對電力系統中高壓電氣試驗的探討

王洪軍 杜月 孫巖妍 戴怡妮 高玲 王雪

摘要：作為電力系統運行維護的必要環節之一，高壓電氣試驗經常會在不同地點、不同時間進行，而電氣設備電壓等級的不同又給此項工作的進行帶來不同的電壓，安全隱患往往很容易在這樣的條件下形成，嚴重威脅人身和設備的安全。可見，確保高壓電氣試驗工作的安全顯得十分必要，為了保護一線試驗工作人員生命安全和電氣設備安全穩定長期運行，需要針對性地采取各種安全保證措施。本文結合筆者多年的實踐工作經驗，就如何提高高壓電氣試驗的安全保障工作提出一點個人見解，供業內人士參考借鑒。

關鍵詞：高壓電氣試驗對策

1 高壓電氣試驗的理論概述

1.1 高壓電氣試驗。電氣試驗一般是指電氣設備絕緣預防性的試驗，它作為保證電力系統正常穩定運行的有效手段，是電氣設備絕緣監督的重要組成部分。高壓電氣試驗是考核電氣設備主絕緣或者是電氣參數是否適應安全運行的一個重要手段，對整個電力系統的發展有著重要的作用。

1.2 高壓電氣試驗的發展動向。首先，高壓電氣試驗的新設備不斷增多。隨著科技的不斷發展，當前的電氣設備呈現出設備小巧輕便、抗干擾能力錢、自動化程度高等特點。其次，高壓電氣試驗不斷采用新的研究方法。再次，高壓電氣試驗的新技術不斷應用。其中，0.1Hz 超低頻試驗電源的應用，進一步提高了試驗儀器的抗干擾能力；紅外技術的應用可以通過監測電氣設備對設備故障進行更加準確的診斷。最后，高壓電氣試驗診斷技術不斷發展。目前應用最為廣泛的是電力變壓器故障專家診斷系統。

2 高壓電氣試驗面臨的問題

（一）高壓電氣試驗設備和被試設備的接地難題。

①高壓電氣被試設備接地不良。高壓電器被試設備接地不良容易造成介質的嚴重損耗，這種難題一般情況發生在電容性的設備上，假設說電壓互感器大概耦合電容器等。在變電站里，為了包管線路的正常運行，把電壓互感器與線路直線連接。假設電氣設備的接地開關大概連接線接觸不良，就如同在電容器上串聯了一個等量的電阻。假設說假設電容量為 C，電容器的介質損耗因數為 tgδ，等值串聯電阻為 R，那么關系式為：tgδ=ωCR。可是假設當設備接地不良的情況出現后，電容器的電容量越大，它所產生的損耗就會越大，進而會造成被試設備介質損耗超標的情況。

②高壓設備在應用 TV 和 TA 時，二次回路接地不良。在測試高電壓的運行整個過程中，一定要應用，TV 和 TA。在一般情況下，TV和 TA 的交互需要依照電磁感應定律，可是在他們實際的交互整個過程中，TV 和 TA 的二次繞組會出現接地不良的情況，這樣一來，實際反映出來的數值對銘牌值而言出現了偏差。由于高壓電氣設備中的 TV 和 TA 的一次繞組和二次繞組與地面兩者之間存在著分布電容，假設在二次繞組不接地的情況下，二次繞組上的感應電壓常常會在表計和地面之間產生雜散電流，這樣就會產生錯誤的指示值。

③濾波器接地開關沒合上造成測量數據異常。這種情況發生在測量耦合電容器（或帶通信端了的CVT ）上。由于耦合電容器頂部接地，因此在測量C1的介質損耗時普遍采用反接屏蔽法，也便是將測量裝置的屏蔽端子接于C2的下端，這種接法似乎是把C2以下的元件全部屏蔽掉了，而事實上并非如此。所以，在測量耦合電容器的介質損耗時，應首先將聯合濾波器的接地開關合上。

