水電站電氣設備預防性試驗

郭海濤

（新疆維吾爾自治區烏魯瓦提水利樞紐管理局，新疆 和田848000）

1 水電站電氣設備預防性試驗的意義

1）有助于提升水電站管理水平。針對電氣設備實施預防性試驗，能夠對其各項性能指標展開檢查，對內部各項設備實行分類管理，并依據設備的性能指標，將其實際運轉情況分別定義為合格、不合格、報廢，為維修人員提供參考，大大提升水電站的管理水平和運行效率。

2）有助于確保設備安全運行。加強對電氣設備的預防性試驗不僅滿足社會發展需求，還能夠及時有效地發現個別使用時間較長的設備存在的顯性和隱形問題，讓維修人員在第一時間對其進行合理的處理，大大降低安全隱患風險，減少不必要的人力和物力耗損，推進設備安全運行管理。

3）有助于滿足企業安全生產。安全生產作為任何企業單位的首要運行要求，加強預防性試驗，意味著保證了能源的安全生產，進一步推動了水電站的現代化管理，也能帶來更多的社會效益。

2 電氣設備預防性試驗分類

電氣設備有獨立的絕緣結構，在實際運行過程中，會受到內外部的過電壓作用。一方面，在運行過程中，可能會因為過電壓造成絕緣結構出現缺陷和故障，形成潛在的運行風險；另一方面，絕緣結構自身也會發熱和老化，影響到設備的正常運行。

2.1 依據被試絕緣的危險性分類

1）非破壞性試驗。也叫絕緣特性試驗，其主要是在較低的電壓下進行，實際上并不會對電氣設備造成損害。工作人員要把握其變化規律，準確找到設備中可能存在的故障，根據絕緣介質中產生的不同物理過程，依據設備的出廠參數對各項參數進行測量。

2）破壞性試驗。也叫耐壓試驗，其主要是在高于工作電壓下進行的，該方法能夠直接檢測出電氣設備的絕緣耐壓能力。破壞性試驗會對絕緣造成損害，降低其絕緣水平，甚至對個別部件造成永久性損害。

2.2 依據試驗方式分類

1）離線試驗。主要指將電源停掉之后，從系統中解列出來所進行的試驗。

2）在線監測。就是在不停電的狀態下，對電氣設備的各項性能指標進行監測，具有一定的自動性，是收集特征量的主要手段之一。

2.3 依據測量信息分類

1）電氣法。主要指測量各種電的相關數據。

2）非電氣法。主要指測量各種非電氣數據的方法[1]。

3 電氣設備預防性試驗檢測項目

3.1 絕緣電阻與吸收比試驗

采用該項試驗能夠準確地檢測出絕緣結構是不是出現受潮等層面的問題，這也是預防性試驗中最常見的一種檢測項目。目前，絕緣電阻表的類型有手搖式、晶體管式、數字式等。下面以手搖式絕緣電阻表為例，進行探討。

1）試驗步驟。首先在實驗之前需要選擇合適電壓等級的兆歐表，將電阻表放置在一個水平位置，L端子與E端子開路，工作人員以120r/min轉速搖動手把，以此來檢測電阻表是否正常，然后在停電的狀態下進行接線，將各個線路歸位之后，勻速轉動電阻表把手，待其達到額定轉速后分別讀取15s和60s的電阻值，一一記錄相關數據[2]。

2）注意事項。大電容量的被試品在測量結束之前，必須要將電阻表從測量回路斷開，以免損壞電阻表。如果一開始絕緣電阻指示很小，在搖測的時候必須要經歷較長時間才能得出準確結果。如果測量絕緣電阻過低，應將設備分別展開試驗。

3.2 直流漏電試驗及直流耐壓試驗

1）直流漏電試驗。直流漏電試驗主要是加上直流電壓，直接測試泄露電流，是電氣設備預防性試驗的常規項目之一。在具體操作過程中，首先工作人員要按要求接線，檢查接線、儀器以及操作部分外殼是否接地，在反復確認之后才能夠升壓。其次，試驗電壓可以根據具體情況調節，在計算絕緣電阻值時，可以采取換算法，換算的對象是泄漏的實際電流值。而依據i=f（u）或i=f（t）的關系曲線，通過對吸收比的測量，同樣能夠判斷絕緣缺陷。

2）直流耐壓試驗。該實驗主要是對絕緣體施加較高的電壓，在較長的時間內，觀察絕緣體是否出現異常情況，如被擊穿、閃絡等等。一般來說，交流耐壓試驗并不能準確發現電氣設備局部存在的問題，而直流耐壓試驗具備較高的靈敏度，所以能夠發現定子繞組端部絕緣存在的缺陷。值得注意的是，升壓過程應當勻速進行，不能在短時間內快速升壓。如果出現擊穿、閃絡等異常現象，應馬上降壓，斷開電源。在測試完成之后，用電阻桿充分放電，才能夠更改接線。

