變電站高壓電氣試驗設備技術改進分析

楊繼兵

（上海電力建設有限責任公司運維工程公司 上海市 200031）

高壓電氣系統試驗設備系統作為目前我國電力試驗產業一個重要的試驗設備，其對于推動我國電力試驗事業的快速發展有著積極的作用，但是，由于目前實際使用中面臨的諸多問題，受市場經濟的限制，大多數電力企業無法選擇使用最先進的高壓電氣系統測試設備。然而，傳統的電力高壓電氣試驗設備有許多優點和缺點，不能滿足快速發展的市場需求。因此，目前可行的解決方案是結合當前的先進技術，對高壓傳統測試設備的性能進行相關的技術改造，如將設備集成到先進的計算機處理技術中，改善設備外觀等，這樣就可以直接使得設備工作效率可以得到很大程度提升，而且不必再需要額外花費很大的人力金錢。

1 高壓電氣設備試驗的重要性及設備試驗內容

1.1 高壓電氣設備試驗的重要性

為了確保電力設備部件能夠長期處于正常運行情況下，定期對這些電力設備部件進行定期檢測試驗維護十分重要，而定期檢測試驗維護的一個關鍵環節是定期進行低溫高壓下的電氣設備檢測試驗，通過對電力設備檢測試驗進行研究，能夠及時準確了解電力設備的正常使用性能。在實際工業應用中，如果不能有效率地落實進行高壓管線電氣設備試驗，可能無法有效保證電氣設備高壓檢測工作過程的穩定安全性，很容易就會出現高壓電氣設備性能受到嚴重損壞，從而嚴重阻礙電力檢測準備工作的順利進行實施，甚至可能會會對檢測工作結果最終造成不良影響，在這種特殊情況下，電力系統正常運行中的穩定性也很難真正得到有效保證。

1.2 變壓站高壓電氣試驗內容研究

變壓站高壓電氣試驗是在電力設備運行和維護工作的重要環節，是保障變電站電力設備安全運行的有效手段之一，其目的是及時發現電力設備運行中潛在的安全隱患和設備故障，預防電氣設備故障問題發生。根據《電力設備預防性試驗規程》，變壓站高壓電氣試驗內容包括絕緣性預防性試驗、電氣設備交接試驗、絕緣預防性交接試驗等。其中，絕緣性預防試驗主要包括絕緣特性試驗和耐壓試驗。絕緣特性試驗是在低壓條件下試驗電氣設備特性參數（絕緣電阻、泄漏電流、介質損耗正切值等），以此判斷電氣設備內部有無缺陷，耐壓試驗是指在高于工作電壓的情況下開展耐壓試驗，對電氣系統絕緣耐點強度要求高，以此判斷電氣設備絕緣缺陷。絕緣預防性交接試驗主要包括絕緣電阻試驗、泄漏電流試驗、直流耐壓試驗、交流耐壓試驗、介質損耗因數試驗等內容，通過預防性試驗，及時發現電氣設備缺陷，便于電氣設備交接、維護和檢修[1]。

2 高壓電氣試驗設備現狀分析

2.1 對常規的電氣設備的分析

在現階段，雖然高壓電氣設備發揮了重要的作用，但也應該看到它存在的一些問題。在我國，常規的實驗設備仍然占到大多數，它們的一些功能不能由設備自動完成，需要借助外力作用。而且由于沒有與計算機轉換的接口導致不能通過軟件對數據進行方便準確的分析，同時它的體積大，攜帶起來相當不方便。另外，傳統的測試設備往往需要人工操作。由于缺乏具有豐富操作經驗的專業操作技術人員，在試驗的各個過程環節很容易造成質量誤差，最終結果可能會導致試驗結果出現較大程度的偏差。最嚴重的問題是常規測試設備測得的相關測試記錄數據不能及時、長時間保存，只能直接采用類似人工查詢記錄的操作方法。手動查詢測試記錄也可能有很大的困難。目前，由于缺乏研發資金，讓國內大多數電力企業立即淘汰了現有的所有常規電力測試設備，這是不現實的。因此，只有對目前傳統的高壓常規試驗設備技術進行創新和改進，才能真正適應當前高壓直流電力試驗機的要求。

2.2 高壓程控試驗車

針對常規設備存在的問題，發明了一種新的實驗設備-高壓程控試驗車。它將多種先進的設備合理的安裝在改造過程中，保證了實驗設備能夠在第一時間到達指定地點對設備進行有效的檢測。它可以進行數據、前段單元測試或者其他試驗操作等等，代替了傳統的人工操作，保證了試驗結果的可靠性。在測試使用該特高壓程控電氣試驗車進行測試各種電氣設備時，需要與導線電纜等其他被試電氣設備直接相連，但不一定需要使用人工直接記錄本次測試的試驗結果。試驗車載機是一種新型自動化試驗設備，不需要復雜的機械操作，但其主要的一個不足點就是價格昂貴，這對于國內一般的電力企業來說，是難以進行支付的，所以目前還不能使其得到普遍的廣泛應用。[2]

