探析電氣高壓試驗設備的技術要點及改進措施

宋山茂

摘 要：電氣高壓設備作為國家電力網絡系統能源傳輸的載體，在我國電力改革進程中發揮著舉足輕重的作用，其安全性直接影響著整個電力系統的穩定。鑒于此，在電氣高壓設備投入運行使用之前，往往會對其進行直流電阻試驗、介損試驗、直流耐壓試驗、極性試驗以及交流耐壓試驗等各種檢查，從而確保高壓設備運行的安全性。該文簡要介紹了目前電氣高壓試驗設備的技術現狀，并且總結了幾種常見的電氣高壓試驗方法，最后就如何改進試驗方法提出了自己的意見和觀點，希望能夠提高高壓電氣設備的檢測質量。

關鍵詞：電氣高壓 試驗設備 技術要點 改進措施

中圖分類號：TM411 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）10（a）-0130-02

隨著我國電力改革程度地不斷加劇，電氣高壓設備被廣泛地應用于電力系統的各個領域，在電能的傳輸以及轉換過程中，電氣高壓設備發揮著舉足輕重，無可替代地作用。與此同時，由于高壓設備自身的性質原因，其工作運行常處于極端苛刻的環境之中，設備所需要承受的電壓和電流都非常之大，因此如何保證高壓電氣設備的運行安全是目前的當務之急。鑒于此，為保證電氣高壓設備能夠穩定安全地運行，一般來說，這些設備都會進行相應的吸收比試驗、直流泄露試驗、極性試驗以及交流耐壓試驗等高壓試驗，只有通過試驗、符合要求的設備才能夠投入到電力系統之中進行使用，所以電力部門要進一步完善電氣高壓設備的試驗檢測工作，維護電力輸送的橋梁，從而實現電力輸送的安全穩定和企業效益的不斷攀升。

1 電氣高壓試驗設備的現狀

隨著人們對電力能源需求地不斷攀升，電力系統贏來了前所未有的發展空間，一些高壓傳輸設備如雨后春筍般出現在電力網絡之中，由于電氣高壓設備自身的特殊性，為了確保電能傳輸的安全穩定，這些電氣高壓設備在投入使用之前都要進行高壓試驗和檢測。就目前我國電氣高壓試驗設備而言，主要分為以下兩類：一是高壓電氣試驗車；二是常規試驗設備[1]。

（1）高壓電氣試驗車。

隨著計算機技術的迅猛發展，以車載設備為主要手段的高壓電氣試驗車開始嶄露頭角，該車將利用計算機集成技術將操控、電源和接線集成整合到同一模塊之中，操作人員只需要通過控制電腦軟件界面即可完成高壓試驗，該設備具有適用范圍廣、檢測精度高以及人員操作安全性高等優點。首先，操控集成是將車載設備的所有開關和調度命令集中于中央控制平臺之上，操作者可以方便快捷地下達檢測操控指令，從而完成高壓設備試驗檢測工作；其次，該車還將所有的試驗電源進行了集成，整合出一套大功率、高適應性的試驗電源，從而代替了原有各設備自帶的內置電源，這套集成電源可以應用于高壓電氣試驗的各個領域，真正具有“一電多用”的效果；最后，接線集成是將試驗車內的引接線進行了匯總歸并，利用智能化和數字化手段優化接線線路，減少收線理線的繁雜工序，從而提高檢測效率。圖1為電氣高壓試驗設備模塊集成圖。

（2）常規電氣高壓試驗設備。

雖然高壓電器試驗車在技術上取得了較大發展，但是目前我國電氣高壓試驗仍然沿用常規試驗設備，例如對電氣高壓設備進行絕緣耐壓試驗時，就要選用直流高壓發生器、干式試驗變壓器和交直流數字高壓表等眾多檢測試驗設備。相比較于高壓電氣試驗車，常規試驗設備具有設備體積大、自動化程度低以及特殊環境不便操作等明顯缺點，同時，常規試驗設備對于操作人員的工作素養和個人能力要求較高，一旦操作人員存在著些許的判斷失誤就會對檢驗結果造成嚴重的偏差。另外，常規試驗設備知識孤立存在，并未與計算機相連接，實驗數據的儲存只能夠手動記錄，并且無法利用電腦對實驗數據進行整理分析。值得注意的是，常規電氣高壓試驗設備在運行成本上遠遠低于試驗車，這就是很多電力企業寧愿選擇落后的檢測設備也不愿更換試驗車的根本原因。就目前電氣高壓試驗設備的現狀而言，如何將常規設備和試驗車進行整合利用[2]，一方面降低試驗車的生產運行費用；另一方面提高常規試驗設備自動化程度，這將是未來電氣高壓實驗設備發展的關鍵。

2 電氣高壓試驗的技術方法

為了確保高壓設備投入運行的安全和穩定，在設備使用之前要對其進行電氣高壓試驗，具體項目包括直流電阻試驗、介損試驗、交流耐壓試驗和直流泄露試驗等，其目的是提高高壓設備的安全性能。

