试验要求看GB/T
12706-2008《1kV到35kV挤包绝缘电力电缆》
试验方法看GB/T
3048-2007《电线电缆电性能试验方法》
国家电网规定0.4KV,电气安全间隙为8毫米,690V为10毫米,1KV为12毫米,10KV为125毫米(裸导体之间),所谓的电压击穿指的是由于绝缘介质绝缘强度不够,而在裸导体之间产生的放电现象,它与绝缘介质和安全间隙都是有关的。打火实际上就是一种极间放电现象,它除了间隙和绝缘不够外,还有可能是导体表面有毛刺造成的尖端放电,算不算击穿要看现场的。
交流耐压试验是鉴定电气设备绝缘强度最直接的方法,它对于判断电气设备能否投入运行具有决定性的意义,也是保证设备绝缘水平、避免发生绝缘事故的重要手段。
交流耐压试验是 坏性试验。在交流耐压试验前必须先对被试品进行绝缘电阻、吸收比、泄漏电流、介质损耗角及绝缘油等项目的试验,若试验结果正常方能进行交流耐压试验,若发现设备的绝缘情况不良(如受潮和局部缺陷等),通常应进行处理后再做耐压试验,避免 成不应有的绝缘击穿。
1、绝缘的击穿——绝缘材料在电场的作用下丧失了绝缘性能而产生贯穿性的导通或破坏。
(1)固体介质击穿,即永久丧失了绝缘性能;
(2)气体介质击穿却表现为火花放电,外加电场一消失,气体自恢复绝缘。
2、闪络——固体绝缘在电场作用下,尚未发生绝缘击穿,其表面或与电极接触的气体发生放电现象。
二、 空气的绝缘强度
1、空气的绝缘强度(绝缘水平),用它产生放电时的击穿电场强度或放电电压来衡量。
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2、空气击穿的物理过程:包括电子碰撞电离、电子崩、流注放电。
3、气体的放电肌理:
在一段空气间隙上施加一定的电压,空气中的正负离子在电场力的作用下,相互运动而产生电流。当施加的电压到一定程度时,加速正负离子的游离碰撞运动,出现“电子崩”现象,造成气隙的击穿。
4、影响空气绝缘强度(击穿特性)的因素:
相同长度气体间隙的击穿电压与间隙两侧的电极形状、电压波形以及气象条件(气温、湿度和气压)有关。
(1)除平板电极外,几乎所有其它形状的电极的电场都是不均匀电场。在外施电压上升速度相同的情况下,电场的不均匀程度越高,预放电(场强较高的地方)发生就越早,因而整个间隙的放电电压就越低。
(2)电压波形、电压极性
a、高压工程中最常用波形:雷电波、操作波、工频正弦波。
b、对于一定波形的冲击电压来说,击穿电压的大小不仅取决于空气间隙的距离,也取决于波头时间。
c、绝大多数的电极形状,负极性操作波的放电电压比正极性高,所以考虑带电作业安全距离时,应采用正极性波放电电压值。
(3)邻近效应:
当有接地物体靠近间隙时,会使间隙的击穿电压发生变化,这种现象为邻近效应。
(4)空气间隙的击穿电压随着空气密度和湿度的增加而升高。
温度增高,放电电压低。
三、 绝缘的特性
1、带电作业对绝缘材料的要求:主要是电气性能、机械强度、密度、吸水性能、耐老化、表面憎水性以及易于加工等。
2、电气性能指标主要是:绝缘电阻、介质损耗、绝缘强度。
(1)绝缘电阻——绝缘材料在恒定电压作用下,总有一部分微小的泄漏电流通过,电压与这一泄漏电流的比值。
即Rm=U相/Im
绝缘电阻Rm由体积电阻RV和表面电阻Rs两部分并联构成。
Rm= Rv Rs/ (Rv+ Rs) Rv= ρv L/S(Ωcm)
L——绝缘体长度 S——绝缘体截面积 Rs=ρs *L/b
b——绝缘体周长
电阻率ρ越大,绝缘材料越好。
(2)介质损耗——绝缘材料在工频电压作用下,由于泄漏电流的存在,要消耗一些电能使其转化为热能。在单位时间内所消耗的电能,称为介质损耗。
原因:介质极化、泄漏电流、高场区局部放电。
介质损耗角tgθ越大,介质损耗越大,表明介质质量越差。
