電網高壓試驗分析

摘 要：電氣設備主絕緣或者電氣參數適合安全運行與否以高壓電氣試驗作為考核的一個重要手段，高壓電氣試驗是電力系統發展的關鍵。隨著不斷發展的科學技術，計算機技術、信號處理技術等都取得了非常大的進步，高壓電氣試驗的新技術設備不斷增加，也引進了很多新的試驗方法。盡管高壓電氣試驗取得了快速的發展，但是人為因素依然制約著高壓電氣試驗的結果與實際情況不相符，甚至造成不必要的損失。文章對電氣試驗進行了分類，提出了試驗常見的問題以及提出了高壓電氣實驗發展的動向。

關鍵詞：高壓電氣實驗；設備；絕緣試驗

1 電氣試驗的分類

按試驗的作用和要求不同，電氣試驗可分為絕緣試驗和特性試驗兩大類。

1.1 絕緣試驗

電氣設備的絕緣缺陷有兩種：其中之一是制造時潛伏下來的；另外則是由于外界的作用下發展起來的。外界作用有工作電壓，過電壓，潮濕，機械力，熱作用，化學作用等等。

上述各種原因造成的缺陷，可分為兩種：

（1）集中性缺陷。例如瓷質開裂的絕緣子；絕緣局部磨損的發電機；電纜絕緣的氣隙在電壓作用下發生局部放電。（2）分布性缺陷。指電氣設備的整體絕緣性能下降。如受潮，老化，變質等的發電機等絕緣中的有機材料使整體絕緣性能下降。

絕緣內部的缺陷存在，降低了電氣設備的絕緣水平，我們可以通過試驗的方法，檢查出隱藏的缺陷。試驗方法一般分兩類：

（1）非破壞性試驗。是指在較低的電壓下，或在不破壞絕緣的基礎上測量各種特性，從而判斷絕緣內部的缺陷。實踐證明，這類方法是有效的，但由于試驗電壓較低，缺陷不能充分暴露，目前還不能只靠它判斷絕緣水平。（2）耐壓試驗。這類試驗嚴格考驗絕緣能力，尤其是可以對那些危險性較高的集中性缺陷進行揭露。通過這類試驗，使絕緣水平和裕度得到保證，其缺點是有可能在試驗中給被試設備的絕緣造成損傷。但目前仍是絕緣試驗中的一項主要方法。為了避免破壞性試驗損傷絕緣，破壞性試驗要在非破壞性試驗之后進行。

1.2 特性試驗

通常把絕緣以外的試驗統稱為特性試驗。這類試驗主要是對電氣設備的電氣機械方面的某些特性進行測試，如變壓器的變比試驗，極性試驗，線圈的直流電阻，斷路器的導電回路電阻，分合閘時間和速度試驗等。

上述試驗有他們的共同目的，就是揭露缺陷，但又各具一定的局限性。試驗人員應根據試驗結果，結合出廠及歷年的數據進行縱向比較，并與同類設備的試驗數據及標準進行橫向比較，經過綜合分析來判斷設備缺陷或薄弱環節。高壓電氣設備的試驗作為檢查和鑒定設備的具體運行狀況的重要措施，也可以進一步掌握高壓設備絕緣狀態以及運行性能，因此，接下來將敘述現階段高壓試驗常見的問題。

2 現階段高壓試驗常見的問題及解決措施

2.1 高壓電氣被試設備的接地問題

跟地接觸不良的高壓電器被試設備很容易損耗介質。變電站里與線路直接連接的線路CVT或耦合電容器，為了使檢修人員的安全得到保證要將CVT或耦合電容器的頂端接地，一般要合上線路接地開關或者將臨時接地線掛上。倘若接地開關或臨時掛接的地線接觸不良，意味著將一個附加電阻串聯在電容器上。根據式tgδ=ωCR，式中C為電容量，tgδ為電容器的介質損耗因數，R為等值串聯電阻。由上式知，倘若電容器串聯的電阻一定，電容器的電容量與損耗呈正相關。在實際工作中已經發生多次因接地開關或接地線接觸不良而導致試品介質嚴重損耗的情況。

