上海振華重工股份有限公司 胡 石 姚惠君

工業(yè)電氣設備的絕緣配合

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工業(yè)生產(chǎn)中，各種生產(chǎn)工藝交錯相連，生產(chǎn)設備也彼此連接。電氣設備中的交流電壓和各種電容、電磁場等因素在一定條件下會產(chǎn)生強大的電流，因此對電氣設備的絕緣性要求較高。在工業(yè)電氣設備中，絕緣材料的應用多樣，不同的設備對絕緣材料的要求也不一樣，綜合利用各種絕緣材料，可以在一定程度上增強設備的絕緣性。

一、絕緣配合的概況

1.絕緣配合的含義。絕緣配合是指電力系統(tǒng)中，綜合考慮各種因素，如電壓強度、設備耐電性、絕緣材料耐壓性、經(jīng)濟合理性、過電壓值等，從而確定輸電線路和各種電氣設備的絕緣水平，讓電壓、設備材料等相互協(xié)同配合，達到電力系統(tǒng)各部件之間相互絕緣、正常工作的效果。

2.絕緣配合的原因。眾所周知，電器的外殼、電線外表、變壓器的外殼等等都有一層橡膠或是塑料外殼等材料，這些材料的使用是為了防止人們觸電，也是人們使用電器的保護傘。

3.常用的絕緣配合的方法。

（1）慣用法。根據(jù)設備材料能夠絕緣的最大過電壓和最小絕緣強度而采用的一種方法。

（2）統(tǒng)計法。根據(jù)過電壓波動圖和絕緣電壓的統(tǒng)計特性，先計算出絕緣材料轉化為導體導電的概率，再在可以承受的概率下合理地確定絕緣水平。。

（3）簡化統(tǒng)計法。即在統(tǒng)計法的基礎上，假定過電壓波動圖和絕緣材料轉為導體概率均服從正態(tài)分布的前提下，再采用統(tǒng)計法的一種比較簡單的統(tǒng)計方法。

二、實現(xiàn)絕緣配合的方法

1.運用過電壓值來實現(xiàn)絕緣配合。過電壓是指電力系統(tǒng)中由于某種原因導致設備處于高于正常工作狀態(tài)的電壓，這是一種電磁干擾現(xiàn)象。電力系統(tǒng)中，絕緣材料除了要承受電工設備的正常工作電壓，還必須承受一定的過電壓。

電氣設備所承受的電壓分為正常穩(wěn)定的電壓和過電壓。過電壓又可以根據(jù)達到峰值時持續(xù)的時間長短，分為暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓。瞬態(tài)過電壓一般只持續(xù)幾毫秒甚至更短，而暫時過電壓通常比瞬態(tài)過電壓持續(xù)的時間長。根據(jù)設備使用條件和設備在過電壓下持續(xù)的時間情況，可以將過電壓分為五個等級。當環(huán)境條件改變到更高一級的過電壓時，就應當采取相應的措施降低該處的過電壓，否則，電氣設備會因為長期處于過電壓狀態(tài)而引發(fā)安全事故?？梢栽陔姽ぴO備外增加新的保護器件，也可以更換一個具有隔離繞組的變壓器，亦或是分散轉移一部分電壓，這些都是降低過電壓的辦法。

2.運用絕緣材料來實現(xiàn)絕緣配合。通常，溫度、濕度、電場強度、純凈度等是電阻率的影響因素，而電阻率決定了絕緣材料的絕緣性能和導電體導電的性能。對于絕緣材料而言，其性能和結構在很大程度上會受溫度的影響，這也造成絕緣材料老化的主要因素。根據(jù)絕緣材料的耐溫性能可以將其分為多個等級。 絕緣材料的耐熱等級和耐熱指數(shù)見表1。

表1 絕緣材料的耐熱等級和耐熱指數(shù)

因此，可以根據(jù)絕緣材料的歸類及其所在類別的耐受溫度，合理地控制溫度，使絕緣設備達到相互配合使用的目的。日常生活中，很多橡膠等絕緣材料會因使用時間較長而出現(xiàn)老化現(xiàn)象，這是空氣中的氧氣和光照中的氧化物質對材料的氧化作用導致的，會嚴重影響材料的物質結構。當環(huán)境如空氣、水等呈現(xiàn)酸性或是堿性時，酸性物質電離的氫離子和堿性物質電離的氫氧離子容易和其他離子反應，發(fā)生化學性腐蝕，改變絕緣材料的結構，從而改變絕緣材料的導電性。并且，當環(huán)境中有易于電離的鹽類時也會發(fā)生諸如上述的化學腐蝕。陽光中的紫外線也是一種強氧化物質，大多數(shù)絕緣物質都能被紫外線氧化?；谏鲜霏h(huán)境條件對絕緣材料的影響，應該經(jīng)常清潔電氣設備，在電氣設備表面涂上一層抗氧化劑或是穩(wěn)定性比較好的防護蠟，并盡量避免設備在陽光下暴曬。

三、電氣間隙和爬電距離對絕緣配合的影響

電氣間隙是指在電氣正常工作時，導電體與外層絕緣體之間的空氣間隙，或者是兩個導電零件之間的空氣間隔?？諝忾g隔越大，空氣的導電性越差，電氣設備的絕緣配合性越強。爬電距離是在某種條件下，絕緣材料被電極化而呈現(xiàn)出帶電現(xiàn)象所產(chǎn)生的帶電區(qū)的半徑。當電氣設備處在環(huán)境污染、電壓過大以及絕緣材料的抗爬電性能較低的狀況下，就比較容易泄露電流，出現(xiàn)安全隱患。由于瞬態(tài)過電壓的電壓值通常比其他幾種狀態(tài)的電壓高，因此只要電氣間隙能夠承受瞬態(tài)過電壓的電壓值，不被其擊穿導電，就可以保證電氣間隙的設計合理化。

四、結論

電氣設備的周遭環(huán)境，隨著電氣設備的運轉，會不間斷地產(chǎn)生電流，形成新的電壓。由于電氣設備的復雜性，原本的電壓和新產(chǎn)生的電壓夾雜在一起，形成一股強大的電勢差，會嚴重影響電氣設備及其他生產(chǎn)設備的正常運行，甚至導致工作人員觸電身亡。但是只要合理地配合相關絕緣材料，綜合考慮材料的特性、外界環(huán)境、過電壓、爬電距離等多種因素，就可以不斷提高電氣設備的絕緣特性，減小甚至消除這種隱患。