電氣設(shè)備絕緣劣化具有隱蔽性強(qiáng)、演化速度快的特點(diǎn),一旦引發(fā)擊穿故障,往往會(huì)造成大面積停電、設(shè)備報(bào)廢等嚴(yán)重?fù)p失。中國電力科學(xué)研究院2026年發(fā)布的《電力設(shè)備絕緣故障運(yùn)維白皮書》顯示,62%的高壓電氣設(shè)備非外力故障源于絕緣性能劣化,其中80%的劣化隱患可通過前期絕緣電阻測(cè)試提前發(fā)現(xiàn),兆歐表作為電氣設(shè)備絕緣檢測(cè)中常用的基礎(chǔ)檢測(cè)設(shè)備,在電力、新能源、工業(yè)制造等領(lǐng)域的運(yùn)維工作中發(fā)揮著不可替代的作用。
隨著雙碳目標(biāo)的推進(jìn),2025年我國全國發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到29.2億千瓦,其中新能源裝機(jī)占比超過45%,加上存量工業(yè)電氣設(shè)備、軌道交通供電系統(tǒng)、石化化工防爆電氣設(shè)備的規(guī)模持續(xù)增長,各領(lǐng)域?qū)﹄姎庠O(shè)備絕緣檢測(cè)的需求逐年提升。依據(jù)DL/T 596-2021《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》要求,10kV及以上投運(yùn)電氣設(shè)備每1-3年需開展一次全項(xiàng)目絕緣檢測(cè),涉網(wǎng)新能源場(chǎng)站、軌道交通供電系統(tǒng)每半年需開展一次重點(diǎn)設(shè)備絕緣篩查【1】。絕緣電阻測(cè)試作為絕緣檢測(cè)的首道篩查工序,具備操作簡便、成本低、篩查效率高的特點(diǎn),成為運(yùn)維團(tuán)隊(duì)的必備檢測(cè)項(xiàng)目,也帶動(dòng)了兆歐表類設(shè)備的市場(chǎng)需求持續(xù)上漲。
電氣設(shè)備絕緣檢測(cè)的核心參數(shù)包含絕緣電阻、吸收比、極化指數(shù)三項(xiàng),其中絕緣電阻反映設(shè)備絕緣的整體受潮、污穢及貫穿性缺陷情況,吸收比(1min絕緣電阻與15s絕緣電阻的比值)、極化指數(shù)(10min絕緣電阻與1min絕緣電阻的比值)則反映絕緣的局部受潮、老化等緩慢演化缺陷。目前主流的兆歐表分為指針式兆歐表和數(shù)字兆歐表兩類,指針式兆歐表采用手搖發(fā)電機(jī)提供測(cè)試高壓,通過磁電式流比計(jì)直接顯示絕緣電阻值,無需外接電源即可工作;數(shù)字兆歐表則采用內(nèi)置開關(guān)電源模塊產(chǎn)生測(cè)試高壓,通過AD采樣電路采集測(cè)試電流,經(jīng)MCU處理后直接顯示電阻值,部分高精度型號(hào)還可自動(dòng)計(jì)時(shí)、自動(dòng)計(jì)算吸收比與極化指數(shù),大幅降低操作人員的工作負(fù)擔(dān)。針對(duì)變壓器絕緣測(cè)量等對(duì)數(shù)據(jù)精度要求較高的場(chǎng)景,通常要求選用精度等級(jí)不低于1級(jí)的兆歐表開展測(cè)試。
據(jù)國網(wǎng)物資部2026年發(fā)布的集采數(shù)據(jù)顯示,2025年國網(wǎng)系統(tǒng)兆歐類檢測(cè)設(shè)備總采購量同比增長37%,其中數(shù)字兆歐表的采購占比已經(jīng)達(dá)到72%,但指針式兆歐表因?yàn)闊o需供電、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn),在應(yīng)急運(yùn)維、野外無供電場(chǎng)景的采購需求仍保持穩(wěn)定。從技術(shù)發(fā)展方向來看,當(dāng)前兆歐表產(chǎn)品正朝著集成化、智能化的方向演進(jìn),部分新款數(shù)字兆歐表已經(jīng)支持4G數(shù)據(jù)上傳功能,測(cè)試數(shù)據(jù)可直接同步至運(yùn)維管理系統(tǒng),無需人工錄入,同時(shí)內(nèi)置缺陷研判模型,可結(jié)合歷史測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)判斷絕緣劣化程度,減少人工誤判的概率。此外,適配多場(chǎng)景的寬量程兆歐表也逐漸成為市場(chǎng)主流,可同時(shí)滿足低壓配電設(shè)備、高壓輸電設(shè)備的絕緣電阻測(cè)試需求,減少運(yùn)維團(tuán)隊(duì)的設(shè)備配備成本。
指針式兆歐表和數(shù)字兆歐表各有適用場(chǎng)景,運(yùn)維團(tuán)隊(duì)可根據(jù)作業(yè)環(huán)境、測(cè)試要求靈活選擇。指針式兆歐表的核心優(yōu)勢(shì)在于不需要外接電源,在野外無供電、無信號(hào)的場(chǎng)景下可隨時(shí)開展測(cè)試,同時(shí)其采用純機(jī)械結(jié)構(gòu),抗電磁干擾能力較強(qiáng),在500kV及以上變電站的強(qiáng)電磁環(huán)境下,讀數(shù)穩(wěn)定性優(yōu)于普通數(shù)字兆歐表,但該類設(shè)備對(duì)操作人員的經(jīng)驗(yàn)要求較高,讀數(shù)存在一定人為誤差,且無法自動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、計(jì)算吸收比與極化指數(shù),標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)場(chǎng)景下的工作效率較低。數(shù)字兆歐表的核心優(yōu)勢(shì)在于精度更高,部分高精度型號(hào)精度可達(dá)0.5級(jí),測(cè)試數(shù)據(jù)可自動(dòng)存儲(chǔ)、自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告,適合需要數(shù)據(jù)溯源的標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)試場(chǎng)景,同時(shí)其支持多檔位電壓切換,可覆蓋低壓到高壓的全場(chǎng)景測(cè)試需求,但該類設(shè)備依賴電池供電,在-20℃以下的極端低溫環(huán)境下可能出現(xiàn)續(xù)航縮短、讀數(shù)漂移的問題,作業(yè)前需提前做好設(shè)備保溫措施。
