高壓電氣設(shè)備的試驗(yàn)與狀態(tài)診斷探析

（國(guó)網(wǎng)四川省電力公司內(nèi)江供電公司，內(nèi)江 641000）

0 引言

隨著我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展和科技水平的不斷提高，電力系統(tǒng)中越來(lái)越多的應(yīng)用了各種高壓電氣設(shè)備，以提高電力供應(yīng)的質(zhì)量和效率。然而高壓設(shè)備的應(yīng)用給維護(hù)檢修工作帶來(lái)了一定的技術(shù)難度。這主要是由于高壓設(shè)備往往處于比較惡劣的作業(yè)環(huán)境中，其工況也相對(duì)復(fù)雜，因此有可能受到腐蝕、過(guò)電壓、雷電、高溫以及人為操作等多種因素的影響，造成高壓設(shè)備的性能以及絕緣性等出現(xiàn)下降。這就要求檢修人員要對(duì)高壓設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)給予高度的關(guān)注[1]。

1 試驗(yàn)原理和類型

1.1 高壓電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)分析

電氣設(shè)備的絕緣性材料在高壓作用下，一部分電流會(huì)出現(xiàn)泄露，而絕緣電阻也就是電氣設(shè)備在絕緣結(jié)構(gòu)不同的前提下，其泄漏電流與直流電壓之間的比值。對(duì)高壓設(shè)備開展絕緣電阻試驗(yàn)?zāi)軌驇椭S修人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備存在的貫穿性缺陷以及嚴(yán)重的局部受潮情況，從而對(duì)故障進(jìn)行準(zhǔn)確的診斷排除。試驗(yàn)時(shí)要準(zhǔn)確掌握加壓時(shí)間與絕緣電阻之間的數(shù)值關(guān)系，當(dāng)加壓時(shí)間增加時(shí)，其絕緣電阻值也會(huì)隨之升高，該現(xiàn)象被稱為吸收現(xiàn)象（基本原理可參見圖1，圖中i代表充電電流）。在高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)中，吸收比通常是絕緣電阻在第15秒以及第60秒的電阻值之間的比值，該讀數(shù)可以應(yīng)用兆歐表測(cè)得。

圖1 電介質(zhì)等值電路

1.2 高壓電氣設(shè)備的直流耐壓試驗(yàn)分析

在進(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn)的同時(shí)，還可以開展直流耐壓試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)由于其電壓加大，所以直流耐壓試驗(yàn)的靈敏度更高，可以廣泛的適用于對(duì)高壓設(shè)備進(jìn)行局部缺陷以及設(shè)備劣化的狀態(tài)檢修工作。高壓設(shè)備一般其額定電壓都會(huì)超過(guò)110 kV，因此在試驗(yàn)時(shí)可以將電壓控制在40 kV范圍內(nèi)，同時(shí)讀取微安表在1分鐘時(shí)的數(shù)值。此外，也可以利用專業(yè)軟件繪制電流與試驗(yàn)時(shí)間或電壓之間的關(guān)系曲線，從而為狀態(tài)診斷等后續(xù)工作的開展創(chuàng)造便利條件[2]。

1.3 高壓電氣設(shè)備的電流泄漏試驗(yàn)分析

測(cè)試泄漏電流時(shí)主要使用直流兆歐表，該儀表通常保持2.5 kV以下的工作電壓值，這一工作電壓要比很多電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)的電壓值小很多。如果測(cè)量電壓無(wú)法滿足試驗(yàn)要求時(shí)，可以采取增加直流高壓的測(cè)試方式來(lái)進(jìn)行，以獲得泄漏電流的數(shù)值。如果泄漏電流在高壓下的數(shù)值超過(guò)其在低壓狀態(tài)下的數(shù)值時(shí)，就說(shuō)明高壓絕緣電阻值比其低壓電阻值要小，也就是電氣設(shè)備有故障缺陷存在[3]。高壓電氣設(shè)備的泄漏電流試驗(yàn)在原理上基本與絕緣電阻試驗(yàn)原理類似，其主要區(qū)別在與試驗(yàn)時(shí)的電壓要比兆歐表電壓高很多，在檢查絕緣元件缺陷以及尚未形成貫通性的缺陷時(shí)，其靈敏度更高，為絕緣缺陷的分析創(chuàng)造了有利條件，同時(shí)泄漏電流試驗(yàn)的測(cè)量?jī)x表也比兆歐表的精度更高。

2 狀態(tài)診斷分析

對(duì)高壓設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)診斷時(shí)的主要步驟包括檢修準(zhǔn)備、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、信息整理以及狀態(tài)診斷。

2.1 高壓設(shè)備的檢修準(zhǔn)備

在檢修前，技術(shù)人員要全面了解設(shè)備的型號(hào)、運(yùn)行狀態(tài)以及使用年限等信息，并根據(jù)不同試驗(yàn)的要求進(jìn)行試驗(yàn)準(zhǔn)備，為狀態(tài)診斷奠定良好的基礎(chǔ)。

