高壓試驗研究方法及安全簡析

王建成

【摘 要】以高壓設備的高壓試驗為研究對象，討論分析了高壓試驗的分類和研究方法，給出了幾種高壓試驗的研究方法，最后對高壓試驗的安全性進行了簡要的分析，提出了高壓試驗安全設計時需要注意的幾個方面。

【關鍵詞】電氣設備高壓試驗安全管理安全控制

1.概述

1.1對于高壓電氣設備的制造廠，要所有原材料、產品定型以及出廠進行試驗。目的是檢驗新的高壓電氣設備是否符合有關的技術標準規定，嚴禁不合格的高壓設備出廠。

1.2對于大修后的設備進行絕緣試驗，其目的是判定設備在維修或運輸過程中是否出現絕緣損傷或性能變化，以及大修后修理部位的質量是否符合原標準的要求。

1.3對于正在運行中的電氣設備，則需要定期進行預防性試驗，電力設備以及電纜的現場試驗最重要的是耐壓試驗，由于電纜線路等被試品的等效電容很大，常規耐壓設備無法滿足其試驗容量要求，這也是國內外高壓試驗的一個共同難題，有些傳統的解決方法是有效的，但也存在問題，實踐證明對油紙絕緣的電纜是合適的，但對高電壓等級的橡塑絕緣電纜效果不明顯而且有害。

2.高壓試驗的主要研究方法

電力電纜、GIS和大型電機等是電力系統的重要設備，由于其具有較大的電容量，如用50Hz工頻電壓對它們的主絕緣進行現場試驗，則需要很大容量的試驗變壓器和低壓試驗電源，這使得現場工頻試驗非常困難，于是，人們不得不研究用其他的試驗方法對其進行試驗。目前，用于現場的試驗系統有工頻交流試驗系統、直流試驗系統、超低頻試驗系統和振蕩電壓試驗系統。

2.1工頻交流試驗系統

用于工頻交流高電壓試驗的裝置主要由電源控制器、調壓器、升壓變壓器、保護球隙等組成。其中，調壓器主要用來調節工頻試驗電壓的大小和升降速度，試驗變壓器用來升高電壓供給被試品所需的高電壓，球隙測壓器用來測量高電壓或保護被試品免受過電壓。此類裝置在工頻試驗中有重要的作用，但它也存在一些缺點，如對于某些被試品大容量、高電壓的要求，調壓器、升壓變壓器的容量也要相應增大，這就使這些儀器非常笨重，且所占面積較大，不便運輸，因此對于現場測試就顯得尤為不便。

2.2直流耐壓試驗系統

早期的直流高壓發生器一般采用工頻高壓經高壓硅堆整流而獲得直流高壓。該方式因設備體積大、穩定度差、紋波系數高而早已不被采用。在工頻整流技術的基礎上，發展了工頻倍壓整流高壓發生器。其特點是電路簡單，過載能力強，故障率低，但由于是工頻倍壓，一般無閉環反饋，因而高壓穩定度差，且繼電器控制回路的保護動作較慢。

2.3 0.1Hz超低頻交流耐壓試驗系統

由于直流耐壓存在與交流耐壓等效性問題，考慮到有些被試品的電容量很大，工頻試驗時所需試驗變壓器的容量也就很大，這導致了試驗設備笨重，現場試驗使用不方便。于是提出采用0.1Hz超低頻試驗裝置，從理論上講，由于容性電流隨著試驗電壓的頻率的降低成正比減小，因此，0.1Hz超低頻試驗電源的容量僅為工頻時的1/50。這就使試驗電源的重量大大減輕，非常適用于現場試驗。超低頻（0.1Hz）耐壓試驗仍是交流試驗，推薦用于中壓XLPE絕緣電力電纜試驗。一方面該試驗不會在電纜XLPE絕緣中聚集空間電荷，畸變局部電場。另一方面，該試驗能夠在較低的試驗電壓中發現電纜絕緣水樹枝老化等缺陷，故其對XLPE絕緣的損害程度較小。

3.高壓電氣試驗的安全管理

大部分高壓試驗工作是在停電的情況下辦理變電站第一種工作票進行，但由于試驗本身需要施加交直流的高壓，所以高試工作屬于電力系統高危工作。歷年來國網系統多次發生各種人身傷亡事故，大多數事故的發生與人員素質及工作態度有關。下面從幾方面進行總結，來控制高壓試驗中的人身傷亡事故。

