在電力領(lǐng)域，確保電氣設(shè)備的安全運(yùn)行至關(guān)重要。耐壓試驗(yàn)作為檢測電氣設(shè)備絕緣性能的重要手段，分為直流耐壓試驗(yàn)和交流耐壓試驗(yàn)。這兩種試驗(yàn)方法雖然目的相同，但在原理、設(shè)備、操作及應(yīng)用等方面存在顯著差異。了解它們的區(qū)別，對于準(zhǔn)確評估設(shè)備絕緣狀況、保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。
一、試驗(yàn)原理
（一）直流耐壓試驗(yàn)原理
直流耐壓試驗(yàn)通過對電氣設(shè)備絕緣施加高出其額定工作電壓一定值的直流試驗(yàn)電壓，并持續(xù)一定的時(shí)間，以觀察絕緣是否發(fā)生擊穿或其他異常情況。在直流電壓作用下，絕緣中的電壓按電阻分布，能夠發(fā)現(xiàn)一些絕緣的弱點(diǎn)。例如，當(dāng)絕緣存在局部缺陷，如貫穿性裂紋、集中性雜質(zhì)等，這些缺陷處的電阻相對較小，在直流電壓下會承受較大的電壓，從而更容易引發(fā)擊穿現(xiàn)象，使試驗(yàn)人員能夠檢測到絕緣問題。
（二）交流耐壓試驗(yàn)原理
交流耐壓設(shè)備則是對電氣設(shè)備絕緣加上比額定電壓高得多的交流試驗(yàn)電壓，并維持一定時(shí)間來考驗(yàn)絕緣的耐壓能力。交流電壓能夠考察設(shè)備的兩個(gè)極性，更接近于實(shí)際情況，無需逐漸升壓，且符合電力設(shè)備在運(yùn)行中所承受的電氣狀況。在交流電場中，絕緣材料的極化現(xiàn)象更為復(fù)雜，電場方向和大小隨時(shí)間周期性變化，使得絕緣內(nèi)部的電場分布與直流情況不同。這種交變電場能更有效地檢測出絕緣中的分布性缺陷，如絕緣整體老化、普遍受潮以及內(nèi)部氣隙等問題。當(dāng)絕緣存在這些缺陷時(shí)，在交流電場的作用下，缺陷處的電場強(qiáng)度會發(fā)生畸變，導(dǎo)致局部放電甚至最終擊穿，從而被檢測出來。
二、設(shè)備特點(diǎn)
（一）直流耐壓試驗(yàn)設(shè)備特點(diǎn)
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設(shè)備較輕便：直流耐壓試驗(yàn)設(shè)備的核心是高壓直流電源，通常由高壓硅堆和濾波電容構(gòu)成高壓整流電路來產(chǎn)生直流電壓。相比交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備，它不需要提供無功功率來建立高電壓，對于相同額定電壓，所需輸出容量較?。ㄖ饕峁┴?fù)載的有功損耗和泄漏電流），因此設(shè)備體積、重量相對較小，便于現(xiàn)場移動測試。例如，在對一些現(xiàn)場安裝的電力設(shè)備進(jìn)行檢測時(shí)，輕便的直流耐壓試驗(yàn)設(shè)備可以更方便地搬運(yùn)到不同位置進(jìn)行測試。
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介質(zhì)無極化損耗：在直流電壓作用下，電介質(zhì)不會像在交流電場中那樣反復(fù)極化，因此不存在極化損耗。這使得直流耐壓試驗(yàn)對絕緣介質(zhì)的損傷相對較小，尤其適用于對絕緣性能要求較高、不希望因試驗(yàn)造成過多損傷的設(shè)備測試，如某些精密電子設(shè)備中的絕緣部件。
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可制作伏安特性曲線：在直流耐壓試驗(yàn)過程中，可以通過測量不同電壓下的泄漏電流，繪制出伏安特性曲線。這條曲線能夠直觀地反映絕緣的性能變化情況。如果絕緣存在缺陷，伏安特性曲線會呈現(xiàn)出異常的變化趨勢，例如泄漏電流隨電壓升高而急劇增大，這為判斷絕緣狀況提供了更豐富的信息。
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電壓高容易發(fā)現(xiàn)缺陷：直流耐壓試驗(yàn)?zāi)軌蚴┘虞^高的試驗(yàn)電壓，一般為設(shè)備額定工作電壓的 2 倍至 3 倍。較高的電壓可以使絕緣中的潛在缺陷更容易暴露出來，特別是對于發(fā)現(xiàn)一些集中性的絕緣缺陷具有特殊的作用。例如，在檢測發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的絕緣時(shí)，高電壓的直流耐壓試驗(yàn)?zāi)軌蛴行У貦z測出繞組中的局部絕緣損傷。
