铁路牵引变电所电气绝缘试验浅析

帅磊君

摘要：电气设备绝缘实验是为了检查电气设备的运行状况，防止设备在变电和输电过程中发生故障引起事故，以确保电车正常安全的运行。文章主要分析了铁路牵引变电所电气设备绝缘试验的基本理念和面临的问题，并对如何避免试验中的各种问题提出了相应的建议。

关键词：铁路牵引变电所；电气设备绝缘试验；输电安全

中图分类号：U224 文献标识码：A文章编号：1009-2374（2012）01-0046-02

铁路牵引变电所的主要功能是将110～330kV三相高压交流电转变为27.5kV或55kV的单相的交流电，之后通过馈线送电到接触网，以供给电力机车取电运行，达到为电力为列车供电的目的。电气设备绝缘实验是为了检查电气设备的运行状况，防止设备在变电和输电过程中发生故障引起事故，以确保电车正常安全的运行。

一、铁路牵引变电所电气设备绝缘试验的概念

（一）铁路牵引变电所的职能

牵引变电所补充电力动能列车在运行中电能的损失，所以变电所的电力设备的运行不仅关系着电力系统的正常运行，更关系着铁路系统中的人民生命和财产安全。

（二）电气绝缘试验的概念

电气绝缘试验是电力设备维护的主要方式，目的是发现电气设备存在的绝缘缺陷，在电气设备绝缘试验中，采取保护性和破坏性两种试验方法。

第一种为保护性的试验内容，包括：绝缘电阻、吸收比、极化指数、介质损耗角正切值以及电容量等，是通过较低的电压对设备进行检测。

第二种是基于交流或直流的耐压检测的破坏性试验。此方法使用高电压，充分模拟电气设备正常运行时的状况，是对电气设备绝缘强度严格的检验，但是同时由于电压较高，也有可能会出现绝缘层被击穿或者损坏的现象。

二、变电站电气试验设备现状与试验方式

（一）设备现状

1．高压程控电气试验车。高压程控电气试验车的载体主要是改造完成后的中型客车，其测试系统固定在客车上，可以方便地到达试验地点并进行电气试验。产品主要包括：前端测试单元、测试通道控制单元和数据通道等，方便地进行各种测试。测试时，可以使用电缆，使需要测试的设备与电缆相连，然后将试验的结果进行记录，由于高压程控电气试验车是自动化试验设备，省去了很多其它的步骤，操作上十分简单。同时也存在着自身的缺点：价格昂贵。因此还没有得到普及。

2．常规试验设备。目前多数高压电气试验设备采用的是传统试验设备，缺点是不能完成自动化测试功能，且体积较大，携带不方便，并且没有和计算机相连的接口，其试验数据不能导出，不能对数据进行更详细的分析。此外，传统的试验设备需要人工进行操作，人为的误差大，容易致使结果的偏差。

（二）电气试验方式

1．变压器线圈直流电阻测试。直流电阻测试主要判断线圈内部接头、引线与线圈接头、分接开关与引线的焊接质量，分接开关各个分接位置及载流部分有无开路和短路情况。测量使用的仪器：测试变压器线圈直流电阻采用电桥法，对于小于100电阻的多采用双臂电桥，也称为凯尔文桥；大于100电阻的采用单臂电桥，又称惠斯登电桥。测量方法：测量线圈的直流电阻应在引线端上接线，测出分接开关上所有位置上的直流电阻，如有中性点引出端测线直流电阻，无中性点引出端测线直流电阻。

2．变压器变比的测量。测量变比的目的：验证变压器的电压变换是否符合规定值，达到设计值；开关各引出线的接线是否正确，可初步判断变压器是否存在匝间短路现象等。测量使用的仪器：电压表比较法、电桥法（如：QJ35型电桥）、新型的、电脑控制式的、多功能的变压器变比数字式电桥。测量方法：电压表法。（1）在变压器一次侧加入380V电源，用三相开关控制，并在某线间接入一电压表测其线电压；在变压器二次侧接入一电压表，测其相对应线电压，合上开关后两块表同时读数，得出的数值需经换算，换算后的数值为变压器的变比。（2）换算的方法为以低压侧测试值为标准值，换算成二次侧相当于400V时一次侧的读值，此时的读值就是变比。变比的误差为：测试的高压值减去标准值的差值，再除以标准值约百分数则为此档变比。

