高壓電氣試驗技術(shù)中存在問題及解決措施

國網(wǎng)冀北電力有限公司唐山供電公司 劉 壘 李建輝

高壓電氣試驗在電力系統(tǒng)中發(fā)揮不可替代的作用，擔(dān)當(dāng)“保護(hù)者”角色，通過試驗可以驗證各機(jī)械使用情況、運行狀態(tài)等，并依據(jù)獲得的測量結(jié)果，判斷其是否出現(xiàn)故障。而在開展高壓電氣試驗時，高壓電氣試驗技術(shù)不可忽視，但從實際來看，我國在此領(lǐng)域與發(fā)達(dá)國家存在距離，尤其是智能化和自動化方面有待進(jìn)一步發(fā)展。目前，試驗過程中接地不良問題、電壓問題等仍時有發(fā)生。基于此，本文圍繞高壓電氣試驗技術(shù)中存在的問題展開分析，對優(yōu)化我國電力系統(tǒng)發(fā)展有積極作用。

1 高壓電氣試驗闡述

本文以某供電公司為研究對象，在此結(jié)合該企業(yè)內(nèi)部開展的高壓電氣試驗展開分析探究。

1.1 試驗條件

溫度和濕度。為了保證高壓電氣試驗質(zhì)量，重視試驗條件是重點。在室內(nèi)進(jìn)行檢測時，科學(xué)控制濕度和溫度是前提。一般為了確保高壓電氣試驗結(jié)果具備參考價值，多選擇在-20～40℃溫度下展開試驗。此溫度范圍內(nèi)，可有效確保各項參數(shù)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。對于濕度而言，過高或者過低均會影響試驗結(jié)果，因此需要結(jié)合實際條件科學(xué)管控濕度，最大限度降低濕度的負(fù)面影響。綜上，試驗開展過程中，溫度和濕度均影響深遠(yuǎn)，試驗人員應(yīng)遵循科學(xué)、規(guī)范原則，科學(xué)進(jìn)行把控，如此可確保最終結(jié)果達(dá)到預(yù)期。

測試環(huán)境和變壓器的絕緣性。高壓電氣試驗過程中，變壓器的絕緣性發(fā)揮影響作用，想要確保試驗有序完成，營造良好適宜的環(huán)境，確保環(huán)境滿足高壓電氣試驗要求，科學(xué)落實風(fēng)險管控，按照試驗前、試驗時、試驗后三個階段進(jìn)行系統(tǒng)性分析，總結(jié)可能出現(xiàn)的風(fēng)險和不良因素，采取可行措施科學(xué)應(yīng)對，避免對整體試驗造成干擾是關(guān)鍵。同時，變壓器發(fā)揮不可忽視的作用，科學(xué)落實全面監(jiān)管、做好風(fēng)險管控，可以顯著提升高壓電氣試驗準(zhǔn)確度[1]。

額定電壓和容量。高壓電氣試驗開展過程中，需要確保變壓器具備良好的散熱性能，而達(dá)成這一目的的前提是科學(xué)控制額定電壓和容量。基于此，相關(guān)人員在試驗過程中，營造安全、穩(wěn)定的試驗環(huán)境，科學(xué)設(shè)置額定電壓和容量數(shù)值有積極作用。其中確定數(shù)值時，應(yīng)著重思考變壓器活動范圍和帶電設(shè)備之間的距離，通常參考下表1各項參數(shù)完成設(shè)置。

表1 活動范圍和帶電設(shè)備的最小距離總結(jié)表

1.2 試驗方法

變壓器線圈中的直流電阻測試。此種試驗方法是依靠測試線路的接頭排查存在的安全隱患，其中主要內(nèi)容是排查各開關(guān)分接處線路連接情況。通常為了確保設(shè)備正常發(fā)揮作用，引線極為重要。該試驗開展時，借助電橋法檢查變壓器的線圈電阻是否存在異常，如果電阻在1Ω以下需要采用雙臂直流電橋的方式；如果電阻數(shù)值高于1Ω，需要采用單臂直流電橋方式。

變壓器的變比量測試。變壓器發(fā)揮作用過程中，變比值可作為判斷變壓器運行情況的依據(jù)。因此，通過觀察變壓器運行情況，可大幅度避免短路等問題出現(xiàn)。借助變壓器變比值完成試驗檢測時，可通過電壓比較法與電橋兩種方式完成。當(dāng)前，隨著現(xiàn)代化技術(shù)發(fā)展，數(shù)字電橋法完成測試得到廣泛應(yīng)用。電壓比較法是將380V的電源與變壓器一側(cè)相連，然后再將電壓表接入其中，同時測量兩個儀表數(shù)據(jù)，再與電表數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，此時便可以得到變壓器的變比量。

2 高壓電氣試驗設(shè)備分析

本文研究的案例企業(yè)，基于自身經(jīng)濟(jì)實力，在對傳統(tǒng)的高壓電氣試驗裝置進(jìn)行改造完善的同時，也針對性添置新型高壓電氣試驗裝置，在緩解自身經(jīng)濟(jì)壓力的同時，提升高壓電氣試驗裝置性能和智能化水平。