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容易發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)端部缺陷：對于發(fā)電機(jī)這類設(shè)備，其端部絕緣結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在運(yùn)行過程中容易出現(xiàn)一些特殊的缺陷。直流耐壓試驗(yàn)在檢測發(fā)電機(jī)端部缺陷方面具有一定優(yōu)勢，因?yàn)橹绷麟妶龅姆植继攸c(diǎn)使得端部絕緣中的缺陷更容易在試驗(yàn)中顯現(xiàn)出來。
（二）交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備特點(diǎn)
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模擬實(shí)際運(yùn)行工況：交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備產(chǎn)生的是工頻（通常是 50Hz 或 60Hz）交流高電壓，這種電壓形態(tài)與設(shè)備實(shí)際運(yùn)行時(shí)所承受的電壓波形一致（正弦波）。因此，它對絕緣的考驗(yàn)更接近于實(shí)際工況，能夠更準(zhǔn)確地評估設(shè)備在正常運(yùn)行條件下的絕緣性能。例如，對于運(yùn)行在交流電網(wǎng)中的變壓器、開關(guān)柜等設(shè)備，交流耐壓試驗(yàn)?zāi)軌蚋鎸?shí)地模擬它們在工作時(shí)所面臨的電氣應(yīng)力。
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對設(shè)備容量要求高：由于交流耐壓試驗(yàn)需要提供無功功率以在容性負(fù)載（如長電纜、GIS）上建立高電壓，其試驗(yàn)變壓器的體積和重量通常很大，輸出容量（kVA）要求高。這在大容量設(shè)備測試時(shí)可能帶來搬運(yùn)和試驗(yàn)電源供應(yīng)的挑戰(zhàn)。例如，對長距離的高壓電力電纜進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，需要配備大容量的試驗(yàn)變壓器和強(qiáng)大的電源支持，這增加了試驗(yàn)的復(fù)雜性和成本。
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檢測分布性缺陷更有效：交流電場的交變特性使得絕緣內(nèi)部的微小氣隙或薄弱點(diǎn)更容易在交變電場下產(chǎn)生局部放電乃至貫穿性擊穿，從而更全面地反映絕緣的整體狀況，特別是對分布性缺陷（如普遍性老化、受潮、內(nèi)部氣隙）更敏感。這對于確保設(shè)備的長期穩(wěn)定運(yùn)行非常重要，因?yàn)榉植夹匀毕萑绻患皶r(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，可能會在設(shè)備運(yùn)行過程中逐漸發(fā)展，最終導(dǎo)致嚴(yán)重的絕緣故障。
三、試驗(yàn)過程
（一）直流耐壓試驗(yàn)過程
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電壓緩升：使用直流耐壓測試時(shí)，測試電壓從 “零” 開始需要緩慢上升，避免充電電流過大，觸發(fā)誤判導(dǎo)致耐壓測試儀停機(jī)。這是因?yàn)樵谥绷麟妷菏┘映跗?，絕緣中的電容需要充電，如果電壓上升過快，充電電流會很大，可能會被誤判為絕緣泄漏電流過大，從而影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
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持續(xù)時(shí)間：直流耐壓試驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間一般較長，通常在 10 分鐘至 60 分鐘不等，具體時(shí)間根據(jù)被試設(shè)備的類型和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。較長的持續(xù)時(shí)間可以更充分地檢測絕緣在長時(shí)間直流電壓作用下的性能變化，發(fā)現(xiàn)一些在短時(shí)間內(nèi)不易顯現(xiàn)的絕緣缺陷。
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放電要求：在測試完成后需要進(jìn)行放電，如果沒有確實(shí)執(zhí)行，可能會導(dǎo)致潛在的電氣危害。因?yàn)樵嚻吩跍y試后（特別是大電容試品）會儲存大量電荷，這些電荷如果不及時(shí)放電，可能會對后續(xù)操作的人員造成電擊傷害。因此，必須使用標(biāo)準(zhǔn)的放電棒和嚴(yán)格按照放電流程進(jìn)行放電操作。
（二）交流耐壓試驗(yàn)過程