三、电气设备绝缘试验存在的问题

（一）电气设备绝缘试验的设备问题

目前，电气设备绝缘试验已经拥有了自动化和高效率的实验设备，缺点是这种测试装置造价昂贵，在条件较差的地方整车难以进入现场，在牵引变电所绝缘试验中难以普及。

（二）引线所引起的电气试验数据失实问题

在对电气设备进行测试的时候，应注意引线对于测试结果的影响。比如避雷器在进行一次电气设备绝缘试验的时候，使测试的电压维持在75%一毫安下直流电压的电压值，当引线的接头还保留在避雷器上的时候，即使不带其他设备，该电压下的泄漏电流可以达到80微安，而在同样的条件下，拆除引线接头以后，避雷器的泄漏电流仅为20微安。可见在实际测试中，引线的影响是很大的。

（三）电气设备绝缘试验有关电压的问题

在进行电气设备绝缘试验的时候，介质的损耗会随着试验电压的升高而减少。这种现象的原因是因为电压在不断升高的时候，对各元件之间的氧化层会随之被融化，没有了氧化层的阻碍，电阻就会减小，随之介质的损耗也就减少了。而且，在进行电流电阻的测量时，由于转子绕组存在着导线断裂的现象，如果导线出现了断裂，表面的氧化层就会形成电阻，从而也会使不同电压下实验的结果不相同。

（四）电气设备绝缘试验因天气原因引起的问题

要考虑到电气设备绝缘试验的测试数据在测试的时候可能受到天气的影响，这其中常见的影响因素主要是温度和湿度两点。在进行电气试验的时候，可能由于早晚温差和湿差的原因导致白天的数据还是合格的，但是晚上的数据就不合格了的现象。

四、改进方法与对策

（一）改进完善检测方法

在常规设备的基础上可以开发一款高压电气设备的管理软件并设计好传统设备和计算机相连的接口，从而有效地提高工作效率。系统完成的主要功能是试验人员在工作时按照系统的提示进行操作，在试验的同时将相关数据实时地录入计算机中，并对结果进行分析。用通用测试数据库结构，使其符合现场常规组织方式，首先以站所名称为第一级牵引，设备名称（运行编号+设备类型）为第二级牵引，按照检测的日期（年+月）为第三级牵引进行存储管理。采用这种通用测试数据库结构，便于管理和扩充，而且以站所为一单元，与其它站所无关，数据独立性较强，减少因局部损坏引起的数据丢失，维护起来十分方便。数据库的建立的原则：各变电所设独立数据库，一台或同类型几台设备占用库中一个记录，一个测试项目占用记录中若干字段。当用常规试验设备对高压电气设备进行测试后，测试数据采用手动录入计算机方式，管理程序能对原始测试数据进行换算、存储、管理、分析、比较，既可以对照该设备历次试验结果，也可以对照同类设备或不同相别的试验结果，根据变化规律和趋势，经全面分析后作出判断，以判断被测设备是否合格。

（二）引线问题

在测量的过程中，要注意引线的问题，绝缘试验原则上要将被试品上所有外接连线全部拆除。

（三）电压的问题

进行多次测量，不同电压环境下多次测量综合评估。电压包括电压源和试验电压选择。电压源要求尽可能的稳定，并且容量及电源线要足够大。电源电压和频率波动过大会影响读数，以致检测数据不稳定、不真实；试验电压的高低要考虑既能真实反应被试品的绝缘状况，又不影响电压源的容量及现场试验的安全。要考虑全面介质对实验的影响以及氧化膜的问题。

参考文献

[1]黄建华．变电站高压电气设备状态检修的现状及其发展[J]．变压器，2002，（S1）.

[2]胡会军．我国高压开关设备现状及发展方向[J]． 电器工业，2005，（6）.

（责任编辑：陈 倩）