王冬生（中國(guó)科學(xué)院　東方科學(xué)儀器進(jìn)出口集團(tuán)有限公司　北京五洲東方科技發(fā)展有限公司　上海分公司,上?！?00040）

弱電設(shè)備電氣連接等耐受電壓能力試驗(yàn)

王冬生
（中國(guó)科學(xué)院東方科學(xué)儀器進(jìn)出口集團(tuán)有限公司北京五洲東方科技發(fā)展有限公司上海分公司,上海200040）

摘要：差模試驗(yàn)和共模試驗(yàn)是檢驗(yàn)弱電設(shè)備電氣連接等耐受電壓能力主要的兩種方式。差模試驗(yàn)主要的實(shí)驗(yàn)對(duì)象是兩根相鄰但存在區(qū)別的絕緣導(dǎo)線，把其中一根芯線接在地面上，另一根芯線接在高壓端，兩者共同承受差模高壓。而共模試驗(yàn)則需要把芯線的一端接地，接在高壓端的另一端，則需要在其外部絕緣層纏繞一些細(xì)導(dǎo)線，這種方式只用單根導(dǎo)線就能承受高壓。文章針對(duì)這兩種試驗(yàn)方法對(duì)弱電設(shè)備電氣連接等耐受電壓的能力進(jìn)行分析，以期能夠?yàn)橥袔硪恍﹩l(fā)。

關(guān)鍵詞：保弱點(diǎn)設(shè)備;電器連接;耐受電壓能力;試驗(yàn)

近幾年來，電力系統(tǒng)發(fā)展迅速，進(jìn)而出現(xiàn)了大量的變電站，而且其發(fā)展呈逐年遞增的狀態(tài)。電力系統(tǒng)在運(yùn)行的時(shí)候，若是整個(gè)低壓弱電系統(tǒng)受到電壓波的影響，那么就會(huì)給電氣設(shè)備留下安全隱患，而且也會(huì)對(duì)電氣設(shè)備的連接帶來一定的影響。若是雷電流或者工頻短路電流進(jìn)入到接地體的時(shí)候，就會(huì)導(dǎo)致接地電極不斷升高，低壓弱電系統(tǒng)以及二次系統(tǒng)等設(shè)備在此作用下就會(huì)產(chǎn)生反擊。所以，為了使設(shè)備的安全得到全面的保障，就必須要對(duì)變電站低壓弱電系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的絕緣程度與電壓能力進(jìn)行確定，在避雷器、過電壓保護(hù)和低壓弱電系統(tǒng)的共同作用下，保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。

1　選定試品和試驗(yàn)方法

在差模和共模試驗(yàn)中，需要在不同電壓條件下應(yīng)用導(dǎo)線類試品。差模試驗(yàn)需要運(yùn)用兩根導(dǎo)線，這兩根導(dǎo)線相鄰而且都具有絕緣性，把其中的一根連接在接地體上，另一根連接在高壓端上，差模高壓就會(huì)同時(shí)作用在這兩根芯線上。不同于差模試驗(yàn)，共模試驗(yàn)只需要運(yùn)用一根導(dǎo)線，把這根導(dǎo)線連接在接地體上，再把細(xì)導(dǎo)線纏繞在絕緣層外部，然后將其和高壓端連接，那么高壓就只作用在一根導(dǎo)線上。開展差模試驗(yàn)，能夠測(cè)量出電壓波侵入設(shè)備連線的時(shí)間，而且還可以知道相間絕緣的實(shí)際強(qiáng)度；實(shí)施共模試驗(yàn)，則可以對(duì)地絕緣在電位升高時(shí)的實(shí)際強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試。其次，實(shí)施差模試驗(yàn)還可以把變壓器兩段接入高壓，最終可以知道變壓器的實(shí)際絕緣情況。通過開展共模試驗(yàn)，可以對(duì)變壓器外殼絕緣體的實(shí)際狀況進(jìn)行測(cè)試。再者，通過差模試驗(yàn)可以了解的一些狀況，再進(jìn)行具體實(shí)驗(yàn)之前，相關(guān)技術(shù)人員必須要把電源濾波器能夠輸入電流的一端接入導(dǎo)線后，再將其和高壓端連接在一起，這種方式和變壓器試驗(yàn)方式存在共通之處；在實(shí)施共模試驗(yàn)的時(shí)候，相關(guān)技術(shù)人員必須要把導(dǎo)線從電源濾波器外殼直接和地面相接，另一端則和高壓端連接在一起。