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電壓施加：交流耐壓試驗(yàn)一般不需要逐漸升壓，直接輸出相應(yīng)的電壓就可以得到穩(wěn)定的電流值。這是因?yàn)榻涣麟妷翰粫﹄娙莩潆姡淮嬖谙裰绷髂蛪涸囼?yàn)中那樣的初始充電電流問題。交流電壓的波形是正弦波，在過零點(diǎn)自然斷開，殘余電荷風(fēng)險(xiǎn)相對較低（但仍需按規(guī)程放電）。
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試驗(yàn)時(shí)間：交流耐壓試驗(yàn)的時(shí)間相對較短，一般為 1 分鐘到 10 分鐘，具體時(shí)間同樣根據(jù)設(shè)備類型和標(biāo)準(zhǔn)而定。較短的試驗(yàn)時(shí)間主要是因?yàn)榻涣麟妶鰧^緣的考驗(yàn)較為嚴(yán)格，在較短時(shí)間內(nèi)就能有效地檢測出絕緣的問題，過長時(shí)間的試驗(yàn)可能會對絕緣造成不必要的損傷。
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安全距離：測試過程中，由于電壓處于變動狀態(tài)，需要更關(guān)注安全距離和防護(hù)。交流電壓的電場強(qiáng)度在空間中不斷變化，操作人員必須保持足夠的安全距離，防止觸電事故的發(fā)生。同時(shí)，試驗(yàn)現(xiàn)場應(yīng)設(shè)置明顯的警示標(biāo)識，禁止無關(guān)人員進(jìn)入試驗(yàn)區(qū)域。
四、試驗(yàn)結(jié)果
（一）直流耐壓試驗(yàn)結(jié)果
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發(fā)現(xiàn)局部缺陷：直流耐壓試驗(yàn)對絕緣中的局部缺陷較為敏感，如穿透性裂紋、嚴(yán)重的局部損傷等。在直流電壓下，電荷更容易在絕緣缺陷處聚集并形成放電，缺陷點(diǎn)更容易暴露并最終導(dǎo)致?lián)舸?。例如，在檢測發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組或某些類型電力電纜的局部絕緣缺陷時(shí)，直流耐壓試驗(yàn)?zāi)軌蛴行У匕l(fā)現(xiàn)這些問題。
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與交流結(jié)果不等效：雖然直流耐壓試驗(yàn)施加的電壓通常較高（是交流等效值的倍數(shù)），但由于交、直流下絕緣內(nèi)部的電壓分布不同，直流耐壓試驗(yàn)對絕緣的考驗(yàn)不如交流更接近實(shí)際，不能完全等效替代交流耐壓試驗(yàn)。它更多作為一種重要的補(bǔ)充試驗(yàn)或用于特定設(shè)備的絕緣診斷（尤其是在大容量設(shè)備交流試驗(yàn)容量不足時(shí)）。例如，對于超高壓 (XLPE) 電纜，直流耐壓試驗(yàn)在歷史上廣泛應(yīng)用，但由于直流殘余電荷可能損害絕緣，現(xiàn)在在使用時(shí)需要謹(jǐn)慎考慮。
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結(jié)合泄漏電流評估：直流泄漏電流測量常與直流耐壓試驗(yàn)結(jié)合，用于評估絕緣狀態(tài)。一個(gè)好的絕緣，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)電壓作用下，其泄漏電流不應(yīng)隨加壓時(shí)間的延長而增加。如果在 0.5 倍試驗(yàn)電壓附近泄漏電流已開始迅速上升，則此設(shè)備在運(yùn)行電壓下即有被擊穿的危險(xiǎn)。通過分析泄漏電流的變化情況，可以更全面地了解絕緣的性能狀況。
（二）交流耐壓試驗(yàn)結(jié)果
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反映整體絕緣強(qiáng)度：交流耐壓試驗(yàn)?zāi)芨娴胤从辰^緣的整體狀況，對分布性缺陷（如普遍性老化、受潮、內(nèi)部氣隙）更敏感。由于電壓極性不斷變化，促使絕緣內(nèi)部的微小氣隙或薄弱點(diǎn)更容易在交變電場下產(chǎn)生局部放電乃至貫穿性擊穿。例如，對變壓器、GIS 組合電器、互感器等設(shè)備進(jìn)行整體絕緣強(qiáng)度考核時(shí)，交流耐壓試驗(yàn)是主流標(biāo)準(zhǔn)，能夠有效地檢測出設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行條件下的絕緣裕度。
