高壓電氣設(shè)備檢測(cè)異常情況分析
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摘要:高壓電氣設(shè)備檢測(cè)異常后的結(jié)果分析對(duì)于確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行十分重要。在分析的時(shí)候，首先應(yīng)該對(duì)試驗(yàn)方法、操作工藝全面進(jìn)行檢查，確定是被試設(shè)備的問(wèn)題后，才能對(duì)設(shè)備故障進(jìn)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(cè)異常的情況，并對(duì)可能的原因進(jìn)行了分析，提出了解決策略，希望對(duì)高壓電氣檢測(cè)行業(yè)從業(yè)者有所裨益。
關(guān)鍵詞:高壓電氣設(shè)備;檢測(cè);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(guó)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(guò)程中必不可少地需要高壓電氣設(shè)備對(duì)電能進(jìn)行傳輸、轉(zhuǎn)換、補(bǔ)償、切除、測(cè)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(gè)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(jì)損失，甚至人員傷害。因此，要保障高壓電氣設(shè)備的運(yùn)行安全，對(duì)異常情況及時(shí)進(jìn)行分析解決。
一、高壓電氣設(shè)備檢測(cè)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(bǔ)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(duì)這些設(shè)備的試驗(yàn)項(xiàng)目非常多，常用的有絕緣電阻測(cè)量、交流耐壓試驗(yàn)、直流泄露試驗(yàn)、介質(zhì)損耗試驗(yàn)、機(jī)械特性試驗(yàn)、直流電阻測(cè)量、回路電阻測(cè)量等。高壓電氣設(shè)備檢測(cè)，就是利用相應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備、儀表儀表，對(duì)高壓電氣設(shè)備在正常投運(yùn)或超過(guò)一定閾值的參數(shù)基準(zhǔn)下進(jìn)行模擬測(cè)試的過(guò)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(shí)際運(yùn)行中形成安全隱患造成安全事故。對(duì)高壓電氣設(shè)備檢測(cè)包括型式試驗(yàn)、出廠試驗(yàn)、抽檢試驗(yàn)、投運(yùn)前的交接試驗(yàn)、投運(yùn)中的預(yù)防性試驗(yàn)，以及異常情況下的檢測(cè)試驗(yàn)。型式試驗(yàn)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(duì)其電氣性能如絕緣性能、容量性能、機(jī)械性能等多個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)實(shí)施試驗(yàn)，以確定設(shè)計(jì)參數(shù)準(zhǔn)確無(wú)誤，各項(xiàng)性能達(dá)到預(yù)期指標(biāo)且無(wú)任何缺陷及隱患。需特別指出，新設(shè)計(jì)、新改進(jìn)或達(dá)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(yàn)考核通過(guò)后方能掛網(wǎng)運(yùn)行。出廠試驗(yàn)指高壓電氣設(shè)備在批量生產(chǎn)后，為檢驗(yàn)生產(chǎn)質(zhì)量并確認(rèn)其符合預(yù)計(jì)的性能要求而進(jìn)行的質(zhì)量檢驗(yàn)。抽檢試驗(yàn)是指設(shè)備使用方在批量產(chǎn)品使用前對(duì)某一批次或全部批次的交付設(shè)備進(jìn)行抽樣試驗(yàn)考核，以確認(rèn)交付設(shè)備符合性能要求及使用要求。投運(yùn)中的預(yù)防性試驗(yàn)是指為了發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中設(shè)備的隱患，預(yù)防發(fā)生事故或設(shè)備損壞，對(duì)設(shè)備進(jìn)行的檢查、試驗(yàn)或監(jiān)測(cè)，也包括取油樣過(guò)氣樣進(jìn)行的試驗(yàn)。這些試驗(yàn)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(dá)到提前發(fā)現(xiàn)，提前解決的預(yù)防效果。
二、基于試驗(yàn)方法問(wèn)題的檢測(cè)異常及解決辦法
(一)回路電阻測(cè)量不合格問(wèn)題
