熱電公司電氣設備高壓試驗方法及事故案例分析

梁 可

(中油電能熱電一公司，黑龍江 大慶 163002)

0 引 言

熱電公司的電力設備需要定期維護與更新，而新更換的設備通常會在制造、運輸、安裝過程中出現一些相關質量問題。這些問題單憑工作人員肉眼難以分辨，設備一旦運行，會在運行過程中受化學、電壓、熱與機械振動等多種因素影響，出現絕緣性劣化的問題，甚至導致事故發生[1]。大量研究表明，熱電公司電氣設備維護人員利用高壓試驗方法，能夠較好地發現設備中的隱患，并有針對性地及早做出處理，從而達到預防與阻斷事故發生的目的[2]。為了進一步證實電氣設備高壓試驗的作用，并合理確定相應的試驗方法，通過列舉相關案例進一步驗證熱電公司電氣設備高壓試驗的優勢。

1 電氣試驗的分類及作用分析

了解電氣試驗的分類有助于更好地操作相應的試驗方法[3]。通常熱電公司電氣設備高壓試驗由4類組成，第一類是設備出廠試驗，第二類是設備交接驗收試驗，第三類是設備大修試驗，第四類是預防性試驗。各類別的試驗具體內容如下：

1)電氣設備出廠試驗。該類試驗主要是指電氣設備制造完畢后，生產廠家依據技術標準規范進行的相關試驗，試驗結果合格后方可輸送設備。一般將熱電公司的電氣設備歸為大型電力設備，需要由出廠試驗人員在相關單位人員的監督下實施這一試驗[4]。

2)交接試驗。通常該類試驗是電力設備安裝單位在安裝設備后，設備未投運前所做的相關試驗，用以保證電力設備運行的安全性。這一階段的交接試驗，能夠及早發現電力設備運輸、安裝過程中可能造成的損壞，并及時采取措施進行維修，從而保證設備投運后的正常、安全、穩定運行[5]。

3)大修試驗。該類別的試驗是指電力檢修部門在電力設備大修后或更換設備時，對于各零部件進行檢驗，從而保證設備的檢修質量，以滿足相關規范要求，保證電力設備的正常運行[6]。

4)預防性試驗。該類試驗主要是進行日常排查，通過日常定期或周期性的檢查，對可能發生的電力設備安全隱患進行試驗檢測，從而達到預防性的效果，進一步促進熱電公司電力設備的穩定運行。

電氣試驗按照電氣性質分為絕緣試驗和特性試驗。絕緣試驗包括非破壞性試驗和破壞性試驗(耐壓試驗)；一般絕緣試驗以外的試驗都稱作特征試驗[7]。絕緣特性試驗主要是指在電壓較低的情況下，對設備進行絕緣性能測試，從而進一步地了解電力設備絕緣是否存在損傷，主要包括介質損耗因數試驗、絕緣電阻試驗、直流電阻測試、泄漏電流試驗等。絕緣耐壓試驗是指用較高的試驗電壓(一般高于設備的額定電壓)來考驗設備的絕緣水平，缺點是可能對絕緣造成一定傷害，包括交流耐壓試驗、直流耐壓試驗、感應耐壓試驗、沖擊耐壓試驗等。

2 電氣設備高壓試驗方法

此次研究中的熱電公司電氣設備的高壓試驗是指試驗電壓大于1 000 V的試驗，試驗的高壓部分對人身安全具有一定的威脅。該高壓試驗一般分為兩種試驗方法，一是直流高壓試驗方法，二是交流高壓試驗方法。此外，在交流電壓的作用下，流過絕緣介質的不僅有電容電流，還會產生電流的損耗，因此，還需要考慮介質損耗試驗。所有試驗操作規范必須符合《電力安全工作規程》中對工作人員安全距離的要求。具體試驗方法如下：

1)直流高壓試驗方法。電氣設備直流高壓試驗是極為常見的絕緣試驗，該試驗方法主要是在試驗設備上[8]施加一定數值的直流電壓，通過對試樣品的電流測量確定絕緣泄露電流的情況，從而判斷絕緣狀況的好壞。將工頻交流電通過整流濾波得到直流高壓電，若采用倍壓整流或多級串接整流，電路會產生更高的直流電壓。因此，在試驗過程中，需要按照電力設備的直流試驗電壓值的規定進行操作。

由圖1可見，倍壓整流對地輸出的直流高壓電壓值為2Umax。試驗人員不僅需要了解對地輸出的直流高壓數值，還需要在試驗過程中熟練掌握規范，才能保證試驗過程中的人身安全。對照規范的額定電壓值，再確定相應的直流試驗電壓，保證試驗的安全性以及數值準確性。

