電力系統中高壓電氣試驗研究

薛小剛

摘要：高壓電氣試驗是一項非常復雜、非常危險又非常重要工作，是保障電氣設備安全穩定運行的重要措施之一。因此，適時對高壓電氣設備性能、絕緣狀態等進行檢測，才能及時發現并解決相關問題。本文針對電力系統中高壓電氣試驗的相關問題進行了探討。

關鍵詞：電力系統;高壓電氣試驗;策略

引文

為了能夠使設備在運行中保持良好的絕緣性能，持續為電力系統提供電力輸送，需要定期對電力設備進行高壓試驗，保證設備的安全穩定運行。高壓電氣試驗對試驗的環境要求比較高，危險系數也比較高，工作人員必須準確掌握操作規程，在試驗過程中嚴格執行操作規范，盡可能避免違規操作，才能保證自身和設備安全，才能保證電力設備試驗的準確性。

1、高壓電氣試驗

高壓電氣試驗是對電氣設備的絕緣預防效果進行檢驗和測試的一種方法。通過對電力系統絕緣性能的檢測對電力系統的安全進行合理的分析和推測，保證電力系統安全的運行，如圖1所示。高壓電氣試驗的主要內容包括：介質損耗及電容試驗、電流泄漏試驗、開關檢驗、吸收比和極化指數試驗等。目前，高壓電氣試驗已經由傳統的試驗技術轉變為以信號處理為基本手段，計算機處理為核心的試驗技術，逐步向信息化、智能化、高效化等方向發展。高壓電氣試驗是基于在電場作用下電介質有能量損耗的原理，通過對能量損耗的檢測來實現對設備或者系統絕緣性的判定。

2、電力系統中高壓電氣試驗存在的問題

2.1 電壓的問題

對于高壓電氣試驗的電壓問題，一般會存在以下幾種情況： 在一定程度上，電壓會對介質產生相關影響，使其遭受損耗，在電壓越高的情況下，介質的損耗值可能會變得越小;而在電壓越低的情況下，介質的損耗值可能會變得越大。當高壓電氣在實際試驗過程中，試驗人員如果對電容器的測量結果不是很清楚，沒有對試驗中將會發生的問題做好事先準備，那么，電壓的實際情況很容易出現異常狀況，最終造成介質的損耗值上升。同時，介質的損耗也很容易使得電容中電壓的狀況出現不良狀況，最終造成電阻增大，從而發生電暈電流或者漏電現象，此類現象通常在高電壓大電容設備更容易出現，比如500kV設備高壓試驗中常常遇到此類問題。

2.2 接地的問題

接地不良被稱為發生頻率最高的故障之一，尤其是出現在高壓電氣被試設備之間。一旦出現接地不良時就會嚴重損耗介質設備，因為，電氣設備的接地開關或者接觸不好，就可以看作是一個等量的電阻串聯在了電容器上。這種情況常發生在電容性的設備上，如：電壓互感器或耦合電容器等。為了避免這一問題的出現，變電所里的電壓互感器都直接連接著線路。如：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。但是當出現設備接地不良時，電容器的損耗與電容量的大小成正比，當電容量足夠大時，被試設備介質損耗會出現嚴重超標。使用TV和TA時，高壓設備的二次回路也會經常出現接地不良的現象。TV和TA是測試高電壓運行的必要手段，通常來說，電磁感應定律是TV和TA在交互過程中必須遵循的，但事實上，TV和TA的二次繞組經常會出現一些故障，如接地故障。故障一旦出現就會影響TV和TA的一次繞組和二次繞組與地面兩者之間的電容分布規律，會產生額外的雜亂電流，這樣的實驗結果顯然是錯誤的。

2.3? 引線的問題

引線是高壓電氣設備中很重要的一個組成部分，它的接觸是否良好直接關乎電氣設備是否能夠正常工作。在對高電壓變電所的檢修試驗中出現了下面的情況：在試驗進行的整個過程中一臺220kV主變中性點避雷器的引線被斷開，但是引線的結頭并未被取下，仍然保存在避雷器上面;試驗的結果是在75%的直流參考電壓下的漏電流達到了80uA，而將殘留在避雷器上的引線拆除后仍采用75%的直流參考電壓，這時測到的漏電流小于20uA。因此，在高壓電氣試驗過程中引線產生的問題是非常巨大的，所以，在以后進行高壓電氣試驗的整個過程中一定要先將分布在高壓部分的引線全部拆除掉。

