高壓電力電纜試驗(yàn)方法與檢測(cè)技術(shù)探討

沈方晴 章震濤 鄭江浩

（嘉興市恒光電力建設(shè)有限責(zé)任公司工程服務(wù)分公司，浙江 嘉興 314000）

變壓器高壓試驗(yàn)的初衷是為了有效地檢查設(shè)備的真實(shí)運(yùn)行狀態(tài)，驗(yàn)證其可靠性和安全性能，這也是提高電力企業(yè)運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性的最重要方法。對(duì)于供電作業(yè)區(qū)，除了定期對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行高壓試驗(yàn)外，還應(yīng)在安裝檢修后進(jìn)行相應(yīng)的高壓試驗(yàn)，以準(zhǔn)確評(píng)估其電氣絕緣性能。在變壓器高壓試驗(yàn)過(guò)程中，風(fēng)險(xiǎn)很大，試驗(yàn)技術(shù)含量高的工作在應(yīng)用階段也包含很多技術(shù)要點(diǎn)。如果對(duì)本質(zhì)掌握不夠，很難達(dá)到預(yù)期的測(cè)試結(jié)果。本文對(duì)電力變壓器高壓采樣階段的故障診斷方法進(jìn)行了深入研究，以期更好地推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步。

一、高壓電氣試驗(yàn)

電力系統(tǒng)高壓電氣試驗(yàn)是保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的手段。它本身的工作原理是測(cè)試電路系統(tǒng)的絕緣頂。一般情況下，借助檢測(cè)設(shè)備，電力工作人員可以檢測(cè)出被檢測(cè)的電力段是否需要維修。如果有線路老化、漏電、電路接觸不良，可以及時(shí)整改，扼殺搖籃階段的電路危險(xiǎn)。高壓電力試驗(yàn)方法可分為兩類：(1)絕緣試驗(yàn)，檢查人員在不損壞絕緣子的情況下，對(duì)被測(cè)電力的一系列參數(shù)進(jìn)行采集和分析，業(yè)內(nèi)稱之為無(wú)損高壓電氣試驗(yàn)。(2)耐壓試驗(yàn)，主要要求測(cè)試人員向被測(cè)系統(tǒng)輸送高強(qiáng)度電壓，檢查被測(cè)電路是否能承受高強(qiáng)度電壓沖擊。該方法可以有效檢測(cè)電力系統(tǒng)的耐壓，從而保證整個(gè)電路的安全性。

二、電力變壓器電氣高壓試驗(yàn)技術(shù)方法

（一）有效控制試驗(yàn)溫度和濕度

在實(shí)際測(cè)試工作中，工作人員應(yīng)嚴(yán)格按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行測(cè)試工作，以提高獲得的測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。為了促進(jìn)測(cè)試的順利進(jìn)行，室內(nèi)最高溫度不得四十?dāng)z氏度，最低溫度不可低于零下二十?dāng)z氏度，這可以防止室內(nèi)環(huán)境溫度發(fā)生較大變化，影響測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。保證室內(nèi)溫度能夠控制在有效范圍內(nèi)，為測(cè)試的順利進(jìn)行打下良好的基礎(chǔ)。在測(cè)試工作中，工作人員應(yīng)該更加注意室內(nèi)濕度，以確保濕度的有效性，因?yàn)闇y(cè)試濕度也會(huì)直接影響測(cè)試結(jié)果。基于此，工作人員應(yīng)在測(cè)試前做好環(huán)境濕度的測(cè)試和分析工作，盡量在低濕度條件下進(jìn)行測(cè)試，以保證測(cè)試數(shù)據(jù)的有效性。在測(cè)試工作中，工作人員還應(yīng)分析當(dāng)天的天氣情況。如果當(dāng)天環(huán)境濕度較高，工作人員應(yīng)提前采取預(yù)防措施，實(shí)現(xiàn)濕度的有效控制。或者改變測(cè)試時(shí)間，以確保測(cè)試工作在合適的天氣環(huán)境下進(jìn)行。

（二）加強(qiáng)額定電壓和容量的有效控制

1.不斷提高電力變壓器的散熱性能，對(duì)電力變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著重要的作用。因此，在電力變壓器電氣高壓試驗(yàn)的發(fā)展中，試驗(yàn)人員應(yīng)做好額定電壓和容量的控制工作，這樣才能實(shí)現(xiàn)電力變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在控制工作的實(shí)施中，需要對(duì)電力變壓器中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效控制，以確保各種數(shù)據(jù)能夠在有效范圍內(nèi)。

