有关电力系统高电压试验的分析

卢洪军

摘 要:高电压试验是确保电力系统安全、稳定和正常工作的前提和基础。本文简述了高電压试验的基本概况和重要意义,对试验中经常遇到且容易被忽略的一些问题进行了较为深入详尽的研究和探讨,并有针对性的提出了相应的措施和对策,以便在试验中避免和解决这些问题,以确保试验工作的顺利进行以及试验结果的真实可靠。

关键词:电力系统高电压试验分析

中图分类号:TM6 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(a)-0054-02

1 引言

随着经济社会生活的不断发展和需要,高压输电已成为电力系统中的主流。状态检修工作的深入开展,试验周期的不断延长,这些都就对高压电力设备的可靠性和安全性提出了更高的要求。为此,进行高电压试验,对高压设备的运行状况进行鉴定、检查和监督,就成为在高压输变电工程的建设中,不可或缺的步骤和手段,占据了举足轻重的地位。

2 高电压试验概述

2.1 高电压试验

通常来说,高电压试验是指对电气设备各项指标中绝缘预防性这一主要指标的测试和试验,是绝缘监督(高压电气设备方面)的重要构成部分。

2.2 重要意义

高电压试验对促进整个电力系统的健康安全发展发挥着十分重要的作用,它通过对电气设备的电气参数,主要是主绝缘参数进行试验和考核,以考察其是否安全运行,是进一步了解和掌握电气设备绝缘性能的重要手段和主要方法。

2.3 发展动向

近年来,随着科技的不断进步,特别是计算机技术和网络技术的高速发展,电气设备的性能日益先进,自动化程度不断提高,高电压试验的软硬件条件也大为改善。

(1)新试验设备不断问世,并向小型化、集成化、高自动化方向发展；

(2)更为成熟的研究方法和技术不断得到应用,有效提高了试验的抗干扰能力,提高了试验结果的准确程度。

3面临的挑战和问题

虽然试验条件和技术得到了快速的发展,但受到一些因素的干扰和影响,试验过程容易偏离方向,使得试验结论与实际情况不符,甚至相背离。

3.1 环境方面的问题

(1)在温差较大的地区进行试验,受强烈的热胀冷缩影响,就极有可能导致设备绕组导体出现裂纹。当温度高时,导体发生膨胀,裂纹被顶紧而接触良好,电阻测试结果就合格；而温度低时,导体收缩,裂纹增大而致接触不良,导致电阻增大而不合格。

(2)当湿度较大时,会在被试设备的绝缘介质表面产生一层水膜,使绝缘电阻降低,泄漏电流增大,同时也会使介质损耗发生较大的偏差,影响测量的准确性。

3.2 设备接地方面的问题

(1)TA、TV使用过程中,二次回路不接地造成数据错误

在高电压、大电流的运行测试中,必须要使用TA、TV进行变换。通常情况下,这两者的变换应当严格遵循电磁感应定律。但实际应用中,若二次绕组没有将一端接地,出现接地不良的情况下,试验所反映的数值及其变化,相对铭牌值而言就会出现偏离和错误。

其原因就是在TA、TV使用过程中,二次回路不接地,这样受到绕组与地面之间所分布电容的影响,就会在地面与二次绕组的感应电压表计之间产生杂散的电流,导致发生指示值错误。

(2)被试设备接地不良:

在对电容性设备(如耦合电容器)进行试验时,如设备接地不良,就会出现介质损耗,且产生的损耗与设备的电容量成正比。这就容易造成介质损耗的指标超标,从而影响试验结果的正确性。

(3)滤波器的接地开关未有效闭合,从而造成数据异常。

3.3 引线方面的问题

(1)避雷装置的引线问题

在实际试验中,我们发现:当避雷装置仅仅将引线断开,而接头仍保留在避雷装置上边时,最后的结果是参考电压(75%直流)下的泄漏电流总是在70—80μA之间浮动,大于规程规定的50μA,结果不合格；但如果把引线完全拆下后再重新进行测试,则泄漏电流通常在20μA左右,远小于50μA(此种情况经常在高压测流的测试方法中出现)。可见引线所产生的影响是不容忽视的。

(2)氧化层引发的问题

经试验发现,在进行电容型设备介质损耗因数的测量时,如果未去除固定在引线上的氧化层,则所测量的结果肯定会出现较为明显的偏差,甚至导致测量结果的不合格,这种问题在环境污染严重的地区极为明显。

用万用表测量后,我们发现氧化层绝缘电阻竞然达到兆欧级。这样如果不想办法排除氧化膜,继续进行试验,无疑是多串联了一个电阻,实际上增加了试品的介质损耗,必然会对试验的正常数据产生影响。

