湯穎宜

摘 要：電力設(shè)備在轉(zhuǎn)運、安裝等過程中難免受損，從而局部缺陷，導(dǎo)致運行中電力系統(tǒng)故障，變電站電氣設(shè)備現(xiàn)場耐壓試驗可以及時地測試出電氣設(shè)備是否存在故障，為電力系統(tǒng)設(shè)備的安全投運創(chuàng)造有利條件。本文重點分析了變電站電氣設(shè)備現(xiàn)場耐壓試驗特點以及具體的試驗流程與關(guān)鍵點。

關(guān)鍵詞：變電站;電氣設(shè)備;現(xiàn)場耐壓試驗;流程;關(guān)鍵點

前言

變電站系統(tǒng)的一些重要設(shè)備，在正式運行前需要接受耐壓試驗，耐壓試驗?zāi)軌蚣皶r地識別各類設(shè)備的故障，明確設(shè)備中存在的問題，從而改善試驗電壓，整個試驗過程存在一定危險因素，需要掌握試驗流程以及試驗中的關(guān)鍵點，才能正常推動實驗的開展。

1? 變電站電氣設(shè)備現(xiàn)場耐壓試驗特征分析

一般的工頻模式下，交流耐壓試驗所需設(shè)備類型較多，同時設(shè)備體積龐大，不易搬運，串聯(lián)諧振耐壓試驗所需設(shè)備類型較少，同時輕巧又方便運輸，這就減少了試驗的經(jīng)濟成本，控制了試驗投入，而且更容易推廣和普及。

以往的工頻耐壓必須大量電流，要求配置專門的電源，諧振耐壓試驗系統(tǒng)，其電流帶有純阻性特點，這就使得試驗電源無需特意針對串聯(lián)諧振試驗系統(tǒng)來供應(yīng)無功功率，提高了電源使用效率，普通的檢修電源就可以達到要求。

試品兩側(cè)的電壓一般要達到輸入電壓的Q倍，多數(shù)情況下試驗回路Q值>1，所以，通過串聯(lián)諧振電路能夠有效地放大電壓。

2? 變電站電氣設(shè)備現(xiàn)場耐壓試驗原理

以下為LRC串聯(lián)電路圖，如圖1所示：

如果交流電源Us電壓為U，角頻率：ω，不同元件的阻抗可以用下列公式表示：

電流和電壓之間的相位差：φ=arctan ， 其中φ會隨著ω的變化而逐漸發(fā)生變化，具體如圖2所示：

若出現(xiàn)串聯(lián)諧振，則有如下關(guān)系：ωL和1/ωC相等。從而能得出諧振角頻率與諧振頻率各自的關(guān)系式。一般來說，電力系統(tǒng)采用特性阻抗和電阻之間的比值關(guān)系來描述諧振電路的特點和功能，將這一比值當作串聯(lián)電路的品質(zhì)因數(shù)（Q）。

對于串聯(lián)諧振試驗系統(tǒng)，發(fā)生諧振時，總阻抗電流為最高，呈純阻性，一般由試驗電壓、回路電阻來對應(yīng)確定其數(shù)值。同時，試驗電源的輸出功率一般等于外圍回路消耗的純有功功率，被測試物體的兩端電壓等于輸入電壓的Q倍，因為Q>1，所以，串聯(lián)諧振電路具有電壓放大功能。試品耗費的視在功率達到輸入功率的Q倍。

3? 試驗過程與操作關(guān)鍵點

3.1 試驗前期的準備

變電站電氣設(shè)備的試驗流程為：編制試驗方案，選擇與運輸設(shè)備，試驗前準備，試驗接線。

試驗方案編制的關(guān)鍵點：此試驗實際操作中居于一定的復(fù)雜性，開始前必須編制出合理的試驗方案，具體的方案要從以下方面做起：

首先，組織人員，指明人員職責(zé)，其中包括：試驗人員、操作員、操作監(jiān)護人、安全負責(zé)人等。

其次，向一切試驗相關(guān)人員發(fā)出通知，例如：設(shè)備生產(chǎn)商、設(shè)備安裝人員、監(jiān)理、業(yè)主，要求必須親臨試驗現(xiàn)場，進行有效監(jiān)督。

再次，檢測被試驗品的電容量，并算的試驗設(shè)備的主機、勵磁變、電抗器等能否達到所需的容量，而且要結(jié)合實驗對象來科學(xué)地選擇設(shè)備。參考設(shè)備的數(shù)量來選擇運輸車輛的類型和數(shù)量。