2.2 狀態(tài)監(jiān)測(cè)

檢修人員要充分利用各種在線監(jiān)測(cè)設(shè)備來(lái)掌握高壓設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，例如泄漏電流的在線監(jiān)測(cè)設(shè)備、避雷裝置的監(jiān)測(cè)設(shè)備以及變壓器繞組的在線監(jiān)測(cè)設(shè)備等，從而獲得更加準(zhǔn)確的狀態(tài)信息，提高狀態(tài)診斷的準(zhǔn)確性和效率。

2.3 收集整理高壓設(shè)備的相關(guān)檔案信息

在對(duì)高壓設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)診斷時(shí)，檢修人員應(yīng)利用PMS系統(tǒng)或者通過(guò)人工方式來(lái)整理設(shè)備的常態(tài)以及動(dòng)態(tài)信息，以提高狀態(tài)診斷的效率和準(zhǔn)確性。

2.4 狀態(tài)診斷

狀態(tài)診斷是高壓設(shè)備維護(hù)檢修工作的核心環(huán)節(jié)，對(duì)維修人員的技術(shù)水平提出了較高的要求，因此電力企業(yè)的維修技術(shù)人員要積極采用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備和診斷方法，對(duì)高壓電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面詳細(xì)的分析研究，從而準(zhǔn)確的診斷故障原因，并采取相應(yīng)的檢修方法，保證高壓電氣設(shè)備的運(yùn)行安全。

2.4.1 根據(jù)性能特點(diǎn)用壽命周期法診斷

高壓設(shè)備從完成加工到設(shè)備報(bào)廢的這一周期被稱為設(shè)備壽命。在狀態(tài)檢修時(shí)采用壽命周期法也就是通過(guò)一些技術(shù)手段來(lái)使設(shè)備延長(zhǎng)其使用壽命的方法。例如在對(duì)電磁互感器進(jìn)行狀態(tài)診斷時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)其由于長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行而出現(xiàn)飽和時(shí)，則保護(hù)模塊的保護(hù)動(dòng)作就會(huì)延遲，造成電流值超過(guò)了設(shè)備的額定電流，導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生故障的機(jī)率增加[4]。檢修人員應(yīng)針對(duì)此問(wèn)題采取安裝非常規(guī)性的無(wú)飽和互感裝置的方式來(lái)對(duì)線路進(jìn)行過(guò)流保護(hù)，這樣就可以使電磁互感器減少連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間，延長(zhǎng)其使用壽命。

2.4.2 根據(jù)缺陷特點(diǎn)用統(tǒng)計(jì)分析法診斷

在獲得了高壓設(shè)備的故障原因以及缺陷信息后，維修人員可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析法來(lái)對(duì)故障隱患進(jìn)行診斷，從而提高狀態(tài)檢修的成效。

一次性故障的診斷及排除方法。如果設(shè)備故障屬于一次性的，則應(yīng)對(duì)故障的隱患因素進(jìn)行分析，并采取相應(yīng)的措施來(lái)降低人為或者自然因素造成設(shè)備故障的機(jī)率。而如果故障是由于設(shè)備缺陷引起的，檢修人員就需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面詳細(xì)的檢查。

多次性故障的診斷及排除方法。如果設(shè)備故障多次發(fā)生，則有設(shè)備缺陷存在的機(jī)率相對(duì)較大，因此需要綜合分析各種狀態(tài)信息，并采取有針對(duì)性的排除方法。比如有些高壓設(shè)備的故障是由于數(shù)字化元器件在設(shè)置時(shí)存在缺陷，此時(shí)檢修人員則需要對(duì)相關(guān)裝置重新進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)置，使其能夠正常發(fā)揮功能。

周期性故障的診斷及排除方法。有些設(shè)備故障存在一定的周期性，每到特定的時(shí)段就會(huì)發(fā)生，因此檢修人員要對(duì)季節(jié)、溫度等周期性因素進(jìn)行詳細(xì)的分析，并采取有效的預(yù)防措施來(lái)避免故障的再次發(fā)生。

3 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)高壓設(shè)備采取試驗(yàn)以及狀態(tài)診斷的方式來(lái)進(jìn)行管理維護(hù)，可以在不增加維護(hù)成本的基礎(chǔ)上充分利用現(xiàn)有的各種儀器設(shè)備來(lái)有效的提高檢測(cè)的效率和準(zhǔn)確性，能及時(shí)判斷高壓電氣設(shè)備存在的運(yùn)行故障，并能夠采取更有針對(duì)性的措施加以排除，從而保障了高壓電氣設(shè)備運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。因此電力企業(yè)應(yīng)積極轉(zhuǎn)變運(yùn)維模式，通過(guò)狀態(tài)診斷這種新型模式來(lái)提高高壓電氣設(shè)備的維護(hù)檢修水平和質(zhì)量，為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供更加可靠的保證，并推動(dòng)我國(guó)電力行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。