3 常用的高壓電氣試驗方法

3.1 直流耐壓實驗法

該檢測方法的主要目的是判斷供電線路、連接器及線路其他相關部分是否發生短路故障。如果存在線路短路、斷路等短路問題的可能性，在本次試驗過程中，一般需要兩名專業人員，一名專門負責線路接線維護，另一名專門負責故障驗證，在他們保證沒有錯誤之后，就可以開始實驗了。在工作管理狀態下，微安指示器需要屏蔽，高空中的引線大都需要使用這種屏蔽線，在整個實驗操作過程中，需要同時用到這種屏蔽保護罩。如果采用試驗室供電的被測測試物的電容量不大，則一般可考慮采用高濾波電阻變容器。在利用微安表板來進行加熱工作的過程時候務必一定要注意確保安全，不能長期出現過熱漏電漏水現象，否則將可能會嚴重危及生命安全。

3.2 損試驗

該線路接線設計方法主要工作原理也就是通過充分利用合適的低反線路接線，將其他使用測量壓力測試試驗設備的屏蔽高壓線路端口與之前的屏蔽高壓低反線路所使用屏蔽之前的低壓線路芯線連接起來，在其他屏蔽低壓線路芯線上的信號同時接入高壓端口的必要時候把其他計量測試試驗設備所使用的屏蔽高壓線路芯線同時進行接入；在高壓低反線路接線時，把其他屏蔽高壓線路的芯線也同時接入。這種安全檢測試驗方法主要檢測目的也就是為了有效率地防止已經用作電氣絕緣體的電氣介質可能發生結構老化，檢查其本身結構有無老化可能是否存在其它新的安全隱患。

3.3 變比測試

這種檢測方法主要是通過對比其輸出發生的電壓變化，檢測其輸出電壓變化是否低于符合規定的閾值。當一個開關繞組接線發現有短路問題時它就可以及時進行檢測診斷出來，通過此電橋實驗法，可以及時發現大部分接線與開關的短路狀況，變壓器開關繞組匝數成正比、判斷一個變壓器繞組是否可能存在一定匝間內的短路以及是否可能發生開關問題，現在，大都可以使用電橋變比法和電橋實驗法技術來對其進行開關測試[3]。

4 電氣高壓試驗設備的改進措施

4.1 建立狀態數據庫

現階段由于常規化的高壓電力設備在進行檢測的工作過程中，對于檢測數據內容無法完全進行實時存儲，因此還是需要對檢測數據內容進行定期檢查和歸類整理，所以很容易就會造成檢測數據的大量丟失，很多高壓電力設備公司對于所需要檢測的質量數據需要進行分析歸納和檢驗總結，但是也僅僅只是一些紙質的檢驗總結和數據統計，查閱檢測過程也并不方便，因此對于高壓電力設備的檢測數據進行監測還還是需要建立形成比較統一的檢測數據庫，進而對整個進行檢驗工作的結果進行總結。電氣化特高壓電力設備在當前我國國家電力能源網絡傳輸系統中所能夠起到的重要作用本身就是我國能源信息傳輸的主要動力載體，并且在當前我國國家電力系統不斷進行體制改革的發展進程之中它也有著非常重要的推動作用。

4.2 高壓電氣試驗設備智能化

系統信息處理程序按照它的基本功能主要又大致可以劃分為以下幾個部分：基本功能管理數據系統信息分析記錄顯示處理程序、數據系統信息處理分析程序和基本功能系統試驗報告數據信息分析顯示記錄處理程序。系統通常工程用戶可能會自行選擇是否使用一種不同通用類型牽引動力測試器該系統采用數據庫及其基礎軟件結構，按照一級電力及輸變電站試驗項目名稱、試驗設備品種類型及其名稱和更換通用牽引試驗設備截止時間日期按照一、二、三級以上電力電站牽引測試參數分別進行存儲管理。采用這種試驗硬件系統結構的整個試驗軟件系統比較安全便于隨時進行系統擴充和及時優化系統管理，試驗軟件系統中的數據庫結構具有很強的試驗系統啟動獨立性，避免因測試系統局部嚴重硬件故障和損壞而直接啟動，造成整個測試系統的嚴重損壞和數據丟失。同時，當我們開始采用這種新的整體軟件結構時，我們也會有很多機會發現它可以有效地使軟件系統的維護和使用管理更加方便。在這個階段，使用基于各種專業測試設備的傳統測試系統，在定期檢查質量數據時，測試設備檢測到的質量數據必須由監控系統手動自動完成，并由自動計算機輸入，同時它還非常需要一批專業化的試驗設備技術人員能夠根據本次試驗設備數據中的特征分別進行分散集中橫向和一次集中分散縱向的一次綜合質量比較，研究綜合比較分析本次試驗設備中的質量線性數據的變化規律，再經過全面的質量線性分析考慮以及綜合比較分析后，根據本次定檢試驗設備所得結果后就可以及時作出正確質量判斷，決定本次試驗設備中的質量數據是否安全可靠并繼續生產投運。管理分級監控智能系統一般來說會對各類監控設備進行分級管理進行，分類管理監控內容主要大致可以分為涵蓋：主要的電源變壓器、真空開關、電壓電流移動控制互感器、電流電壓移動控制互感器、六氟化硫無線電網斷路器和主要無線地網、電容器等。

