高壓電氣設(shè)備檢測異常情況分析

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摘要:高壓電氣設(shè)備檢測異常后的結(jié)果分析對于確保電力系統(tǒng)的正常運行十分重要。在分析的時候，首先應(yīng)該對試驗方法、操作工藝全面進行檢查，確定是被試設(shè)備的問題后，才能對設(shè)備故障進行分析并采取有效措施。本文列舉了部分高壓電氣設(shè)備常見檢測異常的情況，并對可能的原因進行了分析，提出了解決策略，希望對高壓電氣檢測行業(yè)從業(yè)者有所裨益。

關(guān)鍵詞:高壓電氣設(shè)備;檢測;分析

電能的使用伴隨著電的發(fā)現(xiàn)開始，不斷發(fā)展至今，已成為人們生產(chǎn)生活的基本能源、國家發(fā)展的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性能源。電能從發(fā)電廠發(fā)出，在傳輸過程中必不可少地需要高壓電氣設(shè)備對電能進行傳輸、轉(zhuǎn)換、補償、切除、測量等一系列操作，才能安全可靠地將電能從能源生產(chǎn)地輸送至各個電能使用終端。因此，高壓電氣設(shè)備作為電力輸送的關(guān)鍵設(shè)備，是電力設(shè)施中極為重要的一環(huán)，一旦出現(xiàn)故障，必將引發(fā)大面積地停電，造成重大經(jīng)濟損失，甚至人員傷害。因此，要保障高壓電氣設(shè)備的運行安全，對異常情況及時進行分析解決。

一、高壓電氣設(shè)備檢測概述

高壓電氣設(shè)備眾多，常見的有用于電能變換的有變壓器、電壓互感器、電流互感器、高電壓整流裝置;電能切除作用的隔離開關(guān)、斷路器;電能補償作用的電抗器、電容器;以及電能傳輸作用的高壓母線、高壓電纜等。對這些設(shè)備的試驗項目非常多，常用的有絕緣電阻測量、交流耐壓試驗、直流泄露試驗、介質(zhì)損耗試驗、機械特性試驗、直流電阻測量、回路電阻測量等。高壓電氣設(shè)備檢測，就是利用相應(yīng)的檢測設(shè)備、儀表儀表，對高壓電氣設(shè)備在正常投運或超過一定閾值的參數(shù)基準下進行模擬測試的過程。其目的在于發(fā)現(xiàn)高壓電氣設(shè)備的缺陷或隱性缺陷并將其提前解決以避免在實際運行中形成安全隱患造成安全事故。對高壓電氣設(shè)備檢測包括型式試驗、出廠試驗、抽檢試驗、投運前的交接試驗、投運中的預(yù)防性試驗，以及異常情況下的檢測試驗。型式試驗是指高壓電氣設(shè)備在新產(chǎn)品試制定型鑒定或轉(zhuǎn)廠生產(chǎn)的試制定型鑒定，在大規(guī)模批量生產(chǎn)前需對其電氣性能如絕緣性能、容量性能、機械性能等多個關(guān)鍵指標實施試驗，以確定設(shè)計參數(shù)準確無誤，各項性能達到預(yù)期指標且無任何缺陷及隱患。需特別指出，新設(shè)計、新改進或達到一定周期的高壓電氣設(shè)備在入網(wǎng)掛網(wǎng)前必須經(jīng)型式試驗考核通過后方能掛網(wǎng)運行。出廠試驗指高壓電氣設(shè)備在批量生產(chǎn)后，為檢驗生產(chǎn)質(zhì)量并確認其符合預(yù)計的性能要求而進行的質(zhì)量檢驗。抽檢試驗是指設(shè)備使用方在批量產(chǎn)品使用前對某一批次或全部批次的交付設(shè)備進行抽樣試驗考核，以確認交付設(shè)備符合性能要求及使用要求。投運中的預(yù)防性試驗是指為了發(fā)現(xiàn)運行中設(shè)備的隱患，預(yù)防發(fā)生事故或設(shè)備損壞，對設(shè)備進行的檢查、試驗或監(jiān)測，也包括取油樣過氣樣進行的試驗。這些試驗的最終目的都是為了發(fā)現(xiàn)高壓電氣設(shè)備潛在的缺陷及安全隱患，以達到提前發(fā)現(xiàn)，提前解決的預(yù)防效果。

