高压电器设备绝缘试验技术与应用

郑淑军 李铁军

(1.平高集团有限公司，河南 平顶山 467099;2.中国平煤神马能源化工集团有限责任公司，河南 平顶山 467099)

对高压电器设备而言，如若绝缘工作做得不到位，极有可能引发停电甚至更大的用电事故，这将对经济社会生活带来突然的、不利的影响。可是，实际情况是，在有些情况下，由于电力系统运行的特殊要求，部分电力设备难以通过停电的方式完成预防性的试验，而这种主观或者客观上的漏试或超周期测试是不利于发现电力设备中的缺陷和安全隐患的[1]。对电力设备的预防性试验而言，其周期相对较长，一般为一年。因此，当设备带电运行时，一旦产生了设备缺陷，极有可能引发设备故障，更大的事故与财产损失就有可能发生。此外，电力系统的预防性试验在通常情况下任务强度较大，无法保证对每台电力设备的全面试验与分析，也就难以就此作出科学的判断。而随着我国电力事业的不断发展，社会对电力的需求量和需求种类不断提高和丰富，各类高压电器设备不断呈现在工业生产等相关领域。而为了实现高压电器设备的顺利安全运行，对其进行安全试验是十分必要的，而绝缘试验便是电网工程建设中必不可少的重要环节，只有完成了试验操作的设备才能被用于实际的生产、生活之中。为此，本文首先阐述了高压电器设备绝缘试验的关键技术，然后对可能产生影响的因素进行分析，最后，从多个角度给出了高压电器设备实际应用中的注意事项。旨在通过本文的工作，为时下我国高压电器设备的绝缘试验与应用提供一定的可供借鉴的信息。

1 高压电器设备绝缘试验的关键技术

1.1 诊断技术

不可否认，高压电器设备的性能对于电网运行的质量产生着直接的重大的影响，如果设备的性能得不到要求，或者存在一定的安全隐患，只要条件成熟，就极有可能引发安全事故。因此，在高压电器的绝缘试验中需要将监测和诊断技术引入其中，这样不但可以协助电力人员能够相对及时的掌握高压电器设备的运行情况，还能为此作出相应的预案，在维持高压电器设备正常运行的前提下，完成对仪器设备的安全监测。

1.2 改造技术

在高压电器设备绝缘试验中，改造技术的实施往往发生在实验结束之后，这种于试验后才采取的技术方案主要用于对高压电器设备结构的优化与改进，使电力系统中的绝缘能力得到进一步的加强[2]。倘若在绝缘试验中发现了高压电器设备正在超负荷运行，则极易引发安全事故，而在缺乏提前报警功能的情况下，电力设备的受损程度会不断扩大。为此，需要通过添加报警装置改造高压设备，以便及时感应到系统中的异常信号，并及时进行抢修处理。

1.3 模拟技术

模拟技术指的是将计算机看做是整个试验工程的管理和控制中心，以此完成对绝缘试验操作秩序的科学规划与调配。这种技术能够适用于中小型的高压电器设备和大型的高压电器设备，在试验的过程中都可以通过这一技术对工程建造的过程进行演示和预试。这样一来，高压电器设备施工现场中可能存在的安全风险就有可能被提前预知，为高压电器设备的试验提供科学的指导。

1.4 调试技术

调试技术指的是在高压电器设备正式运行之前，完成对该类设备运行流程的模拟操作和调试，目的在于通过模拟操作将设备元器件中存在的安全隐患及时的反馈出来。这是因为，高压电器开关等设备容易受到自然因素的影响，大风、持续的降雨，以及雪冰等自然灾害都会对其产生影响[3];此外，对户内和户外电器开关设备进行调试，还能发现不同产品性能的差异之处，得出一些开关设备抗寒和抗高温的性能特征，选择更加适合露天作业的产品。

2 高压电器设备绝缘的影响因素分析

2.1 电压因素

这一因素对于高压电器绝缘试验的影响也是十分明显的——如果主绝缘严重受潮或者其中含有离子型杂质之时，互感器的介损值将会随着试验电压的不断升高而产生具有一定差异的变化情况。其中的原因在于，由于交流电压的存在，离子在纸层间和在油中的迁移过程被纤维所阻拦——在较低电压时，离子的运动速度相对较慢，产生的迁移较小;相反，电压升高之后，离子运动速度也会相应的加快，介损值也随之减小。

