變電設(shè)備不拆一次引線電氣試驗(yàn)的技術(shù)原理分析

周 樂(lè)，楊董韻

（國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司泗洪縣供電分公司，江蘇 宿遷 223900）

電力變電設(shè)備是電力系統(tǒng)中的核心組件，承擔(dān)電能傳輸和轉(zhuǎn)換的重要任務(wù)。為確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，電力變電設(shè)備的可靠性至關(guān)重要。傳統(tǒng)的電氣試驗(yàn)方法通常需要將設(shè)備拆卸，進(jìn)行離線試驗(yàn)，但會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)中斷和維護(hù)成本的增加。因此，不拆一次引線電氣試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展備受關(guān)注。該技術(shù)可以在設(shè)備運(yùn)行期間進(jìn)行試驗(yàn)，極大地節(jié)約時(shí)間和成本。相比傳統(tǒng)的離線試驗(yàn)，不拆一次引線電氣試驗(yàn)具有更低的維護(hù)成本和更高的試驗(yàn)效率。

1 電力變電設(shè)備的功能與重要性分析

電力變電設(shè)備是電力系統(tǒng)中的重要組成部分，它們主要用于能量轉(zhuǎn)換、傳輸、分配和保護(hù)。在電力系統(tǒng)中，變電設(shè)備扮演著關(guān)鍵的角色：一是能量轉(zhuǎn)換。變壓器是電力變電設(shè)備中的核心，將高電壓轉(zhuǎn)換為低電壓或低電壓轉(zhuǎn)換為高電壓，使得電能高效地從發(fā)電廠傳輸?shù)接秒娊K端[1]。二是能量傳輸和分配。變電設(shè)備通過(guò)輸電線路將電能從發(fā)電廠輸送到不同的地區(qū)和用電終端。三是電能保護(hù)。變電設(shè)備配備多種保護(hù)裝置，如斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、保護(hù)繼電器等，用于監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)中的異常情況并迅速切斷電路，以保護(hù)設(shè)備和維護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。四是電力質(zhì)量控制。變電設(shè)備通過(guò)電壓調(diào)整和穩(wěn)定控制，確保供電系統(tǒng)中的電壓、頻率等參數(shù)處于規(guī)定范圍內(nèi)，保障用電設(shè)備的正常運(yùn)行。五是調(diào)節(jié)電能流向。變電設(shè)備能實(shí)現(xiàn)電能流向的調(diào)節(jié)，電力系統(tǒng)能根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行電能的輸送和分配。見(jiàn)圖1。

圖1 電力變電設(shè)備的功能與重要性分析

2 變電設(shè)備不拆引線電氣試驗(yàn)概述

變電設(shè)備不拆引線電氣試驗(yàn)是一種在變電設(shè)備運(yùn)行期間進(jìn)行的電氣試驗(yàn)方法，它不需要拆卸設(shè)備，而是直接通過(guò)引線端口進(jìn)行試驗(yàn)。這種試驗(yàn)方法的出現(xiàn)旨在減少設(shè)備維護(hù)所帶來(lái)的生產(chǎn)中斷和維護(hù)成本，保障設(shè)備的性能和可靠性。傳統(tǒng)的電氣試驗(yàn)通常需要將變電設(shè)備從電力系統(tǒng)中拆卸，然后在實(shí)驗(yàn)室或試驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行試驗(yàn)[2]。這樣的做法不僅耗時(shí)費(fèi)力，而且會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的停機(jī)維護(hù)，給生產(chǎn)和供電帶來(lái)不便。不拆引線電氣試驗(yàn)的出現(xiàn)是為了解決這一問(wèn)題，試驗(yàn)可以在設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)進(jìn)行，避免停機(jī)和維護(hù)成本。不拆引線電氣試驗(yàn)通過(guò)直接連接試驗(yàn)裝置和測(cè)量?jī)x器到設(shè)備的引線端口，進(jìn)行電氣性能測(cè)試和狀態(tài)評(píng)估。試驗(yàn)裝置根據(jù)設(shè)備類型和試驗(yàn)要求選擇合適的電壓和電流，以確保試驗(yàn)的全面性和有效性。

