電力系統(tǒng)中高壓電氣試驗研究

薛小剛

摘要：高壓電氣試驗是一項非常復(fù)雜、非常危險又非常重要工作，是保障電氣設(shè)備安全穩(wěn)定運行的重要措施之一。因此，適時對高壓電氣設(shè)備性能、絕緣狀態(tài)等進行檢測，才能及時發(fā)現(xiàn)并解決相關(guān)問題。本文針對電力系統(tǒng)中高壓電氣試驗的相關(guān)問題進行了探討。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);高壓電氣試驗;策略

引文

為了能夠使設(shè)備在運行中保持良好的絕緣性能，持續(xù)為電力系統(tǒng)提供電力輸送，需要定期對電力設(shè)備進行高壓試驗，保證設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。高壓電氣試驗對試驗的環(huán)境要求比較高，危險系數(shù)也比較高，工作人員必須準(zhǔn)確掌握操作規(guī)程，在試驗過程中嚴格執(zhí)行操作規(guī)范，盡可能避免違規(guī)操作，才能保證自身和設(shè)備安全，才能保證電力設(shè)備試驗的準(zhǔn)確性。

1、高壓電氣試驗

高壓電氣試驗是對電氣設(shè)備的絕緣預(yù)防效果進行檢驗和測試的一種方法。通過對電力系統(tǒng)絕緣性能的檢測對電力系統(tǒng)的安全進行合理的分析和推測，保證電力系統(tǒng)安全的運行，如圖1所示。高壓電氣試驗的主要內(nèi)容包括：介質(zhì)損耗及電容試驗、電流泄漏試驗、開關(guān)檢驗、吸收比和極化指數(shù)試驗等。目前，高壓電氣試驗已經(jīng)由傳統(tǒng)的試驗技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)橐孕盘柼幚頌榛臼侄危嬎銠C處理為核心的試驗技術(shù)，逐步向信息化、智能化、高效化等方向發(fā)展。高壓電氣試驗是基于在電場作用下電介質(zhì)有能量損耗的原理，通過對能量損耗的檢測來實現(xiàn)對設(shè)備或者系統(tǒng)絕緣性的判定。

2、電力系統(tǒng)中高壓電氣試驗存在的問題

2.1 電壓的問題

對于高壓電氣試驗的電壓問題，一般會存在以下幾種情況： 在一定程度上，電壓會對介質(zhì)產(chǎn)生相關(guān)影響，使其遭受損耗，在電壓越高的情況下，介質(zhì)的損耗值可能會變得越小;而在電壓越低的情況下，介質(zhì)的損耗值可能會變得越大。當(dāng)高壓電氣在實際試驗過程中，試驗人員如果對電容器的測量結(jié)果不是很清楚，沒有對試驗中將會發(fā)生的問題做好事先準(zhǔn)備，那么，電壓的實際情況很容易出現(xiàn)異常狀況，最終造成介質(zhì)的損耗值上升。同時，介質(zhì)的損耗也很容易使得電容中電壓的狀況出現(xiàn)不良狀況，最終造成電阻增大，從而發(fā)生電暈電流或者漏電現(xiàn)象，此類現(xiàn)象通常在高電壓大電容設(shè)備更容易出現(xiàn)，比如500kV設(shè)備高壓試驗中常常遇到此類問題。