2.1 傳統(tǒng)高壓電氣試驗設(shè)備

結(jié)合實際情況來看，當(dāng)前傳統(tǒng)的高壓電氣試驗設(shè)備仍具備發(fā)展空間，在供電單位中得到廣泛應(yīng)用。借助傳統(tǒng)的高壓電氣試驗設(shè)備完成檢測，由于性能局限性導(dǎo)致最終結(jié)果存在不足。大多數(shù)傳統(tǒng)試驗設(shè)備由于科技限制，自動化程度相對較低，在智能化控制中存在較大缺陷，其顯著缺點是無法實現(xiàn)自動化測試及對結(jié)果進(jìn)行智能化處理。所以利用傳統(tǒng)高壓電氣試驗設(shè)備時需要人工輔助完成記錄等[2]。

另外，傳統(tǒng)的高壓電氣試驗裝置自身體積較大，這導(dǎo)致測試過程面臨更多麻煩也增大測試難度。由于缺乏智能化分析和數(shù)據(jù)收入等功能，導(dǎo)致檢測結(jié)果正確解讀和判定工作量加大，無形中也對參與人員自身綜合水平提出高標(biāo)準(zhǔn)要求。但是傳統(tǒng)的高壓電氣試驗裝置具備成本低廉優(yōu)勢，可降低相關(guān)企業(yè)經(jīng)濟(jì)成本，這導(dǎo)致傳統(tǒng)高壓電氣試驗裝置應(yīng)用較為廣泛。新型裝高壓電氣試驗裝置資金投入較大，一些企業(yè)可能無法承擔(dān)，這也是當(dāng)前新型高壓電氣試驗裝置推廣應(yīng)用進(jìn)展緩慢的主因，通常情況下，部分供電企業(yè)出于成本思考，對傳統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行改造。

2.2 高壓程控電氣試驗車

高壓程控電氣試驗車是近年來研發(fā)出來的新型高壓試驗檢測裝置。其本質(zhì)是將傳統(tǒng)的相關(guān)高壓電氣試驗裝置進(jìn)行改造然后集成到測試車上，在提高檢測效率的同時也為運輸提供便利。該裝置性能優(yōu)良、功能較為完善，可滿足日常高壓電氣試驗需求，且可應(yīng)對復(fù)雜作業(yè)環(huán)境。本文采用圖1所示的高壓程控電氣試驗車輔助完成試驗活動。該裝置應(yīng)用步驟見表2。

圖1 高低壓開關(guān)電源試驗車

表2 高壓程控電氣試驗車應(yīng)用步驟總結(jié)表

借助該新型裝置可實現(xiàn)智能化測試和提升結(jié)論正確性目的，同時降低人力、物力等消耗。基于此，相較傳統(tǒng)的高壓電氣試驗裝置，該裝置優(yōu)點更為明顯，但由于成本支出較大，因此在推廣方面仍面臨挑戰(zhàn)。

3 高壓電氣試驗技術(shù)中存在的問題及解決措施分析

3.1 存在的問題

接地問題。相關(guān)設(shè)備運行過程中，需要長期處于高壓狀態(tài)，此時接地故障問題極為常見。一旦出現(xiàn)該類問題會導(dǎo)致設(shè)備金屬外殼帶電，此時不僅會影響設(shè)備運行狀態(tài)，還會威脅工作人員安全。通常情況下，導(dǎo)致接地故障出現(xiàn)的常見原因如下：使用高壓TV和TA模式時，發(fā)生二次電路接地不良情況，此時會對試驗結(jié)果產(chǎn)生影響。

電壓問題。進(jìn)行試驗檢測過程中，電壓是重要影響因素，其會對介質(zhì)造成破壞，電壓增大，介質(zhì)損失較低，反之電壓較小會導(dǎo)致介質(zhì)損失嚴(yán)重性加劇。因此，在試驗過程中，如果對這一特性了解較少，容易出現(xiàn)電壓問題。同時，電壓導(dǎo)致介質(zhì)受到損耗，電容器中的電壓也隨之發(fā)生變化，這會導(dǎo)致電阻增大或者出現(xiàn)電能泄漏問題。

線路問題。高壓電氣試驗測試中，常見的線路問題包括以下兩種：第一是避雷針引線問題，一旦測試忽略避雷針引線容易導(dǎo)致泄漏問題出現(xiàn)。避雷針的主要目的是降低雷擊風(fēng)險，如果試驗中該引線接地出現(xiàn)故障，會造成嚴(yán)重后果。第二，高壓電氣絕緣帶。如果電線和絕緣帶之間的距離短，容易導(dǎo)致測試結(jié)果不夠準(zhǔn)確，因此需要科學(xué)設(shè)置高壓電氣絕緣帶，防止出現(xiàn)干擾[3]。