（二）高壓電氣試驗中引線所引起的難題。

①高壓電氣設備中避雷器的引線難題。在一次高壓變電所的檢修試驗中，一臺220kV 主變中性點避雷器在試驗整個過程中被檢修人員將引線斷開，可是引線的接頭還保存在避雷器上邊。最后出現的結果是：75%直流參考電壓下的漏電量高達80uA；可是假設把把殘留在避雷器上的引線拆下后重新測試，75%直流參考電壓下的漏電量小于 20uA。因此可知，高壓電氣試驗中避雷器引線產生的難題是非常巨大的，所以，在具體的高壓電氣試驗實際運行整個過程中，咱們一定把高壓部位的引線全部拆除，從而可以更好地防止引線拆除不妥引起的電流泄漏和造成微安電表刻度的變差。

②絕緣帶引起的難題。在高壓電氣試驗運行整個過程中，絕緣帶具有非常重要的作用。相關實驗人員曾經做過一次實驗：在測量電容性電壓互感器的介質損耗因數的時候，最后測量的結果卻不合格，數據出現了明顯的偏差。為了找出數據偏差的原因，試驗人員采取了各種各樣的方法，最后終于得出了一個重要的結論：為有把固定在引線上的絕緣帶去除后，所得到的數據才是合格的。假設不把絕緣帶拆除，就闡明給介質增加了幾百兆歐的電阻，影響了高壓電氣試驗的正常運行。

（三） 高壓電氣試驗電壓不一樣引起的難題。

對測量直流電阻的影響：某廠 1 臺發電機在進行預防性試驗時 ，用雙臂電橋測量轉子繞組的直流電阻，測量結果與歷年數據相比顯著增加。為了慎重起見改用外加直流電壓電流法，測量結果卻與歷年試驗數據接近，然后改用不一樣的儀器測量，數據變化很大。根據對測量方法和結果的研究 ，咱們判定轉子繞組已經存在導線斷裂的難題。導體斷裂后 ，在斷裂面形成一層導電性較差的氧化膜 ，當用雙臂電橋測量時，由于電橋輸出電壓較低，氧化膜不擊穿，因此出現較大的電阻 ； 而采用外加電壓電流法時，由于輸出電壓較高，因此氧化膜擊穿導電 ，測量的直流電阻就變小。經拔護環檢查，該轉子繞組端部存在 5 處斷裂的缺陷。

2對測量直流漏電的影響。在高壓電氣設備導體表面所產生的電暈電流在導體的形狀、導體之間的距離確定了之后，與電場強度的大小有著密切的關系。假設外施電壓的數值很小時，電暈電流很小，此時對漏電電流的測量所產生的影響也比力小；假設高壓試驗電壓數值變大時，電暈電流就會增大，此刻對漏電電流的測量會產生很大的影響。

3 高壓電氣試驗中主要對策

高壓電氣試驗是考核電氣設備主絕緣或者是電氣參數是否適應安全運行的一個重要手段，對整個電力系統的發展有著重要的作用。高壓電氣設備的試驗，是對設備的具體運行狀況進行檢查和鑒定的重要措施，是進一步了解高壓設備絕緣狀態以及運行性能的主要方法，針對以上高壓電氣試驗中面臨的一些問題和困境，我們要做到以下幾點：

首先，搞清高壓電氣試驗設備和被試設備的接地不良問題，我們要高度重視高壓 TV和TA 的二次繞組，從測量的準確度和安全度兩個方面著手，對其中的某一個端子的接地情況要確認無誤。在進行交流耐壓的試驗過程中，要認真測量試驗品的電容電流強度，通過電流的大小來判斷高壓電氣試驗電壓運行是否正常。

其次，在試驗過程中要注意引線的作用。引線在高壓電氣試驗的過程中起著重要的作用，絕緣帶的電阻有幾百兆歐，如果不把絕緣帶拆除，就說明給介質增加了幾百兆歐的電阻，影響了高壓電氣試驗的正常運行。

最后，要高度重視高壓電氣試驗中電壓的重要性。第一，要注意電壓對介質損耗測量的影響，在低壓的情況下，氧化層依然完好，出現較大的接觸電阻，介質損耗就變大；如果試驗電壓不斷增大，氧化層被融化，接觸電阻就會變小，介質損耗就會變小。第二，要注意電壓對直流電阻測量的影響。如果雙臂電橋電壓較低，那么氧化膜就不能被擊穿，所以電阻就較大；如果雙臂電橋的電壓較高，那么氧化膜就會被擊穿，電阻就會變小。

參考文獻：

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[3] 關于電氣試驗中的安全分析與控制 - 城市建設理論研究（電子版） - 2011（27）