二、基于試驗方法問題的檢測異常及解決辦法

(一)回路電阻測量不合格問題

回路電阻是測試高壓開關(guān)的動靜觸頭間接觸電阻，防止因長期發(fā)熱燒蝕或環(huán)境影響造成接觸電阻過大從而產(chǎn)生持續(xù)性發(fā)熱損傷設(shè)備。被試設(shè)備一般是斷路器或隔離開關(guān)。由于操作方法問題造成的測試不合格的主要原因是接線不牢靠，測試線的鉗口與開關(guān)設(shè)備的接觸部位存在較大的接觸電阻，從而產(chǎn)生了較大誤差。需要注意，本身正常的測試結(jié)果就是微歐級，如果連接不牢靠，誤差必然會非常大。解決措施:一是測試線鉗口必須干凈，不得存在發(fā)黑的氧化層;二是測試線鉗口選擇連接的開關(guān)連接部位盡量要靠近開關(guān)測試的斷口，例如:高壓隔離開關(guān)，一般會選擇在動靜觸頭連接斷口的兩端銅板上進行連接，而不能越過銅板連接到隔離開關(guān)兩端的軟母線上。

(二)高壓電纜耐壓試驗不合格問題

高壓電纜一般采取直埋的敷設(shè)方式較多，因此，所處環(huán)境惡劣，發(fā)生人為挖上或端口受潮等問題也會造成設(shè)備故障。但正因為高壓電纜受環(huán)境的影響較大，未認真進行處理仍舊進行試驗，依然會產(chǎn)生較大誤差，而且高壓電纜在連接端子附近電場強度變化劇烈，稍有處置不當(dāng)就會在連接端子附近的絕緣包裹處發(fā)生對地擊穿。其原因一般是因為電纜內(nèi)部潮濕，造成了絕緣程度下降，致使測試數(shù)據(jù)不合格，由于電纜耐壓試驗為破壞性放電試驗，故而一旦發(fā)生任何異常導(dǎo)致絕緣性能下降都會造成電纜的絕緣擊穿，從而損壞電纜。解決措施:一是對采取直埋的高壓電纜，在試驗是務(wù)必要對電纜是否潮濕進行檢查，對于新制作電纜頭必須做好防潮措施和絕緣包裹。否則就會造成耐壓試驗數(shù)據(jù)不準確。二是對高壓電纜頭進行耐壓試驗時，要對防雨帽、傘裙上的污垢擦拭干凈，保證電纜端頭的外絕緣性能正常，否則外部的沿面閃絡(luò)一樣會導(dǎo)致內(nèi)部絕緣遭受過電壓沖擊，形成內(nèi)部絕緣擊穿損壞電纜。

(三)變壓器直流泄漏試驗不合格問題

變壓器直流泄漏試驗是對一定電壓下絕緣泄漏電流的測試，顯然，這種泄漏電流不會太大，一般為微安級。因此，一旦發(fā)生測試方法的問題引起異常，就應(yīng)該重點檢查裸露在外的絕緣部分。有可能出傘裙臟污，相間連線不牢靠的問題。解決措施:處理傘裙臟污、接線不牢靠問題。

(四)試驗儀器使用方面容易造成檢測異常的情況

試驗儀器使用方法問題同樣會造成檢測異常情況的發(fā)生。最常見的有:一是耐壓試驗時，高壓測試線垂落接觸地面或設(shè)備外殼，此時測試的耐壓數(shù)據(jù)僅僅是高壓測試線的外皮絕緣，其絕緣水平一般不可能超過被測設(shè)備，如果強行加壓，只會造成測試線擊穿。二是直流電阻試驗時，測試線接觸連接不牢靠。直流電阻測試的電壓不高，但電流一般選擇100A，甚至200A，在這種級別的電流下，如果測試線鉗口連接處所不牢靠或連接接觸面較小，極易發(fā)生放電燒傷現(xiàn)象。三是絕緣油耐壓試驗。如果對儀器中的油杯和油棒清洗的不夠干凈，同樣會造成耐壓試驗結(jié)果的誤差。