2.2 TV和TA的高壓設備的使用，由于二次回路接地不良導致測量錯誤

測試高電壓的運行過程中必定采用TV和TA。一般要基于電磁感應定律進行TV和TA的交互，意思就是說一次繞組的匝數和二次繞組的匝數決定了TV和TA的變比。但是在實際的交互過程中，TV和TA的二次繞組與地接觸不良，那么實際的數值就會與銘牌值發生偏差。因為電容存在于高壓電氣設備中的TV以及TA的一次繞組和二次繞組與地面之間，倘若二次繞組沒有接觸地面，在表記和地面之間由于二次繞組上的感應電壓而產生散電流，使指示值發生錯誤。對于這一問題，需要在高壓試驗中對以下兩方面要進行重視。一方面不管是基于安全角度還是測量的準確度至少要將高壓TV和TA的二次繞組中的一個與地可靠連接；另一方面在進行交流耐壓試驗時，也要對試品的電容電流進行測量，電流的大小可以對電壓的正常與否進行判斷。

2.3 沒有合上的濾波器接地開關使測量數據發生異常

測量耦合電容器或帶通信端子的CVT上常常會出現由于沒有合上的濾波器接地開關使測量數據發生異常的情況。頂部接地的耦合電容器，采取反接屏蔽法進行C1的介質損耗測量，就是在C2的下端接上測量裝置的屏蔽端子，當打開接地開關時，不一樣的測量儀器顯示的異常情況不同，只有合上當接地開關才可以測出準確的數據。這也表明異常現象還與儀器的測量原理相關。所以，在對耦合電容器的介質損耗進行測量時，要先合上濾波器的接地開關。

解決措施：對高壓TV和TA的二次繞組高度重視，基于準確度和安全度確認其中的某一個端子的接地情況。進行交流耐壓的試驗時，要對試驗品的電容電流強度認真測量，根據電流對高壓電氣試驗電壓運行情況進行判斷。倘若接地開關和接地線出現接觸不良時，可以在接地線掛上試品，并要使線路接觸得到保證。

2.4 由高壓試驗中的引線導致的問題

避雷器引線在高壓電氣試驗中存在著巨大的安全隱患。所以，在實際的高壓電氣試驗中，要全部拆除高壓部位的引線，從而避免不良的引線拆除導致電流泄漏而引起微安電表刻度的變差。進行高壓電氣試驗中，絕緣帶具非常關鍵。為了使實現結果的準確性得到保證，所有必要對絕緣塑料帶的絕緣電阻進行全面檢查。

2.5 試驗電壓不同引起的問題

電壓影響介質損耗因數測量數據。連線有時不穩定的耦合電容器（CTV）在低壓時，氧化層保持良好，接觸電阻較大，也使介質損耗較大。倘若增大試驗電壓，被融化的氧化層，會減小接觸電阻，進而使介質損耗減小。另一方面，電壓影響直流電阻的測量。對于一些試驗與直流電阻有關，輸出電壓較低的儀器的采用更易使設備存在的缺陷暴露。影響測量直流泄漏電流，確定導體的形狀、電壓極性、導體間的距離后，導體表面的電暈電流就跟電場強度的大小相關。小于一定數值的外施電壓，電暈電流小，不會過于影響測量泄漏電流，而當試驗電壓超過一定的數值后，對比絕緣的電導電流，電暈電流非常大，要采取一定的措施使電暈電流的影響降低。

3 高壓電氣實驗發展動向

（1）不斷增加的高壓電氣試驗新設備。當前電氣設備小巧輕便、具有較強的抗干擾能力和自動化程度高的特點；（2）新的研究方法引進到高壓電氣試驗中。例如可以一定程度簡化分析判斷的油中溶解氣體色譜分析方法，增強診斷靈敏度的變壓器繞組變形方法，在GIS設備外殼上通過聲波對設備內部故障進行檢查的GIS局部放電的超聲波檢測頻帶試驗等使高壓電氣實驗的精確度提高。（3）不斷應用的高壓電氣設備試驗的新技術。例如應用0.1Hz超低頻試驗電源，可以使試驗儀器的抗干擾能力增強，采用紅外技術可以更加準確診斷設備故障及進行電氣設備的監測。（4）不斷發展的高壓電氣試驗診斷技術。目前以電力變壓器故障專家診斷系統為最廣泛的應用。

4 結束語

作為一項高技術復雜工程的電力設備的高壓試驗涉及評估、監測、診斷技術、管理模式、經濟分析及人員素質等多個方面，其核心是建立一套相應的規范使高壓試驗的實施得到保證，并實現對設備在高壓下運行、檢修的全方位的現代化的管理。

參考文獻

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