3、加強電力系統中高壓電氣試驗的策略

3.1 掌握電壓的變化

試驗人員應該重視電壓對直流電阻測量的影響作用。當雙臂電橋電壓較低時，電壓不能夠擊穿氧化膜，此時電阻會比較大;當雙臂電橋電壓較高時，電壓則會擊穿氧化膜，電阻變得越來越小。此外，試驗人員還應該重視電壓對介質的損耗測量產生的差異，當試驗電壓增大時，氧化層則會逐漸被熔化，接觸電阻也變得很小，降低了介質的損耗;當試驗電壓低時，氧氣層則基本無損壞，接觸電阻會增大，使介質損耗增加。所以，試驗人員一定要認真對待試驗工作，避免人為因素造成試驗損失和事故的發生。

3.2 保障接地質量

試驗人員應該充分認識到高壓電氣試驗設備和被試驗設備中的接地設備問題，掌握高壓TV及TA的二次繞組情況，特別是接地端子接地情況。試驗人員為保證測量的準確性和可靠性，應嚴格處理好接地設備中某些端子的接地工作。在進行交流耐壓試驗時，試驗人員應該認真測量設備的電流，通過對電流的強弱變化測量，有助于試驗人員判斷電壓運行狀態是否穩定和正常。除此之外，當試驗人員無法保證設備自身接地的安全時，應該人為地加裝接地線，試驗后予以拆除。

3.3 對引線進行合理處理

首先，在試驗過程中要注意把所有的處于高壓電氣部位的引線全部拆除，防止出現漏電現象;其次，應對高壓TV和TA的二次繞組高度重視，通過測量的準確度和安全度來確認其中的某一個端子的接地情況良好，以此解決高壓電氣試驗設備或被試設備的接地不良問題;第三，在對試驗品的交流耐壓進行試驗時，要準確測量電容電流強度，通過電流的大小來判斷高壓電氣試驗電壓運行是否正常，

4.2加強對電壓的控制

在對電壓進行控制的過程中，為了保證試驗的正常進行相關人員要做到以下幾個方面：首先，對電容性設備的介質損耗情況進行測量，分析電壓對介質的影響情況，尤其是在低電壓的情況時更要加強對阻值的控制工作，保證氧化層的實際氧化質量，增強電阻的效果。另外要對吸收比進行測量，通過吸收比 （ 是電阻在60s時的阻值， 是電阻在30s時的阻值）來分析阻值的狀況;其次，要根據直流電流對電壓的影響對電路進行相應的調整，例如在設計雙臂電橋時要根據電流和氧化膜之間的關系確定好電流閾值，防止氧化膜出現穿孔的現象，控制阻值，保證電壓的穩定;最后，對試驗后的電壓數據一定要進行檢驗，對比檢驗結果和實際結果之間的差異對電壓的控制效果進行評估，如果不足的話再采取其他改進措施。

3.4 對設備的管理軟件進行改進

由于計算機和控制技術的迅速發展，針對電氣試驗的缺陷，這里可以在常規電氣試驗設備基礎上開發一款高壓電氣設備的管理軟件，并設計好傳統電氣設備和計算機相連的通信接口，方便它們之間的通信。該系統完成的主要功能是在試驗時工作人員根據系統提示進行操作，在試驗的過程中將相關數據實時的錄入到計算機中進行處理。系統的子程序主要有：數據采集程序、數據錄入程序、數據存儲和管理程序、數據處理程序、測試報告顯示程序、測試報告打印程序。另外，系統還為每個變電所建立一個數據庫，同類型的電氣設備占用庫中的一個記錄，一個試驗測試項目占用記錄中的若干字段。在對常規的電氣設備進行高壓電氣測試試驗后，測試的數據通過手動錄入的方式發送到計算機中，計算機按照既定的程序對錄入的數據進行儲存、換算、處理、分析和比較。管理程序可以將新得到的數據與該設備的歷史數據進行對比，也可以對同類設備或者不同相別的試驗結果進行比較，根據變化規律和變化趨勢經過全面分析后對設備是否合格進行判斷，供試驗人員和使用人員參考。為了積累資料，跟蹤檢測電氣設備的性能，每次試驗的結果都要保存并建檔管理，便于管理人員隨時調用和查閱。

4、結束語

綜上所述，高壓電氣試驗是保障電力系統運行安全的一種重要手段，對電力系統的運行質量與運行可靠性起著重要的作用。但在具體的高壓電氣試驗中，由于其試驗環境較為復雜，難免會在試驗時引發安全事故，給試驗人員的人身安全以及電氣設備運行安全造成威脅，所以還需在試驗中采取有效措施對試驗安全性加以保障。本文認為，負責高壓電氣試驗的參試人員只有不斷加強對電氣試驗知識的熟悉，努力提高電氣試驗技術水平，克服試驗中所出現的各種主觀性難題，才能切實保障高壓電氣試驗的安全，保證電力系統的安全、穩定運行。

參考文獻

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