绝缘特性试验

绝缘电阻测量

绝缘材料的基本特性是绝缘电阻高。电工设备的额定电压越高，要求绝缘电阻越高。但如果绝缘受潮、表面脏污或劣化变质，绝缘电阻都会剧烈下降；如有贯穿性裂缝或击穿通道（见介质击穿），绝缘电阻将降到零。通常用高阻计（摇表）来测量设备的绝缘电阻。高阻计的额定电压有 500、1000、2500、5000伏。1000伏以上电工设备用2500伏高阻计，1000伏以下的用1000伏或 500伏高阻计。用高阻计测绝缘电阻是最简单的检查方法，也是预防性试验中第一道程序。绝缘电阻值与设备容量和尺寸有关，不能简单规定某一数值。通常将设备的数据与出厂前数据比较，或把同一设备的每相分别测得的数据进行比较，以此判定绝缘电阻是否有差异。

吸收比测量

电工设备绝缘既有电阻性质, 又有电容性质,对有些设备,如电缆、电容器、变压器、电机等的电容是很大的。在理论分析中，常把绝缘结构看成一个RC并联的等值电路。但许多设备的绝缘都是多层的，每层的RC值不可能相同。为了便于分析，常用双层介质的等值电路来代表。吸收比测量就是检验绝缘体的等效电阻和电容的相对关系有无异常，以判断绝缘状况的优劣。可以看出,刚合K时,电流表指示的主要是电容的充电电流，必须等电容充满电，电流表指示的才是决定于绝缘电阻的泄漏电流。从合闸开始到稳定，电流是随时间衰减的，称做吸收现象，即绝缘电阻是随时间增大，最后到达稳定值。到达稳定时间的长短,决定于时间常数RC或R1R2(C1 C2)/(C1 R2)。干燥绝缘的时间常数大，吸收电流衰减慢，绝缘电阻上升慢。受潮绝缘的时间常数小，吸收电流衰减快，绝缘电阻到达稳定的时间短。

泄漏电流测量

测量绝缘电阻的另一种方式。将大于、等于10千伏的整流高压电源接到绝缘体上，用微安表测量流经绝缘结构的泄漏电流，以判断绝缘电阻的大小。与高阻计不同的是，此种方法施加电压较高，可以发现一些尚未完全贯通的集中性缺陷。

介质损耗角正切值(tg δ)的测量

绝缘材料或结构在交流电压作用下有能量损耗。这种损耗称为介质损耗。它包括电导损耗、极化损耗和气隙中放电引起的损耗。在交流电压作用下,流过介质的电流由两部分组成:电容电流分量；有功电流分量(图1)。介质损耗角正切值通常>>，δ小，tgδ也小。介质中的功率损耗P为利用此式可求得绝缘结构的功率损耗。式中 U与绝缘厚度有关系,与绝缘面积有关系,所以U标志绝缘的体积；tgδ代表单位体积中的损耗,它反映材料的性质。当绝缘受潮，绝缘油或浸渍液受潮、污秽，材料劣化变质和绝缘结构中的气隙有放电现象时,tgδ就增大。有些损耗与频率有依存关系,如极化;有些损耗与电压有依存关系,如气隙中的放电。如改变测量tgδ时的电压幅值，可得到tgδ与外施电压U的关系(图2)。图2中曲线说明绝缘结构中存在气隙放电。放电开始时的外施电压为Uc,从tgδ增加的陡度,可反映出老化的程度。虽然从理论上讲,tgδ能显示气隙放电，但如气隙放电损耗只占总损耗的极小份量,由代表单位体积损耗的tgδ来显示气隙放电是不灵敏的。测量介质损失角正切值tgδ的常用仪器是西林电桥（见经典交流电桥）。

局部放电测量

通常以局部放电仪测量引起固体绝缘破坏的局部放电。这种局部放电的存在形式大致有：在电极附近的沿介质表面的放电；层压材料中界面间的放电；固体绝缘中空穴内的放电；层绕绝缘中的树枝状放电等。这些局部放电的起因，可能是绝缘材料中存在先天性缺陷，也可能是制造工艺不完善，当电压施加到绝缘结构上时，缺陷部分电场超过临界值。局部放电的初期阶段范围很小，损耗很小。测量绝缘电阻或介质损耗角均难以发现异常。2100433B

检验电工设备绝缘性能的技术手段。电工设备中的绝缘缺陷，有的是先天性的，是在制造过程中由于材料、工艺等原因潜伏下来的；有的是后天性的，是在运行过程中由于电应力、机械应力、大气影响（如光照、潮湿、脏污影响）、温度、化学等因素造成的。及早发现这些缺陷，及时进行维护与检修，才能保证设备安全运行。

常用的试验方法有绝缘电阻测量、吸收比测量、泄漏电流的测量、介质损耗角正切值的测量和局部放电测量。

绝缘特性与绝缘水平

电工设备绝缘可分为自恢复绝缘和非自恢复绝缘两大类。自恢复绝缘的绝缘性能破坏后可以自行恢复，一般是指空气间隙和与空气接触的外绝缘。非自恢复绝缘放电后其绝缘性能不能自行恢复，通常是由固体介质、液体介质构成的设备内绝缘。

设备的绝缘强度与电极的形状、绝缘材料、电极间的距离，电压的波形等等因素有关，具有分散性。因此在实际工程中非常重视电工设备真型的绝缘试验。

电工设备的绝缘水平就是指该设备能够耐受（不发生闪络、放电或其他损坏）的试验电压值。根据电工设备在系统中可能承受到的各种作用电压、保护装置的特性以及设备绝缘对各种作用电压的耐受特性，制定了一些表明设备基本绝缘水平的试验电压值。它们是：①短时工频耐受电压值；②雷电冲击耐受电压值；③操作冲击耐受电压值；④长时间工频试验电压值。

上述试验电压的波形、数值、试验电压施加的方法、时间、次数等，在各国的国家标准中都有明确规定。

拓扑绝缘体是一种具有新奇量子特性的物质状态，物理学的重要科学前沿之一。根据能带理论，传统上固体材料可以按照其导电性质分为绝缘体、导体和半金属，其中绝缘体材料在其费米能处存在着有限大小的能隙，因而没有自由载流子；金属材料在费米能级处存在着有限的电子态密度，进而拥有自由载流子；半导体材料在费米能处没有能隙，但是费米能级处的电子态密度仍然为零。而拓扑绝缘体是一类非常特殊的绝缘体，从理论上分析，这类材料的体内的能带结构是典型的绝缘体类型，在费米能处存在着能隙，然而在该类材料的表面则总是存在着穿越能隙的狄拉克型的电子态，因而导致其表面总是金属性的。拓扑绝缘体这一特殊的电子结构，是由其能带结构的特殊拓扑性质所决定的。