弱電設備電氣連接等耐受電壓能力試驗

王冬生（中國科學院　東方科學儀器進出口集團有限公司　北京五洲東方科技發展有限公司　上海分公司,上海　200040）

弱電設備電氣連接等耐受電壓能力試驗

王冬生
（中國科學院東方科學儀器進出口集團有限公司北京五洲東方科技發展有限公司上海分公司,上海200040）

摘要：差模試驗和共模試驗是檢驗弱電設備電氣連接等耐受電壓能力主要的兩種方式。差模試驗主要的實驗對象是兩根相鄰但存在區別的絕緣導線，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導線，這種方式只用單根導線就能承受高壓。文章針對這兩種試驗方法對弱電設備電氣連接等耐受電壓的能力進行分析，以期能夠為同行帶來一些啟發。

關鍵詞：保弱點設備;電器連接;耐受電壓能力;試驗

近幾年來，電力系統發展迅速，進而出現了大量的變電站，而且其發展呈逐年遞增的狀態。電力系統在運行的時候，若是整個低壓弱電系統受到電壓波的影響，那么就會給電氣設備留下安全隱患，而且也會對電氣設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入到接地體的時候，就會導致接地電極不斷升高，低壓弱電系統以及二次系統等設備在此作用下就會產生反擊。所以，為了使設備的安全得到全面的保障，就必須要對變電站低壓弱電系統和二次系統的絕緣程度與電壓能力進行確定，在避雷器、過電壓保護和低壓弱電系統的共同作用下，保證電力系統正常運行。

1　選定試品和試驗方法

在差模和共模試驗中，需要在不同電壓條件下應用導線類試品。差模試驗需要運用兩根導線，這兩根導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，差模高壓就會同時作用在這兩根芯線上。不同于差模試驗，共模試驗只需要運用一根導線，把這根導線連接在接地體上，再把細導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線上。開展差模試驗，能夠測量出電壓波侵入設備連線的時間，而且還可以知道相間絕緣的實際強度；實施共模試驗，則可以對地絕緣在電位升高時的實際強度進行測試。其次，實施差模試驗還可以把變壓器兩段接入高壓，最終可以知道變壓器的實際絕緣情況。通過開展共模試驗，可以對變壓器外殼絕緣體的實際狀況進行測試。再者，通過差模試驗可以了解的一些狀況，再進行具體實驗之前，相關技術人員必須要把電源濾波器能夠輸入電流的一端接入導線后，再將其和高壓端連接在一起，這種方式和變壓器試驗方式存在共通之處；在實施共模試驗的時候，相關技術人員必須要把導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。

在大多數狀況下，試驗中所用的繼電器存在兩對接點：一對是常開接點，另一對則是常閉接點。在具體實施差模試驗的時侯，相關技術人員需要從中選擇一對接點來展開試驗。但是在技術人員在實際測量過程中還需要注意一個問題，那就是電壓試驗必須要在空氣間隙中進行。而且技術人員還要對其電壓進行充分了解，通過導線將外殼進行接地處理，而另外一端則需要和高壓端連接在一起，那么此時就能夠對繼電器外殼放電電壓進行測量。

技術人員在進行環氧板試驗的時候，首先就必須對電極長度進行確定，可以把電極長度分為三部分，分別是一厘米、一點五厘米和兩厘米，而且還需要對這三段的電壓進行測量。在實際試驗過程中，電壓幅值不高，而且分散性特點不明顯，所以，在每次試驗過程中都必須使用新的導線試品，以免在試驗過程中出現累積效應，最大限度地保證測量精度。

2　試驗結果分析

2.1對雷電沖擊電壓試驗結果進行分析

在進行該項試驗時，選用的是2F/60kV脈沖式電容器。通過試驗我們可以發現，試品雷電沖擊電壓具有較高的耐壓性，在電壓影響下，作用時間較短，而且試品在雷擊作用線出現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候，就需要和過電壓保護器配合工作。而且，在電場不變的情況下，同類材料的擊穿電壓會絕緣層厚度的增加而升高。若是試品不變，那么共模試驗的電壓會低于差模試驗的電壓，這主要是因為差模試驗受到了絕緣層的影響。

2.2對直流電壓試驗結果進行分析

試品不同。那么直流擊穿電壓也會發生改變，在電場與材料都一樣的情形下，擊穿電壓會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。實施直流電壓試驗的時侯，試品將會出現黑色的小孔，若是電壓較低，就需要將擊穿時間延長，對整體時間進行控制好整體。完成試驗后，試品則會出現燒焦、發熱和變軟的現象。為了使施加在試品的電壓保持恒定狀態，就需要對輸出電壓進行調整，使直流電壓成為預設值，開始加壓，電源濾波器的差模試驗中，因為電容較大，所以不能得到具體的試驗結果。

2.3對工頻交流電壓試驗結果進行分析

在具體試驗過程中，技術人員可以利用計數器來測量試品的具體耐壓時間。通過試驗所得的結果，我們可以知道：擊穿時間在電壓較高的情況下，擊穿時間較短，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，那么擊穿時間就較長，一般是幾百秒，更甚者為幾千秒，介質會出現發熱現象，擊穿方式為熱擊穿。

不同試品在不同電壓作用下，擊穿時間也會不一樣。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和共模試驗之間的比值范圍是1.2-2.1，擊穿后會出現黑色的小孔，并且出現發熱、變焦和變軟的現象。

3　總結

通過對所有的試驗結果進行對比，我們可以發現：關于上述各種低壓弱電系統電氣連線等試品,共模擊穿電壓通常情況下都會低于差模擊穿電壓；在保證電場形式相同的情況下,直流具有最高的耐壓,交流擊穿電壓和沖擊電壓比較接近，而且電壓值會隨著試品的變化而發生改變。在對變電站二次系統或者低壓弱電系統過電壓保護與絕緣配合進行設計的時候，必須要結合實際情況對相應的數據進行選擇。

參考文獻：

[1]于大海.弱電設備電氣連接等耐受電壓能力試驗[J].黑龍江科技信息,2013(29):14.

[2]周成.弱電設備電氣連線等耐受過電壓能力實驗[J].中小企業管理與科技(下旬刊),2013(06):310.

[3]黃渤.高速鐵路弱電設備接地雷電沖擊響應特性[D].西南交通大學,2014.

[4]低壓成套開關設備和控制設備的電氣安全應用指南第1部分:成套開關設備(摘選)(三)[J].設備管理與維修,2011(12):69-71+77.