（1）直流電阻試驗。

直流電阻試驗時一種非損傷的高壓設備檢測試驗，其目的是為了檢驗高壓設備各個接頭、線圈以及開關等零部件接觸焊接質量以及是否存在短路現象，這是許多大型高壓設備投入使用之前必須經過的一道關鍵檢測試驗。一般來說，直流電阻試驗通常采用電橋法和壓降法測定待測電阻，即將待測直流電阻串入到電路圖中，通過測定電阻前后的電壓差降來判斷直流電阻的性能[3]。由于電橋法和壓降法都費時費力，而且不能夠直接得出數據，目前一般不采用這兩種方法來進行直流電阻試驗，而是選用更為方便快捷的直流電阻測試儀來完成檢驗工作。直流電阻測試儀采用A/D轉換器技術，將直流電阻的電壓降轉換為電信號在儀器表盤中顯示出來，操作人員只需要將被測試樣與測試儀的電源正負極相連，就可以方便快捷地直接讀出示數。圖2為直流電阻測試儀電路原理圖。

（2）介損試驗。

由于電氣高壓設備通常要承載較大負荷的電壓，因此高壓設備在投入使用時一定要確保其絕緣性能處于安全范圍之內。介損試驗是一種衡量高壓電氣設備絕緣性的常規方法，介損值越大則說明設備絕緣性能下降地越快，從而可以進一步判斷出絕緣性下降的因素，從而大幅度地提升高壓設備的安全穩定性能。通常采用抗干擾介損測量儀進行對高壓設備的介損進行試驗測量，其原理框圖如圖3所示。該儀器的試驗原理歸根到底是矢量電壓法，具體來說是利用高精度的電流傳感器將CN和CX電流信號轉化為電壓信號，而后利用A/D轉化技術和FFT數學運算，從而分別求出了被測電流信號iN和iX的矢量夾角δ，因為CN為已知的標準電容，從而就可以方便地得到被測設備的電容CX和介損失角tanδ等參數。

（3）直流耐壓試驗。

直流耐壓試驗是一項破壞性的試驗，其目的的為了檢測高壓設備所能夠承受的極限電壓值，從而確定高壓設備的適用范圍和量程選擇[4]，圖4為直流耐壓試驗接線圖。在對試樣進行直流耐壓試驗時，首先要檢查各個儀器元件處于正常狀態，待檢查無誤之后在將地線、直流高壓發生器、微安表等元件連接起來；其次將電壓升到所需測量電壓的90%作用，而后緩慢升壓，最終在數顯表上讀出電壓數值。值得注意的是，一旦控制版面的紅燈熄滅，綠燈亮起，即為保護效應，此時迅速需要關閉電源，將電壓調檔至零位，待電容充分放電之后在重啟電源，而后方可繼續進行耐壓試驗。

3 高壓試驗設備的改進措施

從目前高壓試驗設備的現狀來看，出于運行成本的考慮，高集成自動化的試驗車還未全面應用到高壓設備試驗之中，常規試驗設備仍然是目前大多數電力公司的首要選擇，但其自動化程度和精密度都不高，若能夠建立相應的數據庫并開發出相關軟件將其應用到常規設備之中必將成為未來發展的關鍵。

（1）建立狀態數據庫。

由于常規高壓設備所測定的數據無法儲存，常常進行實驗檢測之后并未對數據進行整理，因此經常造成數據丟失難以查找的尷尬局面。就算一些電力公司對檢測數據信息了歸納，也只是用紙筆進行統計，在調閱查看的過程中也存在著諸多不便，因此高壓設備試驗數據要形成統一的狀態數據庫，從而驗證整個檢測工作和結果。數據庫的建立可以以時間日期作為命名建立試驗工作臺賬，一旦測試結束之后，每個變電站都要對測試數據進行上報匯總，并且手動輸入至計算機電腦之中，此時電腦程序自動完成數據的儲存分析和比對，對于同種設備的結果進行比對驗證，從而進一步分析試驗的規律性，從而繪制出特性曲線，形成一套高壓設備的達標標準。

（2）開發相關應用軟件。

隨著科學進步地不斷發展，應用軟件能夠極大地節省眾多的人力物力和財力，大大地增加工作效率，因此電力部門要積極開發相關的試驗軟件，提高試驗檢測的精度和準確性。目前常規設備并沒有數據信息儲存功能，如若能夠基于高壓設備試驗之上開發出相應的程序軟件，那么常規設備也就可以對檢測數據和信息進行儲存分析，這將會極大地提高試驗檢測的效率，同時對于一些問題的分析處理也可以提供原始數據進行驗證。

總而言之，隨著科學技術地不斷升級，電氣高壓試驗設備必將會朝向高精度、高效率以及高實用性的方向發展，在未來的一段時間，如何擺脫常規試驗設備不能儲存數據、分析數據的境地，這將是電氣高壓試驗設備發展的趨勢。

參考文獻

[1] 葉耀忠.分析研究電氣高壓試驗設備技術要點與改進[J].山東工業技術，2015（1）：240.

[2] 李海洋，吳建鋒，符紅衛，等.電氣高壓試驗設備現狀及技術改進分析[J].科技與企業，2015（11）：241.

[3] 陳言.高壓電氣試驗設備的現狀及其技術改進[J].經營管理者，2013（9）：391.

[4] 廖鈞.變電站高壓電氣試驗設備現狀及技術改進分析[J].通訊世界，2013（17）：133-134.