帶電作業(yè)絕緣工具耐壓試驗(yàn)值計(jì)算研究

溫智慧，潘玲華

(1.湖南省電力公司培訓(xùn)中心，湖南 長(zhǎng)沙 410131;2.長(zhǎng)沙電業(yè)局，湖南 長(zhǎng)沙 410000)

1 引言

帶電作業(yè)絕緣工具的絕緣性能涉及人身及電氣設(shè)備的安全，因此通過嚴(yán)格的試驗(yàn)以及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能存在的缺陷和隱患是客觀必要的，但過高的試驗(yàn)值又會(huì)對(duì)試驗(yàn)中的工具造成絕緣損傷。本文僅就帶電作業(yè)絕緣工具試驗(yàn)電壓如何取值進(jìn)行分析探討。

2 關(guān)于耐壓試驗(yàn)

耐壓試驗(yàn)即設(shè)備和工具絕緣水平的測(cè)試試驗(yàn)。其測(cè)試電壓取值為電氣設(shè)備長(zhǎng)期工作電壓和可能遇到的最高過電壓。

耐壓試驗(yàn)是一種破壞性試驗(yàn)，常規(guī)試驗(yàn)有工頻耐壓試驗(yàn)、直流耐壓試驗(yàn)、感應(yīng)高壓試驗(yàn)、沖擊電壓試驗(yàn)和操作沖擊耐壓試驗(yàn)等。

2.1 耐壓試驗(yàn)的兩個(gè)階段

一是出廠前的型式試驗(yàn)，其試驗(yàn)周期為五年;二是絕緣工具使用期間的預(yù)防性試驗(yàn)和檢查性試驗(yàn)，其試驗(yàn)周期各為一年一次。二者在時(shí)間上間隔半年進(jìn)行。

2.2 型式試驗(yàn)

工具制成后，應(yīng)對(duì)工具的絕緣水平進(jìn)行全面的嚴(yán)格的考核試驗(yàn)，以確定它是否符合銘牌規(guī)定而出廠。由生產(chǎn)廠家所做的這種試驗(yàn)就稱之為出廠及型式試驗(yàn)。

2.3 預(yù)防性試驗(yàn)

因?yàn)閹щ娮鳂I(yè)絕緣工具工作時(shí)要受到來自內(nèi)、外部比正常額定工作電壓高得多的過電壓的作用，可能使絕緣性能降低，成為潛伏性危險(xiǎn)點(diǎn)。同時(shí)，使用過程中，絕緣強(qiáng)度本身也會(huì)因發(fā)熱老化而降低。預(yù)防性試驗(yàn)就是為預(yù)防因絕緣性能改變發(fā)生事故而制訂的一整套系統(tǒng)的絕緣性能診斷、檢測(cè)的手段和方法。

2.4 檢查性試驗(yàn)

對(duì)絕緣工具進(jìn)行的周斯性的工頻耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)將絕緣工具分成若干段進(jìn)行。是對(duì)預(yù)防性試驗(yàn)的補(bǔ)充。

3 絕緣耐壓試驗(yàn)項(xiàng)目

3.1 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定

DL/T878－2004帶電作業(yè)用絕緣工具試驗(yàn)導(dǎo)則［1］中3.4規(guī)定對(duì)交流330～750kV絕緣工具，應(yīng)進(jìn)行工頻耐壓和操作沖擊耐壓試驗(yàn)。

DL/T878－2004帶電作業(yè)用絕緣工具試驗(yàn)導(dǎo)則中3.5［1］規(guī)定對(duì)10～220kV電壓等級(jí)的絕緣工具，應(yīng)進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)，不進(jìn)行操作沖擊耐壓試驗(yàn)。

3.2 工頻耐壓試驗(yàn)

工頻耐壓試驗(yàn)是對(duì)絕緣工具施加一次相應(yīng)的額定工頻耐受電壓(有效值)。220kV及以下電壓的絕緣工具進(jìn)行1min工頻耐受電壓試驗(yàn)。330～750kV進(jìn)行型式試驗(yàn)5min、預(yù)防性試驗(yàn)采用3min工頻耐受電壓試驗(yàn)。在規(guī)定的工頻耐受試驗(yàn)電壓和耐受時(shí)間下，以無閃絡(luò)、無擊穿、無發(fā)熱為合格。

3.3 操作沖擊耐壓試驗(yàn)

對(duì)絕緣工具施加規(guī)定次數(shù)和規(guī)定值的操作沖擊電壓，以檢驗(yàn)在可接受的置信度下實(shí)際的統(tǒng)計(jì)操作沖擊耐受電壓不低于額定操作沖擊耐受電壓。試驗(yàn)時(shí)對(duì)絕緣工具施加15次規(guī)定波形為250/2500μs的額定沖擊耐受電壓，以未出現(xiàn)破壞性放電為合格。