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試驗(yàn)結(jié)果更具實(shí)際意義：交流耐壓試驗(yàn)符合電力設(shè)備在運(yùn)行中所承受的電氣狀況，同時(shí)交流耐壓試驗(yàn)一般比運(yùn)行電壓高，因此通過試驗(yàn)后，設(shè)備有較大的安全裕度。例如，在對新建變電站的電力設(shè)備進(jìn)行交接試驗(yàn)時(shí)，交流耐壓試驗(yàn)?zāi)軌虼_保設(shè)備在投入運(yùn)行后能夠承受正常運(yùn)行電壓和可能出現(xiàn)的過電壓，為設(shè)備的安全運(yùn)行提供有力保障。
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可能導(dǎo)致絕緣損傷：由于交流耐壓試驗(yàn)所采用的試驗(yàn)電壓比運(yùn)行電壓高得多，過高的電壓會使絕緣介質(zhì)損失增大、發(fā)熱、放電，會加速絕緣缺陷的發(fā)現(xiàn)。從某種意義上講，交流耐壓試驗(yàn)是一種破壞性試驗(yàn)。因此，在進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)前，必須先進(jìn)行各項(xiàng)非破壞性試驗(yàn)，如測量絕緣電阻、吸收比、介質(zhì)損耗因數(shù) tgδ、直流泄漏電流等，對各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合分析，以決定該設(shè)備是否受潮或含有缺陷。若發(fā)現(xiàn)已存在問題，需預(yù)先進(jìn)行處理，待缺陷消除后，方可進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，以免在交流耐壓試驗(yàn)過程中，發(fā)生絕緣擊穿，擴(kuò)大絕緣缺陷，延長檢修時(shí)間，增加檢修工作量。
五、應(yīng)用范圍
（一）直流耐壓試驗(yàn)應(yīng)用范圍
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電纜測試：常用于長距離高壓電力電纜的絕緣檢測。由于電纜的分布電容較大，采用交流耐壓試驗(yàn)需要大容量的試驗(yàn)設(shè)備，而直流耐壓試驗(yàn)設(shè)備輕便，且能夠有效地檢測出電纜中的局部絕緣缺陷，如電纜內(nèi)部的導(dǎo)體損傷、絕緣層的局部開裂等問題。例如，在對城市電網(wǎng)中的 10kV 及以上電壓等級的電力電纜進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)，直流耐壓試驗(yàn)是一種常用的方法。
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絕緣子測試：可用于檢測絕緣子的絕緣性能。絕緣子在電力系統(tǒng)中起著支撐和絕緣的重要作用，直流耐壓試驗(yàn)?zāi)軌驒z測出絕緣子是否存在貫穿性的絕緣缺陷，如絕緣子內(nèi)部的裂紋、瓷質(zhì)部分的破損等，確保絕緣子在運(yùn)行過程中能夠正常發(fā)揮絕緣作用。
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旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組測試：對于旋轉(zhuǎn)電機(jī)（如發(fā)電機(jī)、電動機(jī)）的轉(zhuǎn)子繞組絕緣測試，直流耐壓試驗(yàn)具有優(yōu)勢。轉(zhuǎn)子繞組在運(yùn)行過程中可能會出現(xiàn)導(dǎo)體與鐵芯之間的絕緣損壞等問題，直流耐壓試驗(yàn)?zāi)軌蛲ㄟ^施加高電壓，有效地發(fā)現(xiàn)這些集中性的絕緣缺陷，保障電機(jī)的正常運(yùn)行。
（二）交流耐壓試驗(yàn)應(yīng)用范圍
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變壓器測試：廣泛應(yīng)用于變壓器的絕緣檢測。變壓器作為電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，其絕緣性能直接關(guān)系到系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。交流耐壓試驗(yàn)?zāi)軌蛉婵己俗儔浩鞯闹鹘^緣強(qiáng)度，檢測出變壓器繞組之間、繞組與鐵芯之間以及套管等部位的絕緣缺陷，如繞組的匝間短路、絕緣老化、套管的絕緣損壞等問題，確保變壓器在投入運(yùn)行后能夠可靠工作。
