變電站高壓電氣試驗(yàn)設(shè)備現(xiàn)狀及技術(shù)改進(jìn)分析

劉凱 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司揚(yáng)州市江都區(qū)供電分公司

高壓電氣試驗(yàn)是檢查變電站高壓電氣設(shè)備絕緣性、泄漏電流以及交流耐壓性能的主要方法，而相關(guān)檢測(cè)設(shè)備的性能、使用成本、操作便捷性就成為影響檢測(cè)效果的重要因素。掌握高壓電氣試驗(yàn)設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀，研究其改進(jìn)方向，這一工作具有很高的工程價(jià)值。

一、高壓電氣試驗(yàn)檢測(cè)內(nèi)容及設(shè)備現(xiàn)狀

（一）檢測(cè)內(nèi)容

第一，泄漏電流。高壓電氣設(shè)備中的帶電導(dǎo)線或者帶電零件一般都設(shè)計(jì)有專(zhuān)門(mén)的絕緣保護(hù)層，原則上來(lái)講這些絕緣層是不能導(dǎo)電的，但是帶電體上產(chǎn)生的電壓差作用于這些絕緣層之后也會(huì)使其產(chǎn)生非常微小的電流，這種電流稱(chēng)為泄漏電流。理論上來(lái)講這種泄漏電流幾乎是不可避免的，但是只要其電流足夠小，就認(rèn)為絕緣層是安全有效的，一旦其超過(guò)規(guī)定范圍，可能會(huì)擊穿絕緣層，并且導(dǎo)致高壓電氣設(shè)備的金屬外殼帶電，威脅人的安全。

第二，絕緣電阻。高壓電氣設(shè)備動(dòng)輒數(shù)千伏、數(shù)萬(wàn)伏的電壓對(duì)人員的安全具有非常顯著的威脅，因此，設(shè)備中的電纜以及其他帶電組件通常都設(shè)置了電阻值非常大的絕緣屏蔽層，絕緣層阻值的大小對(duì)設(shè)備和人員安全具有重要作用。因此，高壓電氣試驗(yàn)中要借助專(zhuān)業(yè)的兆歐表來(lái)檢測(cè)這些絕緣層是否存在阻值不合格的問(wèn)題。有些老化或者被擊穿的絕緣層就會(huì)存在此類(lèi)問(wèn)題[1]。

第三，交流耐壓。高壓電氣設(shè)備在實(shí)際工況下必須具備良好的耐壓特性、負(fù)載穩(wěn)定性以及絕緣穩(wěn)定性，有時(shí)候在交流電的作用下會(huì)出現(xiàn)絕緣層擊穿、電纜頭閃爆之類(lèi)的嚴(yán)重安全故障，借助交流耐壓試驗(yàn)對(duì)高壓電氣設(shè)備在實(shí)際工況下的性能和安全穩(wěn)定性展開(kāi)嚴(yán)格的測(cè)試，這是確保電力供應(yīng)正常的關(guān)鍵措施，一般試驗(yàn)用壓力略高于設(shè)計(jì)電壓。

第四，直流耐壓。直流耐壓試驗(yàn)的目的與交流耐壓試驗(yàn)非常類(lèi)似，但二者之間也存在差異，直流耐壓試驗(yàn)更容易發(fā)現(xiàn)設(shè)備在絕緣層方面潛在的一些局部缺陷，但是其對(duì)實(shí)際工況的模擬性就差了很多，因?yàn)閷?shí)際工況下采用交流電。

（二）設(shè)備現(xiàn)狀

第一，高壓電氣試驗(yàn)車(chē)。這種高壓電氣檢測(cè)裝備將照明、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、控制面板、電源以及其他多種電氣試驗(yàn)儀器集成在中型汽車(chē)上，形成一種可移動(dòng)式的電氣試驗(yàn)車(chē)輛，在實(shí)際應(yīng)用中可將車(chē)輛開(kāi)至相關(guān)的檢測(cè)地點(diǎn)，然后通過(guò)車(chē)輛上安裝的各種設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析、得出結(jié)果。采用這種檢測(cè)裝備可大幅度提高高壓電氣試驗(yàn)的效率、減少數(shù)據(jù)處理的難度以及避免人為錯(cuò)誤，具備較高的自動(dòng)化水平。不過(guò)這種專(zhuān)業(yè)電氣試驗(yàn)車(chē)上安裝了很多比較先進(jìn)的進(jìn)口電氣試驗(yàn)設(shè)備，采購(gòu)以及維護(hù)保養(yǎng)的成本都非常高[2]。

