帥磊君

摘要：電氣設(shè)備絕緣實(shí)驗(yàn)是為了檢查電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，防止設(shè)備在變電和輸電過程中發(fā)生故障引起事故，以確保電車正常安全的運(yùn)行。文章主要分析了鐵路牽引變電所電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)的基本理念和面臨的問題，并對如何避免試驗(yàn)中的各種問題提出了相應(yīng)的建議。

關(guān)鍵詞：鐵路牽引變電所；電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)；輸電安全

中圖分類號：U224 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2374（2012）01-0046-02

鐵路牽引變電所的主要功能是將110～330kV三相高壓交流電轉(zhuǎn)變?yōu)?7.5kV或55kV的單相的交流電，之后通過饋線送電到接觸網(wǎng)，以供給電力機(jī)車取電運(yùn)行，達(dá)到為電力為列車供電的目的。電氣設(shè)備絕緣實(shí)驗(yàn)是為了檢查電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，防止設(shè)備在變電和輸電過程中發(fā)生故障引起事故，以確保電車正常安全的運(yùn)行。

一、鐵路牽引變電所電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)的概念

（一）鐵路牽引變電所的職能

牽引變電所補(bǔ)充電力動能列車在運(yùn)行中電能的損失，所以變電所的電力設(shè)備的運(yùn)行不僅關(guān)系著電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，更關(guān)系著鐵路系統(tǒng)中的人民生命和財(cái)產(chǎn)安全。

（二）電氣絕緣試驗(yàn)的概念

電氣絕緣試驗(yàn)是電力設(shè)備維護(hù)的主要方式，目的是發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備存在的絕緣缺陷，在電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)中，采取保護(hù)性和破壞性兩種試驗(yàn)方法。

第一種為保護(hù)性的試驗(yàn)內(nèi)容，包括：絕緣電阻、吸收比、極化指數(shù)、介質(zhì)損耗角正切值以及電容量等，是通過較低的電壓對設(shè)備進(jìn)行檢測。

第二種是基于交流或直流的耐壓檢測的破壞性試驗(yàn)。此方法使用高電壓，充分模擬電氣設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)的狀況，是對電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度嚴(yán)格的檢驗(yàn)，但是同時(shí)由于電壓較高，也有可能會出現(xiàn)絕緣層被擊穿或者損壞的現(xiàn)象。

二、變電站電氣試驗(yàn)設(shè)備現(xiàn)狀與試驗(yàn)方式

（一）設(shè)備現(xiàn)狀

1．高壓程控電氣試驗(yàn)車。高壓程控電氣試驗(yàn)車的載體主要是改造完成后的中型客車，其測試系統(tǒng)固定在客車上，可以方便地到達(dá)試驗(yàn)地點(diǎn)并進(jìn)行電氣試驗(yàn)。產(chǎn)品主要包括：前端測試單元、測試通道控制單元和數(shù)據(jù)通道等，方便地進(jìn)行各種測試。測試時(shí)，可以使用電纜，使需要測試的設(shè)備與電纜相連，然后將試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行記錄，由于高壓程控電氣試驗(yàn)車是自動化試驗(yàn)設(shè)備，省去了很多其它的步驟，操作上十分簡單。同時(shí)也存在著自身的缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴。因此還沒有得到普及。

2．常規(guī)試驗(yàn)設(shè)備。目前多數(shù)高壓電氣試驗(yàn)設(shè)備采用的是傳統(tǒng)試驗(yàn)設(shè)備，缺點(diǎn)是不能完成自動化測試功能，且體積較大，攜帶不方便，并且沒有和計(jì)算機(jī)相連的接口，其試驗(yàn)數(shù)據(jù)不能導(dǎo)出，不能對數(shù)據(jù)進(jìn)行更詳細(xì)的分析。此外，傳統(tǒng)的試驗(yàn)設(shè)備需要人工進(jìn)行操作，人為的誤差大，容易致使結(jié)果的偏差。

（二）電氣試驗(yàn)方式

1．變壓器線圈直流電阻測試。直流電阻測試主要判斷線圈內(nèi)部接頭、引線與線圈接頭、分接開關(guān)與引線的焊接質(zhì)量，分接開關(guān)各個(gè)分接位置及載流部分有無開路和短路情況。測量使用的儀器：測試變壓器線圈直流電阻采用電橋法，對于小于100電阻的多采用雙臂電橋，也稱為凱爾文橋；大于100電阻的采用單臂電橋，又稱惠斯登電橋。測量方法：測量線圈的直流電阻應(yīng)在引線端上接線，測出分接開關(guān)上所有位置上的直流電阻，如有中性點(diǎn)引出端測線直流電阻，無中性點(diǎn)引出端測線直流電阻。

2．變壓器變比的測量。測量變比的目的：驗(yàn)證變壓器的電壓變換是否符合規(guī)定值，達(dá)到設(shè)計(jì)值；開關(guān)各引出線的接線是否正確，可初步判斷變壓器是否存在匝間短路現(xiàn)象等。測量使用的儀器：電壓表比較法、電橋法（如：QJ35型電橋）、新型的、電腦控制式的、多功能的變壓器變比數(shù)字式電橋。測量方法：電壓表法。（1）在變壓器一次側(cè)加入380V電源，用三相開關(guān)控制，并在某線間接入一電壓表測其線電壓；在變壓器二次側(cè)接入一電壓表，測其相對應(yīng)線電壓，合上開關(guān)后兩塊表同時(shí)讀數(shù)，得出的數(shù)值需經(jīng)換算，換算后的數(shù)值為變壓器的變比。（2）換算的方法為以低壓側(cè)測試值為標(biāo)準(zhǔn)值，換算成二次側(cè)相當(dāng)于400V時(shí)一次側(cè)的讀值，此時(shí)的讀值就是變比。變比的誤差為：測試的高壓值減去標(biāo)準(zhǔn)值的差值，再除以標(biāo)準(zhǔn)值約百分?jǐn)?shù)則為此檔變比。