在大多數(shù)狀況下，試驗(yàn)中所用的繼電器存在兩對(duì)接點(diǎn)：一對(duì)是常開接點(diǎn)，另一對(duì)則是常閉接點(diǎn)。在具體實(shí)施差模試驗(yàn)的時(shí)侯，相關(guān)技術(shù)人員需要從中選擇一對(duì)接點(diǎn)來展開試驗(yàn)。但是在技術(shù)人員在實(shí)際測(cè)量過程中還需要注意一個(gè)問題，那就是電壓試驗(yàn)必須要在空氣間隙中進(jìn)行。而且技術(shù)人員還要對(duì)其電壓進(jìn)行充分了解，通過導(dǎo)線將外殼進(jìn)行接地處理，而另外一端則需要和高壓端連接在一起，那么此時(shí)就能夠?qū)^電器外殼放電電壓進(jìn)行測(cè)量。

技術(shù)人員在進(jìn)行環(huán)氧板試驗(yàn)的時(shí)候，首先就必須對(duì)電極長(zhǎng)度進(jìn)行確定，可以把電極長(zhǎng)度分為三部分，分別是一厘米、一點(diǎn)五厘米和兩厘米，而且還需要對(duì)這三段的電壓進(jìn)行測(cè)量。在實(shí)際試驗(yàn)過程中，電壓幅值不高，而且分散性特點(diǎn)不明顯，所以，在每次試驗(yàn)過程中都必須使用新的導(dǎo)線試品，以免在試驗(yàn)過程中出現(xiàn)累積效應(yīng)，最大限度地保證測(cè)量精度。

2　試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1對(duì)雷電沖擊電壓試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析

在進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)時(shí)，選用的是2F/60kV脈沖式電容器。通過試驗(yàn)我們可以發(fā)現(xiàn)，試品雷電沖擊電壓具有較高的耐壓性，在電壓影響下，作用時(shí)間較短，而且試品在雷擊作用線出現(xiàn)的放電痕跡并不明顯。而變壓器、電源濾波器、繼電器若是在耐受沖擊不高的時(shí)候，就需要和過電壓保護(hù)器配合工作。而且，在電場(chǎng)不變的情況下，同類材料的擊穿電壓會(huì)絕緣層厚度的增加而升高。若是試品不變，那么共模試驗(yàn)的電壓會(huì)低于差模試驗(yàn)的電壓，這主要是因?yàn)椴钅Ｔ囼?yàn)受到了絕緣層的影響。

2.2對(duì)直流電壓試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析

試品不同。那么直流擊穿電壓也會(huì)發(fā)生改變，在電場(chǎng)與材料都一樣的情形下，擊穿電壓會(huì)隨著絕緣層厚度的增加而升高，同類材料差模耐壓與共模耐壓的比例最好控制在1.2-1.5范圍內(nèi)。實(shí)施直流電壓試驗(yàn)的時(shí)侯，試品將會(huì)出現(xiàn)黑色的小孔，若是電壓較低，就需要將擊穿時(shí)間延長(zhǎng)，對(duì)整體時(shí)間進(jìn)行控制好整體。完成試驗(yàn)后，試品則會(huì)出現(xiàn)燒焦、發(fā)熱和變軟的現(xiàn)象。為了使施加在試品的電壓保持恒定狀態(tài)，就需要對(duì)輸出電壓進(jìn)行調(diào)整，使直流電壓成為預(yù)設(shè)值，開始加壓，電源濾波器的差模試驗(yàn)中，因?yàn)殡娙葺^大，所以不能得到具體的試驗(yàn)結(jié)果。

2.3對(duì)工頻交流電壓試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析

在具體試驗(yàn)過程中，技術(shù)人員可以利用計(jì)數(shù)器來測(cè)量試品的具體耐壓時(shí)間。通過試驗(yàn)所得的結(jié)果，我們可以知道：擊穿時(shí)間在電壓較高的情況下，擊穿時(shí)間較短，大約只需要幾十秒，更甚者只用幾秒鐘就能擊穿，這種擊穿方式屬于電擊穿。若是電壓較低，那么擊穿時(shí)間就較長(zhǎng)，一般是幾百秒，更甚者為幾千秒，介質(zhì)會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，擊穿方式為熱擊穿。

不同試品在不同電壓作用下，擊穿時(shí)間也會(huì)不一樣。同類材料在相同工頻電壓作用下，擊穿電壓隨著絕緣層厚度的增加而升高。通常，在工頻電壓下試品差模試驗(yàn)和共模試驗(yàn)之間的比值范圍是1.2-2.1，擊穿后會(huì)出現(xiàn)黑色的小孔，并且出現(xiàn)發(fā)熱、變焦和變軟的現(xiàn)象。

3　總結(jié)

通過對(duì)所有的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，我們可以發(fā)現(xiàn)：關(guān)于上述各種低壓弱電系統(tǒng)電氣連線等試品,共模擊穿電壓通常情況下都會(huì)低于差模擊穿電壓；在保證電場(chǎng)形式相同的情況下,直流具有最高的耐壓,交流擊穿電壓和沖擊電壓比較接近，而且電壓值會(huì)隨著試品的變化而發(fā)生改變。在對(duì)變電站二次系統(tǒng)或者低壓弱電系統(tǒng)過電壓保護(hù)與絕緣配合進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇。

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