3 技術(shù)原理分析

3.1 試驗(yàn)對(duì)象選擇與準(zhǔn)備

3.1.1 變電設(shè)備類型

電力變電設(shè)備是電力系統(tǒng)中用于變換電能電壓等級(jí)、傳輸和分配電能的重要組成部分。主要的變電設(shè)備類型包括：（1）變壓器是變電設(shè)備中的核心組件，用于將電能的電壓從一種電壓等級(jí)轉(zhuǎn)換為另一種電壓等級(jí)，實(shí)現(xiàn)電能傳輸和配電。按照用途和結(jié)構(gòu)，變壓器分為功率變壓器、配電變壓器、自耦變壓器等[3]。（2）斷路器是用于控制和保護(hù)電力系統(tǒng)中電路的開(kāi)關(guān)裝置。在電力系統(tǒng)中，斷路器可以快速地切斷電路，以保護(hù)設(shè)備和人員免受電流過(guò)載、短路等故障的損害。（3）隔離開(kāi)關(guān)是一種常開(kāi)式的開(kāi)關(guān)裝置，用于隔離或切斷電力系統(tǒng)中的設(shè)備或電路，常用于設(shè)備維護(hù)、檢修和切換操作。（4）電容器是一種用于電力因數(shù)補(bǔ)償和電能質(zhì)量改善的設(shè)備。通過(guò)連接電容器，可以提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，減少無(wú)功功率，提高電力傳輸效率。（5）換流站是用于高壓直流輸電的關(guān)鍵設(shè)施。它將交流電能轉(zhuǎn)換為高壓直流電能，以實(shí)現(xiàn)大距離的電力傳輸。（6）電抗器是用于限制電力系統(tǒng)中電流變化的設(shè)備。它通常用于抑制電力系統(tǒng)中的諧波，減少電流過(guò)載，保護(hù)電力設(shè)備。

3.1.2 引線類型和狀態(tài)

引線是變電設(shè)備連接導(dǎo)線和外部電路的重要部分。在進(jìn)行不拆引線電氣試驗(yàn)之前，需要仔細(xì)檢查引線的類型和狀態(tài)，以確保試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和安全性。引線的類型因設(shè)備類型和連接要求而異，主要包括以下幾種類型：銅導(dǎo)線是一種常見(jiàn)的引線類型，其導(dǎo)電性好，適用于大部分變電設(shè)備的連接；鋁導(dǎo)線比銅導(dǎo)線更輕便，適用于一些輕載的設(shè)備；銅絞線由多股細(xì)銅絲組成，具有一定的柔性和抗震能力，適用于部分需要抗震性能的設(shè)備。之后，可以通過(guò)目視檢查引線的外觀，檢查是否有明顯的斷裂、磨損、腐蝕、氧化等問(wèn)題。檢查引線絕緣層是否完好，沒(méi)有損壞或破損。絕緣層的損壞可能導(dǎo)致電氣故障或漏電，影響試驗(yàn)準(zhǔn)確性和安全性。

3.2 試驗(yàn)裝置及設(shè)備

3.2.1 不拆引線試驗(yàn)裝置介紹

不拆引線試驗(yàn)裝置是用于在變電設(shè)備運(yùn)行期間進(jìn)行不拆引線電氣試驗(yàn)的專用設(shè)備。它可以直接連接到變電設(shè)備的引線端口，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備電氣性能的測(cè)試和評(píng)估，而無(wú)需拆卸設(shè)備。不拆引線試驗(yàn)裝置通常由以下主要組成部分構(gòu)成：其一，提供試驗(yàn)所需的電壓源。根據(jù)不同設(shè)備的試驗(yàn)要求，試驗(yàn)電源可以是交流電源、直流電源或高壓電源等[4]。其二，提供試驗(yàn)所需的電流源。根據(jù)試驗(yàn)要求，試驗(yàn)電流源可以是恒流源或可調(diào)電流源等。其三，測(cè)量?jī)x器。用于監(jiān)測(cè)和記錄試驗(yàn)過(guò)程中的電氣參數(shù)，包括電壓、電流、功率因數(shù)、溫度等。常用的測(cè)量?jī)x器有數(shù)字電壓表、數(shù)字電流表、功率因數(shù)表等。其四，保護(hù)裝置。保障試驗(yàn)過(guò)程中設(shè)備和人員的安全。例如，過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)等。

