1 高壓電氣試驗的理論概述

  1.1 高壓電氣試驗。電氣試驗一般是指電氣設備絕緣預防性的試驗，它作為保證電力系統(tǒng)正常穩(wěn)定運行的有效手段，是電氣設備絕緣監(jiān)督的重要組成部分。高壓電氣試驗是考核電氣設備主絕緣或者電氣參數(shù)是否適應安全運行的一個重要手段，對整個電力系統(tǒng)的發(fā)展有著重要的意義。

  1.2 高壓電氣試驗的發(fā)展動向。近幾年來，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和科學技術(shù)的進步，加之電氣設備故障診斷的需要以及計算機技術(shù)、信號處理技術(shù)等的發(fā)展，高壓電氣試驗中采用的新設備和新技術(shù)不斷增多，新的試驗方法也不斷引進，國內(nèi)外的最新技術(shù)得到了廣泛的應用，從而促進了當前電力系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展。首先，高壓電氣試驗的新設備不斷增多。隨著科技的不斷發(fā)展，當前的電氣設備呈現(xiàn)出設備小巧輕便、抗干擾能力強、自動化程度高等特點。其次，高壓電氣試驗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，通過聲波信號在GIS設備外殼上檢查設備內(nèi)部局部放電故障。再次，高壓電氣試驗的新技術(shù)不斷應用。其中，0.1Hz超低頻試驗電源的應用，進一步提高了試驗儀器的抗干擾能力;紅外技術(shù)的應用可以通過監(jiān)測電氣設備對設備故障進行更加準確的診斷。最后，高壓電氣試驗診斷技術(shù)不斷發(fā)展。目前應用最為廣泛的是電力變壓器故障專家診斷系統(tǒng)。

  2 高壓電氣試驗面臨的問題

  雖然高壓電氣試驗得到了快速的發(fā)展，但是高壓電氣試驗在試驗過程往往會受到一些因素的影響，從而造成了試驗結(jié)果和實際情況相脫節(jié)，嚴重時會造成不必要的損失。

  2.1 高壓電氣試驗設備和被試設備的接地問題。首先，高壓電氣被試設備接地不良。高壓電器被試設備接地不良容易造成介質(zhì)的嚴重損耗，這種問題一般情況發(fā)生在電容性的設備上，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行，把電壓互感器與線路直線連接。如果電氣設備的接地開關(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。但是如果當設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)生的損耗就會越大，進而會造成被試設備介質(zhì)損耗超標的情況。

  其次，高壓設備在使用TV和TA時，二次回路接地不良。在測試高電壓的運行過程中，必須要使用TV和TA。一般情況下，TV和TA的交互應該遵循電磁感應定律，但是在它們實際的交互過程中，TV和TA的二次繞組會出現(xiàn)接地不良的情況，這樣一來，實際反映出來的數(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，二次繞組上的感應電壓往往會在表計和地面之間產(chǎn)生雜散電流，這樣就會產(chǎn)生錯誤的指示值。

  2.2 高壓電氣試驗中引線所引起的問題。首先，高壓電氣設備中避雷器的引線問題。在一次高壓變電所的檢修試驗中，一臺220kV主變中性點避雷器在試驗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實際運行過程中，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。在高壓電氣試驗運行過程中，絕緣帶具有非常重要的作用。相關(guān)實驗人員曾經(jīng)做過一次實驗：在測量電容性電壓互感器的介質(zhì)損耗因數(shù)的時候，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，試驗人員采取了各種各樣的方法，最后終于得出了一個重要的結(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的正常運行。

  2.3 高壓電氣試驗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)試驗人員在一次550kV直流中繼站的耦合電容器預防性的試驗中，為避免儀器受到損傷，采取了降低試驗電壓的方法。后來發(fā)現(xiàn)一臺電容器的測量結(jié)果不合格，為找出電容器不合格的原因，試驗人員采取了各種各樣的方法，后來發(fā)現(xiàn)，隨著試驗電壓的不斷升高，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;如果試驗電壓不斷增大，氧化層被融化，接觸電阻就會變小，介質(zhì)損耗就會變小。

  其次，電壓對測量直流電阻的影響。高壓發(fā)電機在進行預測性試驗的過程中，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)試驗人員發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子繞組在運行過程中存在導線斷裂的情況。如果導線斷裂，就會在導線表面出現(xiàn)一層氧化膜，當利用雙臂電橋?qū)D(zhuǎn)子繞組進行測量時，根據(jù)電壓的強度不同就會出現(xiàn)不同的結(jié)果。

  再次，高壓電氣試驗電壓對測量直流漏電的影響。在高壓電氣設備導體表面所產(chǎn)生的電暈電流在導體的形狀、導體之間的距離確定了之后，與電場強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，電暈電流很小，此時對漏電電流的測量所產(chǎn)生的影響也比較小;如果高壓試驗電壓數(shù)值變大時，電暈電流就會增大，這時對漏電電流的測量也會產(chǎn)生很大的影響。

  3 高壓電氣試驗中主要對策

  高壓電氣試驗是考核電氣設備主絕緣或者電氣參數(shù)是否適應安全運行的一個重要手段，對整個電力系統(tǒng)的發(fā)展有著重要的作用。高壓電氣設備的試驗，是對設備的具體運行狀況進行檢查和鑒定的重要措施，是進一步了解高壓設備絕緣狀態(tài)以及運行性能的主要方法。針對以上高壓電氣試驗中面臨的一些問題和困境，我們要做到以下幾點：

  首先，搞清高壓電氣試驗設備和被試設備的接地不良問題。我們要高度重視高壓TV和TA的二次繞組，從測量的準確度和安全度兩個方面著手，對其中的某一個端子的接地情況要確認無誤。在進行交流耐壓的試驗過程中，要認真測量試驗品的電容電流強度，通過電流的大小來判斷高壓電氣試驗電壓運行是否正常。

  其次，在試驗過程中要注意引線的作用。引線在高壓電氣試驗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的正常運行。

  最后，要高度重視高壓電氣試驗中電壓的重要性。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;如果試驗電壓不斷增大，氧化層被融化，接觸電阻就會變小，介質(zhì)損耗就會變小。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，那么氧化膜就會被擊穿，電阻就會變小。

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