1 高壓電氣試驗(yàn)的理論概述

  1.1 高壓電氣試驗(yàn)。電氣試驗(yàn)一般是指電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性的試驗(yàn)，它作為保證電力系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行的有效手段，是電氣設(shè)備絕緣監(jiān)督的重要組成部分。高壓電氣試驗(yàn)是考核電氣設(shè)備主絕緣或者電氣參數(shù)是否適應(yīng)安全運(yùn)行的一個(gè)重要手段，對整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)展有著重要的意義。

  1.2 高壓電氣試驗(yàn)的發(fā)展動(dòng)向。近幾年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，加之電氣設(shè)備故障診斷的需要以及計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號處理技術(shù)等的發(fā)展，高壓電氣試驗(yàn)中采用的新設(shè)備和新技術(shù)不斷增多，新的試驗(yàn)方法也不斷引進(jìn)，國內(nèi)外的最新技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，從而促進(jìn)了當(dāng)前電力系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展。首先，高壓電氣試驗(yàn)的新設(shè)備不斷增多。隨著科技的不斷發(fā)展，當(dāng)前的電氣設(shè)備呈現(xiàn)出設(shè)備小巧輕便、抗干擾能力強(qiáng)、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。其次，高壓電氣試驗(yàn)不斷采用新的研究方法。例如，油中溶解氣體色譜分析方法，它能夠在一定程度上簡化分析判斷;變壓器繞組變形方法，它能夠增加診斷的靈敏度;GIS局部放電的超聲波檢測頻帶試驗(yàn)，通過聲波信號在GIS設(shè)備外殼上檢查設(shè)備內(nèi)部局部放電故障。再次，高壓電氣試驗(yàn)的新技術(shù)不斷應(yīng)用。其中，0.1Hz超低頻試驗(yàn)電源的應(yīng)用，進(jìn)一步提高了試驗(yàn)儀器的抗干擾能力;紅外技術(shù)的應(yīng)用可以通過監(jiān)測電氣設(shè)備對設(shè)備故障進(jìn)行更加準(zhǔn)確的診斷。最后，高壓電氣試驗(yàn)診斷技術(shù)不斷發(fā)展。目前應(yīng)用最為廣泛的是電力變壓器故障專家診斷系統(tǒng)。

  2 高壓電氣試驗(yàn)面臨的問題

  雖然高壓電氣試驗(yàn)得到了快速的發(fā)展，但是高壓電氣試驗(yàn)在試驗(yàn)過程往往會(huì)受到一些因素的影響，從而造成了試驗(yàn)結(jié)果和實(shí)際情況相脫節(jié)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成不必要的損失。

  2.1 高壓電氣試驗(yàn)設(shè)備和被試設(shè)備的接地問題。首先，高壓電氣被試設(shè)備接地不良。高壓電器被試設(shè)備接地不良容易造成介質(zhì)的嚴(yán)重?fù)p耗，這種問題一般情況發(fā)生在電容性的設(shè)備上，比如說電壓互感器或者耦合電容器等。在變電站里，為了保證線路的正常運(yùn)行，把電壓互感器與線路直線連接。如果電氣設(shè)備的接地開關(guān)或者連接線接觸不良，就如同在電容器上串聯(lián)了一個(gè)等量的電阻。比如說如果電容量為C，電容器的介質(zhì)損耗因數(shù)為tgδ，等值串聯(lián)電阻為R，那么關(guān)系式為：tgδ=ωCR。但是如果當(dāng)設(shè)備接地不良的情況出現(xiàn)后，電容器的電容量越大，它所產(chǎn)生的損耗就會(huì)越大，進(jìn)而會(huì)造成被試設(shè)備介質(zhì)損耗超標(biāo)的情況。

  其次，高壓設(shè)備在使用TV和TA時(shí)，二次回路接地不良。在測試高電壓的運(yùn)行過程中，必須要使用TV和TA。一般情況下，TV和TA的交互應(yīng)該遵循電磁感應(yīng)定律，但是在它們實(shí)際的交互過程中，TV和TA的二次繞組會(huì)出現(xiàn)接地不良的情況，這樣一來，實(shí)際反映出來的數(shù)值對銘牌值而言出現(xiàn)了偏差。由于高壓電氣設(shè)備中的TV和TA的一次繞組和二次繞組與地面兩者之間存在著分布電容，如果在二次繞組不接地的情況下，二次繞組上的感應(yīng)電壓往往會(huì)在表計(jì)和地面之間產(chǎn)生雜散電流，這樣就會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的指示值。

  2.2 高壓電氣試驗(yàn)中引線所引起的問題。首先，高壓電氣設(shè)備中避雷器的引線問題。在一次高壓變電所的檢修試驗(yàn)中，一臺(tái)220kV主變中性點(diǎn)避雷器在試驗(yàn)過程中被檢修人員將引線斷開，但是引線的接頭還保留在避雷器上邊。最后出現(xiàn)的結(jié)果是，75%直流參考電壓下的漏電量高達(dá)80uA;但是如果把殘留在避雷器上的引線拆下后重新測試，75%直流參考電壓下的漏電量小于20uA。由此可見，高壓電氣試驗(yàn)中避雷器引線產(chǎn)生的問題是非常巨大的，因此，在具體的高壓電氣試驗(yàn)實(shí)際運(yùn)行過程中，我們必須把高壓部位的引線全部拆除，從而能夠更好地防止引線拆除不當(dāng)引起的電流泄漏以及造成微安電表刻度的變差。

