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[!--downpath--]導(dǎo)讀：《電氣設(shè)備的絕緣內(nèi)阻測(cè)試方式》介紹了絕緣內(nèi)阻測(cè)試的基本原理和影響絕緣內(nèi)阻電阻的誘因，剖析電氣設(shè)備測(cè)試中涉及絕緣內(nèi)阻測(cè)試的幾個(gè)環(huán)節(jié)，提出絕緣抽檢測(cè)試、介質(zhì)吸收測(cè)試和絕緣步進(jìn)電流測(cè)試等絕緣內(nèi)阻測(cè)試方式，并給開(kāi)具體的測(cè)試步驟。該研究對(duì)于提高電氣設(shè)備在使用中的故障防治和排查能力具有重要意義。
絕緣內(nèi)阻是我國(guó)計(jì)量法規(guī)定的電氣安全檢查項(xiàng)目，而絕緣內(nèi)阻測(cè)試儀是重要的電氣故障確診工具，屬于國(guó)家強(qiáng)制檢定的計(jì)量用具。在現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)中出現(xiàn)了多種絕緣內(nèi)阻的測(cè)試需求，如電纜線線纜的絕緣內(nèi)阻測(cè)試、電容器絕緣內(nèi)阻測(cè)試等，而相對(duì)應(yīng)的絕緣內(nèi)阻測(cè)試儀作為絕緣內(nèi)阻測(cè)試的一種工具，其原理和設(shè)計(jì)的不同會(huì)具有不同的應(yīng)用范圍。通過(guò)對(duì)絕緣內(nèi)阻測(cè)試要求和絕緣內(nèi)阻測(cè)試儀的技術(shù)及應(yīng)用剖析，本文提出了多種工業(yè)環(huán)境下絕緣內(nèi)阻的測(cè)試技術(shù)和技巧。
1、絕緣內(nèi)阻基本概念
電氣設(shè)備一般選用不導(dǎo)電的絕緣纖維制品、云母、絕緣油、瀝青、玻璃、陶瓷、高分子材料等作為絕緣材料。但所有絕緣材料在外界電場(chǎng)作用下就會(huì)有極化、電導(dǎo)、損耗、擊穿等化學(xué)特點(diǎn)，因而表現(xiàn)出導(dǎo)電性。也就是說(shuō)，絕緣材料的絕緣是相對(duì)的電阻的測(cè)量方法步驟，一般講的絕緣并非完全的電氣隔離，而是指導(dǎo)電被限制在容許值下的情況。為評(píng)判絕緣材料對(duì)導(dǎo)電的限制能力引入了絕緣內(nèi)阻這一概念。絕緣內(nèi)阻表測(cè)試的基本原理是，將試驗(yàn)電流加入被測(cè)獨(dú)立回路之間后檢查回路的漏電壓，因而得到絕緣內(nèi)阻電阻。絕緣內(nèi)阻的具體檢測(cè)方式多種多樣并且各具特色，比較典型的有串聯(lián)法、并聯(lián)法、電壓比較法、電容充電法和電橋法。
2、絕緣內(nèi)阻的影響誘因
電氣設(shè)備的絕緣內(nèi)阻是控制系統(tǒng)測(cè)試的重要項(xiàng)目之一。絕緣內(nèi)阻的電阻遭到多方面的影響，例如體溫下降、濕度變大、清潔度不好就會(huì)使絕緣內(nèi)阻減弱。另外絕緣內(nèi)阻又分良性絕緣內(nèi)阻和有缺陷的絕緣內(nèi)阻。所謂良性絕緣內(nèi)阻是指，隨著測(cè)試電流的變化電阻并不發(fā)生顯著變化的絕緣內(nèi)阻；而有缺陷的絕緣內(nèi)阻隨著測(cè)試電流的變化會(huì)有所反應(yīng)。通常來(lái)說(shuō)，假如外界施加電流過(guò)高，未達(dá)其缺陷的游離點(diǎn)，泄露電壓并不大，但施加電流一旦超過(guò)游離點(diǎn)，泄露電壓驟降，絕緣內(nèi)阻電阻相應(yīng)迅速增長(zhǎng)。
基本上所有絕緣體的絕緣性能就會(huì)隨時(shí)間退化，致使內(nèi)阻降低。悶熱、灰塵、污垢、油污、震動(dòng)、污染和其他機(jī)械撓度或損傷等誘因就會(huì)造成絕緣體的退化。當(dāng)空氣間隙作為電氣部件之間的絕緣體時(shí)，因?yàn)閴m土和水份的產(chǎn)生，空氣間隙的內(nèi)阻也會(huì)隨時(shí)間而減少。絕緣內(nèi)阻的忽然升高一般是因?yàn)閿?shù)學(xué)損傷、環(huán)境的忽然變化或接觸到腐蝕性物質(zhì)導(dǎo)致的。絕緣內(nèi)阻的產(chǎn)值取決于系統(tǒng)中傳導(dǎo)性泄露電壓和電容性泄露電壓的大小。
3、電氣設(shè)備領(lǐng)域絕緣內(nèi)阻的測(cè)試方式
3.1電氣設(shè)備測(cè)試的幾個(gè)環(huán)節(jié)
