低压电器的介电强度和绝缘电阻性能分析与测量

重要性

在低压电器产品的技术性能中的介电强度和绝缘电阻两个技术指标很重要,两项技术指标直接反映仪器的绝缘性能或仪器的安全性能。介电强度是电介质所能承受的最大电场强度,是衡量绝缘材料和电气设备的一项重要性能和质量指标。在正常工作电压下,规定电器的产品应不失去其良好的绝缘性能，如能通过标准要求的绝缘介电强度试验，则认为低压电器的产品满足绝缘介电性能要求。绝缘介电强度测量是在相互绝缘的部件之间或绝缘部件与地之间，在规定的时间内施加规定的电压以此来确定电气产品在额定电压下是否安全工作，能否耐受由于开关、浪涌及其它类似现象所导致的过电压的能力,从而评定低压电器的产品绝缘材料或绝缘间隙是否合适。如果产品有缺陷,则在施加试验电压后,会产生击穿放电或损坏。绝缘电阻用来决定绝缘系统初始质量及环境条件可能造成的任何降低绝缘的预兆,绝缘电阻随温度上升和电压增加而迅速地下降,同时绝缘电阻的测量必须在规定的温度和湿度下进行,因为固定绝缘材料的绝缘电阻随温度和湿度的升高而变化。绝缘的电气强度、电阻系数是绝缘材料的基本性能。由于绝缘材料应用场合的不同，对绝缘材料的要求也不相同。在一般情况下,绝缘材料可分为两类:

(1)高压绝缘。它应用于高压变压器、高压电缆、高压电容器、高压电机、高压电器等。

(2)低压绝缘。它应用于低压电机、低压电器、弱电工程等方面。对于高压绝缘,无论是固体或液体的绝缘材料,都要承受很高的脉冲电压。

对于低压绝缘一般不承受脉冲电压，而只承受长时间的交变电压或直流电压,由于工作电压低,只能在绝缘有裂缝或存在孔隙时才发生绝缘击穿的现象。低压绝缘还可以承受较大的机械应力和温度、湿度的影响。

介电强度技术性能测量分析

通常条件下电气绝缘体是不导电的,当它的绝缘性能将遭到破坏,从而变成导电的了,因此施加在电气绝缘材料上的工作电压必须低于能引起材料破坏的电压,造成材料击穿放电的最小电压值称为击穿电压。

低压电器应能承受频率为 50Hz和标准规定的耐受电压,历时 1min 而无击穿或闪络现象,则认为绝缘介电强度为合格。用耐压测量仪对低压电器的介电强度进行试验,首先调整耐压测量仪的输出需要的交直流试验电压和设定击穿报警电流。在试验中,被试验的低压电器设备在要求试验电压作用下达到规定的时间内，耐压测量仪自动切断试验电压,一旦超过设定的击穿电流,出现击穿,耐压测量仪能够自动切断输出电压并同时报警,以确定被试验设备能否承受规定的绝缘强度试验电压。通常试验的时间为 10s~1min间,试验的时间1min,是指短时间试验的一种形式，在这试验中电压逐渐开高所在 1min内维持电压不变。在试验时,通常是加到约为击穿电压一半的数值后,再开始逐级升压。

对于在直流耐压实验时,因为不存在电容电流,故其绝缘表面也没有显著的电压降，因此不论离接地点多远，导体和绝缘表面之间电位差都是相当高的，这样就能使远离接地部分的端部绝缘弱点也能击穿。因此,直流耐压试验也是一种重要的实验,对于一些难予发现的绝缘缺陷,具有良好的检出效果。在试验时可以在连续升压与逐级升压下进行。

对于交流耐压实验时，是鉴定电气设备绝缘强度的最有效和最直接的方法,它可以判定电气设备是否继续运行,也是保证电气设备绝缘水平,避免发生绝缘事故的重要手段。电气设备的绝缘不良状况一般可分两种:

(1)普遍性劣化,电气设备在长期运行中,绝缘受到高温、电场和振动的影响,而使绝缘逐渐陈旧和老化。

(2)电气设备的绝缘存在局部性缺陷对于上述两种缺陷,若进行交流耐压试验,就能有效的检出缺陷，对于局部性缺陷的发现更为有效。

因为交流耐压试验所取的电压远比运行电压高，对于不良绝缘来讲是一种破坏性试验,因此在进行交流耐压试验之前,必须先对设备的绝缘电阻、流参数的各项参数进行测定,以判定被测设备是否能承受耐压试验时的电压。若设备的绝缘情况不良(受潮或局部缺陷等),需要进行处理后再做耐压试验。

绝缘电阻测量方法分析

绝缘材料在外加电压作用下呈现导电的性能因此，施加在绝缘试样的直流电压和通过的它的总电导电流之比称为绝缘电阻，绝缘电阻取决于体积电阻和表面电阻。

用 绝缘电阻测试仪的500V电压档测量低压电器的线与机壳之间的冷态、热态、湿热态绝缘电阻,测量的结果应符合相关标准要求。绝缘材料的电阻系数,无论是体积电阻或表面电阻,一般总是很高的,因此在测量绝缘电阻的回路中流过的电流就很小。如果在测量技术上稍不注意防止外来的干扰和漏电，则其测量结果将会产生很大的误差。绝缘材料的绝缘电阻随着材料所处的环境以及测量条件的不同可以发生很大变化,为了提高测量的准确度,防止于扰与漏电,规定被测产品的测量条件。

影响绝缘电阻测量因素有:

(1)温度和湿度的影响。因为固体的绝缘材料的绝缘电阻随温度和湿度的升高而下降,特别是体积电阻随温度改变而变化非常大，表面电阻几乎随湿度的变化立即变化。在这两种情况下,变化都是指数式的。所以,绝缘电阻的测量必须在规定的温度和湿度下进行。

2)绝缘材料在制造、加工和测量等过程中可产生静电,电阻越高越易产生静电,影响测量的准确度,因此,在测量绝缘材料的电阻时,应该彻底的放电后再进行测量。

作用

在低压电器产品介电强度和绝缘电阻性能的测量中,根据实际的使用情况,绝缘材料往往要受到热、氧化、潮湿、振动和温度的周期变化而引起的热胀冷缩,以及在高电场作用下发生电晕放电等因素的影响,因此在测量中,采用人工模拟的方法来达到测量的目的。常用的绝缘介电强度试验一般采用50Hz正弦波交流电,为工频耐压试验,或称介质耐电压试验,而绝缘电阻测量均采用直流电。通过仪器绝缘性能的测量能发现仪器在设计上的问题，从而保证仪器的安全性能指标符合要求。