)電阻的測(cè)量值成反比，故可用曲線2表示介質(zhì)加壓后其電阻的測(cè)量值與時(shí)間的關(guān)系，如被試品絕緣狀況愈好，吸收過(guò)程進(jìn)行得愈慢，吸收現(xiàn)象便愈明顯，如被試品嚴(yán)重受潮或其中有集中性導(dǎo)電通道，由于絕緣電阻顯著降低，泄漏電流增大，吸收過(guò)程快，如曲線3所示。這樣流過(guò)絕緣的電流便迅速變?yōu)橐惠^大的泄漏電流。因此可根據(jù)被試品的電流變化情況來(lái)判斷被試品的絕緣狀況。

    當(dāng)被試品絕緣中存在貫穿的集中性缺陷時(shí)，反映泄漏電流的絕緣電阻明顯下降，用兆歐表檢查時(shí)便發(fā)現(xiàn)。例如：變電站中的針式絕緣子最常見(jiàn)的缺陷是瓷質(zhì)開(kāi)裂，開(kāi)裂后絕緣電阻明顯下降，一般就可用兆歐表檢測(cè)出來(lái)；而發(fā)電機(jī)的絕緣往往變動(dòng)甚大，它和被試品的體積、尺寸、空氣狀況等有關(guān)，往往難以給出一定的絕緣電阻值的判斷標(biāo)準(zhǔn)。通常把處于同一運(yùn)行條件下不同相的絕緣電阻進(jìn)行比較，或是把這一測(cè)量的絕緣電阻和過(guò)去對(duì)它曾測(cè)得的絕緣電阻值進(jìn)行比較來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題；對(duì)于容量較大的設(shè)備如電機(jī)、變壓器、電容器等可利用吸收現(xiàn)象來(lái)測(cè)量它們的絕緣電阻(即絕緣電阻測(cè)量值)隨時(shí)間的變化以判斷絕緣狀況。吸收試驗(yàn)反映B級(jí)絕緣和B級(jí)浸膠絕緣的局部缺陷和受潮程度比較靈敏。發(fā)電機(jī)定子絕緣的吸收現(xiàn)象是十分明顯的，通常用吸收比來(lái)表示：K＝R60″/R15″ (即60s時(shí)兆歐表讀數(shù)與15s時(shí)的讀數(shù)之比)。由于K值是兩個(gè)絕緣電阻之比故與設(shè)備尺寸無(wú)關(guān)，可有利于反映絕緣狀態(tài)，完好干燥的絕緣，吸收現(xiàn)象明顯，吸收比K常較大(大于1.3)；絕緣受潮時(shí)，吸收現(xiàn)象不明顯，吸收比較小(接近于1)。

    需要注意的是，有時(shí)當(dāng)某些集中性缺陷雖已發(fā)展得很嚴(yán)重，以致在耐壓實(shí)驗(yàn)中被擊穿，但耐壓試驗(yàn)前測(cè)出的絕緣電阻值和吸收比均很高，這是因?yàn)檫@些缺陷雖然嚴(yán)重，但還沒(méi)有貫穿的緣故。因此只憑絕緣電阻的測(cè)量來(lái)判斷絕緣狀況是不可能的，還需要選擇其它方法進(jìn)行試驗(yàn)。

2 泄漏電流試驗(yàn)

    泄漏電流試驗(yàn)與絕緣電阻測(cè)量原理相同，只是前者在較高電壓下進(jìn)行(高于10kV)，通常是測(cè)量出試品在不同試驗(yàn)電壓下的泄漏電流，做出泄漏電流I與試驗(yàn)電壓U的關(guān)系曲線，因而能更靈敏地測(cè)出一法中所發(fā)現(xiàn)的缺陷。如圖2為發(fā)電機(jī)絕緣泄漏曲線，對(duì)于良好的絕緣，泄漏電流隨試驗(yàn)電壓成直線上升，且值較小(曲線1)，當(dāng)絕緣受潮時(shí)電流數(shù)值如曲線2所示，如絕緣中有集中性缺陷，泄漏電流值在超過(guò)一定試驗(yàn)電壓時(shí)，將劇烈增加(曲線3)，缺陷愈嚴(yán)重，泄漏值發(fā)生劇增的試驗(yàn)電壓越低(曲線4)，此時(shí)設(shè)備在運(yùn)行中有擊穿的危險(xiǎn)。

   對(duì)設(shè)備測(cè)出的泄漏電流值，可按規(guī)程進(jìn)行比較，并參照過(guò)去的記錄進(jìn)行分析判斷。

3 介質(zhì)損失角正切值(tgδ)的測(cè)量

    這是一種使用較多而且對(duì)判斷絕緣較為有效的方法，通過(guò)測(cè)量tgδ可反映出整個(gè)絕緣的分布性缺陷，例如運(yùn)行中絕緣的普遍受潮和老化(如油的劣化、有機(jī)固體材料的老化等)，這時(shí)流過(guò)絕緣的有功電流分量增大，tgδ也增大，實(shí)際上反映了絕緣中單位體積內(nèi)功率損耗的增大。用測(cè)量tgδ的方法檢查變壓器、互感器、套管、電容器等都有一定的效果。

