高壓電氣試驗(yàn)技術(shù)中存在的問(wèn)題與改進(jìn)

劉 靖

（貴州鴨溪發(fā)電有限公司，貴州遵義 563108）

0 引言

高壓電氣試驗(yàn)采用多種檢測(cè)技術(shù)與分析方法進(jìn)行電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備安全性、抗干擾能力與絕緣性能的綜合評(píng)估，為電網(wǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)與檢修工作提供有價(jià)值信息。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題，尋求改進(jìn)方案與措施，能夠有效優(yōu)化電氣參數(shù)，提高試驗(yàn)結(jié)果精度，更好地提升電力系統(tǒng)運(yùn)行效能。

1 高壓電氣試驗(yàn)常用技術(shù)方法與存在問(wèn)題分析

1.1 高壓電氣試驗(yàn)技術(shù)

1.1.1 試驗(yàn)設(shè)備

目前，國(guó)內(nèi)部分電力企業(yè)采用高壓程控電氣試驗(yàn)車(chē)開(kāi)展電氣試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)備由前端測(cè)試單元、數(shù)據(jù)通道、控制單元等模塊組成。檢測(cè)時(shí)需將被測(cè)電氣設(shè)備移動(dòng)至變電站，利用電纜連接試驗(yàn)測(cè)試設(shè)備，基于預(yù)設(shè)流程與相關(guān)試驗(yàn)操作即可自動(dòng)完成檢測(cè)與處理、生成試驗(yàn)記錄，具有易操作、自動(dòng)化水平高等特點(diǎn)。由于試驗(yàn)設(shè)備造價(jià)較高，導(dǎo)致該設(shè)備尚未在國(guó)內(nèi)電力企業(yè)中得到大范圍推廣，多數(shù)企業(yè)仍依賴傳統(tǒng)高壓電氣試驗(yàn)設(shè)備，相應(yīng)對(duì)于試驗(yàn)技術(shù)方法與人工操作水平提出了更高要求。

1.1.2 試驗(yàn)方法

（1）直流耐壓測(cè)試法。依靠2 名工作人員配合操作，分別負(fù)責(zé)接線與檢查，并且在試驗(yàn)開(kāi)始前完成接線處理。

（2）直流電阻試驗(yàn)法。適用于針對(duì)分接開(kāi)關(guān)、線圈引線等質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè)。試驗(yàn)時(shí)需將直流電阻與引線進(jìn)行連接，并針對(duì)分接開(kāi)關(guān)上的線圈進(jìn)行檢測(cè)，獲取到具體電阻值，實(shí)現(xiàn)對(duì)分接開(kāi)關(guān)載流部位工作狀態(tài)的檢測(cè)。

（3）介損試驗(yàn)。通常用于測(cè)試電力設(shè)備的絕緣狀態(tài)，需依據(jù)不同電力設(shè)備型號(hào)、負(fù)荷等條件進(jìn)行接線的選取。將測(cè)試芯線分別與被測(cè)設(shè)備的高壓端口、高壓屏蔽線與低壓信號(hào)端口進(jìn)行連接，判斷其絕緣性能[1]。

（4）變比試驗(yàn)。適用于針對(duì)變壓器的變壓比進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)試時(shí)需分別測(cè)量分接開(kāi)關(guān)與線圈匝數(shù)比，用于評(píng)價(jià)分接開(kāi)關(guān)接線是否連接正確，判斷電壓是否在規(guī)定范圍內(nèi)變化，以此全面評(píng)估變壓器運(yùn)行狀態(tài)。

1.2 高壓電氣試驗(yàn)技術(shù)存在的主要問(wèn)題

1.2.1 高壓電氣設(shè)備與引線接地

在開(kāi)展高壓電氣試驗(yàn)過(guò)程中，倘若設(shè)備操作不當(dāng)易造成電力損耗。為此，需注重針對(duì)電容設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)檢測(cè)，由于設(shè)備中的高壓線路CVT 往往直接接通，若技術(shù)人員未能做好設(shè)備頂端的接地處理，將導(dǎo)致設(shè)備與電阻形成串聯(lián)關(guān)系。當(dāng)電容器電容量增大時(shí)，也將致使其介質(zhì)損耗隨之增大，造成被測(cè)設(shè)備介質(zhì)嚴(yán)重?fù)p耗。同時(shí)，由于高壓電氣設(shè)備使用時(shí)涉及到TA/TV 的應(yīng)用，TA/TV 基于電磁感應(yīng)定律與一定的比例關(guān)系決定其繞組方式。應(yīng)確保高壓TA/TV 的二次繞組中至少有一個(gè)端子實(shí)現(xiàn)可靠接地。但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中TA/TV回路在使用相應(yīng)的二次繞組方式時(shí)也對(duì)應(yīng)不同的電阻，若未能做好二次繞組的接地處理，將產(chǎn)生額外的散電流，對(duì)設(shè)備造成干擾，增大測(cè)量結(jié)果的誤差[2]。