3.4 试验电压不同引发的问题

(1)对介质损耗因数测量数据的影响

试验中发现,试验电压的高低与介质损耗因数的数值呈反比,即介质损耗因数会随试验电压的不断升高而越来越小。究其原因,主要是受绝缘材料中存在一定杂质的影响,多元件串联状态下的耦合电容器中存在连接线氧化接触不稳定的情况。在试验电压不断升高的情况下,原本完好的氧化层被逐渐融化,导致接触电阻随之变小,介质损耗也必然变小。

但值得注意的是,氧化层被融化后,即使试验电压降低,介质损耗也不会随之增大。

(2)对直流电阻测量数据的影响

在使用双臂电桥进行电阻测量时,总是出现测量结果与历史记录之间差距很大。经过对比分析,我们不难发现:在绕组的运行过程中会出现导线断裂的情况。这样就会在导线表面产生氧化层,也会导致试验电压不同,测量数据也不同的试验结果。

4空间电磁干扰引发的问题

(1)对停电试验产生的影响

现场进行介质损耗试验时,由于试验设备停电,而周围设备均带电运行,这时周围带电设备对停电设备的电磁场干扰会使介质损耗因数tgδ值产生较大偏差。

(2) 对在线检测数据的影响

状态检修工作开展以后,对高压电气设备进行在线检测成为发展的必然。由于在进行检测时,测量设备与周围设备均带电运行,这样,其它运行设备对测量设备的电磁场干扰会使其相角产生偏移,影响测量数据的真实性。

5应对措施和对策

针对上述问题,为增加试验的科学性和准确性,我们要着重做好以下几点工作:

5.1 降低环境温度、湿度的不利影响

(1)尽量保持在环境温度不低于5℃或各次试验环境温度的一致性；

(2)想办法排除表面水膜的影响或采用屏蔽措施,进行介质损耗因数测量应避免采用屏蔽措施,因为屏蔽产生的T型干扰网络会使测量结果失真。

5.2 重视设备接地问题,做好以下工作

(1)在TA、TV的使用过程中,高度重视二次绕组的接地不良问题,从试验测量的安全度与准确度等方面着手,确保其某一个端子接地良好；

(2)同时,要认真测量好电容电流强度,通过电流的大小来判断试验电压运行是否正常；

(3)闭合滤波器的接地开关。

5.3 要注意引线的作用

在试验过程中,确保引线被完全拆除,同时对氧化层的绝缘电阻进行详细检查和测量也是很有必要的,这样可以有效降低引线所带来的电流泄漏及表计刻度的偏差,保证试验结果的准确性。

5.4 对试验电压的重要性要高度重视

在进行介质损耗测量以及直流电阻测量的时候,要考虑试验电压对氧化层的影响。同时在进行直流电阻测量的试验时,多采用输出电压较低的仪器进行测量,则更容易发现设备中存在的问题和缺陷。

5.5 空间电磁场干扰下的应对策略

(1)对停电设备,在试验时尽量排除空间电磁场的干扰,如使用分级加压法、选相倒相法、变频法等,现场最实用的是变频法。

(2)对在线检测设备,由于干扰源实时存在,不可避免。更应侧重于数据的纵向分析,即进行测量数据与本设备历史测量数据的对比,从发展趋势上分析判断设备的运行状况。

5.6 试验的安全

高压试验是一项危险性极高的工作。稍有不慎,就会造成人身伤亡和财产损失。因此,绝不能忽视试验的安全工作。

(1)进行合理的试验安全设计:从确保接地可靠、设置绝缘隔离与安全距离、采取有效的防放电反击和感应电压措施和设施等方面入手,合理进行安全设计。

(2)提高操作人员素质,加强技术和试验规程培训,树立强烈的安全意识；

(3)做好试验前期查勘等准备工作；

(4)严格执行《电力安全工作规程》。

6结语

电力系统的高电压试验是一项技术复杂的系统工程,涉及到试验设备、研究方法、试验技术、管理模式以及操作人员素质等诸多方面。由于能力和经验上的局限和欠缺,本文仅就工作中常见或容易被忽视的问题进行了一定的阐述,还存在诸多不足。还需要借鉴其他同行的经验,大家共同努力,在实际工作中不断地学习、总结和提高,使高电压试验在电力系统的安全生产中发挥更为有力地促进作用。

参考文献

[1] 严璋,朱德恒.高电压绝缘技术第二版.中国电力出版社.

[2] 陈天翔、王寅仲、海世杰.电气试验第二版.中国电力出版社.

[3] 徐伟、明经亮.电力系统中高压电气试验的探讨[J].中国新技术新产品.2011(18):134.