高壓電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗分析

蔡宏鼎 貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司遵義播州供電局

1 引言

為了確保電力電氣設(shè)備運行的安全性和穩(wěn)定性，必須對其進(jìn)行絕緣預(yù)防性試驗，從而及時掌握高壓設(shè)備的絕緣性能和可能存在的故障隱患，并采取針對性的措施解決故障，從而確保電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。因此，研究分析高壓電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗具有重要的現(xiàn)實意義。

2 高壓電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗概述

2.1 高壓電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗的重要性

近年來，電力企業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，對我國的社會經(jīng)濟發(fā)展做出了突出了貢獻(xiàn)。與此同時，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電力企業(yè)的設(shè)備和運行電壓等級也得到了提高，電氣設(shè)備的絕緣性能對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行的影響也越來越大。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查表明，超過60%的停電事故都是因為高壓電氣設(shè)備發(fā)生的絕緣故障。

而電氣設(shè)備在運行過程中，其絕緣性能的下降并非突然完全喪失，而是隨著時間的變化呈現(xiàn)處曲線式的衰減。這樣相關(guān)工作人員就可以根據(jù)電氣設(shè)備絕緣性的這種變化，及時的掌握電氣設(shè)備存在的故障，并通過維修等技術(shù)手段，確保電氣設(shè)備的穩(wěn)定運行。因此，通過對高壓電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗，可以最大程度的確保電氣設(shè)備的絕緣，從而提高電氣設(shè)備和整個電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

2.2 高壓電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗的分類

（1）絕緣特性試驗：即對電氣設(shè)備，在較低電壓下，或者采取不會影響電氣設(shè)備絕緣性能的方法，進(jìn)行電氣設(shè)備相關(guān)特性參數(shù)的測量和計算，如電氣設(shè)備的絕緣電阻、泄露電流等，從而判斷電氣設(shè)備的絕緣性能是否存在異常。該種試驗的缺點是只能推斷出電氣設(shè)備的絕緣耐電能力，且所得到的結(jié)果準(zhǔn)確性較差。

（2）耐壓試驗（破壞性試驗）：即將電氣設(shè)備處于高壓狀態(tài)下，對其相關(guān)的特性參數(shù)進(jìn)行測量和計算，從而發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備絕緣性能可能存在的缺陷和故障。該方法的缺點是可能會對設(shè)備造成一定的損害。因此，一般在對電氣設(shè)備進(jìn)行絕緣預(yù)防性試驗時，大多先進(jìn)行絕緣特性試驗，后進(jìn)行耐壓試驗。例如：針對某變壓器設(shè)備進(jìn)行絕緣預(yù)防性試驗時，根據(jù)絕緣特性試驗的結(jié)果推斷出設(shè)備可能受潮出現(xiàn)絕緣性能下降，因此應(yīng)對設(shè)備進(jìn)行干燥處理，確保設(shè)備處于干燥狀態(tài)下再進(jìn)行耐壓試驗，避免高壓狀態(tài)設(shè)備出現(xiàn)損壞，影響電力系統(tǒng)的正常運行。

3 絕緣預(yù)防性試驗的基本原理

3.1 絕緣電阻的測試

作為高壓電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗的技術(shù)測試項目之一，通過絕緣電阻數(shù)值的大小，可以有效的對高壓電氣設(shè)備的絕緣缺陷進(jìn)行判斷。確定設(shè)備是否存在受潮問題、污穢問題以及出現(xiàn)了過熱老化缺陷等。常見的絕緣電阻測試儀器是絕緣電阻測試儀，如果高壓電氣設(shè)備存在受潮、污穢以及過熱老化等問題，導(dǎo)致其局部出現(xiàn)絕緣缺陷，那么通過絕緣電阻測試儀所測得絕緣電阻值并不會呈現(xiàn)明顯的降低。而如果高壓電氣設(shè)備存在較嚴(yán)重的絕緣缺陷，其絕緣電阻值將呈現(xiàn)明顯的降低情況。一般情況下，如果基于常溫狀態(tài)下，電氣設(shè)備的絕緣電阻吸收比小于1.3時，就可以判定設(shè)備存在絕緣性能故障。

3.2 泄漏電流的測試

在對電氣設(shè)備進(jìn)行泄露電流試驗過程中，首先應(yīng)對設(shè)備進(jìn)行高壓供電，然后利用微安表對電氣設(shè)備的泄露電流進(jìn)行測量。如果電氣設(shè)備存在較為明顯的絕緣性能故障，那么當(dāng)設(shè)備處于高壓狀態(tài)下時，其泄漏電流要明顯高于低壓狀態(tài)下的泄露電流，也就是其絕緣電阻值要明顯低于低壓狀態(tài)下的絕緣電阻值。從原理上來講，對電氣設(shè)備進(jìn)行絕緣電阻測量，和進(jìn)行泄露電流并無本質(zhì)性的區(qū)別。