4 工頻耐壓試驗(yàn)值的確定

4.1 型式試驗(yàn)電壓值的確定［2］

(1)10～220kV

小于3m長(zhǎng)度的絕緣工具按250kV/m的電位梯度計(jì)算。

例如220kV絕緣工具有效長(zhǎng)度為1.8m，則型式試驗(yàn)電壓為250×1.8450kV。

(2)330～750kV

試驗(yàn)電壓計(jì)算公式為

式中:Uxg為系統(tǒng)運(yùn)行最高相電壓(有效值);K0為安全裕度系數(shù)，取1.1;K1G為動(dòng)態(tài)過電壓倍數(shù)(按SD119－84取1.4～1.5倍);K2為試驗(yàn)系數(shù)，型式試驗(yàn)系數(shù)為1.1;K3為海拔系數(shù)，1000m取0.91。

試驗(yàn)電壓取值一般大于計(jì)算值，計(jì)算結(jié)果尾數(shù)一般取5或0。

例如330kV、750kV絕緣工具工頻耐壓型式試驗(yàn)值按式(1)計(jì)算為

取值420kV。

取值860kV。

4.2 預(yù)防性試驗(yàn)電壓值的確定［2］

(1)10～220kV

試驗(yàn)計(jì)算公式為

式中K1為過電壓倍數(shù)，(按DL/T876－2004取值)。

例如220kV，依據(jù)DL/T876－2004帶電作業(yè)絕緣配合導(dǎo)則［3］，升高系數(shù)可取1.15，過電壓倍數(shù)取3.0，而最大運(yùn)行相電壓(有效值)為 2 20/，則其絕緣工具的預(yù)防性試驗(yàn)值按式(2)計(jì)算為

取值440kV。

(2)330～750kV

預(yù)防性試驗(yàn)電壓與其型式試驗(yàn)值相差1.1倍，即式(1)中K2試驗(yàn)系數(shù)取1.0。

例如750kV絕緣工具預(yù)防性試驗(yàn)值為

取值780kV。

4.3 檢查性試驗(yàn)電壓的確定

根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)電力安全工作規(guī)程10.12.3.3［4］規(guī)定絕緣工具的檢查性試驗(yàn)條件是:將絕緣工具分成若干段進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)，每300mm耐壓75kV，時(shí)間為1min，以無擊穿、閃絡(luò)及過熱為合格。

5 操作沖擊試驗(yàn)電壓值的計(jì)算

5.1 型式試驗(yàn)電壓值的確定［5］

試驗(yàn)計(jì)算公式為

式中，K0為安全裕度系數(shù)，型式試驗(yàn)取1.1;預(yù)防性試驗(yàn)取1.0。K1為過電壓倍數(shù)(按DL/T876－2004取值);

其他符號(hào)同前。

例如500kV絕緣工具操作沖擊型式試驗(yàn)值按式(3)計(jì)算為

根據(jù)GB311.1－1997《高電壓輸變電設(shè)備的絕緣配合［6］最后取值向操作沖擊試驗(yàn)的系列電壓計(jì)算值靠攏，即取值1175kV。

5.2 預(yù)防性試驗(yàn)電壓值的確定

預(yù)防性試驗(yàn)電壓與其型式試驗(yàn)值相差1.1倍，則其操作沖擊預(yù)防性試驗(yàn)值為

取值1050kV。

6 結(jié)論

本文計(jì)算分析所得結(jié)果完全符合DL/T878－2004帶電作業(yè)用絕緣工具試驗(yàn)導(dǎo)則［1］的試驗(yàn)電壓推薦值。

在帶電作業(yè)中，當(dāng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)操作方式、設(shè)備狀況及線路長(zhǎng)短使得實(shí)際過電壓倍數(shù)不同或海拔高度發(fā)生變化時(shí)，則可按本文的計(jì)算方法確定試驗(yàn)值［3］。

［1］DL/T878－2004帶電作業(yè)用絕緣工具試驗(yàn)導(dǎo)則［S］.

［2］柏克寒，方年安.500kV帶電作業(yè)培訓(xùn)教材［M］.長(zhǎng)沙:電力工業(yè)部安全監(jiān)察司，1993.

［3］DL/T876－2004帶電作業(yè)絕緣配合導(dǎo)則［S］.

［4］國(guó)家電網(wǎng)公司發(fā)布.國(guó)家電網(wǎng)電力安全工作規(guī)程(線路部分)［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2009.

［5］易輝.帶電作業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系及標(biāo)準(zhǔn)解讀［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2009.

［6］GB311.1－1997高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合［S］.

［7］史興華，張勁，張文杰.配電線路帶電作業(yè)技術(shù)與管理［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2010.

［8］SD119－84500kV電網(wǎng)過電壓保護(hù)絕緣配合與電氣設(shè)備接地暫行技術(shù)［S］.

［9］DL/T976－2005帶電作業(yè)工具、裝置和設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程［S］.