關(guān)于電力系統(tǒng)中高壓電氣試驗(yàn)的研討

孟祥杰

【摘 要】本人通過(guò)多年的工作經(jīng)驗(yàn)以及刻苦研究，對(duì)高壓電氣試驗(yàn)基本理論概念，以及在高壓電氣試驗(yàn)中所面臨的問(wèn)題，提出了相應(yīng)的問(wèn)題和對(duì)策。并對(duì)如何更好地避免和解決這些問(wèn)題進(jìn)行了深入的分析，進(jìn)而為高壓電氣試驗(yàn)工作的穩(wěn)定、安全提供保障。

【關(guān)鍵詞】高壓電氣;試驗(yàn);對(duì)策

一、高壓電氣試驗(yàn)的理論概述：

1、高壓電氣試驗(yàn)：電氣試驗(yàn)一般是指電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性的試驗(yàn)，它是保證電力系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行的最有效手段和方法，是電氣設(shè)備絕緣監(jiān)督的重要組成部分。高壓電氣試驗(yàn)是考核電氣設(shè)備主絕緣或者是電氣參數(shù)是否適應(yīng)安全運(yùn)行的一個(gè)重要手段，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)展有著重要的作用。

2、高壓電氣試驗(yàn)的發(fā)展動(dòng)向：近幾年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，以及電氣設(shè)備故障診斷的需要，計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)等的發(fā)展，高壓電氣試驗(yàn)中采用的新設(shè)備和新技術(shù)不斷增多，新的試驗(yàn)方法也不斷引進(jìn)，國(guó)內(nèi)外的最新技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，從而促進(jìn)了當(dāng)前電力系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展。首先，是高壓電氣試驗(yàn)的新設(shè)備不斷地增多。隨著科技的不斷發(fā)展，當(dāng)前的電氣設(shè)備呈現(xiàn)出設(shè)備小巧輕便、抗干擾能力強(qiáng)、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。其次，高壓電氣試驗(yàn)不斷采用新的研究方法。例如，油中溶解氣體色譜分析方法，它能夠在一定程度上簡(jiǎn)化分析判斷;變壓器繞組變形方法，它能夠增加診斷的靈敏度;GIS局部放電的超聲波檢測(cè)頻帶試驗(yàn)，通過(guò)聲波信號(hào)在GIS設(shè)備外殼上檢查設(shè)備內(nèi)部局部放電故障。再次，高壓電氣試驗(yàn)的新技術(shù)不斷應(yīng)用。其中，0.1Hz超低頻試驗(yàn)電源的應(yīng)用，進(jìn)一步提高了試驗(yàn)儀器的抗干擾能力;紅外技術(shù)的應(yīng)用可以通過(guò)監(jiān)測(cè)電氣設(shè)備對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行更加準(zhǔn)確的診斷。隨著高壓電氣試驗(yàn)診斷技術(shù)不斷發(fā)展，目前應(yīng)用最為廣泛的是電力變壓器故障專(zhuān)家診斷系統(tǒng)。

二、高壓電氣試驗(yàn)面臨的問(wèn)題：

雖然高壓電氣試驗(yàn)得到了快速的發(fā)展，但是高壓電氣試驗(yàn)在試驗(yàn)過(guò)程往往會(huì)受到一些因素的影響，從而造成了試驗(yàn)結(jié)果和實(shí)際情況有誤差，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成不必要的損失。

1、高壓電氣試驗(yàn)設(shè)備和被試設(shè)備的接地問(wèn)題：

首先，高壓電氣被試設(shè)備接地不良，容易造成介質(zhì)的嚴(yán)重?fù)p耗。這種問(wèn)題一般發(fā)生在電容性的設(shè)備上，比如說(shuō)電壓互感器或者耦合電容器等。在變電站里，為了保證線路的正常運(yùn)行，我們通常把電壓互感器與線路直線連接。如果電氣設(shè)備的接地開(kāi)關(guān)或者連接線接觸不良，就如同在電容器上串聯(lián)了一個(gè)等量的電阻。比如說(shuō)如果電容量為C，電容器的介質(zhì)損耗因數(shù)為tgδ，等值串聯(lián)電阻為R，那么關(guān)系式為：tgδ=ωCR。但是如果當(dāng)設(shè)備接地不良的情況出現(xiàn)后，電容器的電容量越大，它所產(chǎn)生的損耗就會(huì)越大，進(jìn)而會(huì)造成被試設(shè)備介質(zhì)損耗超標(biāo)的情況。