3.2.2 測(cè)量?jī)x器和傳感器

測(cè)量?jī)x器和傳感器是不拆引線電氣試驗(yàn)中必不可少的設(shè)備，用于監(jiān)測(cè)和記錄試驗(yàn)過(guò)程中的電氣參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)。（1）數(shù)字電壓表。用于測(cè)量試驗(yàn)過(guò)程中的電壓值。數(shù)字電壓表能提供更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，并且通常帶有數(shù)碼顯示，方便讀數(shù)。（2）數(shù)字電流表。用于測(cè)量試驗(yàn)過(guò)程中的電流值。與數(shù)字電壓表類似，數(shù)字電流表也具有較高的測(cè)量精度和數(shù)字顯示功能。（3）功率因數(shù)表。功率因數(shù)是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要參數(shù)，用于評(píng)估設(shè)備的能效和電能質(zhì)量。功率因數(shù)表用于測(cè)量試驗(yàn)過(guò)程中的功率因數(shù)。（4）溫度傳感器。溫度傳感器用于監(jiān)測(cè)設(shè)備的溫度變化。電力設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱，溫度傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的溫度，以確保設(shè)備在安全溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。（5）電流互感器。電流互感器用于將高電流轉(zhuǎn)換成較小的電流，便于測(cè)量和保護(hù)。它是對(duì)高電流回路進(jìn)行電流測(cè)量的重要傳感器。以上測(cè)量?jī)x器和傳感器是不拆引線電氣試驗(yàn)中常用的設(shè)備，其選擇和使用應(yīng)符合試驗(yàn)要求，并確保其準(zhǔn)確性和安全性。

3.3 試驗(yàn)參數(shù)及方案

3.3.1 試驗(yàn)電壓和電流選擇

試驗(yàn)電壓和電流的選擇應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)對(duì)象的類型和特性、試驗(yàn)?zāi)康囊约霸O(shè)備的額定參數(shù)來(lái)確定。第一，不同類型的變電設(shè)備需要不同的試驗(yàn)電壓和電流。例如，變壓器的耐壓試驗(yàn)需要較高的試驗(yàn)電壓，而斷路器的短路開(kāi)斷試驗(yàn)則需要較大的試驗(yàn)電流。第二，試驗(yàn)電壓和電流的選擇應(yīng)不超過(guò)設(shè)備的額定參數(shù)范圍，以避免對(duì)設(shè)備造成損害。同時(shí)，試驗(yàn)電壓和電流也不應(yīng)太低，以確保試驗(yàn)的有效性。第三，試驗(yàn)?zāi)康氖菦Q定試驗(yàn)的類型和要求的關(guān)鍵因素。例如，性能試驗(yàn)和校準(zhǔn)試驗(yàn)通常需要標(biāo)準(zhǔn)化的試驗(yàn)電壓和電流，而負(fù)載試驗(yàn)則需要根據(jù)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)設(shè)置試驗(yàn)參數(shù)[5]。第四，根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)備制造商的要求，選擇合適的試驗(yàn)電壓和電流。試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)通常會(huì)明確規(guī)定試驗(yàn)參數(shù)的選擇范圍和要求。第五，試驗(yàn)電壓和電流應(yīng)在安全范圍內(nèi)選擇，確保試驗(yàn)過(guò)程中不會(huì)對(duì)設(shè)備和操作人員造成危險(xiǎn)。在高壓試驗(yàn)中，必須采取必要的安全措施，并使用適當(dāng)?shù)陌踩O(shè)備。

3.3.2 試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間

試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間在不拆引線電氣試驗(yàn)中是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，它指的是試驗(yàn)參數(shù)在試驗(yàn)過(guò)程中持續(xù)施加的時(shí)間長(zhǎng)度。需要綜合考慮以下因素：首先，試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間應(yīng)與試驗(yàn)的目的相匹配。不同的試驗(yàn)?zāi)康目赡苄枰煌某掷m(xù)時(shí)間。例如，性能試驗(yàn)可能需要較長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間以充分評(píng)估設(shè)備的性能，而校準(zhǔn)試驗(yàn)可能只需要較短的持續(xù)時(shí)間。其次，試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間應(yīng)考慮設(shè)備的特性和響應(yīng)時(shí)間。一些設(shè)備可能需要更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)或產(chǎn)生特定的響應(yīng)。再次，根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)備制造商的要求，確定試驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間。試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)通常會(huì)明確規(guī)定試驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間范圍和要求。最后，試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間也應(yīng)考慮設(shè)備的負(fù)荷情況。在負(fù)載試驗(yàn)中，試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間需要足夠長(zhǎng)，以模擬設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下的性能。

