水電站電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)

郭海濤

（新疆維吾爾自治區(qū)烏魯瓦提水利樞紐管理局，新疆 和田848000）

1 水電站電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)的意義

1）有助于提升水電站管理水平。針對(duì)電氣設(shè)備實(shí)施預(yù)防性試驗(yàn)，能夠?qū)ζ涓黜?xiàng)性能指標(biāo)展開(kāi)檢查，對(duì)內(nèi)部各項(xiàng)設(shè)備實(shí)行分類(lèi)管理，并依據(jù)設(shè)備的性能指標(biāo)，將其實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況分別定義為合格、不合格、報(bào)廢，為維修人員提供參考，大大提升水電站的管理水平和運(yùn)行效率。

2）有助于確保設(shè)備安全運(yùn)行。加強(qiáng)對(duì)電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)不僅滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展需求，還能夠及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)個(gè)別使用時(shí)間較長(zhǎng)的設(shè)備存在的顯性和隱形問(wèn)題，讓維修人員在第一時(shí)間對(duì)其進(jìn)行合理的處理，大大降低安全隱患風(fēng)險(xiǎn)，減少不必要的人力和物力耗損，推進(jìn)設(shè)備安全運(yùn)行管理。

3）有助于滿(mǎn)足企業(yè)安全生產(chǎn)。安全生產(chǎn)作為任何企業(yè)單位的首要運(yùn)行要求，加強(qiáng)預(yù)防性試驗(yàn)，意味著保證了能源的安全生產(chǎn)，進(jìn)一步推動(dòng)了水電站的現(xiàn)代化管理，也能帶來(lái)更多的社會(huì)效益。

2 電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)分類(lèi)

電氣設(shè)備有獨(dú)立的絕緣結(jié)構(gòu)，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)受到內(nèi)外部的過(guò)電壓作用。一方面，在運(yùn)行過(guò)程中，可能會(huì)因?yàn)檫^(guò)電壓造成絕緣結(jié)構(gòu)出現(xiàn)缺陷和故障，形成潛在的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)；另一方面，絕緣結(jié)構(gòu)自身也會(huì)發(fā)熱和老化，影響到設(shè)備的正常運(yùn)行。

2.1 依據(jù)被試絕緣的危險(xiǎn)性分類(lèi)

1）非破壞性試驗(yàn)。也叫絕緣特性試驗(yàn)，其主要是在較低的電壓下進(jìn)行，實(shí)際上并不會(huì)對(duì)電氣設(shè)備造成損害。工作人員要把握其變化規(guī)律，準(zhǔn)確找到設(shè)備中可能存在的故障，根據(jù)絕緣介質(zhì)中產(chǎn)生的不同物理過(guò)程，依據(jù)設(shè)備的出廠參數(shù)對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。

2）破壞性試驗(yàn)。也叫耐壓試驗(yàn)，其主要是在高于工作電壓下進(jìn)行的，該方法能夠直接檢測(cè)出電氣設(shè)備的絕緣耐壓能力。破壞性試驗(yàn)會(huì)對(duì)絕緣造成損害，降低其絕緣水平，甚至對(duì)個(gè)別部件造成永久性損害。

2.2 依據(jù)試驗(yàn)方式分類(lèi)

1）離線試驗(yàn)。主要指將電源停掉之后，從系統(tǒng)中解列出來(lái)所進(jìn)行的試驗(yàn)。

2）在線監(jiān)測(cè)。就是在不停電的狀態(tài)下，對(duì)電氣設(shè)備的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，具有一定的自動(dòng)性，是收集特征量的主要手段之一。

2.3 依據(jù)測(cè)量信息分類(lèi)

1）電氣法。主要指測(cè)量各種電的相關(guān)數(shù)據(jù)。

2）非電氣法。主要指測(cè)量各種非電氣數(shù)據(jù)的方法[1]。

3 電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目

3.1 絕緣電阻與吸收比試驗(yàn)

采用該項(xiàng)試驗(yàn)?zāi)軌驕?zhǔn)確地檢測(cè)出絕緣結(jié)構(gòu)是不是出現(xiàn)受潮等層面的問(wèn)題，這也是預(yù)防性試驗(yàn)中最常見(jiàn)的一種檢測(cè)項(xiàng)目。目前，絕緣電阻表的類(lèi)型有手搖式、晶體管式、數(shù)字式等。下面以手搖式絕緣電阻表為例，進(jìn)行探討。