(3)绝缘强度——把表明绝缘材料耐受击穿电压本领的数值,叫绝缘强度(也叫击穿强度)。
击穿的类型表现为:电击穿、热击穿、电化学击穿。
3、影响固体介质击穿特性的因素:
电压作用时间、电压种类、电场均匀程度、温度、受潮、加压次数等。
直流电压下,固体介质不存在介质损耗。
4、绝缘性能,通常指两种作用:
一是“电气绝缘”,指绝缘体阻挡电流通过的能力;二是“电抗强度”,指材料耐受不发生绝缘击穿的最大电位梯度。
5、沿面放电——当空气间隙中有贯通两极的固体介质时,放电往往容易沿着固体介质与空气介质交界面上发生,这种放电现象称为沿面放电。当沿面放电发展为贯穿电极的空气击穿,则称为闪络。
特点:
(1)沿面闪络电压总是低于纯空气间隙的击穿电压,降低的程度决定于电场的均匀性。
(2)一般绝缘材料的击穿电压总比沿面闪络电压要高得多。
(3)不均匀电场中的闪络电压比均匀电场中的低得多。
四、 绝缘子串的绝缘强度
1、绝缘子串的绝缘强度用其闪络电压表示。
绝缘子串的闪络特性分:工频、雷电和操作波。每种情况的闪络特性又有:干闪、湿闪、污闪。
2、污闪——架空线路的绝缘子,当表面粘附污秽物质后,在潮湿的环境下,吸收水分而具有导电性,致使绝缘子的绝缘水平大大降低,绝缘子表面的泄漏电流增加,以致于在工作电压下也可能发生绝缘子闪络。
(1)造成污闪的条件:运行电压、污秽物质、潮湿。
(2)污闪的危害:
a.污闪事故面积大,持续时间长;
b.会造成电力系统恶性事故;
c.严重经济损失。
(3)防污措施: a.定期清扫绝缘子;
b.定期测试和及时更换不良绝缘子;
c.提高线路绝缘水平; d.采用防污绝缘子。
3、与带电作业安全比较密切的是绝缘子干燥状态下的工频、雷电、操作波闪络电压。
悬式绝缘子串的工频及雷电波干闪电压,与绝缘子的型号和结构无关,只与整个串长有关,而且闪络电压与串长呈直线关系。
4、绝缘子串的电压分布:
(1)电压分布曲线呈两端高、中间低的马鞍形。
(2)原因:由绝缘子对导线与对地的杂散电容引起的。
(3)经过整串各片绝缘子杂散电流累积之后,靠导线侧第一片绝缘子上的电压比靠接地侧最后一片绝缘子的电压要高得多。
(4)影响绝缘子串电压分布的因素: a.湿度与污秽
b.电晕 c.绝缘子串的结构
绝缘子串的分布电压与绝缘子的型号、海拔高度、气温没有影响。
绝缘强度
绝缘强度
dielectric strength
绝缘本身耐受电压的能力。作用在绝缘上的电压超过某临界值时,绝缘将损坏而失去绝缘作用。通常,电力设备的绝缘强度用击穿电压表示;而绝缘材料的绝缘强度则用平均击穿电场强度,简称击穿场强来表示。击穿场强是指在规定的试验条件下,发生击穿的电压除以施加电压的两电极之间的距离。绝缘强度通常以试验来确定。绝缘强度随绝缘的种类不同而有本质上的差别。绝缘分为内绝缘和外绝缘两大类。①内绝缘。电力设备内部的绝缘。包括固体介质、液体介质或气体介质的绝缘以及由不同介质构成的组合绝缘。外部大气条件对内绝缘基本没有影响。但材料的老化、高温、连续加热以及受潮等因素对内绝缘的绝缘强度有不利的影响。内绝缘若发生击穿,一般说来,它的绝缘强度是不能自行恢复的。②外绝缘。在直接与大气相接触的条件下工作的电工设备的各种不同形式的绝缘。包括空气间隙和电力设备固体绝缘的外露表面。外绝缘在放电停止后,其绝缘强度通常能迅速地完全恢复并与重复放电的次数无关。外绝缘的绝缘强度与外部大气条件密切相关。
在固体绝缘和空气的交界面上的沿面放电发展成贯穿性的空气击穿称闪络。在一定的试验条件下,使外绝缘表面刚好发生闪络所需的电压值称临界闪络强度。
伏秒特性是指在冲击电压波形一定的前提下,绝缘的冲击放电电压与相应的放电时间的关系曲线。它由试验确定。工程中用以表示绝缘在冲击电压作用下的击穿特性。
关于绝缘电阻与绝缘强度的讨论
你知道一个绝缘物体,它的绝缘电阻与绝缘强度之间有何关系?是否是绝缘电阻越大,它的绝缘强度越高?