設(shè)計(jì)測(cè)試環(huán)節(jié)：通常用于在實(shí)驗(yàn)室中確定電氣元件的性能。設(shè)計(jì)測(cè)試一般是由制造商對(duì)新設(shè)計(jì)的元件或是從其他公司外購(gòu)、用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)之中的元件進(jìn)行測(cè)試。
生產(chǎn)測(cè)試環(huán)節(jié)：為了確保在實(shí)驗(yàn)室工作正常的產(chǎn)品在投入生產(chǎn)以后一直工作正常，就必須對(duì)每位產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)測(cè)試。生產(chǎn)測(cè)試由制造商進(jìn)行，以滿足規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求，并保證質(zhì)量的控制。
初驗(yàn)測(cè)試環(huán)節(jié)：初驗(yàn)測(cè)試在安裝者完成安裝以后、在系統(tǒng)投入使用之前進(jìn)行。初驗(yàn)測(cè)試包括絕緣內(nèi)阻測(cè)試，以檢測(cè)是否有設(shè)備受損、電纜損傷，電氣元件之間的寬度是否合適和牢靠性，以及儲(chǔ)存、運(yùn)輸和安裝是否造成產(chǎn)品毀壞。
驗(yàn)證測(cè)試環(huán)節(jié)：驗(yàn)證測(cè)試拿來(lái)在設(shè)備投入使用以后保證設(shè)備和電路的安全性和正常工作。通常在設(shè)備或電路完全投入使用較短的時(shí)間以后，并在出保修期或擔(dān)保期之前進(jìn)行驗(yàn)證測(cè)試。
防治性維護(hù)測(cè)試環(huán)節(jié)：許多鞋廠都把對(duì)設(shè)備進(jìn)行絕緣內(nèi)阻和導(dǎo)線測(cè)試作為其整體防治性維護(hù)程序的一部份。導(dǎo)線絕緣層的狀況是設(shè)備和電氣系統(tǒng)總體狀況的一個(gè)指示。好的防治性維護(hù)程序可以在故障導(dǎo)致停工之前檢查到并清除故障。通過(guò)定期進(jìn)行絕緣內(nèi)阻檢測(cè)即可防止導(dǎo)線絕緣層故障。
故障定位測(cè)試環(huán)節(jié)：雖然制造的設(shè)備是高指標(biāo)的、安裝合適、規(guī)格正確并進(jìn)行防治性維護(hù)測(cè)試，并且一直須要故障定位測(cè)試，由于設(shè)備仍然會(huì)發(fā)生故障。故障一般是由某個(gè)故障電路中脆弱或損毀的零件引發(fā)的。當(dāng)一個(gè)元件、設(shè)備、電路或系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，才會(huì)借助絕緣內(nèi)阻測(cè)試來(lái)定位故障。
3.2?電氣設(shè)備絕緣測(cè)試方式及應(yīng)用實(shí)例
3.2.1?絕緣抽檢測(cè)試方式及實(shí)例
絕緣抽檢測(cè)試是指電阻的測(cè)量方法步驟，可用于在電氣設(shè)備（如電動(dòng)機(jī)）的壽命周期內(nèi)驗(yàn)證絕緣狀態(tài)的絕緣內(nèi)阻測(cè)試，定期（比如每六個(gè)月）進(jìn)行抽驗(yàn)測(cè)試，跟蹤絕緣完整性的變化。在對(duì)電氣設(shè)備（如電動(dòng)機(jī)）進(jìn)行修理然后也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行測(cè)試，可以在標(biāo)注時(shí)間的測(cè)試曲線圖上記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)。如圖1所示，根據(jù)以下步驟進(jìn)行絕緣抽檢測(cè)試：
圖1絕緣抽檢測(cè)試方式圖2絕緣抽檢測(cè)試剖析
①連接兆歐表，檢測(cè)每一定子導(dǎo)線的對(duì)地阻值，60s雜記錄示值；
②對(duì)電動(dòng)機(jī)定子進(jìn)行放電；
③定期重復(fù)步驟1和2。
通過(guò)剖析測(cè)試圖表的結(jié)果確定絕緣的狀態(tài)。如圖2中，A點(diǎn)代表電動(dòng)機(jī)投入使用時(shí)的絕緣狀態(tài)；B點(diǎn)表示老化、污染等誘因?qū)﹄妱?dòng)機(jī)絕緣的影響；C點(diǎn)表示絕緣發(fā)生故障；D點(diǎn)表示重新纏繞后電動(dòng)機(jī)的絕緣狀態(tài)。倘若所有示值都低于可接受的最低內(nèi)阻值，則在絕緣抽檢測(cè)試曲線圖中記錄最小的儀表示值。假如示值不能滿足可接受的最小阻值值，則須要修理電動(dòng)機(jī)。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的性能受限于最薄弱的環(huán)節(jié)，所以僅使用最小的示值。