    如果絕緣內(nèi)的缺陷不是分布性而是集中性的，則用測(cè)tgδ法有時(shí)反映就不靈敏，被試絕緣體積越大，就越不靈敏。

    對(duì)電機(jī)、電纜這類電氣設(shè)備，由于運(yùn)行中的故障多為集中性缺陷發(fā)展所致，整個(gè)體積越大，用測(cè)tgδ的效果越差。因此，通常對(duì)運(yùn)行中的電機(jī)、電纜等設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)便不做這項(xiàng)試驗(yàn)，對(duì)套管絕緣，tgδ試驗(yàn)是一項(xiàng)必不可少而且是較有效的試驗(yàn)。因套管體積小，用tgδ試驗(yàn)不僅可反映套管絕緣分布情況，而且有時(shí)可檢查出其集中性缺陷。

    在用tgδ法判斷絕緣狀況時(shí)，必須著重廠史的比較并且與處于同樣運(yùn)行條件下的同類型其它設(shè)備比較，即使tgδ未超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，但與過(guò)去比較有明顯增大時(shí)，就必須進(jìn)行處理，以免在運(yùn)行中發(fā)生事故。

    以上提到的試驗(yàn)方法都是在較低電壓下進(jìn)行，屬于非破壞性試驗(yàn)。通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行全面對(duì)比分析，可以判斷出被試設(shè)備的絕緣狀況與缺陷性質(zhì)。絕緣預(yù)防性試驗(yàn)一般每年一次，如在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)有與規(guī)程規(guī)定不符時(shí)，應(yīng)查明原因，消除缺陷。

4 耐壓試驗(yàn)

    耐壓試驗(yàn)是絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的一個(gè)重要項(xiàng)目，即對(duì)絕緣施加一個(gè)比工作電壓高得多的電壓進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。在試驗(yàn)中可能引起設(shè)備絕緣的損壞，故又稱破壞性試驗(yàn)。為避免設(shè)備的損壞，耐壓試驗(yàn)要在非破壞性試驗(yàn)之后進(jìn)行，即在非破壞性試驗(yàn)之后方允許進(jìn)行。

目前，絕緣預(yù)防性試驗(yàn)中應(yīng)用耐壓試驗(yàn)方法主要有：交流耐壓和直流耐壓兩種。在應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)過(guò)大量的缺陷，有效地提高了電氣設(shè)備的安全。

4.1 交流耐壓試驗(yàn)

    交流耐壓試驗(yàn)?zāi)苡行У匕l(fā)現(xiàn)較危險(xiǎn)的集中性缺陷，可準(zhǔn)確地考驗(yàn)絕緣的裕度，但有一重要缺點(diǎn)：即對(duì)固體有機(jī)絕緣，在較高的交流電壓作用時(shí)，會(huì)使絕緣中的一些弱點(diǎn)更加發(fā)展，因此，應(yīng)當(dāng)選擇合適的試驗(yàn)電壓值。一般考慮到運(yùn)行中絕緣的變化耐壓試驗(yàn)電壓值應(yīng)取得比出廠電壓低些。而且不同情況的設(shè)備應(yīng)不同對(duì)待。例如在大修前發(fā)電機(jī)定子繞組的試驗(yàn)電壓常取1.3～1.5倍額定電壓；對(duì)于運(yùn)行20年以上的發(fā)電機(jī)，由于絕緣較老，可取1.3倍額定電壓來(lái)做耐壓試驗(yàn)。但對(duì)與架空線路有直接連接的運(yùn)行20年以上的發(fā)電機(jī)考慮到運(yùn)行中大氣過(guò)電壓侵襲的可能較大，為了安全仍要求用1.5倍額定電壓來(lái)做耐壓試驗(yàn)。

    做耐壓試驗(yàn)時(shí)，常是升壓至試驗(yàn)電壓后，加壓1min以便觀察被試品的情況，同時(shí)也是為使已開(kāi)始擊穿的缺陷來(lái)得及暴露出來(lái)，耐壓時(shí)間不宜太長(zhǎng)，以免使絕緣發(fā)生擊穿。

4.2 直流耐壓試驗(yàn)

    直流耐壓試驗(yàn)也能確定絕緣的電氣強(qiáng)度，與交流耐壓試驗(yàn)相比，它的特點(diǎn)是：試驗(yàn)設(shè)備輕小，其次在絕緣進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)的同時(shí)，可通過(guò)測(cè)量泄漏電流來(lái)觀察內(nèi)部的絕緣缺陷。

直流耐壓試驗(yàn)電壓的選取，也應(yīng)參照絕緣的工頻交流耐壓試驗(yàn)電壓和交直流擊穿強(qiáng)度之比。對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組取2～2.5倍額定電壓，對(duì)于3、6、10kV的電力電纜取5～6倍額定電壓；對(duì)20～35kV的電纜取4～5倍額定電壓；35kV以上電纜取3倍額定電壓。電力電纜在進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，持續(xù)5min，用泄漏電流的讀數(shù)來(lái)尋找缺陷。直流耐壓的時(shí)間比交流耐壓長(zhǎng)一些。所以發(fā)電機(jī)試驗(yàn)時(shí)是以每級(jí)0.5倍額定電壓分階段升高，每階段停留1min，以觀察并讀取泄漏電流值。利用直流高壓對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，具有更加重要的意義。

    為了保證電氣設(shè)備能安全可靠地運(yùn)行，防患于未然，應(yīng)該定期地對(duì)絕緣進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，通過(guò)一些試驗(yàn)查出潛伏的缺陷。