3.1人是根本，提高人的素質

加強對人員的技術培訓，高壓試驗人員首先要有良好的技術基礎，包括熟悉各項試驗的目的及原理、試驗接線方式方法、被試電氣設備的結構、加壓過程中出現異常情況的處理方法，此外需識記的是電氣設備交接試驗規程以及國家電網公司狀態檢修試驗規程。有了這些知識作為鋪墊，才能對試驗過程中出現的各種突發情況作出準確、合理、有效地判斷。

3.2前期工作

3.2.1加強高壓試驗的前期查勘工作。當工作班成員接到工作任務后，應迅速到變電站進行前期查勘工作。此時需要就作業任務、停電范圍、危險點、以及使用高臂車時車輛的行駛路線、升臂范圍等都要有了解，詳細地記錄在標準化作業指導書上面。

3.2.2做好作業前工作準備。當任務下達之后，就要擬定本次試驗將使用的各種儀器儀表、工器具并檢查好儀器儀表、工器具是否在檢定合格的使用期限內。工作前攜帶好所有需要的器具，防止由于現場使用代替的工器具可能對電氣設備接頭、瓷瓶小套管等造成的設備損傷，設備事故。

3.2.3嚴格執行安全措施及技術措施。在試驗工作過程中，履行好《電力安全規程》中所規定的保證安全的組織措施：工作票制度；工作許可制度；工作監護制度；工作間斷、轉移和終結制度；技術措施：停電；驗電；裝設接地線；懸掛標識牌；裝設遮攔等。高壓試驗應根據具體的工作由班組長或是上級部門下達變電站第一種工作票，根據實際情況準確填報所需的安全措施，確定工作范圍與帶電范圍之間有明顯的斷開點，在工作范圍側合上接地刀閘或是裝設好接地線，并嚴格履行工作票簽發、工作票許可手續，確保高壓試驗外部環境的安全。

3.3過程中控制

3.3.1開展好班前會。在發出變電站工作票后，由工作負責人召集工作班成員召開班前會。在班前會上，詳細的向各位成員再次詳細交代停電范圍、作業任務等。相對于室外電氣設備而言，室內的10kV開關柜由于空間狹小，帶電部位與工作部位距離短，非常危險，系統內也屢次發生10kV開關柜內的人身傷亡事故，故10kV電壓等級的作業更需嚴加注意。在班前會上，工作負責人要對工作班成員的身體狀況進行詳細了解，嚴禁精神狀態不好，身體欠佳，飲酒后人員參與到即將開展的高壓試驗工作中去。工作負責人要求大家將手機置于靜音狀態，嚴禁在作業過程中接聽手機，聊天，吸煙等。

3.3.2嚴格執行高壓試驗安全規程。檢查好試驗設備接地的可靠性，高壓試驗特別是對電容器、電力電纜等的試驗將會給被試品充電，故需檢查好儀器儀表的接地情況，保證接地引下線與接地線之間連接良好，接地線不能纏繞在接地引下線上，同時也不能置于接地引下線有銹蝕、油漆處。檢查好儀器儀表指針、旋鈕是否在零位，試驗接線絕緣表面是否良好，有無斷線情況。試驗后放電必不可少。在對避雷器、變壓器、電力電纜、電容器等電氣設備進行完試驗后，應在降壓并斷開電源后對被試品充分進行放電，防止殘余電荷對人員帶來的危險。此外，高壓試驗要堅持誰拆線誰恢復，并有專人檢查的原則，這是一個良好的習慣。比如某局在對10kV高壓開關柜真空開關進行耐壓試驗時，接線人員對觸頭進行短接后并未進行拆除。此事雖經變電站值班員檢查出，避免了一起設備損壞事故。但這充分表明當時的高壓試驗人員意識淡薄，這起未遂事件非同小可。因為10kV開關柜觸頭位置很明顯，能較易引起值班員或是其他人的注意，但是若發生在電流互感器的二次接線盒內的短接線未拆除，就難以被他人發現，一旦投入運行，將會造成嚴重的設備損壞事故。

4.結束語

電力設備的高壓試驗是一項高技術復雜工程，它涉及管理模式、評估技術、監測技術、診斷技術、經濟分析、人員素質等多個方面，其核心是建立一套相應的規范來保證先進高壓試驗的實施，以實現對設備在高壓下運行、檢修的全方位的現代化的管理。對于高壓試驗的安全設計應從以下方面考慮：可靠的接地；防止感應電壓和放電反擊的措施；保證安全距離和絕緣隔離等。

參考文獻：

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