  再次，絕緣帶引起的問題。在高壓電氣試驗(yàn)運(yùn)行過程中，絕緣帶具有非常重要的作用。相關(guān)實(shí)驗(yàn)人員曾經(jīng)做過一次實(shí)驗(yàn)：在測量電容性電壓互感器的介質(zhì)損耗因數(shù)的時(shí)候，最后測量的結(jié)果卻不合格，數(shù)據(jù)出現(xiàn)了明顯的偏差。為了找出數(shù)據(jù)偏差的原因，試驗(yàn)人員采取了各種各樣的方法，最后終于得出了一個(gè)重要的結(jié)論：只有把固定在引線上的絕緣帶去除后，所得到的數(shù)據(jù)才是合格的。如果不把絕緣帶拆除，就說明給介質(zhì)增加了幾百兆歐的電阻，影響了高壓電氣試驗(yàn)的正常運(yùn)行。

  2.3 高壓電氣試驗(yàn)電壓不用引起的問題。首先，電壓對介質(zhì)損耗因數(shù)測量數(shù)據(jù)的影響。相關(guān)試驗(yàn)人員在一次550kV直流中繼站的耦合電容器預(yù)防性的試驗(yàn)中，為避免儀器受到損傷，采取了降低試驗(yàn)電壓的方法。后來發(fā)現(xiàn)一臺(tái)電容器的測量結(jié)果不合格，為找出電容器不合格的原因，試驗(yàn)人員采取了各種各樣的方法，后來發(fā)現(xiàn)，隨著試驗(yàn)電壓的不斷升高，介質(zhì)損耗因數(shù)就越來越小。之所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象，主要是由于多個(gè)元件串聯(lián)的耦合電容器中存在連接線接觸不穩(wěn)定的情況，在低壓的情況下，氧化層依然完好，出現(xiàn)較大的接觸電阻，介質(zhì)損耗就變大;如果試驗(yàn)電壓不斷增大，氧化層被融化，接觸電阻就會(huì)變小，介質(zhì)損耗就會(huì)變小。

  其次，電壓對測量直流電阻的影響。高壓發(fā)電機(jī)在進(jìn)行預(yù)測性試驗(yàn)的過程中，利用雙臂電橋測量轉(zhuǎn)子繞組的電流電阻，測量結(jié)果與以往的數(shù)據(jù)之間存在很大的差距。通過對測量方法的比較分析，相關(guān)試驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子繞組在運(yùn)行過程中存在導(dǎo)線斷裂的情況。如果導(dǎo)線斷裂，就會(huì)在導(dǎo)線表面出現(xiàn)一層氧化膜，當(dāng)利用雙臂電橋?qū)D(zhuǎn)子繞組進(jìn)行測量時(shí)，根據(jù)電壓的強(qiáng)度不同就會(huì)出現(xiàn)不同的結(jié)果。

  再次，高壓電氣試驗(yàn)電壓對測量直流漏電的影響。在高壓電氣設(shè)備導(dǎo)體表面所產(chǎn)生的電暈電流在導(dǎo)體的形狀、導(dǎo)體之間的距離確定了之后，與電場強(qiáng)度的大小有著密切的關(guān)系。如果外施電壓的數(shù)值很小時(shí)，電暈電流很小，此時(shí)對漏電電流的測量所產(chǎn)生的影響也比較小;如果高壓試驗(yàn)電壓數(shù)值變大時(shí)，電暈電流就會(huì)增大，這時(shí)對漏電電流的測量也會(huì)產(chǎn)生很大的影響。

  3 高壓電氣試驗(yàn)中主要對策

  高壓電氣試驗(yàn)是考核電氣設(shè)備主絕緣或者電氣參數(shù)是否適應(yīng)安全運(yùn)行的一個(gè)重要手段，對整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)展有著重要的作用。高壓電氣設(shè)備的試驗(yàn)，是對設(shè)備的具體運(yùn)行狀況進(jìn)行檢查和鑒定的重要措施，是進(jìn)一步了解高壓設(shè)備絕緣狀態(tài)以及運(yùn)行性能的主要方法。針對以上高壓電氣試驗(yàn)中面臨的一些問題和困境，我們要做到以下幾點(diǎn)：

  首先，搞清高壓電氣試驗(yàn)設(shè)備和被試設(shè)備的接地不良問題。我們要高度重視高壓TV和TA的二次繞組，從測量的準(zhǔn)確度和安全度兩個(gè)方面著手，對其中的某一個(gè)端子的接地情況要確認(rèn)無誤。在進(jìn)行交流耐壓的試驗(yàn)過程中，要認(rèn)真測量試驗(yàn)品的電容電流強(qiáng)度，通過電流的大小來判斷高壓電氣試驗(yàn)電壓運(yùn)行是否正常。

  其次，在試驗(yàn)過程中要注意引線的作用。引線在高壓電氣試驗(yàn)的過程中起著重要的作用，絕緣帶的電阻有幾百兆歐，如果不把絕緣帶拆除，就說明給介質(zhì)增加了幾百兆歐的電阻，影響了高壓電氣試驗(yàn)的正常運(yùn)行。

  最后，要高度重視高壓電氣試驗(yàn)中電壓的重要性。第一，要注意電壓對介質(zhì)損耗測量的影響，在低壓的情況下，氧化層依然完好，出現(xiàn)較大的接觸電阻，介質(zhì)損耗就變大;如果試驗(yàn)電壓不斷增大，氧化層被融化，接觸電阻就會(huì)變小，介質(zhì)損耗就會(huì)變小。第二，要注意電壓對直流電阻測量的影響。如果雙臂電橋電壓較低，那么氧化膜就不能被擊穿，所以電阻就較大;如果雙臂電橋的電壓較高，那么氧化膜就會(huì)被擊穿，電阻就會(huì)變小。

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