1）試驗(yàn)步驟。首先在實(shí)驗(yàn)之前需要選擇合適電壓等級(jí)的兆歐表，將電阻表放置在一個(gè)水平位置，L端子與E端子開(kāi)路，工作人員以120r/min轉(zhuǎn)速搖動(dòng)手把，以此來(lái)檢測(cè)電阻表是否正常，然后在停電的狀態(tài)下進(jìn)行接線，將各個(gè)線路歸位之后，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)電阻表把手，待其達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后分別讀取15s和60s的電阻值，一一記錄相關(guān)數(shù)據(jù)[2]。

2）注意事項(xiàng)。大電容量的被試品在測(cè)量結(jié)束之前，必須要將電阻表從測(cè)量回路斷開(kāi)，以免損壞電阻表。如果一開(kāi)始絕緣電阻指示很小，在搖測(cè)的時(shí)候必須要經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間才能得出準(zhǔn)確結(jié)果。如果測(cè)量絕緣電阻過(guò)低，應(yīng)將設(shè)備分別展開(kāi)試驗(yàn)。

3.2 直流漏電試驗(yàn)及直流耐壓試驗(yàn)

1）直流漏電試驗(yàn)。直流漏電試驗(yàn)主要是加上直流電壓，直接測(cè)試泄露電流，是電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)的常規(guī)項(xiàng)目之一。在具體操作過(guò)程中，首先工作人員要按要求接線，檢查接線、儀器以及操作部分外殼是否接地，在反復(fù)確認(rèn)之后才能夠升壓。其次，試驗(yàn)電壓可以根據(jù)具體情況調(diào)節(jié)，在計(jì)算絕緣電阻值時(shí)，可以采取換算法，換算的對(duì)象是泄漏的實(shí)際電流值。而依據(jù)i=f（u）或i=f（t）的關(guān)系曲線，通過(guò)對(duì)吸收比的測(cè)量，同樣能夠判斷絕緣缺陷。

2）直流耐壓試驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)主要是對(duì)絕緣體施加較高的電壓，在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，觀察絕緣體是否出現(xiàn)異常情況，如被擊穿、閃絡(luò)等等。一般來(lái)說(shuō)，交流耐壓試驗(yàn)并不能準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備局部存在的問(wèn)題，而直流耐壓試驗(yàn)具備較高的靈敏度，所以能夠發(fā)現(xiàn)定子繞組端部絕緣存在的缺陷。值得注意的是，升壓過(guò)程應(yīng)當(dāng)勻速進(jìn)行，不能在短時(shí)間內(nèi)快速升壓。如果出現(xiàn)擊穿、閃絡(luò)等異?，F(xiàn)象，應(yīng)馬上降壓，斷開(kāi)電源。在測(cè)試完成之后，用電阻桿充分放電，才能夠更改接線。

3.3 介質(zhì)損耗角正切值試驗(yàn)

由于電介質(zhì)的產(chǎn)生會(huì)損耗一定的能量，所以將這部分的損耗稱(chēng)之為介質(zhì)損耗。運(yùn)用tanδ來(lái)表示其實(shí)際參數(shù)，也能夠根據(jù)該數(shù)值的大小來(lái)判斷絕緣體優(yōu)劣。測(cè)量介質(zhì)損耗因數(shù)能夠分析出設(shè)備是否受潮、老化，靈敏度較高。通常情況下，介質(zhì)損耗的測(cè)量方式包含了平衡橋法、相敏電路法等等，并且在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中，可能會(huì)受到溫度、試驗(yàn)電壓、電容量等因素的影響[3]。

3.4 交流耐壓試驗(yàn)

在電氣設(shè)備的檢測(cè)中，交流耐壓試驗(yàn)?zāi)壳皩儆谧钣行У臏y(cè)驗(yàn)方式，在實(shí)際的操作過(guò)程中，工作人員應(yīng)當(dāng)注意如下幾點(diǎn)：

1）了解被測(cè)驗(yàn)產(chǎn)品的試驗(yàn)電壓以及其他試驗(yàn)項(xiàng)目和結(jié)果。

2）積極做好相應(yīng)的安全防護(hù)工作，采取合理的應(yīng)急措施，注意將個(gè)別部分可靠接地。

3）升壓過(guò)程應(yīng)當(dāng)勻速進(jìn)行，緩慢下降，嚴(yán)禁在不降電壓的情況下先斷開(kāi)電源。

4）如果在試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)冒煙、異響，應(yīng)當(dāng)立即降壓，待電壓完全降下之后立即斷開(kāi)電源。

5）在高壓側(cè)掛上接地線后再查明原因。

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，工作人員可以在必要的時(shí)候?qū)⒔涣髂蛪涸囼?yàn)和直流耐壓試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行，以此來(lái)獲得更為準(zhǔn)確的電氣設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀況。

3.5 局部放電檢測(cè)

