第3章 配电不停电作业工器具

3.1 配电不停电作业工器具高压绝缘的基本原理

电气绝缘材料又称电介质，它在直流电压或交流电压的作用下只有极微小的电流通过。绝缘材料的主要作用是用来隔离带电的或不同电位的导体。对一定结构的绝缘材料和工具，可以大致分为绝缘材料内部的内绝缘和绝缘材料表面形成的外绝缘两部分。

在外电场作用下，绝缘材料会发生电导、极化、损耗、击穿等物理化学过程。绝缘材料的电气绝缘性能主要包括绝缘电阻、介质损耗、相对介电系数、击穿电压（或击穿场强）与闪络电压等。

3.1.1 绝缘电阻和电阻率

绝缘材料并非是绝对不导电的材料，当对绝缘材料施加一定的电压后，绝缘材料中就会流过极其微弱的泄漏电流，根据欧姆定律电压（U）与泄漏电流（I）之比即是绝缘材料的绝缘电阻（R_i），即R_i=U/I。绝缘电阻R_i由体积电阻R_v和表面电阻R_s并联组成。体积电阻R_v是指外施直流电压与通过绝缘材料内部的泄漏电流I_v之比；表面电阻R_s是指外施直流电压与通过绝缘材料表面的泄漏电流I_s之比。等值电路如图3-1所示。

图3-1 绝缘材料绝缘电阻等值电路

所以，绝缘电阻R_i为

使用体积电阻率（ρ_v）和表面电阻率（ρ_s）可以更好地表征固体绝缘材料的绝缘特性。

式中 L——绝缘体长度；

S——绝缘体截面积；

l——绝缘体截面周长。

良好的固体绝缘材料的ρ_v和ρ_s是很大的，如3240环氧酚醛层压玻璃布板的ρ_v可达10¹¹Ω·m，ρ_s可达10¹³Ω·m。环境湿度、温度、脏污等对ρ_v和ρ_s有明显的不利影响，所以在绝缘材料和工具的生产、运输、保管、使用时应特别注意。

3.1.2 泄漏电流

在外施电压作用下，流过绝缘材料的电流称为泄漏电流，泄漏电流越小，则绝缘材料的质量和性能越好。当绝缘工器具表面脏污、受潮、开裂等会使泄漏电流增大，影响到不停电作业的安全。

3.1.3 电气强度

绝缘材料发生击穿时的外施电压称为击穿电压（U_b）。单位长度的绝缘材料的击穿电压即是该绝缘材料的电气强度（E_b），是表征绝缘材料电气性能的重要指标。

3.1.4 沿面放电和闪络

当电压超过一定临界值时，在固体介质和空气的交界面上会出现沿绝缘表面放电的现象，称为沿面放电。当扩展到贯穿性的放电现象时称为沿面闪络，此时的外施电压称为闪络电压。等距离空气间隙和绝缘工具做电气试验，闪络电压比空气放电电压要低6%～10%。所以绝缘杆的有效绝缘长度要比（空气间隙）安全距离大。另外当绝缘工器具表面脏污、受潮、开裂等会使沿面闪络电压大大降低，影响到不停电作业的安全，所以工器具应保持清洁、干燥、表面完整，作业时要保持比安全距离更大的有效绝缘长度。