低壓成套開關設備的絕緣配合原理及其檢測探討

摘 要：針對電氣設備，其絕緣配合問題與其安全性、可靠性掛鉤，是保障設備穩定持續運行的基礎前提條件。其中，伴隨著電力行業的持續發展，絕緣配合一直是社會各領域的研究重點。而在實際電力系統運行過程中，因設備絕緣系統故障而引發的電力安全事故并不少見。對此，將絕緣配合理念導入低壓成套開關設備體系，研究電壓、電流、頻率與設備絕緣配合的關系，在分析絕緣配合影響因素的基礎上指出低壓成套開關設備絕緣配合的檢測方法，旨在給予相關技術人員一定指導，并顯著提升低壓成套開關設備的絕緣水平。

關鍵詞：低壓成套開關;絕緣配合;原理;影響因素;檢測手段

中圖分類號：TM643

現階段，伴隨著電器產品的不斷創新與普及，絕緣配合對于電氣設備安全性和實用性的影響愈發明顯。其中，圍繞低壓成套開關，其作為低壓供電系統中負責電能分配、轉換、測量、保護和控制工作的元件，始終具有較為突出的作用。因此，就低壓成套開關的絕緣配合問題進行控制，能夠保障整個低壓供電系統的運行穩定性，有助于規避各種常見的系統運行故障，并促進電氣行業的健康持續發展。

1 低壓成套開關設備的基本概念和主要原理

圍繞低壓成套開關設備，其主要使用于低壓供電系統之內來承擔針對電能的控制、測量、分配、轉換和保護，且包括居民住宅、生產車間及公共設施場所在內的活動場所均涉及對于低壓成套開關設備的應用，而在實際應用過程中，低壓成套開關設備能夠保障供電系統運行的穩定性與安全性，確保使用者及操作者的人身安全、用電安全和財產安全，有助于促進整個電氣行業的穩定健康發展。在此基礎上，常見的低壓成套開關設備產品一般可分為抽出式、智能型、固定分隔式、固定面板式、混裝式等幾種[1]。

此外，在低壓成套開關設備使用過程中，需基于實際的使用環境與使用條件來選擇恰當的特性絕緣材料，其中，所選擇的絕緣材料既要符合設備的使用壽命要求，又要能夠承受一定的強度和壓力，在匹配設備使用目標的基礎上達到一定程度上的絕緣效果。同時，低壓成套開關設備的絕緣配合原則上與電工設備絕緣配合保持一致，均旨在通過控制設備的絕緣水平以確保設備的穩定運行，在此基礎上，針對常規作業情況下的過電壓與工作電壓進行調節管理，并合理選擇輸電線路的材料，優化設備絕緣結構的設計方法，能夠精確就包括設備電壓數值、波形、時間在內的參數進行嚴格把控，最終確保設備的安全運行，保證設備的運行穩定性與高效性[2]。

2 絕緣配合的使用條件

在針對低壓成套開關設備絕緣配合問題進行控制時，應理清電壓、電流與頻率三者之間的關系，明確絕緣配合的基本要點，進而保證設備的整體絕緣水平。

2.1 絕緣配合與電壓的關系

在電氣設備運行過程中，電壓對于整個設備系統的影響是毋庸置疑的，而只有系統做好針對電壓的控制管理，在保證電壓穩定性的基礎上為設備提供安全的運行環境，才能保障設備的運行質量。其中，不同情況下低壓成套開關設備對于電壓的需求存在一定差異，而根據實際情況判斷生產電壓、線路電壓、設備電壓是否合乎正常范圍標準，是確保電氣設備絕緣水平的關鍵所在。

2.2 絕緣配合與電流的關系

除電壓外，電流對于低壓成套開關設備絕緣水平的影響也相對較大，其中，電流決定了設備線路的散熱頻率和損耗總量，直接關系到設備正常運行情況下線路的運行效益，而通過就電流進行控制，能夠提升整個低壓成套開關設備的使用效益，并確保其滿足可持續發展的電氣技術應用原則。

2.3 絕緣配合與頻率的關系

對于低壓成套開關設備來說，不同的使用頻率對于設備性能的要求往往不同，當使用頻率較高時，設備損耗較多，因此既需要設備具有較高的質量性能，又需要依托完善的質量管理措施來保障設備的穩定運行;當使用頻率較低時，設備的損耗較少，因此可適當放緩對于設備的質量管理。在此基礎上，圍繞低壓成套開關設備進行絕緣控制時，應注重兼顧節能性原則與穩定性原則，在科學就設備參數進行調節并采取恰當控制手段的基礎上達到最大化的設備運行效果。