1.2.2 濾波器接地開(kāi)關(guān)未閉合

在高壓電氣試驗(yàn)操作過(guò)程中，通常選取將耦合電容器頂端進(jìn)行接地處理。在考慮到介質(zhì)損耗的條件下，需采用反接方法起到屏蔽作用，因此需將被測(cè)設(shè)備的端子接在耦合電容器下部。然而在實(shí)際操作過(guò)程中，由于不同測(cè)量?jī)x器在接地設(shè)備開(kāi)啟的狀態(tài)下其測(cè)量結(jié)果存在一定差異，對(duì)此需將耦合電容器的濾波器開(kāi)關(guān)進(jìn)行閉合，再重新進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量，保障獲取到試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性，防止增大試驗(yàn)結(jié)果的誤差。

1.2.3 絕緣預(yù)防性試驗(yàn)缺陷

絕緣預(yù)防性試驗(yàn)主要用于測(cè)試發(fā)電機(jī)、變壓器等電氣設(shè)備是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)，能否發(fā)揮其使用功能。然而在開(kāi)展絕緣預(yù)防性試驗(yàn)過(guò)程中，常在直流耐壓、介質(zhì)損耗、局部放電、絕緣電壓等測(cè)試環(huán)節(jié)出現(xiàn)干擾因素。例如，在開(kāi)展交流耐壓試驗(yàn)前未能完成介質(zhì)損耗、絕緣電阻等電氣參數(shù)的測(cè)試，在開(kāi)展泄漏電流試驗(yàn)時(shí)未能及時(shí)加入直流高壓，在開(kāi)展介質(zhì)損耗試驗(yàn)時(shí)未能考慮到大氣相對(duì)濕度等參數(shù)，由此影響絕緣預(yù)防性試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，并且易埋下安全隱患。

1.2.4 其他常見(jiàn)技術(shù)性問(wèn)題

（1）避雷器問(wèn)題。部分工作人員測(cè)試避雷器時(shí)未能將引線全部拆除，導(dǎo)致與高壓直流發(fā)生器的屏蔽線產(chǎn)生直接連接，由此生成泄漏電流，影響試驗(yàn)精度。例如，在某次避雷器試驗(yàn)環(huán)節(jié)，工作人員僅將500 kV 主變中性點(diǎn)避雷器的引線斷開(kāi)，引線仍留在避雷器上，導(dǎo)致設(shè)備泄漏電流約70～80 μA，引發(fā)故障。

（2）絕緣帶問(wèn)題。通常工作人員開(kāi)展高壓電氣試驗(yàn)時(shí)，需針對(duì)斷口電容器進(jìn)行測(cè)試，獲取到具體的介質(zhì)損耗因數(shù)。但實(shí)際測(cè)試時(shí)，若未能將固定引線的絕緣帶去掉，將導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生局部放電，增大介質(zhì)損耗，影響試驗(yàn)精度。