2.電力變壓器電氣高壓試驗(yàn)應(yīng)注意電力變壓器電氣高壓試驗(yàn)的問題，是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作。為了實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)工作的順利進(jìn)行，具體工作實(shí)施中應(yīng)注意以下問題：(1)注意布線處理。在測(cè)試人員的操作過(guò)程中，布線處理往往是一個(gè)問題。為了保證布線的準(zhǔn)確性，工作人員應(yīng)嚴(yán)格按照測(cè)試操作規(guī)范制定合理的管理方法和方案，以更好地解決設(shè)備之間的布線問題，保證布線的合理性和有效性。試驗(yàn)線路的接線工作完成后，應(yīng)進(jìn)行自檢和互檢，防止因接線不合理造成的各種事故。通過(guò)自檢和互檢，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)接線中的不合理之處，并給出相應(yīng)的調(diào)整措施。(2)注意測(cè)試設(shè)備的檢查。應(yīng)逐個(gè)檢查測(cè)試設(shè)備，以確定設(shè)備安全保護(hù)工作是否到位，并確保測(cè)試設(shè)備的接地能夠處于良好狀態(tài)。調(diào)壓器使用前，工作人員應(yīng)及時(shí)檢查調(diào)壓器是否處于零位，確保整個(gè)調(diào)壓過(guò)程的穩(wěn)定性和速度均勻性。在此期間，觀察儀器的變化，記錄數(shù)據(jù)信息。測(cè)試結(jié)束后，將調(diào)壓器降至零并切斷電源。消除一切可能的潛在風(fēng)險(xiǎn)，促進(jìn)測(cè)試工作的正常進(jìn)行。(3)注重軟件開發(fā)。在實(shí)際的測(cè)試操作過(guò)程中，可能會(huì)有許多不同的測(cè)試要求。為了滿足各種需求，可以進(jìn)行軟件研發(fā)，保證軟件研發(fā)的針對(duì)性。在具體的R&D和設(shè)計(jì)工作中，需要具備輸入管理功能，此外，還需要具備數(shù)據(jù)分析功能，為工作人員的數(shù)據(jù)分析提供更多的便利，從而提高高壓試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，為輸電的穩(wěn)定性打下良好的基礎(chǔ)。

三、電力系統(tǒng)中的高壓電氣測(cè)試技術(shù)

（一）繞組DC 電阻的測(cè)量

變壓器繞組DC 電阻的測(cè)量方法可以方便地檢驗(yàn)繞組分支和焊接質(zhì)量。在相同溫度下，與同類產(chǎn)品的出廠特定參數(shù)值相比，變壓器中DC 電阻的變化范圍應(yīng)控制在2%以內(nèi)。同時(shí)可以根據(jù)不同溫度條件下實(shí)際電阻值的測(cè)量方式來(lái)定義。

（二）導(dǎo)線氣隙絕緣性能測(cè)試

對(duì)于UHV 電路，相鄰兩極之間的距離將對(duì)電路的整體運(yùn)行水平產(chǎn)生影響。因此，為了保證測(cè)試結(jié)果的實(shí)用性，在進(jìn)行測(cè)試時(shí)經(jīng)常使用條形板測(cè)試。當(dāng)然，在實(shí)際運(yùn)行中，不同電塔的電壓往往會(huì)有差異，因此需要綜合考慮周圍環(huán)境和電路本身。

（三）局部放電測(cè)量

局部放電是指在電壓的影響下，相關(guān)電氣設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)的某些部位發(fā)生非穿透放電的現(xiàn)象，此類問題多集中在導(dǎo)體邊緣、油膜和氣隙等區(qū)域。由于變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，局部放電的內(nèi)部因素是常見的，尤其是設(shè)計(jì)水平不夠合理時(shí)，實(shí)際運(yùn)行階段會(huì)受到機(jī)械振動(dòng)、質(zhì)量劣化等因素的影響而產(chǎn)生氣泡，容易產(chǎn)生外部外加電壓，最終導(dǎo)致放電問題。同時(shí)，由于氣體難以排出，局部放電現(xiàn)象持續(xù)存在，會(huì)導(dǎo)致絕緣長(zhǎng)期嚴(yán)重老化。因此，有必要對(duì)變壓器進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，尤其是對(duì)新安裝的110 千伏變壓器。

（四）串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)

交流電的檢測(cè)是最復(fù)雜的，不僅需要使用大量的設(shè)備，而且需要大規(guī)模的無(wú)電源，因此在實(shí)際操作中會(huì)非常困難，這使得串聯(lián)諧振壓力測(cè)試設(shè)備成為測(cè)試中常用的設(shè)備。與其他測(cè)試設(shè)備相比，其優(yōu)勢(shì)明顯。例如，電壓可以通過(guò)串聯(lián)諧振交流耐壓測(cè)試設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，在串聯(lián)電路的測(cè)試中，可以進(jìn)行變頻，電源的輸出頻率變得一致，節(jié)省了很多工序。