5 電氣設備高壓試驗技術改進

5.1 試驗前期檢查

（1）通過分析各種部件檢查儀器裝置功能是否正常，如有任何問題及時對其進行維修更換，保持所有相關檢查儀器設備系統能夠正常進行運轉。

（2）所有計量儀器都必須保持在初始工作狀態、包括儀器表面的計量程、調壓器等等并進行零件的歸零作為，保證計量檢查和總結準確無誤。等到加壓準備工作完畢，所有工作人員全部撤離并回到安全放置區域，負責人表示許可下的加壓準備工作正式開始。

（3）使用高壓容器設備必須和容器周邊環境之間保持一個安全性和距離，安全性和距離控制要求須符合國家相關的安全管理規程及其規定。

（4）對本次試驗所用器具上的金屬部件接地以及外殼部件進行金屬接地保護檢查，保證金屬接地的工作安全性和工作可靠性。

5.2 電氣設備運行高壓保護試驗中對違規操作高壓行為的安全防范措施

（1）切實做好安全事故防范措施。首先是為保障產品試驗處理用具的產品安全性，對試驗用具本身進行認真安全檢查。其次，在進行避雷器、變壓器安全試驗之前需要進行的各種預防性安全試驗線路都猜出了接引線，做好各項相應安全防護措施。第三，操作安全人員的服裝穿戴必須規范，安全帽、安全衣穿戴整齊。

（2）技術保證安全措施技術保障措施。接地技術是利用高壓供電試驗過程中的一項重要技術內容，接地不可靠往往會直接使供電設備產生碎石或在放電時嚴重損壞危及職員人身安全。在進行試驗之前必須檢查好試驗設備的地下接電接通狀態，必須保證使設備地下電線和設備接地處的金屬元件接觸良好，每一個試驗項目操作完成后對試驗設備都要進行一次放電，保證操作人員安全。

（3）嚴格控制安全行車距離。在高壓表的測試中，需要在電氣設備上加一個高壓交流或直流，電壓通常可達數十萬伏。因此，如果高壓實驗室的環境是一個非常高壓的測試環境，很容易造成重大的人身安全事故。如果電氣試驗人員沒有正確控制安全引線距離，電氣設備仍然可以通過導電引線向周圍工作人員放電，這很可能直接導致電氣試驗人員或其他非電氣試驗人員的死亡。因此，在高壓下對試驗設備加壓之前，試驗人員必須與試驗設備導線保持足夠的安全工作距離，特別是與其他加壓試驗設備導線相連或接近的試驗人員必須首先檢查設備電壓值和電流值的安全性和穩定性，然后轉身離開，保持一定的安全工作距離。還是有需要在在合理停放位置上方設置安全圍欄或者設置提示牌等標語可以禁止非專業試驗技術人員入內。

（4）危險點的位置自動控制。危險點自動安全控制檢測系統主要是對過程化學物質試驗期間重點點的自動控制，能夠有效率地提高整個過程化學物質試驗的安全工作過程安全性和化學試驗量的準確性。

6 結語

隨著科學信息技術的快速進步發展，使得對高壓電氣設備試驗現代化技術水平越來越高，傳統的高壓試驗已越來越無法完全滿足目前現代化的對高壓電氣設備的試驗需求。但如果對這些電氣設備全部進行大量淘汰，不僅存在著巨大的資源浪費，同時也不能有利于企業的經濟持續健康發展市場需求，所以在目前企業社會經濟發展能力弱的條件下，可以對這些高壓電氣設備進行一定的技術改進，保證其運行試驗檢測結果的可靠準確性，這樣不僅可以有效的提高企業工作效率，同時也有利于企業社會經濟效益的更好實現，推動企業的快速健康發展。