回路電阻是測(cè)試高壓開關(guān)的動(dòng)靜觸頭間接觸電阻，防止因長(zhǎng)期發(fā)熱燒蝕或環(huán)境影響造成接觸電阻過(guò)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(wèn)題造成的測(cè)試不合格的主要原因是接線不牢靠，測(cè)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(cè)試結(jié)果就是微歐級(jí)，如果連接不牢靠，誤差必然會(huì)非常大。解決措施:一是測(cè)試線鉗口必須干凈，不得存在發(fā)黑的氧化層;二是測(cè)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(cè)試的斷口，例如:高壓隔離開關(guān)，一般會(huì)選擇在動(dòng)靜觸頭連接斷口的兩端銅板上進(jìn)行連接，而不能越過(guò)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(yàn)不合格問(wèn)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(wèn)題也會(huì)造成設(shè)備故障。但正因?yàn)楦邏弘娎|受環(huán)境的影響較大，未認(rèn)真進(jìn)行處理仍舊進(jìn)行試驗(yàn)，依然會(huì)產(chǎn)生較大誤差，而且高壓電纜在連接端子附近電場(chǎng)強(qiáng)度變化劇烈，稍有處置不當(dāng)就會(huì)在連接端子附近的絕緣包裹處發(fā)生對(duì)地?fù)舸Ｆ湓蛞话闶且驗(yàn)殡娎|內(nèi)部潮濕，造成了絕緣程度下降，致使測(cè)試數(shù)據(jù)不合格，由于電纜耐壓試驗(yàn)為破壞性放電試驗(yàn)，故而一旦發(fā)生任何異常導(dǎo)致絕緣性能下降都會(huì)造成電纜的絕緣擊穿，從而損壞電纜。解決措施:一是對(duì)采取直埋的高壓電纜，在試驗(yàn)是務(wù)必要對(duì)電纜是否潮濕進(jìn)行檢查，對(duì)于新制作電纜頭必須做好防潮措施和絕緣包裹。否則就會(huì)造成耐壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。二是對(duì)高壓電纜頭進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)，要對(duì)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(huì)導(dǎo)致內(nèi)部絕緣遭受過(guò)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(yàn)不合格問(wèn)題
變壓器直流泄漏試驗(yàn)是對(duì)一定電壓下絕緣泄漏電流的測(cè)試，顯然，這種泄漏電流不會(huì)太大，一般為微安級(jí)。因此，一旦發(fā)生測(cè)試方法的問(wèn)題引起異常，就應(yīng)該重點(diǎn)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(wèn)題。解決措施:處理傘裙臟污、接線不牢靠問(wèn)題。
(四)試驗(yàn)儀器使用方面容易造成檢測(cè)異常的情況
試驗(yàn)儀器使用方法問(wèn)題同樣會(huì)造成檢測(cè)異常情況的發(fā)生。最常見的有:一是耐壓試驗(yàn)時(shí)，高壓測(cè)試線垂落接觸地面或設(shè)備外殼，此時(shí)測(cè)試的耐壓數(shù)據(jù)僅僅是高壓測(cè)試線的外皮絕緣，其絕緣水平一般不可能超過(guò)被測(cè)設(shè)備，如果強(qiáng)行加壓，只會(huì)造成測(cè)試線擊穿。二是直流電阻試驗(yàn)時(shí)，測(cè)試線接觸連接不牢靠。直流電阻測(cè)試的電壓不高，但電流一般選擇100A，甚至200A，在這種級(jí)別的電流下，如果測(cè)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(yàn)。如果對(duì)儀器中的油杯和油棒清洗的不夠干凈，同樣會(huì)造成耐壓試驗(yàn)結(jié)果的誤差。
三、常見高壓電氣設(shè)備檢測(cè)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(cè)試，是通過(guò)對(duì)每一相的線圈連同引線的電阻采用直流進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)對(duì)各相之間進(jìn)行對(duì)比，以及與設(shè)計(jì)值或上一年度測(cè)試值進(jìn)行比較，沒有太大差異的一種測(cè)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(wèn)題，匝間絕緣不良的問(wèn)題，還有其他一些問(wèn)題。造成變壓器直流電阻不達(dá)標(biāo)要分情況而定。一是直流電阻測(cè)試結(jié)果過(guò)大。其可能的原因一般有以下幾個(gè)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(wèn)題。這些問(wèn)題顯然會(huì)增加測(cè)試的電阻，造成測(cè)試結(jié)果偏大。二是直流電阻測(cè)試結(jié)果偏小。在排除了試驗(yàn)方法因素后仍然存在該問(wèn)題，一般會(huì)出現(xiàn)兩種可能。一種是未根據(jù)當(dāng)前溫度對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)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(guò)變壓器變比測(cè)量試驗(yàn)檢驗(yàn)出來(lái)，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(shí)，實(shí)際測(cè)量的匝間變比一定會(huì)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(duì)于上述問(wèn)題，還可以通過(guò)對(duì)變壓器采取吊芯操作進(jìn)行進(jìn)一步的檢查。
