电源种类对电气设备耐压试验的影响探讨

裴永清，程航

(兰州工业学院，甘肃 兰州 730050)

1 引言

电气设备在不同性质的电源作用下表现出的电气性质是不同的。常见的电源按其存在时间长短分为持续电压和冲击电压，其中持续电压有直流电压和工频交流电压，冲击电压有雷电冲击电压和操作冲击电压。电气设备的耐压试验就是在电气设备的两端加上一定大小的电压后，通过其能否稳定承受试验电压或根据通过电气设备的漏电流的大小来判断其绝缘性能优劣的。

2 不同试验电源对电气设备的影响

2.1 外加电源作用下电气设备的电气特性

在外加电源作用下，电气设备可能发生极化和电导现象，伴随着电导和极化，在电气设备的电介质(电气间隙和绝缘零部件)中有漏电流流过，如图1所示。此时电气设备的电介质(电气间隙和绝缘零部件)会出现发热等现象，即Q=I2Rt漏电流越大，则发热越厉害，说明电气设备绝缘零部件(含电气间隙)的绝缘性能越差。

图1 电介质的等效电路

2.2 不通电源对电气设备耐压性能影响的机理分析

电气设备在外加电压作用下对外释放能量，与其中流过的漏电流的大小有关，而漏电流的大小与极化的方式有关。极化有四种，而只有在发生转向极化和空间电荷极化时才会有能量损耗，这两种极化，都需要一定的时间，才能使电荷在电介质中沿电场方向定向移动，形成电流。

以转向极化为例，发生撞向极化的时间为10－6～10－2s，所以，如果试验电源是交流电，由于其电场方向每隔0.01s发生一次周期性变化。如图2所示，在交流电作用下，转向极化中的偶极子勉强来得及沿电场方向排列，从而在电场作用下定向移动，形成漏电流。如果电气设备的绝缘性能不好，偶极子很多，则出现的漏电流也越大。而对于空间电荷极化，由于极化过程需要更长的时间，在几十分之一秒至几分钟，甚至几小时。因此，在工频交流电作用下，即使有带电微粒存在，但由于其电场方向发生周期性变化，使带电微粒来不及沿电场方向有序排列，也就不能定向移动形成电流，所以在交流电作用下，空间电荷极化不能发生。而在直流电的作用下，由于其周期为无穷大，上述两种极化都能发生，因此，直流电可全面衡量电气设备绝缘性能的优劣。

图2 偶极子式极化示意图

3 结论

电气设备的绝缘性能与其电气间隙场强的均匀程度、电压大小、间隙的距离大小、环境温度、介质及其质量等因素有关，但在电气设备设计、制造完成以后，这些都是确定的，其质量优劣也是确定的。因此，在直流电压作用下，可使各种电气性能发生，因而可以较全面的检验电气设备的绝缘性能。这也是很多用户尤其是真空灭弧室使用单位采用直流电源检验所采购电气产品的原因。

[1]周泽存.高电压技术[M].北京：中国电力出版社，2007.

[2]沈诗佳.高电压技术[M].北京：中国电力出版社，2007.