三、電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)存在的問題

（一）電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)的設(shè)備問題

目前，電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)已經(jīng)擁有了自動化和高效率的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，缺點(diǎn)是這種測試裝置造價(jià)昂貴，在條件較差的地方整車難以進(jìn)入現(xiàn)場，在牽引變電所絕緣試驗(yàn)中難以普及。

（二）引線所引起的電氣試驗(yàn)數(shù)據(jù)失實(shí)問題

在對電氣設(shè)備進(jìn)行測試的時(shí)候，應(yīng)注意引線對于測試結(jié)果的影響。比如避雷器在進(jìn)行一次電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)的時(shí)候，使測試的電壓維持在75%一毫安下直流電壓的電壓值，當(dāng)引線的接頭還保留在避雷器上的時(shí)候，即使不帶其他設(shè)備，該電壓下的泄漏電流可以達(dá)到80微安，而在同樣的條件下，拆除引線接頭以后，避雷器的泄漏電流僅為20微安?？梢娫趯?shí)際測試中，引線的影響是很大的。

（三）電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)有關(guān)電壓的問題

在進(jìn)行電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)的時(shí)候，介質(zhì)的損耗會隨著試驗(yàn)電壓的升高而減少。這種現(xiàn)象的原因是因?yàn)殡妷涸诓粩嗌叩臅r(shí)候，對各元件之間的氧化層會隨之被融化，沒有了氧化層的阻礙，電阻就會減小，隨之介質(zhì)的損耗也就減少了。而且，在進(jìn)行電流電阻的測量時(shí)，由于轉(zhuǎn)子繞組存在著導(dǎo)線斷裂的現(xiàn)象，如果導(dǎo)線出現(xiàn)了斷裂，表面的氧化層就會形成電阻，從而也會使不同電壓下實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不相同。

（四）電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)因天氣原因引起的問題

要考慮到電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)的測試數(shù)據(jù)在測試的時(shí)候可能受到天氣的影響，這其中常見的影響因素主要是溫度和濕度兩點(diǎn)。在進(jìn)行電氣試驗(yàn)的時(shí)候，可能由于早晚溫差和濕差的原因?qū)е掳滋斓臄?shù)據(jù)還是合格的，但是晚上的數(shù)據(jù)就不合格了的現(xiàn)象。

四、改進(jìn)方法與對策

（一）改進(jìn)完善檢測方法

在常規(guī)設(shè)備的基礎(chǔ)上可以開發(fā)一款高壓電氣設(shè)備的管理軟件并設(shè)計(jì)好傳統(tǒng)設(shè)備和計(jì)算機(jī)相連的接口，從而有效地提高工作效率。系統(tǒng)完成的主要功能是試驗(yàn)人員在工作時(shí)按照系統(tǒng)的提示進(jìn)行操作，在試驗(yàn)的同時(shí)將相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地錄入計(jì)算機(jī)中，并對結(jié)果進(jìn)行分析。用通用測試數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，使其符合現(xiàn)場常規(guī)組織方式，首先以站所名稱為第一級牽引，設(shè)備名稱（運(yùn)行編號+設(shè)備類型）為第二級牽引，按照檢測的日期（年+月）為第三級牽引進(jìn)行存儲管理。采用這種通用測試數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，便于管理和擴(kuò)充，而且以站所為一單元，與其它站所無關(guān)，數(shù)據(jù)獨(dú)立性較強(qiáng)，減少因局部損壞引起的數(shù)據(jù)丟失，維護(hù)起來十分方便。數(shù)據(jù)庫的建立的原則：各變電所設(shè)獨(dú)立數(shù)據(jù)庫，一臺或同類型幾臺設(shè)備占用庫中一個(gè)記錄，一個(gè)測試項(xiàng)目占用記錄中若干字段。當(dāng)用常規(guī)試驗(yàn)設(shè)備對高壓電氣設(shè)備進(jìn)行測試后，測試數(shù)據(jù)采用手動錄入計(jì)算機(jī)方式，管理程序能對原始測試數(shù)據(jù)進(jìn)行換算、存儲、管理、分析、比較，既可以對照該設(shè)備歷次試驗(yàn)結(jié)果，也可以對照同類設(shè)備或不同相別的試驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)變化規(guī)律和趨勢，經(jīng)全面分析后作出判斷，以判斷被測設(shè)備是否合格。

（二）引線問題

在測量的過程中，要注意引線的問題，絕緣試驗(yàn)原則上要將被試品上所有外接連線全部拆除。

（三）電壓的問題

進(jìn)行多次測量，不同電壓環(huán)境下多次測量綜合評估。電壓包括電壓源和試驗(yàn)電壓選擇。電壓源要求盡可能的穩(wěn)定，并且容量及電源線要足夠大。電源電壓和頻率波動過大會影響讀數(shù)，以致檢測數(shù)據(jù)不穩(wěn)定、不真實(shí)；試驗(yàn)電壓的高低要考慮既能真實(shí)反應(yīng)被試品的絕緣狀況，又不影響電壓源的容量及現(xiàn)場試驗(yàn)的安全。要考慮全面介質(zhì)對實(shí)驗(yàn)的影響以及氧化膜的問題。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：陳 倩）