GIS高壓電氣設(shè)備抗震性能試驗研究

韓浩

摘要：高壓電氣測試是一項非常復(fù)雜，非常危險和非常重要的任務(wù)，是確保電氣設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要措施之一。因此，及時檢測高壓電氣設(shè)備的性能和絕緣情況，及時發(fā)現(xiàn)并解決相關(guān)問題。本文討論了電氣設(shè)備的高壓試驗。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備;高壓試驗;重要措施

1前言

高壓電氣測試是一個復(fù)雜而重要的問題，對確保電網(wǎng)安全運(yùn)行具有重要意義。操作過程嚴(yán)格，嚴(yán)格遵守相應(yīng)的規(guī)定。相關(guān)人員應(yīng)不斷提高日常工作實踐中的專業(yè)素質(zhì)和技能，建立高度的安全意識，確保員工的安全，為電網(wǎng)的開發(fā)和穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造更好的環(huán)境。

2電氣設(shè)備高壓試驗的重要性

高壓測試的目的是依靠某些方法對電氣設(shè)備的絕緣性能進(jìn)行可靠性測試，依靠相關(guān)的測試設(shè)備，并使用模擬方法。為配電、供電和電力安全提供可靠而有力的數(shù)據(jù)。高壓檢測可以根據(jù)電壓值的變化來檢測電力系統(tǒng)中存在的任何故障和安全危險。因此，電力系統(tǒng)需要組織一批經(jīng)驗豐富，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓と硕ㄆ谶M(jìn)行高壓測試。對于發(fā)現(xiàn)的故障和隱患，可以采取相應(yīng)的維護(hù)和修理措施，以避免在額定電壓和過電壓的作用下電氣設(shè)備絕緣擊穿引起的電源故障。高壓測試是判斷電氣設(shè)備安全的重要手段。在電力系統(tǒng)中，高壓電氣設(shè)備是非常重要的設(shè)備，是電力安全生產(chǎn)、控制調(diào)節(jié)、傳輸變換的前提和有效保障，高壓電氣設(shè)備不同，其技術(shù)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)和性能也不同。高壓電氣設(shè)備的電氣試驗是對其主絕緣或參數(shù)能否滿足安全運(yùn)行的一個非常重要檢驗途徑。在高壓電氣設(shè)備投入生產(chǎn)之前，生產(chǎn)廠家一定要反復(fù)進(jìn)行必要的高壓電氣試驗，驗證高壓電氣設(shè)備的可靠性安全性和適用性，這是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要措施。

3電氣設(shè)備通用高壓試驗

高壓試驗有其獨(dú)特性，除了組織措施良好落實后，還要保證技術(shù)措施的落實。高壓試驗開始前，要嚴(yán)格檢查設(shè)備的接地情況，保證每個試驗設(shè)備接地狀態(tài)良好，在完成每一個試驗項目后，都要完成被試設(shè)備放電的放電作業(yè)，將電壓調(diào)零，既確保了試驗人員的人身安全，也為開展下一個高壓試驗做好了準(zhǔn)備。

（1）交流壓力試驗。交流耐壓試驗對絕緣試驗非常嚴(yán)格，可以有效地檢測出更危險的集中缺陷。確定電氣設(shè)備的絕緣強(qiáng)度是最直接的方法，也是確保設(shè)備絕緣水平，避免絕緣事故的重要手段。（2）直流耐壓試驗。直流耐壓測試具有非常高的電壓，并且對絕緣中發(fā)現(xiàn)的局部缺陷具有特殊影響，這可以與漏電流測試同時進(jìn)行。與交流耐壓試驗相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是試驗設(shè)備輕，絕緣損壞小，易于檢測設(shè)備的局部缺陷。（3）漏電流試驗。通常，DC兆歐表電壓小于2.5kV，遠(yuǎn)低于某些電氣設(shè)備未準(zhǔn)備好運(yùn)行的電壓。如果認(rèn)為兆歐表測量電壓太低，也可以通過增加直流高壓來測量電氣設(shè)備的漏電流。（4）介質(zhì)損耗因數(shù)。TG-Delta測試介電損耗因子Tg反映了絕緣損耗的特征參數(shù)，并且對局部缺陷而非局部缺陷非常敏感。電氣設(shè)備的絕緣是濕的、劣化的和小尺寸的。（5）絕緣電阻試驗。絕緣電阻測試是電氣設(shè)備絕緣測試中應(yīng)用最廣泛，最方便的工程。絕緣電阻值可有效反映總絕緣水分，污染和嚴(yán)重過熱的缺陷。最常用的絕緣電阻測試儀是絕緣電阻測試儀。（6）絕緣預(yù)防試驗。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗是確保設(shè)備安全運(yùn)行的重要措施之一。通過試驗，掌握了設(shè)備的絕緣狀況，發(fā)現(xiàn)了內(nèi)部絕緣的隱患，經(jīng)檢查和修理即可消除。必須更換嚴(yán)苛的條件以避免設(shè)備故障發(fā)生故障。運(yùn)行中的燃燒，例如停電或設(shè)備損壞，導(dǎo)致無法修復(fù)的損壞。