第二，常規(guī)設(shè)備?？紤]到成本問(wèn)題，目前大量的電氣試驗(yàn)活動(dòng)依然采用價(jià)格相對(duì)低廉的傳統(tǒng)測(cè)試工具和設(shè)備，常用的設(shè)備包括兆歐表、三相繼電保護(hù)測(cè)試儀、高壓介質(zhì)損耗測(cè)試裝置、電容電感測(cè)試儀、泄漏電流測(cè)試儀、直流高壓發(fā)生器、交流高壓發(fā)生器等。這些檢測(cè)設(shè)備雖然可有效控制企業(yè)開(kāi)展此類(lèi)檢測(cè)活動(dòng)的經(jīng)濟(jì)成本，但是其缺點(diǎn)也很顯著，在試驗(yàn)量較大時(shí)要花費(fèi)較多的人力和時(shí)間。與此同時(shí)，這些常規(guī)的檢測(cè)設(shè)備還表現(xiàn)出操作相對(duì)復(fù)雜、接線要求高、人為失誤風(fēng)險(xiǎn)高的缺點(diǎn)。

二、檢測(cè)設(shè)備改進(jìn)方向

（一）提升智能化

國(guó)家對(duì)高壓電氣試驗(yàn)的具體規(guī)范和要求在實(shí)踐中也不斷地修訂和改進(jìn)，而現(xiàn)代化的高壓電氣試驗(yàn)設(shè)備也在朝著集成化、多功能性以及智能化的方向而發(fā)展，借助這種改進(jìn)可大幅度提高電氣試驗(yàn)設(shè)備的適用場(chǎng)景、使用范圍以及檢測(cè)效率。典型的例子是智能型耐壓試驗(yàn)裝置，國(guó)內(nèi)已經(jīng)研發(fā)出了比較成熟的型號(hào)，如STYD-3000。該裝置具有比較廣泛的使用范圍，電氣元件、電氣絕緣材料的耐壓強(qiáng)度都可借助這一裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)有效地測(cè)量。該裝置的智能性特點(diǎn)體現(xiàn)在其具備人機(jī)對(duì)話功能，可語(yǔ)言操縱鍵盤(pán)，電流、電壓以及耐壓測(cè)試的最終結(jié)果均可在這種裝置上實(shí)時(shí)地顯示出來(lái)。并且這種裝置還在安全設(shè)計(jì)、配套軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、抗干擾設(shè)計(jì)等方面形成了巨大的優(yōu)勢(shì)，為高壓電氣試驗(yàn)設(shè)備的改進(jìn)提供了很好的示范[3]。

（二）重視分類(lèi)管理

高壓電氣試驗(yàn)設(shè)備的種類(lèi)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理、環(huán)境存儲(chǔ)要求、日常維護(hù)管理方法都或多或少的存在差異，因此，在日常管理中不能不加區(qū)分地多所有設(shè)備采取統(tǒng)一的管理和存儲(chǔ)方式。有些高壓電氣試驗(yàn)設(shè)備的靈敏度可能會(huì)因?yàn)榛覊m或者水分的侵入而產(chǎn)生嚴(yán)重的下降。這就要求相關(guān)單位根據(jù)試驗(yàn)設(shè)備的特點(diǎn)和存儲(chǔ)要求采取分類(lèi)管理的方式。所有新采購(gòu)的電氣試驗(yàn)設(shè)備都要嚴(yán)格檢查其出廠檢驗(yàn)報(bào)告、質(zhì)量報(bào)告、外觀以及零部件等，確保其質(zhì)量合格之后方可接收，對(duì)已經(jīng)投入使用的試驗(yàn)設(shè)備還要開(kāi)展定期的保養(yǎng)、清灰、潤(rùn)滑以及故障維修，使其檢測(cè)靈敏度和性能始終處在最佳狀態(tài)[4]。

（三）應(yīng)用新的技術(shù)路線

現(xiàn)代傳感器技術(shù)和探測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展為電氣高壓試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)的創(chuàng)新提供了有力的支撐。例如，紅外熱成像技術(shù)可有效的檢測(cè)出高壓電氣設(shè)備在運(yùn)行情況下的熱源分布和熱力特點(diǎn)，并且這種技術(shù)還能輔助完成安裝和拆卸發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的護(hù)環(huán)。高壓電氣設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中要將各個(gè)部分的溫度控制在合理地范圍之內(nèi)，如果出現(xiàn)異常的溫度變化，則要考慮是否存在故障因素，手持紅外線溫度測(cè)試儀，檢測(cè)設(shè)備中不同部位的點(diǎn)溫度，操作方法和結(jié)果顯示都非常便捷。另外，超聲檢測(cè)在高壓電氣設(shè)備內(nèi)部介質(zhì)的檢測(cè)方面具有良好的效果。

三、結(jié)束語(yǔ)

受到成本制約，在高壓電氣試驗(yàn)中大多還是采用各種常規(guī)的檢測(cè)設(shè)備，而集成度和自動(dòng)化水平都比較高的高壓試驗(yàn)車(chē)則具有成本高的缺陷。在未來(lái)的技術(shù)改進(jìn)中要重視試驗(yàn)設(shè)備的分類(lèi)管理、提高智能化以及擴(kuò)大新技術(shù)的應(yīng)用范圍。