（五）紅外測(cè)試

通常紅外測(cè)試屬于在線監(jiān)測(cè)，主要是指變壓器在實(shí)際運(yùn)行中的發(fā)熱情況。用紅外測(cè)試儀全面觀察變壓器套管油位。具體控制方法如下：(1)實(shí)施總體監(jiān)控。由于電流的作用導(dǎo)致檢測(cè)設(shè)備局部和整體發(fā)熱的缺陷，這種模式對(duì)檢測(cè)環(huán)境要求較低，主要用于大面積掃描檢測(cè)環(huán)境。(2)檢測(cè)準(zhǔn)確。這種模式在檢測(cè)局部電流加熱和電壓加熱設(shè)備內(nèi)部缺陷時(shí)比較常見，可以準(zhǔn)確定位設(shè)備的故障位置。

（六）油中溶解氣體的色譜分析

變壓器故障初期，通常會(huì)有大量氣體從內(nèi)部結(jié)構(gòu)中析出。相關(guān)研究結(jié)果表明，不同類型斷層析出的氣體也有很大差異。通過(guò)分析油中的溶解氣體來(lái)判斷變壓器內(nèi)部故障更為實(shí)用，色譜分析可以綜合檢測(cè)溶解氣體。通常油浸設(shè)備的檢測(cè)主要是通過(guò)三比值法和特征氣體法來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而準(zhǔn)確判斷變壓器的具體故障類型和缺陷，尤其是局部電弧放電、局部放電等問題的檢查，可以通過(guò)上述方法來(lái)判斷。(1)特征氣體法。氫氣、乙炔等雜質(zhì)氣體。由故障附近的絕緣油分解產(chǎn)生的故障被稱為特征氣體成分，并且通過(guò)確認(rèn)氣體含量和內(nèi)部成分可以準(zhǔn)確地確定故障位置。(2)三比值法。在這種方法中，變壓器故障的性質(zhì)可以通過(guò)乙烯、乙炔、乙烷、甲烷和氫氣等五種特征氣體中任意三種含量的具體比值，并選擇相應(yīng)的代碼來(lái)判斷。在故障運(yùn)行條件下，變壓器油分解產(chǎn)物的溫度和濃度與絕緣開裂密切相關(guān)，據(jù)此可以判斷具體的故障類型和狀態(tài)。

四、高壓電氣試驗(yàn)的優(yōu)化方法

促進(jìn)了高壓電氣試驗(yàn)管理軟件的發(fā)展。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，以人為本逐漸滲透到包括電力在內(nèi)的各行各業(yè)的主要發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)中，因此有必要進(jìn)一步保護(hù)人員的人身安全。此外，隨著近年來(lái)信息技術(shù)的發(fā)展，信息技術(shù)可以融入到電力系統(tǒng)的高壓電氣試驗(yàn)中，管理軟件可以結(jié)合電氣試驗(yàn)的實(shí)際情況進(jìn)行開發(fā)和利用。這樣才能增強(qiáng)我們?cè)谕惼髽I(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)力。至于電氣測(cè)試本身，傳統(tǒng)的電氣測(cè)試技術(shù)已經(jīng)逐漸脫離社會(huì)發(fā)展，不再能進(jìn)一步滿足人們生活和工作的需要，所以也是在滿足社會(huì)人們的同時(shí)提高自身經(jīng)濟(jì)效益的時(shí)候了。因此，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)的高壓試驗(yàn)管理可以有效節(jié)省人力物力，優(yōu)化試驗(yàn)步驟，進(jìn)而保證電氣企業(yè)的快速發(fā)展。有必要加強(qiáng)對(duì)線索的檢查。在具體的測(cè)試過(guò)程中，引線和其他設(shè)備一樣重要。因?yàn)槿绻麥y(cè)試過(guò)程中導(dǎo)線出現(xiàn)問題，會(huì)導(dǎo)致電容電阻增大，影響測(cè)試質(zhì)量。當(dāng)絕緣帶與導(dǎo)線相交或在導(dǎo)線上時(shí)，需要移除絕緣帶。因此，需要定期檢查導(dǎo)線的接地情況和避雷器的結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致相關(guān)問題。建設(shè)高素質(zhì)人才隊(duì)伍。要求人員熟練掌握操作技術(shù)，以保證測(cè)試的準(zhǔn)確性。并及時(shí)提升自身能力，打造高素質(zhì)人才團(tuán)隊(duì)，增強(qiáng)維修工作的有效性。

結(jié)束語(yǔ)

壓電測(cè)試是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，但仍有一些問題需要改進(jìn)。因此，相關(guān)企業(yè)需要加強(qiáng)對(duì)人員和設(shè)備的控制，國(guó)家也應(yīng)出臺(tái)相關(guān)法規(guī)，加強(qiáng)電力企業(yè)對(duì)高壓電的重視，促進(jìn)企業(yè)積極整合先進(jìn)科技，促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。