2.2 温度因素

通常情况下，油纸电容绝缘的介损值并不会对温度的变化反应过分灵敏。并且，大量的试验结果也证实了这一点——介损测量值良好的绝缘实验是不用进行温度换算的。可是，如果绝缘干燥处理的效果欠佳，油纸电容绝缘的介损值将对温度变化表现出“积极”的反应。而对于绝缘温度系数而言，其发挥作用的大小主要决定于绝缘本身的型式、大小与绝缘状况。而对于特定的电压等级与绝缘设计，因为绝缘劣化将会致使温度系数的增加，tgδ值的温度非线性与灵敏度都会得到不同程度的增加。

2.3 湿度因素

作为一个常识性的问题，大气湿度与表面污秽程度会对泄漏电流产生较大的影响，这一影响甚至会远远的超过避雷器的实际阻性电流。而高压电器设备的表面泄漏程度也会对介损测量产生影响，致使介损测试结果严重偏离正常水平。湿度和高压电器设备表面的污秽程度会对设备的泄漏电流产生直接的影响，甚至会在较高的电压下，产生破坏性的影响，直接关系到设备绝缘试验的正常进行。因此，在一般预防性试验中，要保持瓷套表面的干净和清洁，最好将相对湿度保持在65%之下，如果超过了这一温度，应该采取进一步的处理措施，降低危险发生的频率[4]。

2.4 误差因素

在高压电器设备的绝缘试验中，误差因素也是十分重要的。在介质损耗测量过程中，需要选择电压向量作为基准信号，基准信号需要施加在试品两端的电压。在绝缘试验的过程中，一般要利用现场情况，在电压互感器的二次侧获取。而电压互感器的测量精度和二次侧负荷的高低关联。而随着变电站运行方式的差异，二次侧负荷也会产生变化，而这一定会导致角误差的改变。

3 高压电器设备绝缘试验技术的应用

在实际操作中，高压电器设备绝缘试验的操作人员不但要在试验环节采取先进的措施，还应该注意到高压电器设备在使用中的安全措施，最大限度的限制安全意外的发生。在实际应用中，安全事故注意事项一般体现在以下方面:人员保护、检修质量和异常响声:(1)保护人员。按照交流和直流电压的差异，高压电器设备的电压范围较高，带点作业是容易引发安全意外事故的。因此，不论是户外还是室内操作，当接触高压电器时，一定要配备相应的安全防护工具，那些参与到高压设备检修人员，需要穿电绝缘服、绝缘帽和绝缘手套，使其避免和设备接触而触电;(2)质量检修。控制检修质量是提高高压电器设备安全运行的基本前提。如果电器设备因检修不彻底，将会产生不同程度的安全隐患，极大的严重阻碍电网的供电和输电的作业。为此，需要在足够干燥的环境下进行拆装检修，防止杂质和水分进入设备;(3)响声异常。如果设备在正常运行下出现了异常响声，将是某个元器件出现故障的前兆，此时应该引起电力施工人员的高度重视。其中，如果高压电器设备存在放电问题，且伴有异常细微声响，应该判断其响声来源，同时配合放电测量数据对其进行综合判断。

4 结束语

近几年来，高压电器设备的绝缘实验技术不断受到人们的重视。为了提高实验的有效性，准确的判断出设备的状态，除了要提高绝缘试验系统的精度、稳定性和抗干扰能力外，还应该对影响绝缘试验数据的因素进行深入的研究和分析，最大限度的减少人为的和客观的误差，通过要对难以减小的误差进行精确的估计和修正，以便得到可以反映高压电器设备的真实信息。

[1]Pons A et al.Electrical endurance and reliability of circuit-breaker common experience and practice of two utilities，IEEE Trans on Power delivery，2011(1):168.

[2]魏顺和.高压电器设备绝缘试验技术研究[J].企业技术开发，2012(18):46-47.

[3]袁红波，王红斌.高压设备绝缘在线监测影响因素分析[J].华北电力技术，2002(6):41-43.

[4]Ramu T S.On the estimation of life of power apparatus insulation under combined electrical and thermal stress.IEEE Trans EI，2005(1):70.