圖1 倍壓整流電路圖

2)介質損耗試驗方法。通常在交流電壓作用下會產生能量損耗，一般把這種能量損耗稱之為介質損耗。介質損耗試驗方法能夠較好地反映設備絕緣缺陷。在同一試驗條件下，對同一臺設備進行試驗，如若試驗中介質損耗大，則說明該設備的絕緣性能較差，反之則絕緣較好。一般對介質損耗的評價，是通過對介質損耗因數的測量而得到的。

3)交流耐壓試驗方法。電氣設備運至現場后需要在保證設備絕緣性能的前提下投入使用，交流耐壓試驗是保證這一問題得到有效解決的重要途徑，對于判斷電氣設備是否能夠投入至熱電公司的實際使用起著決定性作用。

電氣設備是否存在絕緣缺陷，可以通過交流耐壓試驗方法得到較好的檢測，進而準確地反映交流電壓在電氣設備運行中的狀態。在實際進行交流耐壓試驗時，需要嚴格按照額定電壓的標準要求設定試驗所需要的電壓，從而保證交流耐壓試驗的操作安全。試驗電壓一般是按照出廠試驗電壓的80%設定的。另外，交流耐壓試驗是具有一定破壞性的試驗，需要在試驗前對試樣品進行一系列的檢測，主要包括對試樣品進行吸收比、絕緣電阻以及泄露電流介質的損耗檢測，經過檢測后方可對電氣設備進行交流耐壓試驗，從而保證試驗的安全性與有效性。

由圖2可見，交流耐壓試驗共分為五部分，具體內容整理歸納如下：

1)交流電源部分。此部分需要確定交流電源大小，需依據被試品容量的大小選擇合適的試驗電源，通常小容量被試品多采用220 V或380 V的試驗電源。

T1—試驗變壓器；T2—調壓器；R1、R2—保護電阻器；

2)調壓部分。調壓部分是為了完成對電壓的調節要求，一般從起點0開始，平滑地實施調節操作，從而更好地滿足電壓運行的要求，并防止調節過程中出現電壓波的畸變。另外，調壓前還需要考慮調壓器的容量選擇，這也是保證試驗安全的關鍵，一般要求試驗變壓器容量與其相同。

3 )控制保護部分。在實際試驗過程中，需要嚴格按照上述步驟執行操作，保證各項開關不會出現損害，并且能夠達到調整的要求，使被試品達到既定的試驗目標。

4)電壓測量部分。電壓測量部分需要依據標準執行各項操作，并保證各項電壓能夠滿足試驗要求。

5)波形改善部分。這一環節的操作需要保證電源、調壓、控制及電壓測量部分嚴格按照標準執行，在實際操作過程中需注重細節并及時進行調整，從而達到既定的波形改善效果。

3 高壓試驗事故案例分析

3.1 高壓試驗事故案例

某熱電公司于1996年8月13日在實施電氣設備的高壓介損試驗時，姜某負責QSI電橋的操作，陳某負責TA引流線的拆除工作，水某負責對調壓器與電源閘門進行相應的試驗操作，張某負責監督與維護工作。姜某對A相TA介損測試的電橋操作完成后，便通知張某“操作好了”，同時對試驗數據進行記錄，并與陳某進行相關情況的討論。水某因正在看數據，而沒有將電源斷開，聽到“好了”的張某則獨自登上梯子，去查看A相TA，因而發生觸電，從離地面高度1.8m的梯子上摔下，此時水某立即切斷電源閘刀，而后將張某送醫搶救。

由上述事故可見，高壓試驗的監護人員安全意識淡薄。姜某自行將呼唱用語簡化，簡單一句“好了”導致張某誤以為電壓已經歸零，而自行去查看A相TA，導致其發生觸電。另外，張某在試驗的變更過程中，在拆除試驗引線前沒有將被試設備的高壓部分放電，也未將多個元器件連接的公共端短路接地，也沒有履行其監督職責，未及時發現調壓安全隱患。

3.2 電氣設備高壓試驗的安全防護系統結構

通過上述方法及案例分析，構建電氣設備高壓試驗的安全防護系統結構和框架，具體如圖3所示。

圖3 安全防護系統示意圖

由圖3可見，該系統確定了試驗區、試驗人、監護人，紅外探測器的布置主要包括A1、A2、A3、A4，低頻磁場覆蓋區域設置為B，電源控制區域為C，監控人員處于電源控制臺一側，處于最佳的監控范圍，監控人所在的監控點需要能夠保證監控全場情況，并能有效控制電源，保證按照規范標準執行各項操作。

4 結 語

對電氣設備高壓試驗的分類與作用進行了闡述，深入研究了電氣設備高壓試驗方法。對相關案例進行分析，構建了電氣設備高壓試驗的安全防護系統結構，將各區域防護進行設定，保證按規范執行操作。此外，還需要電氣設備高壓試驗人員提高警惕，增強安全意識，從而降低因高壓試驗導致的人身傷害和死亡事故的發生概率。