4 GIS套管抗震計算及真型試驗

為了估算特高壓瓷套管的抗震能力，利用ANSYS等軟件，通過建立模型、靜力分析、模態(tài)分析、地震加速度反應(yīng)譜分析等，最后得出估算結(jié)果。按照規(guī)定的9級烈度地震加速度，阻尼比取2%，并考慮風(fēng)載，內(nèi)壓等疊加的靜力載荷。計算并得出結(jié)果：特高壓GIS套管在9級烈度地震波作用下，其應(yīng)力小于材料的許用應(yīng)力，且有一定的安全裕度。

為進(jìn)一步驗證特高壓GIS的抗震性能，國網(wǎng)公司組織GIS廠家進(jìn)行了特高壓GIS套管抗9級烈度的地震真型試驗。根據(jù)要求套管需帶上蔽環(huán)，套管塔形筒和套管支架均與工程實際使用一致，套管內(nèi)部為1個大氣壓的空氣。套管出廠時進(jìn)行完備的出廠試驗，并確認(rèn)運(yùn)到試驗場地的狀態(tài)。

根據(jù)國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，采用推薦的白噪聲隨機(jī)波作為測試套管的動力特性激勵，利用人工合成地震波作為地震作用。由于豎向地震作用對單柱式電氣設(shè)備的影響較小，因此此次試驗不考慮豎向地震作用。同時，對于軸對稱設(shè)備而言，由于不會出現(xiàn)明顯的扭轉(zhuǎn)振型，一個水平方向上的地震輸入不會造成另一個水平方向上明顯的震動響應(yīng)，也就是說水平方向兩個方向的地震響應(yīng)基本上是相互獨(dú)立的?？紤]到兩個方向的地震輸入中加速度峰值的不同步，因此可以認(rèn)為單水平向地震與水平向地震作用效果相當(dāng)，只需要進(jìn)行單水平向地震試驗就能夠判斷設(shè)備的抗震能力。

套管抗震試驗流程：（1）輸入白噪聲，測定設(shè)備的自振頻率和阻尼比;（2）輸入人工波，進(jìn)行迭代，滿足反應(yīng)譜容差控制要求;（3）輸入白噪聲，檢測試品有無結(jié)構(gòu)性損傷;（4）輸入人工波，以9級烈度加速度進(jìn)行抗震試驗;（5）輸入白噪聲，檢測試品有無損傷。試驗過程中采用加速度計及鉑式電阻應(yīng)變片進(jìn)行數(shù)據(jù)采集以進(jìn)行分析。

通過對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：在輸入目標(biāo)峰值加速度的情況下，可測得瓷套管根部最大應(yīng)變值。根據(jù)反應(yīng)譜容差控制要求，依據(jù)瓷套的彈性模量，可求得調(diào)整后的應(yīng)力值。再組合風(fēng)壓載荷并考慮內(nèi)壓后的應(yīng)力值，與計算結(jié)果非常接近，且小于該瓷套管的容許應(yīng)力值。因此判定該特高壓GIS套管順利通過9級烈度的地震真型試驗，可滿足高烈度地區(qū)變電站需求。

進(jìn)行電氣設(shè)備高壓試驗，必須確立試驗監(jiān)護(hù)人對試驗的整個過程加以監(jiān)護(hù)，從而確保試驗過程中，操作人員能夠按照規(guī)定程序進(jìn)行。所以在電氣設(shè)備高壓試驗中，絕對不能沒有監(jiān)護(hù)人，即使是單人操作，也要確立試驗的監(jiān)護(hù)人。同時還要對試驗場地，特別是在公共場所進(jìn)行的高壓試驗，四周要做好防護(hù)欄和安全標(biāo)識牌，以保證過往人員不會誤入試驗場地，從而影響試驗結(jié)果會對試驗產(chǎn)生不利的影響，更是避免試驗發(fā)生危險時，會傷及無關(guān)人員，造成更大的損失。

在進(jìn)行電氣設(shè)備的高壓試驗中，必須做好接地系統(tǒng)。一旦電氣設(shè)備的接地設(shè)置沒有安裝好，在進(jìn)行放電試驗時，不僅會對試驗儀器在工作時的穩(wěn)定性造成影響，還極可能會對試驗人員造成無法彌補(bǔ)的傷害，更會損壞電氣設(shè)備，將給試驗造成巨大的損失。所以可靠的接地系統(tǒng)是電氣設(shè)備高壓試驗?zāi)軌虬踩?、穩(wěn)定和順利進(jìn)行的重要保障，必須對試驗中的接地系統(tǒng)加以重視，保證接地金屬同地線之間接觸良好，接地系統(tǒng)能夠正常發(fā)揮作用。

5結(jié)束語

簡而言之，電力變壓器的抗震測試是為了確保新電力技術(shù)的高效率和應(yīng)用。基本工作具有復(fù)雜、技術(shù)含量高的特點(diǎn)。因此，在抗震測試期間，必須仔細(xì)選擇抗震測試條件和電源變壓器的測試。方法。測試內(nèi)容，我們必須做全面的保護(hù)準(zhǔn)備工作，選擇高質(zhì)量的測試人員，我相信隨著這些綜合因素的共同努力，必須安全，平穩(wěn)地完成電源變壓器的抗震測試，以獲得最準(zhǔn)確的測試數(shù)據(jù)?？茖W(xué)地確定了電力轉(zhuǎn)換的綜合性能。

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（作者單位：國網(wǎng)山西省電力公司檢修公司）