絕緣預(yù)防性試驗問題。高壓電氣試驗技術(shù)應(yīng)用時，預(yù)防性絕緣測試發(fā)揮不可替代的作用，其主要目的是評估發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器等設(shè)備運行情況。結(jié)合實際情況來看，絕緣預(yù)防性試驗中常規(guī)絕緣測試、介質(zhì)損耗測試、漏電流測試、交流耐壓測試、局部放電測試等過程均容易出錯，進(jìn)而影響后續(xù)測試結(jié)果。例如交流耐壓測試之前，忽視對絕緣電阻和泄漏電流等參數(shù)的測試；介質(zhì)損耗測試中忽略濕度監(jiān)測等，這為試驗工作帶來安全隱患。

3.2 解決措施

注意接地不良。首先需要明確高壓電氣試驗設(shè)備和接地設(shè)備常見故障類型和問題成因，對常見故障進(jìn)行分類，按照應(yīng)對難度和影響效果排序，著重對排名在前的故障重點監(jiān)督，如此可以有效保證測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠。其次對于端子接地時，需要確保符合規(guī)范操作要求。再次，針對交流耐壓試驗需要明確掌握電容電流強(qiáng)度，以此為依據(jù)評定電壓運行情況。最后，本文敘述的接地不良以TA和TV的二次繞組問題為主，針對這一問題，可以通過以下措施解決問題：將電流的實際參數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)來評價高電壓電氣試驗的工作情況；確定一個端口為試驗?zāi)繕?biāo)，在保證其接地良好前提下完成其他端口檢測；適當(dāng)增加電流強(qiáng)度，確保額定電流強(qiáng)度是電容電流強(qiáng)度的一倍，從而檢測設(shè)備交流耐壓系數(shù)變化，確定故障[4]。

合理設(shè)置電壓。科學(xué)設(shè)置電壓有積極作用。電壓對介質(zhì)存在一定損耗，所以從電壓設(shè)置角度入手，保護(hù)介質(zhì)氧化層，可以確保高壓電氣試驗檢測結(jié)果科學(xué)準(zhǔn)確。設(shè)置電壓時，應(yīng)注意以下兩點：第一，明確電壓對電流、電阻的影響，雙臂電橋的電壓變高時將會降低阻值并且高壓還會使氧化膜撕裂，而雙臂電橋的電壓變低時則會出現(xiàn)相反的情況，因此確保電壓合理可以保證電阻等保持合理狀態(tài)；第二，由于電壓對介質(zhì)存在影響，需要慎重考慮電壓值，盡可能降低對電壓的干擾。

重視引線。高壓試驗中，需要賦予待檢測設(shè)備高強(qiáng)度的電壓，此時絕緣會產(chǎn)生強(qiáng)電阻，進(jìn)而導(dǎo)致與絕緣帶臨近的引線出現(xiàn)干擾情況，這會對結(jié)果產(chǎn)生影響。針對這一問題一般采取以下兩種措施進(jìn)行緩解：第一，科學(xué)設(shè)置絕緣帶和引線之間的距離；第二，拆除絕緣帶，采取其他措施保護(hù)安全，進(jìn)而降低由于絕緣帶導(dǎo)致的強(qiáng)電阻[5]。

絕緣測試。高壓電氣設(shè)備運行時，電氣設(shè)備之間存在干擾問題，其中較為明顯的就是引線和絕緣材料之間的干擾，基于這一問題，降低絕緣帶和引線之間的聯(lián)系，拉大彼此距離可以降低負(fù)面影響。但需要注意，在設(shè)置絕緣材料和引線之間的距離時，需要避免兩者產(chǎn)生接觸，否則會對操作人員安全造成負(fù)面影響。同時，在進(jìn)行高壓電氣試驗時，可以將絕緣材料拆除，但需要在試驗完成之后，將絕緣材料恢復(fù)成原樣，否則會造成漏電事故。針對其他絕緣測試活動，試驗過程中，遵循科學(xué)規(guī)范操作原則，提升工作人員安全意識和電力相關(guān)知識掌握程度，可以在保證高壓電氣測試結(jié)果準(zhǔn)確度的同時營造安全作業(yè)環(huán)境。

4 結(jié)語

現(xiàn)階段，高壓電氣試驗隨著技術(shù)發(fā)展，相關(guān)設(shè)備不斷研發(fā)，在更新?lián)Q代的同時，更多創(chuàng)新型技術(shù)出現(xiàn)，為試驗檢測結(jié)果準(zhǔn)確度和可靠性提供保障。本文結(jié)合實際情況，詳細(xì)闡述當(dāng)前某供電公司高壓電氣試驗的試驗條件、試驗方法和試驗設(shè)備三方面內(nèi)容，進(jìn)而結(jié)合實際，總結(jié)當(dāng)前高壓電氣試驗開展過程中常見的問題，針對常見的接地不良、電壓問題、線路問題和絕緣預(yù)防性試驗問題提出解決措施。希望本文的研究可以為我國同類型企業(yè)進(jìn)行高壓電氣試驗測試提供借鑒，指導(dǎo)各供電企業(yè)對電氣試驗測試常見問題有深入了解，并制定切實可行措施，保證各變電站的安全穩(wěn)定運行。