另外，在做電壓互感器和電流互感器試驗(yàn)時(shí)，如果二次回路接地不良，會(huì)造成檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際測(cè)量值之間有誤差。對(duì)高壓設(shè)備的正常運(yùn)行產(chǎn)生不良后果，甚至是非常危險(xiǎn)的。我們知道，電壓互感器和電流互感器的交互應(yīng)該遵循電磁感應(yīng)定律。但是在他們實(shí)際的交互過(guò)程中，如果電壓互感器和電流互感器的二次繞組接地不良，這樣一來(lái)，實(shí)際反映出來(lái)的數(shù)值對(duì)銘牌值而言就會(huì)出現(xiàn)了偏差。由于電壓互感器和電流互感器的一次繞組和二次繞組與地面兩者之間存在著分布電容，在二次繞組不接地的情況下，二次繞組上的感應(yīng)電壓往往會(huì)在表計(jì)和地面之間產(chǎn)生雜散電流，這樣就會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的指示值，影響高壓設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

2、高壓電氣試驗(yàn)中引線所引起的問(wèn)題：

首先，高壓電氣設(shè)備中避雷器的引線問(wèn)題。我們?cè)谔珎}(cāng)一期220kV高壓變電所對(duì)220kV主變中性點(diǎn)避雷器進(jìn)行試驗(yàn)中，對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生疑惑。在75%的直流參考電壓下，漏電量高達(dá)80uA。后來(lái)在檢查中發(fā)現(xiàn)，原來(lái)避雷器的引接線雖然被安裝人員斷開(kāi)，但是引線的接頭還保留在避雷器上邊。當(dāng)安裝人員將留在避雷器上的引線拆下后重新測(cè)試，75%直流參考電壓下的漏電量小于20uA，正確。由此可見(jiàn)，高壓電氣試驗(yàn)中避雷器引線產(chǎn)生的問(wèn)題是非常大的。因此，在具體的高壓電氣試驗(yàn)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，我們必須把高壓部位的引線全部拆除，從而能夠更好地防止引線拆除不當(dāng)引起的電流泄漏以及造成微安電表刻度的變差。

3、絕緣帶引起的問(wèn)題：

在高壓電氣試驗(yàn)運(yùn)行過(guò)程中，絕緣帶具有非常重要的作用。我們?cè)?jīng)做過(guò)一次實(shí)驗(yàn)：在測(cè)量電容性電壓互感器的介質(zhì)損耗因數(shù)的時(shí)候，測(cè)量結(jié)果總是不合格，數(shù)據(jù)出現(xiàn)了明顯的偏差。為了找出數(shù)據(jù)偏差的原因，我們采取了各種各樣的方法，最后終于得出了一個(gè)重要的結(jié)論：只有把固定在引線上的絕緣帶去除后，所得到的數(shù)據(jù)才是合格的。如果不把絕緣帶拆除，就說(shuō)明給介質(zhì)增加了幾百兆歐的電阻，影響了高壓電氣試驗(yàn)的正常運(yùn)行。

4、高壓電氣試驗(yàn)電壓不用引起的問(wèn)題：

首先，電壓對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)量數(shù)據(jù)的影響。我們?cè)趯?duì)220kV耦合電容器進(jìn)行預(yù)防性的試驗(yàn)時(shí)，為了避免儀器受到損傷，采取了降低試驗(yàn)電壓的方法。后來(lái)發(fā)現(xiàn)一臺(tái)電容器的測(cè)量結(jié)果不合格，為了找出電容器不合格的原因，我們采取了各種各樣的方法不斷試驗(yàn)。后來(lái)發(fā)現(xiàn)，隨著試驗(yàn)電壓的不斷升高，介質(zhì)損耗因數(shù)就越來(lái)越小。之所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象，主要是由于多個(gè)元件串聯(lián)的耦合電容器中存在連接線接觸不穩(wěn)定的情況，在低壓的情況下，氧化層依然完好，出現(xiàn)較大的接觸電阻，介質(zhì)損耗就變大;如果試驗(yàn)電壓不斷增大，氧化層被融化，接觸電阻就會(huì)變小，介質(zhì)損耗就會(huì)變小。