3 絕緣配合的影響因素

3.1 設備運行環境

針對低壓成套開關設備運行環境，包括氣壓、溫度、濕度、日照、輻射在內的諸多因素均有可能對設備使用質量造成影響，進而影響設備的絕緣水平。首先，在不同海拔氣壓環境下，設備所承受的壓力往往存在較大差異，而這會直接給設備帶來線路電壓與電流的變化，進而使設備受到不同程度的損壞;其次，針對不同溫度環境，高溫會導致設備過熱而出現較大損耗，低溫會導致設備運行效率顯著降低;再次，基于濕度角度，不同濕度下設備的使用性能往往存在較大不同，而當濕度過高時，設備更加容易因環境影響而出現零部件腐蝕問題;最后，日照與輻射對設備的損耗主要體現在設備使用效率的影響之上，而若設備長期處于高輻射環境，設備的使用壽命會大大縮短，且絕緣控制的效果也會大大降低[3]。

3.2 設備使用管理

在低壓成套開關設備使用過程中，操作人員的操作不當同樣是導致設備絕緣配合問題產生的主要因素。一方面，針對設備使用過程，若缺乏完善的設備質量管理機制，不僅無法就設備潛在的絕緣問題進行控制，同時也有可能造成嚴重的安全事故;另一方面，從設計角度來看，由于欠缺對于設備絕緣配合的清晰認識，導致設計方案無法滿足實際的設備運行環境要求，最終導致了各種絕緣配合問題的出現。

3.3 設備材料選擇

上述提到，設備絕緣配合的要點主要包含設備的電壓、電流和使用頻率，而在不同設備使用材料支撐下，設備所能承受的壓力往往存在較大差距。一方面，在低壓成套開關設備長期使用過程中，考慮到設備材料需要面臨各式各樣的情況，且包括放電、熱損耗、腐蝕、機械沖擊在內的問題均有可能造成設備元件損壞，因此就設備材料進行合理選擇往往十分關鍵，但從目前來看，能夠用于低壓成套開關設備使用的絕緣材料相對較少，究其原因，多與低壓成套開關設備材料選擇的要求較高有關;另一方面，在早期設備材料設計過程中，國際上針對相關材料性能的選取已經忽略了熱應力等指標，但從實際來看，即使是現有不夠完善的指標體系，我國絕緣材料也難以完全滿足，最終并不能實現最優化的設備材料設計方案，并影響了低壓成套開關設備的絕緣水平。

4 低壓成套開關設備絕緣配合的檢測方法

現階段，基于長期的絕緣配合檢測試驗，沖擊介電實驗是低壓成套開關設備的主要檢測手段，能夠應對不同種類的低壓成套開關設備檢測需求，技術適用范圍較廣，檢測效果較為明顯。其中，通過分析傳統沖擊電壓實驗，其操作流程與技術原理均較為簡單，多依賴圍繞設備進行不同程度上的電壓試驗來就設備的運行負載能力進行判斷，即涉及了設備絕緣配合在電壓層面的應用原理，在此基礎上，針對不同實驗組開展觀測試驗，通過觀測設備的電容、電壓波形變化，計算相對應的電壓發生器使用效率，進行精確數據統計[4]。

對此，以某低壓成套開關設備為例，開展模擬試驗，得出下表所示的電壓關系。其中，通過數據對比不難發現，在不同的沖擊耐壓試驗開展下，不同額外電壓設備所表現出的性能往往有所不同，這說明其所能承受的電壓強度變化范圍往往與自身的額定電壓有關，因此，在實際設備檢測試驗過程中，應基于設備的額定電壓來就相關的沖擊電壓進行調節，進而獲取精確性較高的檢測數據。

此外，需注意的是，雖然沖擊介電試驗對于低壓成套開關設備的檢測精確性相對較高，但由于其操作流程相對復雜，對設備使用性能具有較高要求，使得一些情況下不得不采用交流或直流電壓替換沖擊電壓。其中，交流試驗分為三個周波，在每個周波內計算相關的電壓數據即可;直流試驗每10ms施加電壓一次，共施加三次，借助觀察單位時間內的設備反映情況來判斷設備的絕緣水平。

5 結語

總之，圍繞現階段我國低壓成套開關設備發展情況，其在絕緣配合方面依舊具有較大的發展空間，因此，考慮到絕緣配合檢測對于低壓成套開關設備運行穩定性的影響，應加強對于相關技術理論的研究和實踐，在有效應用至實際生產與檢測中的基礎上確保設備的安全穩定運行。

參考文獻：

[1]劉廣平，呂思洲，于國玉.低壓成套開關設備絕緣配合問題分析[J].企業技術開發，2017，36（2）：105-107.

[2]張健堃.低壓成套開關設備絕緣配合問題分析[J].山東工業技術，2016（15）：254.

[3]李亞星.對低壓成套開關設備絕緣配合問題的探討[J].山東工業技術，2014（19）：8.

[4]童林杰.低壓成套開關設備絕緣配合問題研究[J].科技資訊，2014，12（8）：110.

作者簡介：蔡曉瑋（1983— ），女，漢族，上海人，本科，工程師，研究方向：低壓開關設備檢測。