2 高壓電氣試驗(yàn)技術(shù)改進(jìn)的具體措施

2.1 細(xì)化技術(shù)問(wèn)題改進(jìn)思路

2.1.1 落實(shí)試驗(yàn)前期準(zhǔn)備

為解決高壓電氣設(shè)備與引線的接地問(wèn)題，需落實(shí)試驗(yàn)開(kāi)始前的準(zhǔn)備處理，合理調(diào)節(jié)電氣啟動(dòng)試驗(yàn)時(shí)間，做好連接引線的處理。在試驗(yàn)開(kāi)始前，要求檢測(cè)人員做好被測(cè)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境或測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)的勘察工作，綜合排查影響試驗(yàn)效果的不確定性因素與安全隱患，做好電氣設(shè)備、線路連接情況的調(diào)查。同時(shí)，需重點(diǎn)關(guān)注引線、絕緣帶等關(guān)鍵部件，確保避雷器的引線全部斷開(kāi)、絕緣帶完整拆除，避免增大介質(zhì)損耗，保障高壓電氣試驗(yàn)結(jié)果的有效性，保護(hù)電氣設(shè)備使用性能。此外，還應(yīng)適當(dāng)縮短電氣啟動(dòng)試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)，嚴(yán)格遵循短路、空載、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、零啟升壓與核相、帶負(fù)載的順序，開(kāi)展電氣啟動(dòng)試驗(yàn)，有效節(jié)約試驗(yàn)成本，提高檢測(cè)效率。

2.1.2 做好設(shè)備接地管理

針對(duì)接地問(wèn)題進(jìn)行處理，需針對(duì)高壓TV/AV 的二次繞組進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，確保其中至少有一個(gè)端子實(shí)現(xiàn)良好接地。開(kāi)展交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，需針對(duì)電容電流強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)合測(cè)試電流的數(shù)值判斷電壓運(yùn)行狀態(tài)。若試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)接地開(kāi)關(guān)接觸不良，可選取接地線掛接在被測(cè)電氣設(shè)備上，保障線路與被測(cè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)良好接觸。針對(duì)避雷器試驗(yàn)中的引線問(wèn)題，需確保在試驗(yàn)前將避雷器上連接的引線進(jìn)行徹底拆除，并加強(qiáng)對(duì)引線拆解操作規(guī)范的管控，防止拆除引線過(guò)程中因操作不當(dāng)產(chǎn)生泄漏電流，降低試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果的誤差。

2.1.3 掌握試驗(yàn)操作細(xì)節(jié)

在開(kāi)展絕緣預(yù)防性試驗(yàn)過(guò)程中，檢測(cè)人員需注重把握以下操作細(xì)節(jié)：

（1）試驗(yàn)環(huán)境條件的控制，需結(jié)合試驗(yàn)測(cè)試要求進(jìn)行大氣相對(duì)濕度指標(biāo)的調(diào)控，避免影響介質(zhì)損耗因數(shù)的測(cè)量結(jié)果。

（2）開(kāi)展泄漏電流測(cè)試時(shí)，需適時(shí)接入直流高壓，選取工作電壓較高的設(shè)備，保障測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性，并利用測(cè)試結(jié)果為直流耐壓試驗(yàn)提供參考。

（3）開(kāi)展絕緣電阻吸收試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)在測(cè)試前預(yù)先加壓1 min，防止因設(shè)備受潮，影響試驗(yàn)操作的安全性。

（4）開(kāi)展色譜測(cè)試時(shí)，要求測(cè)試人員注意觀察電氣設(shè)備是否出現(xiàn)局部發(fā)熱。

（5）絕緣電壓分布測(cè)試環(huán)節(jié)，應(yīng)做好絕緣子表面的清理工作，避免影響絕緣性能。

（6）進(jìn)行局部放電測(cè)試時(shí)，應(yīng)排除其中存在的間隙或氣泡[3]。此外，檢測(cè)人員還應(yīng)密切觀察被測(cè)電氣設(shè)備是否存在老化、受潮等問(wèn)題。運(yùn)用多項(xiàng)絕緣預(yù)防性試驗(yàn)測(cè)試方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備損耗狀況的綜合評(píng)價(jià)，保障及時(shí)排查出電氣設(shè)備存在的安全隱患，采取有效維修處理措施予以解決，確保電氣設(shè)備可靠運(yùn)行。

2.1.4 優(yōu)化配套解決措施

高壓電氣試驗(yàn)結(jié)果能夠?yàn)殡姀S設(shè)備的檢修維護(hù)工作提供參考價(jià)值，因此需將試驗(yàn)操作納入到標(biāo)準(zhǔn)化管理規(guī)程中，注重在試驗(yàn)開(kāi)始前做好電氣設(shè)備的檢查，落實(shí)具體的安全技術(shù)措施、工作制度與責(zé)任分工，整合以往檢測(cè)與維修信息，進(jìn)行設(shè)備危險(xiǎn)點(diǎn)的合理預(yù)判，配合引入先進(jìn)的試驗(yàn)技術(shù)和設(shè)備儀器，保障試驗(yàn)結(jié)果精度。具體來(lái)說(shuō)，首先應(yīng)從前期檢查環(huán)節(jié)入手，結(jié)合不同高壓電氣設(shè)備類(lèi)型采用相應(yīng)檢查措施，安排至少2 名工作人員進(jìn)行配合操作，防止在連接、操作等方面出現(xiàn)紕漏，引入工作票、試驗(yàn)許可等制度，實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)過(guò)程有效監(jiān)督。