2.2 接地的問題

接地不良被稱為發(fā)生頻率最高的故障之一，尤其是出現(xiàn)在高壓電氣被試設(shè)備之間。一旦出現(xiàn)接地不良時就會嚴重損耗介質(zhì)設(shè)備，因為，電氣設(shè)備的接地開關(guān)或者接觸不好，就可以看作是一個等量的電阻串聯(lián)在了電容器上。這種情況常發(fā)生在電容性的設(shè)備上，如：電壓互感器或耦合電容器等。為了避免這一問題的出現(xiàn)，變電所里的電壓互感器都直接連接著線路。如：電容量為C，電容器的介質(zhì)損耗因數(shù)為tgδ，等值串聯(lián)電阻為R，那么關(guān)系式為：tgδ=ωCR。但是當(dāng)出現(xiàn)設(shè)備接地不良時，電容器的損耗與電容量的大小成正比，當(dāng)電容量足夠大時，被試設(shè)備介質(zhì)損耗會出現(xiàn)嚴重超標(biāo)。使用TV和TA時，高壓設(shè)備的二次回路也會經(jīng)常出現(xiàn)接地不良的現(xiàn)象。TV和TA是測試高電壓運行的必要手段，通常來說，電磁感應(yīng)定律是TV和TA在交互過程中必須遵循的，但事實上，TV和TA的二次繞組經(jīng)常會出現(xiàn)一些故障，如接地故障。故障一旦出現(xiàn)就會影響TV和TA的一次繞組和二次繞組與地面兩者之間的電容分布規(guī)律，會產(chǎn)生額外的雜亂電流，這樣的實驗結(jié)果顯然是錯誤的。

2.3? 引線的問題

引線是高壓電氣設(shè)備中很重要的一個組成部分，它的接觸是否良好直接關(guān)乎電氣設(shè)備是否能夠正常工作。在對高電壓變電所的檢修試驗中出現(xiàn)了下面的情況：在試驗進行的整個過程中一臺220kV主變中性點避雷器的引線被斷開，但是引線的結(jié)頭并未被取下，仍然保存在避雷器上面;試驗的結(jié)果是在75%的直流參考電壓下的漏電流達到了80uA，而將殘留在避雷器上的引線拆除后仍采用75%的直流參考電壓，這時測到的漏電流小于20uA。因此，在高壓電氣試驗過程中引線產(chǎn)生的問題是非常巨大的，所以，在以后進行高壓電氣試驗的整個過程中一定要先將分布在高壓部分的引線全部拆除掉。

3、加強電力系統(tǒng)中高壓電氣試驗的策略

3.1 掌握電壓的變化

試驗人員應(yīng)該重視電壓對直流電阻測量的影響作用。當(dāng)雙臂電橋電壓較低時，電壓不能夠擊穿氧化膜，此時電阻會比較大;當(dāng)雙臂電橋電壓較高時，電壓則會擊穿氧化膜，電阻變得越來越小。此外，試驗人員還應(yīng)該重視電壓對介質(zhì)的損耗測量產(chǎn)生的差異，當(dāng)試驗電壓增大時，氧化層則會逐漸被熔化，接觸電阻也變得很小，降低了介質(zhì)的損耗;當(dāng)試驗電壓低時，氧氣層則基本無損壞，接觸電阻會增大，使介質(zhì)損耗增加。所以，試驗人員一定要認真對待試驗工作，避免人為因素造成試驗損失和事故的發(fā)生。

3.2 保障接地質(zhì)量

試驗人員應(yīng)該充分認識到高壓電氣試驗設(shè)備和被試驗設(shè)備中的接地設(shè)備問題，掌握高壓TV及TA的二次繞組情況，特別是接地端子接地情況。試驗人員為保證測量的準(zhǔn)確性和可靠性，應(yīng)嚴格處理好接地設(shè)備中某些端子的接地工作。在進行交流耐壓試驗時，試驗人員應(yīng)該認真測量設(shè)備的電流，通過對電流的強弱變化測量，有助于試驗人員判斷電壓運行狀態(tài)是否穩(wěn)定和正常。除此之外，當(dāng)試驗人員無法保證設(shè)備自身接地的安全時，應(yīng)該人為地加裝接地線，試驗后予以拆除。

3.3 對引線進行合理處理

首先，在試驗過程中要注意把所有的處于高壓電氣部位的引線全部拆除，防止出現(xiàn)漏電現(xiàn)象;其次，應(yīng)對高壓TV和TA的二次繞組高度重視，通過測量的準(zhǔn)確度和安全度來確認其中的某一個端子的接地情況良好，以此解決高壓電氣試驗設(shè)備或被試設(shè)備的接地不良問題;第三，在對試驗品的交流耐壓進行試驗時，要準(zhǔn)確測量電容電流強度，通過電流的大小來判斷高壓電氣試驗電壓運行是否正常，