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開關(guān)柜測試：在開關(guān)柜的交接試驗(yàn)和預(yù)防性試驗(yàn)中，交流耐壓試驗(yàn)是重要的檢測項(xiàng)目之一。開關(guān)柜內(nèi)包含多個(gè)電氣元件，如斷路器、隔離開關(guān)、互感器等，交流耐壓試驗(yàn)?zāi)軌驒z驗(yàn)整個(gè)開關(guān)柜的絕緣性能，發(fā)現(xiàn)由于安裝不當(dāng)、元件老化等原因?qū)е碌慕^緣問題，保證開關(guān)柜在運(yùn)行過程中不會發(fā)生絕緣擊穿事故。
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GIS 組合電器測試：對于氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（GIS），交流耐壓試驗(yàn)是評估其絕緣性能的主要手段。GIS 內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，絕緣介質(zhì)主要為 SF6 氣體，交流耐壓試驗(yàn)?zāi)軌蚰M GIS 在實(shí)際運(yùn)行中的電氣狀況，檢測出內(nèi)部可能存在的絕緣缺陷，如氣體泄漏導(dǎo)致的絕緣性能下降、導(dǎo)體連接部位的絕緣不良等問題，確保 GIS 的安全可靠運(yùn)行。
六、選擇建議
在實(shí)際應(yīng)用中，選擇直流耐壓試驗(yàn)還是交流耐壓試驗(yàn)，需要綜合考慮多方面因素：
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設(shè)備類型：不同類型的設(shè)備具有不同的絕緣結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)設(shè)備類型選擇合適的試驗(yàn)方法。例如，對于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子繞組，由于其絕緣結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且運(yùn)行時(shí)承受交流電壓，通常采用交流耐壓試驗(yàn)；而轉(zhuǎn)子繞組則因結(jié)構(gòu)相對簡單，且直流耐壓試驗(yàn)對發(fā)現(xiàn)其導(dǎo)體對地絕緣缺陷更有效，常采用直流耐壓試驗(yàn)。
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試驗(yàn)?zāi)康?/span>：如果試驗(yàn)?zāi)康氖菣z測絕緣中的局部集中性缺陷，如電纜內(nèi)部的局部損傷、絕緣子的個(gè)別缺陷等，直流耐壓試驗(yàn)可能更為合適；若要評估絕緣的整體老化、受潮以及分布性缺陷等情況，交流耐壓試驗(yàn)?zāi)芴峁└鏈?zhǔn)確的結(jié)果。
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設(shè)備容量和便攜性要求：當(dāng)現(xiàn)場測試條件有限，對設(shè)備容量和便攜性有較高要求時(shí)，如在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)或狹窄空間進(jìn)行設(shè)備檢測，直流耐壓試驗(yàn)設(shè)備的輕便性使其具有優(yōu)勢；而對于大型變電站等具備充足電源和空間條件的場所，交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備雖然體積大、容量要求高，但能更真實(shí)地模擬設(shè)備運(yùn)行工況，更適合進(jìn)行全面的絕緣檢測。
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相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程：必須嚴(yán)格遵循國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如 DL/T、GB、IEC 標(biāo)準(zhǔn)）對于特定設(shè)備的試驗(yàn)類型、方法、電壓值和持續(xù)時(shí)間的規(guī)定。例如，油浸式變壓器交接試驗(yàn)，工頻交流耐壓是強(qiáng)制要求；而對于某些電纜的試驗(yàn)，可能根據(jù)電纜類型和電壓等級，對交直流耐壓試驗(yàn)的選擇有明確規(guī)定。
直流耐壓試驗(yàn)和交流耐壓試驗(yàn)在電力設(shè)備絕緣檢測中都發(fā)揮著重要作用，它們各自具有獨(dú)特的優(yōu)勢和適用范圍。在實(shí)際工作中，需要根據(jù)具體情況合理選擇試驗(yàn)方法，必要時(shí)可結(jié)合兩種方法，以更全面、準(zhǔn)確地評估電氣設(shè)備的絕緣性能，確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