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首先我们要把这两个术语的概念搞清楚.
绝缘电阻是指绝缘材料本身的性质.它基本上符合欧姆定理,测量方法为加电压U,测流过它的电流I,然后计算出绝缘电阻R=U/I.
绝缘电阻R与所加电压的大小无关,当然电压太大,就会造成绝缘材料的击穿损坏.所以说与电压无关是在一定的条件下(不击穿)来说的.如加电压太大,就不能说绝缘电阻与电压无关了.
绝缘材料的绝缘电阻与很多因素有关,如温度,湿度,材料的受潮与否,此外还与加电压的持续时间,电压的频率,时间等条件有关.
绝缘材料的绝缘强度是指它对电压,或电场强度的耐受能力.在一个绝缘材料试品上加一个电压,逐渐升高电压,至到绝缘受到破坏或击穿.这个电压称为它的击穿电压,此电压除以电极间距,得到电场强度,就是它的击穿场强.
所以,绝缘强度又可称为耐电强度,击穿强度.
当然,击穿强度与击穿电压之间除与材料的厚度(电极间距)有关外,还与电极的形状,或电场的均匀程度等因素有关.
因此,绝缘材料的绝缘电阻与绝缘强度是两个概念不同的参数或术语.它们没有直接的关系.绝缘电阻大,并不意味着绝缘强度就高.
举一个最普通的例子就可说明:
一个很小的空气间隙,例如1mm,它的绝缘电阻很高,为无穷大,可是这个小间隙的击穿电压却不大.
一张绝缘纸,很薄,绝缘电阻也很大,可达几千兆欧姆,可是它的击穿电压也只有几百或几千伏.
而一段较长的木材,例如1米长,当它有一定的受潮时,它的绝缘电阻不高,可是它的冲击击穿电压仍很高.
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什么是电气绝缘强度?
主要靠绝缘电阻表征。
绝缘电阻 insulation resistance
绝缘物在规定条件下的直流电阻。
绝缘电阻是电气设备和电气线路最基本的绝缘指标。对于低压电气装置的交接试验,常温下电动机、配电设备和配电线路的绝缘电阻不应低于0.5MΩ(对于运行中的设备台线路,绝缘电阻不应低于每伏工作电压1000Ω)。低压电器及其连接电缆和二次回路的绝缘电阻一般不应低于1MΩ;在比较潮湿的环境不应低于0.5MΩ;二次回路小母线的绝缘电阻不应低于10MΩ。I类手持电动工具的绝缘电阻不应低于2MΩ。
绝缘电阻:加直流电压于电介质,经过一定时间极化过程结束后,流过电介质的泄漏电流对应的电阻称绝缘电阻。
绝缘强度
绝缘本身耐受电压的能力。作用在绝缘上的电压超过某临界值时,绝缘将损坏而失去绝缘作用。粗线代表伏秒特性曲线。通常,图中细线代表冲击电压波形,电力设备的绝缘强度用击穿电压表示;而绝缘材料的绝缘强度则用平均击穿电场强度,典型的伏秒特性曲线如图所示。简称击穿场强来表示。击穿场强是指在规定的试验条件下,发生击穿的电压除以施加电压的两电极之间的距离。
绝缘强度通常以试验来确定。绝缘强度试验根据试验电压波形的种类,可分为交流、直流、雷电冲击和操作冲击试验等。这些试验包括耐压试验和击穿试验两种。耐压试验是对试件施加一定电压,经过一段时间后,击穿可发生在波头。以是否发生击穿作为判断试验合格与否的标准。放电时间减至很小,击穿试验是在一定条件下逐渐增高施加于试件上的电压,击穿发生在波尾;电压甚高时,直到试件发生击穿为止。