4.2加強對電壓的控制

在對電壓進行控制的過程中，為了保證試驗的正常進行相關(guān)人員要做到以下幾個方面：首先，對電容性設(shè)備的介質(zhì)損耗情況進行測量，分析電壓對介質(zhì)的影響情況，尤其是在低電壓的情況時更要加強對阻值的控制工作，保證氧化層的實際氧化質(zhì)量，增強電阻的效果。另外要對吸收比進行測量，通過吸收比 （ 是電阻在60s時的阻值， 是電阻在30s時的阻值）來分析阻值的狀況;其次，要根據(jù)直流電流對電壓的影響對電路進行相應(yīng)的調(diào)整，例如在設(shè)計雙臂電橋時要根據(jù)電流和氧化膜之間的關(guān)系確定好電流閾值，防止氧化膜出現(xiàn)穿孔的現(xiàn)象，控制阻值，保證電壓的穩(wěn)定;最后，對試驗后的電壓數(shù)據(jù)一定要進行檢驗，對比檢驗結(jié)果和實際結(jié)果之間的差異對電壓的控制效果進行評估，如果不足的話再采取其他改進措施。

3.4 對設(shè)備的管理軟件進行改進

由于計算機和控制技術(shù)的迅速發(fā)展，針對電氣試驗的缺陷，這里可以在常規(guī)電氣試驗設(shè)備基礎(chǔ)上開發(fā)一款高壓電氣設(shè)備的管理軟件，并設(shè)計好傳統(tǒng)電氣設(shè)備和計算機相連的通信接口，方便它們之間的通信。該系統(tǒng)完成的主要功能是在試驗時工作人員根據(jù)系統(tǒng)提示進行操作，在試驗的過程中將相關(guān)數(shù)據(jù)實時的錄入到計算機中進行處理。系統(tǒng)的子程序主要有：數(shù)據(jù)采集程序、數(shù)據(jù)錄入程序、數(shù)據(jù)存儲和管理程序、數(shù)據(jù)處理程序、測試報告顯示程序、測試報告打印程序。另外，系統(tǒng)還為每個變電所建立一個數(shù)據(jù)庫，同類型的電氣設(shè)備占用庫中的一個記錄，一個試驗測試項目占用記錄中的若干字段。在對常規(guī)的電氣設(shè)備進行高壓電氣測試試驗后，測試的數(shù)據(jù)通過手動錄入的方式發(fā)送到計算機中，計算機按照既定的程序?qū)︿浫氲臄?shù)據(jù)進行儲存、換算、處理、分析和比較。管理程序可以將新得到的數(shù)據(jù)與該設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)進行對比，也可以對同類設(shè)備或者不同相別的試驗結(jié)果進行比較，根據(jù)變化規(guī)律和變化趨勢經(jīng)過全面分析后對設(shè)備是否合格進行判斷，供試驗人員和使用人員參考。為了積累資料，跟蹤檢測電氣設(shè)備的性能，每次試驗的結(jié)果都要保存并建檔管理，便于管理人員隨時調(diào)用和查閱。

4、結(jié)束語

綜上所述，高壓電氣試驗是保障電力系統(tǒng)運行安全的一種重要手段，對電力系統(tǒng)的運行質(zhì)量與運行可靠性起著重要的作用。但在具體的高壓電氣試驗中，由于其試驗環(huán)境較為復(fù)雜，難免會在試驗時引發(fā)安全事故，給試驗人員的人身安全以及電氣設(shè)備運行安全造成威脅，所以還需在試驗中采取有效措施對試驗安全性加以保障。本文認為，負責(zé)高壓電氣試驗的參試人員只有不斷加強對電氣試驗知識的熟悉，努力提高電氣試驗技術(shù)水平，克服試驗中所出現(xiàn)的各種主觀性難題，才能切實保障高壓電氣試驗的安全，保證電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。

參考文獻

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