(二)斷路器回路電阻不合格問(wèn)題
斷路器回路電阻的測(cè)試，是對(duì)包裹在絕緣介質(zhì)中的動(dòng)靜觸頭在閉合情況下的接觸電阻進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)存在的接觸不良、燒蝕等問(wèn)題。而一旦發(fā)生由于接觸不良導(dǎo)致的觸頭燒蝕的問(wèn)題，一則會(huì)導(dǎo)致通流嚴(yán)重受影響，二則由于觸頭燒蝕，斷路器隔室中會(huì)漂浮燒蝕產(chǎn)生的粉塵顆粒，實(shí)際運(yùn)行中輕則保護(hù)裝置啟動(dòng)導(dǎo)致跳閘停電，嚴(yán)重時(shí)則會(huì)造成斷路器絕緣裝置爆炸的危險(xiǎn)。造成斷路器回路電阻數(shù)據(jù)超標(biāo)的原因有:一是設(shè)備操作次數(shù)過(guò)多而又未及時(shí)緊固，造成主導(dǎo)點(diǎn)回路連接部件出現(xiàn)松動(dòng)，二是設(shè)備操作次數(shù)過(guò)多造成觸頭壓力不足;三是斷路器自身設(shè)計(jì)問(wèn)題，動(dòng)靜觸頭間的接觸方式在長(zhǎng)期動(dòng)作過(guò)程中接觸面逐漸減少。解決措施:一是立即對(duì)斷路器主導(dǎo)電回路各個(gè)連接部件進(jìn)行檢查，特別是螺栓緊固程度的檢查，螺栓的松動(dòng)問(wèn)題往往是接觸電阻增大的最常見原因;二是對(duì)斷路器的行程和超行程進(jìn)行測(cè)量，這是影響動(dòng)靜觸頭壓力的關(guān)鍵因素，行程和超行程的改變其實(shí)也是斷路器頻繁操作所造成的變化，只是反映在操作機(jī)構(gòu)上的松動(dòng)和不牢靠問(wèn)題，另外，環(huán)境因素同樣會(huì)造成斷路器行程和超行程的改變;三是對(duì)主導(dǎo)電回路進(jìn)行解體檢查，這一般需要由廠家進(jìn)行。
(三)高壓熔斷管異常問(wèn)題
高壓熔斷管的異常問(wèn)題盡管非常簡(jiǎn)單，發(fā)現(xiàn)較易，但這是最常見的問(wèn)題之一。通過(guò)萬(wàn)用表對(duì)高壓熔斷管的電阻進(jìn)行測(cè)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(cè)試的電阻無(wú)窮大，這顯然是熔斷管中的熔絲已徹底熔斷。第二種情況，測(cè)試的電阻遠(yuǎn)超過(guò)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?yàn)楦邏喝蹟嗥髦械娜劢z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(cè)試的電阻不會(huì)是無(wú)窮大，但遠(yuǎn)超過(guò)其他同類型高壓熔斷器。第三種情況，測(cè)試的電阻相較其他熔斷器有少許增大。這是因?yàn)?，在長(zhǎng)期的電流作用下，高壓熔斷器熔絲作為熔點(diǎn)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(duì)高壓熔斷器測(cè)試電阻的不同情況，只要是超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，則必須要立即進(jìn)行更換，同時(shí)還要檢查其他設(shè)備，例如長(zhǎng)期運(yùn)行的負(fù)荷情況，是否存在偏載的情況等。
四、結(jié)語(yǔ)
高壓電氣設(shè)備檢測(cè)異常情況多種多樣，總的原則是先對(duì)檢測(cè)的方法、工藝進(jìn)行檢查，確定無(wú)誤后，再對(duì)被試設(shè)備采取措施。文中通過(guò)對(duì)常見的因檢測(cè)方法、工藝造成的異常問(wèn)題進(jìn)行舉例，可以發(fā)現(xiàn)，儀器的接線問(wèn)題、被試品的臟污潮濕等問(wèn)題，是造成檢測(cè)異常的常見問(wèn)題;通過(guò)對(duì)常見檢測(cè)異常的設(shè)備問(wèn)題進(jìn)行舉例，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的原因多種多樣，但必定是和檢測(cè)項(xiàng)目的目的相關(guān)。因此，要從測(cè)試目的和測(cè)試原理來(lái)分析異常原因。
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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