绝缘强度随绝缘的种类不同而有本质上的差别。通常,其方法为:保持冲击电压波形不变,绝缘分为内绝缘和外绝缘两大类。
内绝缘 电力设备内部的绝缘。包括固体介质、液体介质或气体介质的绝缘以及由不同介质构成的组合绝缘。外部大气条件对内绝缘基本没有影响。但材料的老化、高温、连续加热以及受潮等因素对内绝缘的绝缘强度都有不利的影响。内绝缘若发生击穿,一般说来,它的绝缘强度不能自行恢复。
外绝缘 在直接与大气相接触的条件下工作的电工设备的各种不同形式的绝缘。包括空气间隙和电力设备固体绝缘的外露表面。过电压的作用时间很短,外绝缘的突出特点是在放电停止后,其绝缘强度通常能迅速地完全恢复,并与重复放电的次数无关。
外绝缘的绝缘强度和外部大气条件密切相关,电工设备绝缘除承受长期工作电压的作用外,受大气温度、压力、湿度等气象条件和脏污状况等多种因素的影响。在潮湿脏污的条件下沿面闪络电压会更明显降低。国际电工委员会规定标准大气状态为:气压1013毫巴(1巴=105帕),温度20℃,绝对湿度11克/米3,并规定了大气状态不同时外绝缘放电电压相互间的换算方法。非标准大气状态下的实测电压值,应换算到标准大气状态下的电压值;反之,用发生闪络的电压除以沿两种介质交界面的泄漏距离或两电极间的垂直距离所得的商。应用标准大气状态下的电压值时,它是指在规定的试验条件下,应换算到试验或运行中大气状态下的电压值。
临界闪络强度 在固体绝缘和空气的交界面上的沿面放电发展成贯穿性的空气击穿称闪络。在一定的试验条件下,使外绝缘表面刚好发生闪络所需的电压值称临界闪络强度。有时闪络强度用平均闪络场强来表示。它是指在规定的试验条件下,应用标准大气状态下的电压值时,用发生闪络的电压除以沿两种介质交界面的泄漏距离或两电极间的垂直距离所得的商。试验条件分为干燥状态、淋雨状态和脏污状态等几类。在这几种状态下得到的临界闪络强度分别简称为干闪强度、湿闪强度和污闪强度。由于介质分界面上的电压分布不均匀,沿面闪络电压比气体或固体单独存在时的击穿电压都低。温度20℃,淋雨状态比干燥状态时的闪络电压低,在潮湿脏污的条件下沿面闪络电压会更明显降低。
伏秒特性 电工设备绝缘除承受长期工作电压的作用外,还承受暂态过电压的作用。并与重复放电的次数无关。过电压可分为两大类。一类是由于设备遭受雷击造成的或在设备附近发生雷击而感应产生的过电压;另一类是由于电力系统中的操作或发生事故或发生谐振而引起的过电压。过电压的作用时间很短,但过电压的数值却大大超过正常工作电压。
放电的发展需一定时间,在持续电压作用下,放电时延对放电电压没有影响;但对于作用时间很短的冲击电压,放电时延的影响则不能忽略。工程中用伏秒特性来表示绝缘在冲击电压作用下的击穿特性。伏秒特性是指在冲击电压波形一定的前提下,包括固体介质、液体介质或气体介质的绝缘以及由不同介质构成的组合绝缘。绝缘的冲击放电电压与相应的放电时间的关系曲线。
伏秒特性由试验确定,其方法为:保持冲击电压波形不变,逐级升高电压。电压较低时,击穿发生在波尾;电压甚高时,击穿试验是在一定条件下逐渐增高施加于试件上的电压,放电时间减至很小,击穿可发生在波头。在波尾击穿时,以冲击电压的幅值作为纵坐标,放电时间作为横坐标。在波头击穿时,绝缘强度试验根据试验电压波形的种类,还以放电时间为横坐标,但以击穿时的电压为纵坐标。在电压较高时完成放电所需时间较短,在电压较低时完成放电所需时间较长。