有關(guān)電力系統(tǒng)高電壓試驗(yàn)的分析

盧洪軍

摘 要:高電壓試驗(yàn)是確保電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和正常工作的前提和基礎(chǔ)。本文簡述了高電壓試驗(yàn)的基本概況和重要意義,對(duì)試驗(yàn)中經(jīng)常遇到且容易被忽略的一些問題進(jìn)行了較為深入詳盡的研究和探討,并有針對(duì)性的提出了相應(yīng)的措施和對(duì)策,以便在試驗(yàn)中避免和解決這些問題,以確保試驗(yàn)工作的順利進(jìn)行以及試驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)可靠。

關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng)高電壓試驗(yàn)分析

中圖分類號(hào):TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)06(a)-0054-02

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)生活的不斷發(fā)展和需要,高壓輸電已成為電力系統(tǒng)中的主流。狀態(tài)檢修工作的深入開展,試驗(yàn)周期的不斷延長,這些都就對(duì)高壓電力設(shè)備的可靠性和安全性提出了更高的要求。為此,進(jìn)行高電壓試驗(yàn),對(duì)高壓設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行鑒定、檢查和監(jiān)督,就成為在高壓輸變電工程的建設(shè)中,不可或缺的步驟和手段,占據(jù)了舉足輕重的地位。

2 高電壓試驗(yàn)概述

2.1 高電壓試驗(yàn)

通常來說,高電壓試驗(yàn)是指對(duì)電氣設(shè)備各項(xiàng)指標(biāo)中絕緣預(yù)防性這一主要指標(biāo)的測試和試驗(yàn),是絕緣監(jiān)督(高壓電氣設(shè)備方面)的重要構(gòu)成部分。

2.2 重要意義

高電壓試驗(yàn)對(duì)促進(jìn)整個(gè)電力系統(tǒng)的健康安全發(fā)展發(fā)揮著十分重要的作用,它通過對(duì)電氣設(shè)備的電氣參數(shù),主要是主絕緣參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)和考核,以考察其是否安全運(yùn)行,是進(jìn)一步了解和掌握電氣設(shè)備絕緣性能的重要手段和主要方法。

2.3 發(fā)展動(dòng)向

近年來,隨著科技的不斷進(jìn)步,特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展,電氣設(shè)備的性能日益先進(jìn),自動(dòng)化程度不斷提高,高電壓試驗(yàn)的軟硬件條件也大為改善。

(1)新試驗(yàn)設(shè)備不斷問世,并向小型化、集成化、高自動(dòng)化方向發(fā)展；

(2)更為成熟的研究方法和技術(shù)不斷得到應(yīng)用,有效提高了試驗(yàn)的抗干擾能力,提高了試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度。

3面臨的挑戰(zhàn)和問題

雖然試驗(yàn)條件和技術(shù)得到了快速的發(fā)展,但受到一些因素的干擾和影響,試驗(yàn)過程容易偏離方向,使得試驗(yàn)結(jié)論與實(shí)際情況不符,甚至相背離。

3.1 環(huán)境方面的問題

(1)在溫差較大的地區(qū)進(jìn)行試驗(yàn),受強(qiáng)烈的熱脹冷縮影響,就極有可能導(dǎo)致設(shè)備繞組導(dǎo)體出現(xiàn)裂紋。當(dāng)溫度高時(shí),導(dǎo)體發(fā)生膨脹,裂紋被頂緊而接觸良好,電阻測試結(jié)果就合格；而溫度低時(shí),導(dǎo)體收縮,裂紋增大而致接觸不良,導(dǎo)致電阻增大而不合格。

(2)當(dāng)濕度較大時(shí),會(huì)在被試設(shè)備的絕緣介質(zhì)表面產(chǎn)生一層水膜,使絕緣電阻降低,泄漏電流增大,同時(shí)也會(huì)使介質(zhì)損耗發(fā)生較大的偏差,影響測量的準(zhǔn)確性。

3.2 設(shè)備接地方面的問題

(1)TA、TV使用過程中,二次回路不接地造成數(shù)據(jù)錯(cuò)誤

在高電壓、大電流的運(yùn)行測試中,必須要使用TA、TV進(jìn)行變換。通常情況下,這兩者的變換應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循電磁感應(yīng)定律。但實(shí)際應(yīng)用中,若二次繞組沒有將一端接地,出現(xiàn)接地不良的情況下,試驗(yàn)所反映的數(shù)值及其變化,相對(duì)銘牌值而言就會(huì)出現(xiàn)偏離和錯(cuò)誤。