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，人們意識(shí)到局部放電是變壓器、互感器、電容器等設(shè)備會(huì)出現(xiàn)諸多故障的首要原因，所以，針對(duì)電氣設(shè)備的檢測(cè)局部放電測(cè)量得到更大范圍的應(yīng)用。依據(jù)電、光、熱、噪聲等放電現(xiàn)象來(lái)檢測(cè)局部放電，具體有兩種方法：電測(cè)法和非電測(cè)法。

1）電測(cè)法。主要是依據(jù)局部放電產(chǎn)生的各種電的信息來(lái)測(cè)量。在實(shí)際的放電過(guò)程中，由于被檢測(cè)設(shè)備的兩端都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較小的、瞬時(shí)電壓變化，而當(dāng)工作人員再次將其接入檢測(cè)回路的時(shí)候，就會(huì)有脈沖電流經(jīng)過(guò)，借助電子儀器測(cè)量脈沖電流，就能夠有效判斷出是否存在局部放電以及具體的放電強(qiáng)度。

2）非電測(cè)法。非電測(cè)法又包含超聲波法和氣相色譜法。其中超聲波法是指借助超聲波檢測(cè)技術(shù)，將電氣設(shè)備的放電位置和實(shí)際程度顯示出來(lái)。氣相色譜法是指利用絕緣油中析出的氣體，達(dá)到準(zhǔn)確識(shí)別故障的目的，但是氣相色譜法只適用于測(cè)量油量較少的設(shè)備。

3.6 紅外測(cè)溫

如果電氣設(shè)備處于穩(wěn)定安全的運(yùn)行狀態(tài)中，那么隨著時(shí)間的推移，其導(dǎo)體和絕緣介質(zhì)都會(huì)發(fā)熱升溫；如果電氣設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)短路，或是絕緣損壞等故障，便會(huì)造成異常升溫。所以，借助紅外測(cè)溫技術(shù)，能夠有效地將正常數(shù)值和現(xiàn)實(shí)比較，進(jìn)一步分析出電氣設(shè)備在各個(gè)狀態(tài)下的熱像及溫升，更好地分析出電氣設(shè)備內(nèi)部是否存在故障，故障類(lèi)型是什么。

當(dāng)前運(yùn)用紅外檢測(cè)的儀器包含了紅外測(cè)溫儀、紅外行掃描儀、紅外熱電視和紅外熱像儀。紅外熱像儀的性?xún)r(jià)比最高，它能夠準(zhǔn)確地診斷出電氣設(shè)備存在的問(wèn)題，并將相關(guān)部分的溫度轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光的圖象，還能夠進(jìn)一步對(duì)局部的溫度進(jìn)行精確顯示，是目前運(yùn)用最為廣泛有效的診斷儀器。近年來(lái)，便攜式的紅外測(cè)溫儀也得到使用，由于其體積小、攜帶方便，能夠?qū)\(yùn)行中各項(xiàng)設(shè)備的異常升溫及時(shí)發(fā)現(xiàn)，幫助維修人員第一時(shí)間消除隱患，有效降低水電站的經(jīng)濟(jì)損失。

4 電氣設(shè)備預(yù)防性實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析判斷

1）預(yù)防性試驗(yàn)結(jié)果對(duì)于電氣設(shè)備日后的穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的作用，依據(jù)目前推行的《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》，工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合的分析和判斷，具體可以按照如下步驟操作：①收集被檢測(cè)設(shè)備的出廠試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，將試驗(yàn)結(jié)果和其進(jìn)行對(duì)比，從中準(zhǔn)確地把握絕緣變化的規(guī)律，對(duì)其未來(lái)的變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。②可以將被檢測(cè)的設(shè)備和同類(lèi)型的設(shè)備試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，觀察是否存在異常。③和《規(guī)程》的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)做對(duì)比，判斷各項(xiàng)設(shè)備的數(shù)據(jù)是否超標(biāo)。④和歷年各個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)做對(duì)比[4]。

2）由于不同的試驗(yàn)環(huán)境和溫度等都會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成影響，所以工作人員應(yīng)當(dāng)有意識(shí)地排除溫度、濕度和臟污等因素，并結(jié)合不同設(shè)備的性能，選取不同的試驗(yàn)對(duì)照指標(biāo)，力求做出準(zhǔn)確判斷。

5 結(jié)語(yǔ)

電氣設(shè)備的正常運(yùn)行對(duì)水電站持續(xù)發(fā)展具有重要影響，預(yù)防性試驗(yàn)工作能夠有效地判定電氣設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性，依據(jù)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》中的各項(xiàng)條例，在實(shí)際的試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)選擇科學(xué)合理的試驗(yàn)方法，找出設(shè)備中存在的缺陷，并及時(shí)修正解決，以推動(dòng)設(shè)備的安全運(yùn)行。