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(fā)展有限公司　上海分公司,上?！?00040）

弱電設(shè)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(fā)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(shè)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(qū)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(shè)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(fā)。

關(guān)鍵詞：保弱點設(shè)備;電器連接;耐受電壓能力;試驗

近幾年來，電力系統(tǒng)發(fā)展迅速，進而出現(xiàn)了大量的變電站，而且其發(fā)展呈逐年遞增的狀態(tài)。電力系統(tǒng)在運行的時候，若是整個低壓弱電系統(tǒng)受到電壓波的影響，那么就會給電氣設(shè)備留下安全隱患，而且也會對電氣設(shè)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(tǒng)以及二次系統(tǒng)等設(shè)備在此作用下就會產(chǎn)生反擊。所以，為了使設(shè)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(tǒng)和二次系統(tǒng)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(tǒng)的共同作用下，保證電力系統(tǒng)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(shè)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(guān)技術(shù)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(guān)技術(shù)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(shù)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(guān)技術(shù)人員需要從中選擇一對接點來展開試驗。但是在技術(shù)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(shù)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?qū)^電器外殼放電電壓進行測量。

技術(shù)人員在進行環(huán)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(xiàn)累積效應，最大限度地保證測量精度。

2　試驗結(jié)果分析

2.1對雷電沖擊電壓試驗結(jié)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(fā)現(xiàn)，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(xiàn)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(jié)果進行分析

試品不同。那么直流擊穿電壓也會發(fā)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(nèi)。實施直流電壓試驗的時侯，試品將會出現(xiàn)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(xiàn)燒焦、發(fā)熱和變軟的現(xiàn)象。為了使施加在試品的電壓保持恒定狀態(tài)，就需要對輸出電壓進行調(diào)整，使直流電壓成為預設(shè)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(jié)果。

2.3對工頻交流電壓試驗結(jié)果進行分析

在具體試驗過程中，技術(shù)人員可以利用計數(shù)器來測量試品的具體耐壓時間。通過試驗所得的結(jié)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(zhì)會出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)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(xiàn)黑色的小孔，并且出現(xiàn)發(fā)熱、變焦和變軟的現(xiàn)象。

3　總結(jié)

通過對所有的試驗結(jié)果進行對比，我們可以發(fā)現(xiàn)：關(guān)于上述各種低壓弱電系統(tǒng)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(fā)生改變。在對變電站二次系統(tǒng)或者低壓弱電系統(tǒng)過電壓保護與絕緣配合進行設(shè)計的時候，必須要結(jié)合實際情況對相應的數(shù)據(jù)進行選擇。

參考文獻：

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

[3]黃渤.高速鐵路弱電設(shè)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(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的電氣安全應用指南第1部分:成套開關(guān)設(shè)備(摘選)(三)[J].設(shè)備管理與維修,2011(12):69-71+77.