2.2 引入新型試驗(yàn)技術(shù)方法

在現(xiàn)有高壓電氣試驗(yàn)技術(shù)基礎(chǔ)上，應(yīng)引入新型試驗(yàn)技術(shù)、測(cè)試裝置用于強(qiáng)化對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的保障。例如，當(dāng)前變電站在開(kāi)展高壓電氣試驗(yàn)時(shí)，常運(yùn)用以下4 種技術(shù)方法：

（1）紅外線點(diǎn)溫計(jì)。利用手持紅外線測(cè)量?jī)x器進(jìn)行高壓電氣檢測(cè)，可在較短時(shí)間內(nèi)迅速定位故障點(diǎn)、查明發(fā)熱源，大幅提升電氣設(shè)備檢測(cè)效率。

（2）紅外線熱像儀。該測(cè)量?jī)x器用于針對(duì)處于運(yùn)行狀態(tài)或停止工作狀態(tài)下的電氣設(shè)備的熱像分析，常被應(yīng)用在發(fā)電機(jī)等電氣設(shè)備的檢測(cè)。

（3）超聲波流量探測(cè)儀。該設(shè)備可用于統(tǒng)計(jì)斷路器中冷卻水流量，針對(duì)發(fā)電機(jī)電子線棒流量進(jìn)行檢測(cè)，可獲取到較為精確的檢測(cè)結(jié)果。

（4）引入專家系統(tǒng)進(jìn)行電氣設(shè)備在線分析。適用于針對(duì)發(fā)電機(jī)的電力參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)與綜合分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)與使用性能的評(píng)價(jià)。

2.3 完善電氣試驗(yàn)方案編制

傳統(tǒng)高壓電氣試驗(yàn)設(shè)備缺乏良好的自動(dòng)化程度，為實(shí)際檢測(cè)工作帶來(lái)不便，仍需依賴人工檢測(cè)進(jìn)行配合。針對(duì)此問(wèn)題，可引入計(jì)算機(jī)技術(shù)與相應(yīng)軟件系統(tǒng)，利用集成數(shù)據(jù)錄入、分析、存儲(chǔ)、測(cè)試報(bào)告等單元模塊的軟件系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓電氣試驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程的自動(dòng)化控制，檢測(cè)人員僅需根據(jù)系統(tǒng)提示，點(diǎn)擊相應(yīng)操作按鈕，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)分析與存儲(chǔ)。同時(shí)，結(jié)合變電站實(shí)際情況，建立測(cè)定數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，由數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)將本次測(cè)試結(jié)果入庫(kù)存儲(chǔ)，并與以往試驗(yàn)結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)值進(jìn)行比對(duì)。經(jīng)綜合分析與篩選后生成最終測(cè)試數(shù)據(jù)，為測(cè)試及檢修人員作業(yè)提供參考信息。在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)注重加強(qiáng)技術(shù)人員的培訓(xùn)管理，引導(dǎo)技術(shù)人員樹(shù)立嚴(yán)格的安全操作意識(shí)，落實(shí)個(gè)人安全防護(hù)工作。安排專人負(fù)責(zé)試驗(yàn)結(jié)束后的接地線拆除、放電處理等工作，有效排除試驗(yàn)過(guò)程中存在的安全隱患，避免增加電氣設(shè)備損耗，提升高壓電氣試驗(yàn)水平，更好保障電氣設(shè)備使用性能。

3 結(jié)語(yǔ)

高壓電氣試驗(yàn)在調(diào)節(jié)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、提升設(shè)備檢修水平、完善電力服務(wù)功能等方面具有顯著的應(yīng)用價(jià)值。在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)注重把握好設(shè)備配置、接地、絕緣等環(huán)節(jié)的檢測(cè)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)試驗(yàn)流程、操作細(xì)節(jié)、技術(shù)方法與試驗(yàn)設(shè)備等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提升電氣試驗(yàn)質(zhì)量，為電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行提供技術(shù)支持。