5、電壓對(duì)測(cè)量直流電阻的影響：

我們利用雙臂電橋測(cè)量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的直流電阻時(shí)，測(cè)量結(jié)果與以往的數(shù)據(jù)之間存在很大的差距。通過(guò)對(duì)測(cè)量方法的比較分析，我們發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子繞組在運(yùn)輸過(guò)程中存在導(dǎo)線斷裂的情況。如果導(dǎo)線斷裂，就會(huì)在導(dǎo)線表面出現(xiàn)一層氧化膜，當(dāng)利用雙臂電橋?qū)D(zhuǎn)子繞組進(jìn)行測(cè)量時(shí)，根據(jù)電壓的強(qiáng)度不同就會(huì)出現(xiàn)不同的結(jié)果。

6、高壓電氣試驗(yàn)電壓對(duì)測(cè)量直流漏電的影響：

在高壓電氣設(shè)備導(dǎo)體表面所產(chǎn)生的電暈電流，在導(dǎo)體的形狀、導(dǎo)體之間的距離確定了之后，與電場(chǎng)強(qiáng)度的大小有著密切的關(guān)系。如果外施電壓的數(shù)值很小時(shí)，電暈電流很小，此時(shí)對(duì)漏電電流的測(cè)量所產(chǎn)生的影響也比較小;如果高壓試驗(yàn)電壓數(shù)值變大時(shí)，電暈電流就會(huì)增大，這時(shí)對(duì)漏電電流的測(cè)量會(huì)產(chǎn)生很大的影響。

三、高壓電氣試驗(yàn)中主要對(duì)策：

高壓電氣試驗(yàn)是檢驗(yàn)電氣設(shè)備主絕緣或者是電氣參數(shù)是否適應(yīng)安全運(yùn)行的一個(gè)重要手段，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)展有著重要的作用。高壓電氣設(shè)備的試驗(yàn)，是對(duì)設(shè)備的具體運(yùn)行狀況進(jìn)行檢查和鑒定的重要措施，是進(jìn)一步了解高壓設(shè)備絕緣狀態(tài)以及運(yùn)行性能的主要方法，針對(duì)以上高壓電氣試驗(yàn)中面臨的一些問(wèn)題和困境，我們要做到以下幾點(diǎn)：

1、高壓電氣試驗(yàn)設(shè)備和被試設(shè)備的接地不良問(wèn)題：我們要高度重視高壓電壓互感器和電流互感器的二次繞組，從測(cè)量的準(zhǔn)確度和安全度兩個(gè)方面著手，對(duì)其中的某一個(gè)端子的接地情況要確認(rèn)無(wú)誤。在進(jìn)行交流耐壓的試驗(yàn)過(guò)程中，要認(rèn)真測(cè)量試驗(yàn)品的電容電流強(qiáng)度，通過(guò)電流的大小來(lái)判斷高壓電氣試驗(yàn)電壓運(yùn)行是否正常。

2、在試驗(yàn)過(guò)程中要注意引線的作用：引線在高壓電氣試驗(yàn)的過(guò)程中起著重要的作用，絕緣帶的電阻有幾百兆歐，如果不把絕緣帶全部拆除，就說(shuō)明給介質(zhì)增加了幾百兆歐的電阻，影響了高壓電氣試驗(yàn)的正常運(yùn)行。

3、要高度重視高壓電氣試驗(yàn)中電壓的重要性：第一，要注意電壓對(duì)介質(zhì)損耗測(cè)量的影響，在低壓的情況下，氧化層依然完好，出現(xiàn)較大的接觸電阻，介質(zhì)損耗就變大;如果試驗(yàn)電壓不斷增大，氧化層被融化，接觸電阻就會(huì)變小，介質(zhì)損耗就會(huì)變小。第二，要注意電壓對(duì)直流電阻測(cè)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(huì)被擊穿，電阻就會(huì)變小。

（作者單位：中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)東北電力第一工程有限公司）