3.3 介質損耗角正切值試驗

由于電介質的產生會損耗一定的能量，所以將這部分的損耗稱之為介質損耗。運用tanδ來表示其實際參數，也能夠根據該數值的大小來判斷絕緣體優劣。測量介質損耗因數能夠分析出設備是否受潮、老化，靈敏度較高。通常情況下，介質損耗的測量方式包含了平衡橋法、相敏電路法等等，并且在實際的測量過程中，可能會受到溫度、試驗電壓、電容量等因素的影響[3]。

3.4 交流耐壓試驗

在電氣設備的檢測中，交流耐壓試驗目前屬于最有效的測驗方式，在實際的操作過程中，工作人員應當注意如下幾點：

1）了解被測驗產品的試驗電壓以及其他試驗項目和結果。

2）積極做好相應的安全防護工作，采取合理的應急措施，注意將個別部分可靠接地。

3）升壓過程應當勻速進行，緩慢下降，嚴禁在不降電壓的情況下先斷開電源。

4）如果在試驗過程中出現冒煙、異響，應當立即降壓，待電壓完全降下之后立即斷開電源。

5）在高壓側掛上接地線后再查明原因。

針對現場實際情況，工作人員可以在必要的時候將交流耐壓試驗和直流耐壓試驗同時進行，以此來獲得更為準確的電氣設備實際運行狀況。

3.5 局部放電檢測

隨著電子技術的發展，人們意識到局部放電是變壓器、互感器、電容器等設備會出現諸多故障的首要原因，所以，針對電氣設備的檢測局部放電測量得到更大范圍的應用。依據電、光、熱、噪聲等放電現象來檢測局部放電，具體有兩種方法：電測法和非電測法。

1）電測法。主要是依據局部放電產生的各種電的信息來測量。在實際的放電過程中，由于被檢測設備的兩端都會產生一個較小的、瞬時電壓變化，而當工作人員再次將其接入檢測回路的時候，就會有脈沖電流經過，借助電子儀器測量脈沖電流，就能夠有效判斷出是否存在局部放電以及具體的放電強度。

2）非電測法。非電測法又包含超聲波法和氣相色譜法。其中超聲波法是指借助超聲波檢測技術，將電氣設備的放電位置和實際程度顯示出來。氣相色譜法是指利用絕緣油中析出的氣體，達到準確識別故障的目的，但是氣相色譜法只適用于測量油量較少的設備。

3.6 紅外測溫

如果電氣設備處于穩定安全的運行狀態中，那么隨著時間的推移，其導體和絕緣介質都會發熱升溫；如果電氣設備內部出現短路，或是絕緣損壞等故障，便會造成異常升溫。所以，借助紅外測溫技術，能夠有效地將正常數值和現實比較，進一步分析出電氣設備在各個狀態下的熱像及溫升，更好地分析出電氣設備內部是否存在故障，故障類型是什么。

當前運用紅外檢測的儀器包含了紅外測溫儀、紅外行掃描儀、紅外熱電視和紅外熱像儀。紅外熱像儀的性價比最高，它能夠準確地診斷出電氣設備存在的問題，并將相關部分的溫度轉換為可見光的圖象，還能夠進一步對局部的溫度進行精確顯示，是目前運用最為廣泛有效的診斷儀器。近年來，便攜式的紅外測溫儀也得到使用，由于其體積小、攜帶方便，能夠對運行中各項設備的異常升溫及時發現，幫助維修人員第一時間消除隱患，有效降低水電站的經濟損失。

4 電氣設備預防性實驗結果分析判斷

1）預防性試驗結果對于電氣設備日后的穩定運行具有重要的作用，依據目前推行的《電力設備預防性試驗規程》，工作人員應當對試驗結果進行綜合的分析和判斷，具體可以按照如下步驟操作：①收集被檢測設備的出廠試驗的數據，將試驗結果和其進行對比，從中準確地把握絕緣變化的規律，對其未來的變化趨勢進行預測。②可以將被檢測的設備和同類型的設備試驗結果進行對比，觀察是否存在異常。③和《規程》的技術標準做對比，判斷各項設備的數據是否超標。④和歷年各個試驗數據做對比[4]。

2）由于不同的試驗環境和溫度等都會對試驗結果造成影響，所以工作人員應當有意識地排除溫度、濕度和臟污等因素，并結合不同設備的性能，選取不同的試驗對照指標，力求做出準確判斷。

5 結語

電氣設備的正常運行對水電站持續發展具有重要影響，預防性試驗工作能夠有效地判定電氣設備的穩定性和安全性，依據《電力設備預防性試驗規程》中的各項條例，在實際的試驗過程中應選擇科學合理的試驗方法，找出設備中存在的缺陷，并及時修正解決，以推動設備的安全運行。