3.4 試驗(yàn)過(guò)程

3.4.1 試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作

試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作是不拆引線電氣試驗(yàn)中至關(guān)重要的步驟，確保試驗(yàn)?zāi)軌蝽樌M(jìn)行，獲得準(zhǔn)確可靠的試驗(yàn)結(jié)果。一是確定試驗(yàn)的具體目的和要求。了解試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，明確試驗(yàn)所需的電壓、電流、持續(xù)時(shí)間等參數(shù)。二是核對(duì)試驗(yàn)裝置和設(shè)備的完整性和可用性。檢查試驗(yàn)電源、電流源、測(cè)量?jī)x器等設(shè)備是否正常工作，確保其準(zhǔn)備就緒。三是仔細(xì)檢查待測(cè)變電設(shè)備和引線連接狀態(tài)。確保引線端口干凈、無(wú)氧化物和腐蝕，并與試驗(yàn)裝置的電源和測(cè)量端口匹配。四是根據(jù)試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和設(shè)備特性，確定試驗(yàn)所需的電壓、電流和持續(xù)時(shí)間等參數(shù)。根據(jù)試驗(yàn)要求設(shè)置試驗(yàn)裝置和測(cè)量?jī)x器。五是編制詳細(xì)的試驗(yàn)計(jì)劃，包括試驗(yàn)的步驟、試驗(yàn)參數(shù)、持續(xù)時(shí)間和安全措施等。確保試驗(yàn)按計(jì)劃進(jìn)行，防止遺漏和錯(cuò)誤。

3.4.2 試驗(yàn)執(zhí)行步驟

試驗(yàn)執(zhí)行步驟是指不拆引線電氣試驗(yàn)中具體的操作過(guò)程，它是按照試驗(yàn)計(jì)劃和要求，逐步進(jìn)行試驗(yàn)的步驟和流程。第一，確保試驗(yàn)裝置和設(shè)備處于安全狀態(tài)，檢查保護(hù)裝置和安全措施是否正常工作，確保試驗(yàn)過(guò)程中的安全。第二，將試驗(yàn)裝置的高壓引線和設(shè)備的引線端口正確連接。確保連接牢固，防止松動(dòng)和漏電。第三，檢查待測(cè)設(shè)備的狀態(tài)和參數(shù)，確保設(shè)備正常運(yùn)行。確認(rèn)設(shè)備處于可試驗(yàn)狀態(tài)。第四，根據(jù)試驗(yàn)計(jì)劃，設(shè)置試驗(yàn)電壓和電流等參數(shù)。確保試驗(yàn)參數(shù)符合試驗(yàn)要求。第五，按照試驗(yàn)計(jì)劃啟動(dòng)試驗(yàn)裝置，將試驗(yàn)電壓和電流施加到設(shè)備的引線上，注意觀察設(shè)備的響應(yīng)和變化。第六，按照試驗(yàn)計(jì)劃，結(jié)束試驗(yàn)，停止試驗(yàn)裝置的電源和電流輸出，將設(shè)備的引線連接恢復(fù)到正常狀態(tài)。

3.5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與評(píng)估

試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與評(píng)估是不拆引線電氣試驗(yàn)的重要步驟，通過(guò)對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和評(píng)估，得出設(shè)備的電氣性能和狀態(tài)評(píng)估，以及對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行判斷。一要將試驗(yàn)過(guò)程中采集到的數(shù)據(jù)整理和歸檔。確保數(shù)據(jù)記錄的完整性和準(zhǔn)確性。二要對(duì)采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。包括數(shù)據(jù)校準(zhǔn)、去除異常值和噪聲等，以保證后續(xù)分析的準(zhǔn)確性。三要根據(jù)試驗(yàn)的目的和試驗(yàn)參數(shù)，計(jì)算所需的電氣參數(shù)和性能指標(biāo)。例如，電壓、電流、功率因數(shù)、損耗等。四要對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，探尋數(shù)據(jù)之間的關(guān)系和規(guī)律。使用圖表、趨勢(shì)線等方法來(lái)展示數(shù)據(jù)的變化和趨勢(shì)。五要根據(jù)數(shù)據(jù)分析和與標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比的結(jié)果，對(duì)設(shè)備的電氣性能進(jìn)行評(píng)估，判斷設(shè)備是否符合預(yù)期要求。

4 結(jié)論

電力變電設(shè)備是電力系統(tǒng)中至關(guān)重要的組成部分，為確保其安全運(yùn)行和可靠性，需要定期進(jìn)行電氣試驗(yàn)。本文通過(guò)分析試驗(yàn)對(duì)象的選擇與準(zhǔn)備、試驗(yàn)裝置及設(shè)備、試驗(yàn)參數(shù)與方案、試驗(yàn)過(guò)程以及數(shù)據(jù)分析與評(píng)估等關(guān)鍵步驟，詳細(xì)闡述不拆一次引線電氣試驗(yàn)的實(shí)施過(guò)程。通過(guò)合理的試驗(yàn)參數(shù)和方案，以及準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集與分析，可有效評(píng)估變電設(shè)備的性能，提高設(shè)備的可用性和可靠性，達(dá)到確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的目標(biāo)。