其原因就是在TA、TV使用過程中,二次回路不接地,這樣受到繞組與地面之間所分布電容的影響,就會(huì)在地面與二次繞組的感應(yīng)電壓表計(jì)之間產(chǎn)生雜散的電流,導(dǎo)致發(fā)生指示值錯(cuò)誤。

(2)被試設(shè)備接地不良:

在對(duì)電容性設(shè)備(如耦合電容器)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),如設(shè)備接地不良,就會(huì)出現(xiàn)介質(zhì)損耗,且產(chǎn)生的損耗與設(shè)備的電容量成正比。這就容易造成介質(zhì)損耗的指標(biāo)超標(biāo),從而影響試驗(yàn)結(jié)果的正確性。

(3)濾波器的接地開關(guān)未有效閉合,從而造成數(shù)據(jù)異常。

3.3 引線方面的問題

(1)避雷裝置的引線問題

在實(shí)際試驗(yàn)中,我們發(fā)現(xiàn):當(dāng)避雷裝置僅僅將引線斷開,而接頭仍保留在避雷裝置上邊時(shí),最后的結(jié)果是參考電壓(75%直流)下的泄漏電流總是在70—80μA之間浮動(dòng),大于規(guī)程規(guī)定的50μA,結(jié)果不合格；但如果把引線完全拆下后再重新進(jìn)行測試,則泄漏電流通常在20μA左右,遠(yuǎn)小于50μA(此種情況經(jīng)常在高壓測流的測試方法中出現(xiàn))。可見引線所產(chǎn)生的影響是不容忽視的。

(2)氧化層引發(fā)的問題

經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在進(jìn)行電容型設(shè)備介質(zhì)損耗因數(shù)的測量時(shí),如果未去除固定在引線上的氧化層,則所測量的結(jié)果肯定會(huì)出現(xiàn)較為明顯的偏差,甚至導(dǎo)致測量結(jié)果的不合格,這種問題在環(huán)境污染嚴(yán)重的地區(qū)極為明顯。

用萬用表測量后,我們發(fā)現(xiàn)氧化層絕緣電阻競?cè)贿_(dá)到兆歐級(jí)。這樣如果不想辦法排除氧化膜,繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn),無疑是多串聯(lián)了一個(gè)電阻,實(shí)際上增加了試品的介質(zhì)損耗,必然會(huì)對(duì)試驗(yàn)的正常數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響。

3.4 試驗(yàn)電壓不同引發(fā)的問題

(1)對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)測量數(shù)據(jù)的影響

試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),試驗(yàn)電壓的高低與介質(zhì)損耗因數(shù)的數(shù)值呈反比,即介質(zhì)損耗因數(shù)會(huì)隨試驗(yàn)電壓的不斷升高而越來越小。究其原因,主要是受絕緣材料中存在一定雜質(zhì)的影響,多元件串聯(lián)狀態(tài)下的耦合電容器中存在連接線氧化接觸不穩(wěn)定的情況。在試驗(yàn)電壓不斷升高的情況下,原本完好的氧化層被逐漸融化,導(dǎo)致接觸電阻隨之變小,介質(zhì)損耗也必然變小。

但值得注意的是,氧化層被融化后,即使試驗(yàn)電壓降低,介質(zhì)損耗也不會(huì)隨之增大。

(2)對(duì)直流電阻測量數(shù)據(jù)的影響

在使用雙臂電橋進(jìn)行電阻測量時(shí),總是出現(xiàn)測量結(jié)果與歷史記錄之間差距很大。經(jīng)過對(duì)比分析,我們不難發(fā)現(xiàn):在繞組的運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)線斷裂的情況。這樣就會(huì)在導(dǎo)線表面產(chǎn)生氧化層,也會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)電壓不同,測量數(shù)據(jù)也不同的試驗(yàn)結(jié)果。

4空間電磁干擾引發(fā)的問題

(1)對(duì)停電試驗(yàn)產(chǎn)生的影響

現(xiàn)場進(jìn)行介質(zhì)損耗試驗(yàn)時(shí),由于試驗(yàn)設(shè)備停電,而周圍設(shè)備均帶電運(yùn)行,這時(shí)周圍帶電設(shè)備對(duì)停電設(shè)備的電磁場干擾會(huì)使介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ值產(chǎn)生較大偏差。

(2) 對(duì)在線檢測數(shù)據(jù)的影響

狀態(tài)檢修工作開展以后,對(duì)高壓電氣設(shè)備進(jìn)行在線檢測成為發(fā)展的必然。由于在進(jìn)行檢測時(shí),測量設(shè)備與周圍設(shè)備均帶電運(yùn)行,這樣,其它運(yùn)行設(shè)備對(duì)測量設(shè)備的電磁場干擾會(huì)使其相角產(chǎn)生偏移,影響測量數(shù)據(jù)的真實(shí)性。