三、常見高壓電氣設(shè)備檢測異常情況的分析及解決辦法

(一)變壓器直流電阻異常

變壓器直流電阻測試，是通過對每一相的線圈連同引線的電阻采用直流進行測試，通過對各相之間進行對比，以及與設(shè)計值或上一年度測試值進行比較，沒有太大差異的一種測試，其結(jié)果的好壞影響往往反映了引線連接或分接開關(guān)的連接問題，匝間絕緣不良的問題，還有其他一些問題。造成變壓器直流電阻不達標要分情況而定。一是直流電阻測試結(jié)果過大。其可能的原因一般有以下幾個方面:分接開關(guān)接觸不良;繞組和套管引線焊接不牢;繞組出現(xiàn)斷路的問題。這些問題顯然會增加測試的電阻，造成測試結(jié)果偏大。二是直流電阻測試結(jié)果偏小。在排除了試驗方法因素后仍然存在該問題，一般會出現(xiàn)兩種可能。一種是未根據(jù)當(dāng)前溫度對測試結(jié)果進行換算;第二種是出現(xiàn)了匝間短路的情況。匝間短路的情況可通過變壓器變比測量試驗檢驗出來，一般的變壓器繞組匝間變比與高壓低壓額定電壓比是一致的，當(dāng)出現(xiàn)匝間短路的情況時，實際測量的匝間變比一定會比額定電壓比小且偏差巨大，可由此判定匝間短路的異常狀況。對于上述問題，還可以通過對變壓器采取吊芯操作進行進一步的檢查。

(二)斷路器回路電阻不合格問題

斷路器回路電阻的測試，是對包裹在絕緣介質(zhì)中的動靜觸頭在閉合情況下的接觸電阻進行測試，發(fā)現(xiàn)存在的接觸不良、燒蝕等問題。而一旦發(fā)生由于接觸不良導(dǎo)致的觸頭燒蝕的問題，一則會導(dǎo)致通流嚴重受影響，二則由于觸頭燒蝕，斷路器隔室中會漂浮燒蝕產(chǎn)生的粉塵顆粒，實際運行中輕則保護裝置啟動導(dǎo)致跳閘停電，嚴重時則會造成斷路器絕緣裝置爆炸的危險。造成斷路器回路電阻數(shù)據(jù)超標的原因有:一是設(shè)備操作次數(shù)過多而又未及時緊固，造成主導(dǎo)點回路連接部件出現(xiàn)松動，二是設(shè)備操作次數(shù)過多造成觸頭壓力不足;三是斷路器自身設(shè)計問題，動靜觸頭間的接觸方式在長期動作過程中接觸面逐漸減少。解決措施:一是立即對斷路器主導(dǎo)電回路各個連接部件進行檢查，特別是螺栓緊固程度的檢查，螺栓的松動問題往往是接觸電阻增大的最常見原因;二是對斷路器的行程和超行程進行測量，這是影響動靜觸頭壓力的關(guān)鍵因素，行程和超行程的改變其實也是斷路器頻繁操作所造成的變化，只是反映在操作機構(gòu)上的松動和不牢靠問題，另外，環(huán)境因素同樣會造成斷路器行程和超行程的改變;三是對主導(dǎo)電回路進行解體檢查，這一般需要由廠家進行。

(三)高壓熔斷管異常問題

高壓熔斷管的異常問題盡管非常簡單，發(fā)現(xiàn)較易，但這是最常見的問題之一。通過萬用表對高壓熔斷管的電阻進行測試，就可以發(fā)現(xiàn)異常情況。這種異常情況要分情況確定原因。第一種情況，測試的電阻無窮大，這顯然是熔斷管中的熔絲已徹底熔斷。第二種情況，測試的電阻遠超過往常電阻或其他同一類型設(shè)備的電阻，這種情況往往同樣意味著熔絲已熔斷，因為高壓熔斷器中的熔絲是包裹在石英砂中的，石英砂具有快速吸收電弧能量幫助迅速冷卻的作用，因此，往往熔絲熔斷后，斷口間距非常微小，甚至似斷未斷的現(xiàn)象，這種情況下測試的電阻不會是無窮大，但遠超過其他同類型高壓熔斷器。第三種情況，測試的電阻相較其他熔斷器有少許增大。這是因為，在長期的電流作用下，高壓熔斷器熔絲作為熔點低的設(shè)備，必然發(fā)生消耗，熔絲截面積減小，電阻自然就增大了。解決措施:針對高壓熔斷器測試電阻的不同情況，只要是超過標準，則必須要立即進行更換，同時還要檢查其他設(shè)備，例如長期運行的負荷情況，是否存在偏載的情況等。

四、結(jié)語

高壓電氣設(shè)備檢測異常情況多種多樣，總的原則是先對檢測的方法、工藝進行檢查，確定無誤后，再對被試設(shè)備采取措施。文中通過對常見的因檢測方法、工藝造成的異常問題進行舉例，可以發(fā)現(xiàn)，儀器的接線問題、被試品的臟污潮濕等問題，是造成檢測異常的常見問題;通過對常見檢測異常的設(shè)備問題進行舉例，發(fā)現(xiàn)問題的原因多種多樣，但必定是和檢測項目的目的相關(guān)。因此，要從測試目的和測試原理來分析異常原因。

參考文獻:

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作者:黨原 單位:西安高壓電器研究院有限責(zé)任公司