3.2.2?介質(zhì)吸收測(cè)試方式及實(shí)例
介質(zhì)吸收測(cè)試是指，檢測(cè)悶熱或污染的絕緣材料吸收特點(diǎn)的絕緣內(nèi)阻測(cè)試。測(cè)試在10min的周期內(nèi)進(jìn)行。如圖3所示，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行介質(zhì)吸收測(cè)試步驟如下：
圖3?介質(zhì)吸收測(cè)試方式圖4?介質(zhì)吸收測(cè)試剖析
①連接兆歐表，檢測(cè)每一定子導(dǎo)線的對(duì)地內(nèi)阻。假如所有的示值都低于可接受的最小阻值值，就在介質(zhì)吸收測(cè)試圖上記錄最小的儀表示值。在第1min的時(shí)間內(nèi)，每10s記錄一次示值，之后每10min記錄一次示值。
②對(duì)設(shè)備（如電動(dòng)機(jī)）定子進(jìn)行放電。
③通過(guò)剖析測(cè)試圖表的結(jié)果確定絕緣的狀態(tài)。如圖4中，曲線的斜率說(shuō)明了絕緣的狀態(tài)。良好的絕緣（曲線A）表現(xiàn)為內(nèi)阻值的連續(xù)下降；悶熱或斷裂的絕緣層（曲線B）表現(xiàn)為相對(duì)恒定的內(nèi)阻。假如示值不能滿足可接受的最小阻值，則須要修理電動(dòng)機(jī)。極化指數(shù)是設(shè)備定子的絕緣內(nèi)阻之比，由10min檢測(cè)值減去1min檢測(cè)值估算得到。極化指數(shù)是絕緣狀態(tài)的一個(gè)指示。低的極化指數(shù)（通常為1.5或更低）表明過(guò)分悶熱或污染嚴(yán)重。不同的絕緣等級(jí)具有不同的最小可接受極化指數(shù)值。絕緣等級(jí)是基于設(shè)施的連續(xù)工作氣溫。
3.2.3?絕緣步進(jìn)電流測(cè)試方式及實(shí)例
絕緣步進(jìn)電流測(cè)試，是指漸漸降低內(nèi)部絕緣材料的電撓度來(lái)揭發(fā)在其他電氣設(shè)備絕緣測(cè)試中沒(méi)有發(fā)覺(jué)的老化或損傷現(xiàn)象的測(cè)試。這項(xiàng)測(cè)試是在兩種或更多電流下進(jìn)行，并將測(cè)試結(jié)果相比較來(lái)完成的。只有在絕緣抽檢測(cè)試以后才進(jìn)行絕緣步進(jìn)電流測(cè)試。如圖5所示，根據(jù)以下步驟對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行絕緣步進(jìn)電流測(cè)試：
圖5?步進(jìn)電流測(cè)試圖6?步進(jìn)電流測(cè)試剖析表
①將兆歐表設(shè)置為500V，并構(gòu)建聯(lián)接后測(cè)試每一定子導(dǎo)線的對(duì)地內(nèi)阻。每一阻值都在60s后讀取，并記錄最小阻值示值。
②將儀表測(cè)試先聯(lián)接到具有最小阻值示值的定子。
③從1000V開(kāi)始，以500V的增量減小兆歐表的設(shè)置，直至系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的高檔電流。60s雜記錄每一示值。
④對(duì)電動(dòng)機(jī)定子進(jìn)行放電。
⑤通過(guò)剖析測(cè)試圖標(biāo)的結(jié)果確定絕緣的狀態(tài)。
如圖6所示，特別干燥的良好絕緣層（曲線A）在不同電流下近似地保持一致。退化了的絕緣層（曲線B）內(nèi)阻值在不同電流下明顯增加。絕緣表面越大，絕緣內(nèi)阻就越低，電動(dòng)機(jī)的電源電流越高，所需的絕緣層就越厚。一個(gè)50kW、230V的電動(dòng)機(jī)與一個(gè)1kW、230V的電動(dòng)機(jī)所需的絕緣層寬度是相同的。
《電氣設(shè)備的絕緣內(nèi)阻測(cè)試方式》通過(guò)對(duì)不同環(huán)省電氣設(shè)備的絕緣內(nèi)阻測(cè)試方式研究，提出了絕緣抽檢測(cè)試、介質(zhì)吸收測(cè)試和絕緣步進(jìn)電流測(cè)試的解決方式，將對(duì)提高電氣設(shè)備在使用中的故障防治和排查能力，降低電氣設(shè)備故障形成的安全隱患，確保設(shè)備在最佳工作狀態(tài)運(yùn)行具有重要意義。