當(dāng)前兆歐表已經(jīng)廣泛應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)的電氣設(shè)備絕緣檢測(cè)工作,不同場(chǎng)景下的設(shè)備選型、測(cè)試要求也存在一定差異。在電網(wǎng)變電站春季預(yù)試場(chǎng)景中,2026年某省電網(wǎng)公司下屬220kV變電站運(yùn)維團(tuán)隊(duì)同時(shí)配備兩類兆歐表,針對(duì)站內(nèi)開關(guān)柜、電流互感器、避雷器等設(shè)備的絕緣電阻測(cè)試,采用數(shù)字兆歐表開展作業(yè),測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)同步至PMS運(yùn)維系統(tǒng),整個(gè)站內(nèi)設(shè)備的測(cè)試周期較往年縮短28%;針對(duì)站外偏遠(yuǎn)桿塔的接地裝置、戶外隔離開關(guān)的絕緣測(cè)試,則采用指針式兆歐表,無需考慮供電問題,適配野外復(fù)雜作業(yè)環(huán)境。在變壓器絕緣測(cè)量場(chǎng)景中,某燃煤電廠2026年機(jī)組停機(jī)大修期間,針對(duì)3臺(tái)110kV主變壓器的絕緣檢測(cè),采用0.5級(jí)數(shù)字兆歐表開展測(cè)試,自動(dòng)記錄15s、1min、10min的絕緣電阻值,自動(dòng)計(jì)算吸收比與極化指數(shù),測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)其中1臺(tái)主變高壓側(cè)絕緣電阻較上年測(cè)試值下降42%,極化指數(shù)僅為1.2,不符合規(guī)程要求,運(yùn)維團(tuán)隊(duì)及時(shí)安排吊罩檢查,發(fā)現(xiàn)繞組端部存在受潮缺陷,及時(shí)處理后避免了機(jī)組投運(yùn)后的擊穿故障。在山地光伏電站運(yùn)維場(chǎng)景中,某100MW山地光伏電站部分區(qū)域無供電、無通信信號(hào),2026年年度巡檢期間,運(yùn)維人員采用指針式兆歐表對(duì)組串電纜、逆變器開展絕緣電阻測(cè)試,共篩查出12組絕緣劣化的組串電纜,及時(shí)更換后預(yù)計(jì)每年可減少發(fā)電量損失約12萬kWh。
1. 開展絕緣電阻測(cè)試時(shí),為什么要斷開被測(cè)設(shè)備的所有外接電源和接地端?
依據(jù)DL/T 474.1的相關(guān)要求,測(cè)試前需斷開被測(cè)設(shè)備的所有外接電源,并對(duì)被測(cè)設(shè)備充分放電,外接電源可能導(dǎo)致兆歐表過壓損壞,而未斷開的接地端會(huì)分流測(cè)試電流,導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果偏低,出現(xiàn)誤判。
2. 變壓器絕緣測(cè)量時(shí),溫度對(duì)測(cè)試結(jié)果有多大影響?
絕緣電阻值隨溫度升高呈指數(shù)下降趨勢(shì),通常情況下溫度每升高10℃,絕緣電阻值會(huì)下降50%左右,因此測(cè)試時(shí)要求環(huán)境溫度在5-40℃之間,測(cè)試結(jié)果需換算到同一參考溫度(通常為20℃)后,再與歷史測(cè)試值、規(guī)程要求值做對(duì)比,避免誤判。
3. 指針式兆歐表和數(shù)字兆歐表的測(cè)試結(jié)果存在差異是正常現(xiàn)象嗎?
在兩類設(shè)備均在檢定有效期內(nèi)、測(cè)試接線正確、測(cè)試環(huán)境符合要求的前提下,測(cè)試結(jié)果的誤差在10%以內(nèi)屬于正常范圍,如果出現(xiàn)較大偏差,首先檢查測(cè)試接線是否牢固、被測(cè)設(shè)備是否充分放電,在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下,建議以指針式兆歐表的測(cè)試結(jié)果作為參考。
4. 兆歐表的電壓等級(jí)應(yīng)該如何選擇?
通常低壓配電設(shè)備(380V及以下)選用500V或1000V兆歐表,10kV-35kV電氣設(shè)備選用2500V兆歐表,110kV及以上高壓設(shè)備選用5000V兆歐表,變壓器絕緣測(cè)量需根據(jù)繞組的額定電壓等級(jí)選擇對(duì)應(yīng)測(cè)試電壓的兆歐表,避免測(cè)試電壓過高擊穿完好絕緣,或電壓過低無法發(fā)現(xiàn)潛在缺陷。
【1】DL/T 596-2021, 電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程[S]
【2】中國電力科學(xué)研究院. 2026年電力設(shè)備絕緣故障運(yùn)維白皮書[R]. 北京: 中國電力出版社, 2026
【3】IEC 61557-2:2019, 低壓配電系統(tǒng)的安全 第2部分: 絕緣電阻測(cè)量[S]