（1）相比較進(jìn)行絕緣電阻測量，采用泄露電流測試更容易發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的絕緣缺陷，而且還能對一些尚未貫通的集中性缺陷進(jìn)行及時的排查。此外，相比較兆歐表，采用微安表對電氣設(shè)備的泄露電流進(jìn)行測量，所得到的數(shù)值準(zhǔn)確度更高。

（2）通過泄漏電流的測試，可以幫助相關(guān)工作者更容易推斷出電氣設(shè)備存在的絕緣缺陷類型。如圖1所示。曲線1代表電氣設(shè)備處于絕緣良好狀態(tài)，曲線2代表電氣設(shè)備存在受潮問題，曲線3則代表電氣設(shè)備存在絕緣故障，但故障可能屬于未貫通的集中性缺陷；曲線4則代表電氣設(shè)備存在擊穿的問題。

圖1 某設(shè)備絕緣泄漏電流曲線

3.3 耐壓試驗

常見的電氣設(shè)備耐壓試驗可以分為直流耐壓試驗和交流耐壓試驗兩種。前者在進(jìn)行絕緣預(yù)防性試驗時，電壓相對較高，可以有助于檢測電氣設(shè)備存在的局部絕緣缺陷。相比較交流耐壓試驗，其具有試驗設(shè)備輕便，對設(shè)備的破壞較低且可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備局部缺陷等優(yōu)點。

交流耐壓試驗作為當(dāng)前鑒定電氣設(shè)備絕緣強度最直接的方法，可以對電氣設(shè)備存在的集中性缺陷進(jìn)行有效的檢測。以某變壓器交流耐壓試驗步驟為例：

（1）首先應(yīng)對電氣設(shè)備所處的試驗環(huán)境進(jìn)行檢查，查看是否存在安全隱患，確定無問題后，對電氣設(shè)備進(jìn)行開機運行預(yù)熱。

（2）其次將設(shè)備調(diào)試到交流耐壓試驗所需的電壓檔位，對其泄露電流進(jìn)行測量，查看是否存在異常。

（3）第三對電氣設(shè)備的高壓輸出端進(jìn)行短接，查看電流繼電器是否正常工作或者存在擊穿信號發(fā)出。

（4）對電氣設(shè)備的不同的部位進(jìn)行測試，例如主電路部分、輔助電路部分等。當(dāng)電壓緩慢升高到試驗要求值50%左右時，為了避免設(shè)備產(chǎn)生跳躍，應(yīng)快速將電壓值增高大規(guī)定數(shù)值。持續(xù)60秒后，檢查設(shè)備是否存在連續(xù)閃絡(luò)和擊穿問題。如果沒有，則慢慢降低電壓至0，完成整個試驗。

3.4 介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ測試

作為電氣設(shè)備絕緣性能的常見參數(shù)之一，通過對介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ的測量，可以有效的判定電氣設(shè)備絕緣分布性的問題。相比較其他的絕緣預(yù)防性試驗方法，采用對電氣設(shè)備介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ的參量，不會受到試驗電壓和試驗對象尺寸的影響，可以有助于對電氣設(shè)備存在的受潮、設(shè)備老化、臟污以及穿透性導(dǎo)電問題進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。

4 判斷高壓電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗結(jié)果

通過以上的絕緣預(yù)防性試驗，對試驗所得的結(jié)果應(yīng)采用以下的步驟進(jìn)行分析，從而判斷設(shè)備是否存在絕緣故障。

（1）將電氣設(shè)備試驗所得的結(jié)果，與其出廠相關(guān)參數(shù)進(jìn)行對比分析，找出其中存在的變化，進(jìn)而判斷電氣設(shè)備是否存在絕緣故障。

（2）將電氣設(shè)備試驗所得的結(jié)果，對比同類型正常電氣設(shè)備的試驗結(jié)果，找出其中存在的差異，進(jìn)而判斷電氣設(shè)備是否存在絕緣故障。

（3）將電氣設(shè)備試驗所得的結(jié)果，結(jié)合《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》中所規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比分析，從而判斷電氣設(shè)備是否存在絕緣故障。

5 結(jié)束語

綜上所述，為了確保電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和安全性，必須采取有效的技術(shù)手段保障電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。在對高壓電力設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗過程中，相關(guān)試驗人員應(yīng)結(jié)合設(shè)計情況，采用對應(yīng)的試驗技術(shù)，提高試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，并根據(jù)試驗結(jié)果制定完善的維修策略，確保電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。