5應(yīng)對(duì)措施和對(duì)策

針對(duì)上述問題,為增加試驗(yàn)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性,我們要著重做好以下幾點(diǎn)工作:

5.1 降低環(huán)境溫度、濕度的不利影響

(1)盡量保持在環(huán)境溫度不低于5℃或各次試驗(yàn)環(huán)境溫度的一致性；

(2)想辦法排除表面水膜的影響或采用屏蔽措施,進(jìn)行介質(zhì)損耗因數(shù)測量應(yīng)避免采用屏蔽措施,因?yàn)槠帘萎a(chǎn)生的T型干擾網(wǎng)絡(luò)會(huì)使測量結(jié)果失真。

5.2 重視設(shè)備接地問題,做好以下工作

(1)在TA、TV的使用過程中,高度重視二次繞組的接地不良問題,從試驗(yàn)測量的安全度與準(zhǔn)確度等方面著手,確保其某一個(gè)端子接地良好；

(2)同時(shí),要認(rèn)真測量好電容電流強(qiáng)度,通過電流的大小來判斷試驗(yàn)電壓運(yùn)行是否正常；

(3)閉合濾波器的接地開關(guān)。

5.3 要注意引線的作用

在試驗(yàn)過程中,確保引線被完全拆除,同時(shí)對(duì)氧化層的絕緣電阻進(jìn)行詳細(xì)檢查和測量也是很有必要的,這樣可以有效降低引線所帶來的電流泄漏及表計(jì)刻度的偏差,保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

5.4 對(duì)試驗(yàn)電壓的重要性要高度重視

在進(jìn)行介質(zhì)損耗測量以及直流電阻測量的時(shí)候,要考慮試驗(yàn)電壓對(duì)氧化層的影響。同時(shí)在進(jìn)行直流電阻測量的試驗(yàn)時(shí),多采用輸出電壓較低的儀器進(jìn)行測量,則更容易發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的問題和缺陷。

5.5 空間電磁場干擾下的應(yīng)對(duì)策略

(1)對(duì)停電設(shè)備,在試驗(yàn)時(shí)盡量排除空間電磁場的干擾,如使用分級(jí)加壓法、選相倒相法、變頻法等,現(xiàn)場最實(shí)用的是變頻法。

(2)對(duì)在線檢測設(shè)備,由于干擾源實(shí)時(shí)存在,不可避免。更應(yīng)側(cè)重于數(shù)據(jù)的縱向分析,即進(jìn)行測量數(shù)據(jù)與本設(shè)備歷史測量數(shù)據(jù)的對(duì)比,從發(fā)展趨勢上分析判斷設(shè)備的運(yùn)行狀況。

5.6 試驗(yàn)的安全

高壓試驗(yàn)是一項(xiàng)危險(xiǎn)性極高的工作。稍有不慎,就會(huì)造成人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此,絕不能忽視試驗(yàn)的安全工作。

(1)進(jìn)行合理的試驗(yàn)安全設(shè)計(jì):從確保接地可靠、設(shè)置絕緣隔離與安全距離、采取有效的防放電反擊和感應(yīng)電壓措施和設(shè)施等方面入手,合理進(jìn)行安全設(shè)計(jì)。

(2)提高操作人員素質(zhì),加強(qiáng)技術(shù)和試驗(yàn)規(guī)程培訓(xùn),樹立強(qiáng)烈的安全意識(shí)；

(3)做好試驗(yàn)前期查勘等準(zhǔn)備工作；

(4)嚴(yán)格執(zhí)行《電力安全工作規(guī)程》。

6結(jié)語

電力系統(tǒng)的高電壓試驗(yàn)是一項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,涉及到試驗(yàn)設(shè)備、研究方法、試驗(yàn)技術(shù)、管理模式以及操作人員素質(zhì)等諸多方面。由于能力和經(jīng)驗(yàn)上的局限和欠缺,本文僅就工作中常見或容易被忽視的問題進(jìn)行了一定的闡述,還存在諸多不足。還需要借鑒其他同行的經(jīng)驗(yàn),大家共同努力,在實(shí)際工作中不斷地學(xué)習(xí)、總結(jié)和提高,使高電壓試驗(yàn)在電力系統(tǒng)的安全生產(chǎn)中發(fā)揮更為有力地促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 嚴(yán)璋,朱德恒.高電壓絕緣技術(shù)第二版.中國電力出版社.

[2] 陳天翔、王寅仲、海世杰.電氣試驗(yàn)第二版.中國電力出版社.

[3] 徐偉、明經(jīng)亮.電力系統(tǒng)中高壓電氣試驗(yàn)的探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品.2011(18):134.