最后，結(jié)合試驗的規(guī)約、制度以及產(chǎn)品的出廠說明等來編制細致的試驗方案，確保其在試驗過程中能依照科學(xué)的流程逐步操作。

3.2 試驗現(xiàn)場準備階段要點

先完成常規(guī)試驗，而且保證達標，正式開展交流耐壓試驗前，應(yīng)提前開展不同項目、不同類型的非破壞性實驗，要對一些關(guān)鍵參數(shù)進行測量，具體包括：絕緣電阻、CT角比差、介質(zhì)損耗因素等，將各項實驗數(shù)據(jù)加以對比、分析，從中分析出其設(shè)備有無受損、變潮等問題。

必須結(jié)合現(xiàn)場實況來分析試驗電氣設(shè)備的情況，分析其是否安全，其中必須明確各類帶電設(shè)備的出廠耐壓數(shù)據(jù)，如果是一些拓建的變電站的試驗，則要在四周電力設(shè)備運行過程中來開展試驗，此時必須明確試驗電壓高低、四周設(shè)備工作電壓是否疊加的現(xiàn)象，其中安全距離應(yīng)超出規(guī)定的要求數(shù)值。

圍繞人員展開安全因素調(diào)查與評價，變電站經(jīng)常出現(xiàn)局部同步施工作業(yè)的現(xiàn)象，例如：土建施工與設(shè)備安裝同步展開，因為施工現(xiàn)場設(shè)備交錯、施工人員頻繁流動，需要在一些高危設(shè)備附近，例如：高壓引線、高壓設(shè)備等鋪設(shè)安全網(wǎng)，而且要專門守衛(wèi)。試驗開始前必須提前分析好試驗操作中可能出現(xiàn)的感應(yīng)電問題，由于試驗電壓超高，難免帶來感應(yīng)電壓，從而為設(shè)備安裝人員、調(diào)試人員帶來安全威脅，要堅決控制附近工作人員的高危作業(yè)，而且要對工作線路實施接地處理。

正式實驗之前也要讓專業(yè)人員協(xié)同業(yè)主、設(shè)備生產(chǎn)商的技術(shù)人員等重點圍繞CT/PT的二次側(cè)加以測試，CT二次需要短路接地，PT二次則要開路處理，同時，一點接地，高壓尾端也要接地處理。

3.3 試驗作業(yè)流程與關(guān)鍵點分析

3.3.1 試驗作業(yè)流程

試驗應(yīng)本著以下的作業(yè)流程：按照科學(xué)的規(guī)程安裝并調(diào)試好電氣設(shè)備，然后，安裝并調(diào)試好耐壓試驗設(shè)備，對應(yīng)連接高壓引線，開啟試驗，在耐壓之前要測量絕緣電阻，將試驗回路調(diào)節(jié)至諧振狀態(tài)，繼而進行老練試驗、交流耐壓試驗，看在此試驗中是否存在閃絡(luò)現(xiàn)象，若有則要進行一次重復(fù)試驗，如果此設(shè)備或間隔還能耐受規(guī)定的試驗電壓，則認定耐壓試驗通過，相反，重復(fù)試驗若再次失敗，說明耐壓試驗不合格，就要對設(shè)備實施解剖檢修，檢修后則要繼續(xù)開展試驗，如果試驗電壓無擊穿放電現(xiàn)象，則意味著耐壓通過，耐壓后也要測量其絕緣電阻，形成試驗記錄。

3.3.2 試驗階段的關(guān)鍵點

（1）試驗接線

串聯(lián)諧振耐壓設(shè)備的運行原理與接線模式如下圖3所示：

（2）加壓模式通常選擇主回路耐壓，也就是把規(guī)定的試驗電壓添加至各相主回路與外殼之間，一次一相，期間其他相主回路要同接地外殼相聯(lián)，可以通過斷口耐壓試驗來驗證GIS斷路器、隔離開關(guān)的斷口是否存在受損或其他問題，具體操作方式為：把試驗電壓同對應(yīng)的斷口連接，斷口一端也要同試驗電源連接起來，另一側(cè)要同其他相導(dǎo)體以及接地外殼連接。

（3）試驗依照兩步展開。首先，凈化處理，其目標是徹底清掉GIS中一切的導(dǎo)電微粒，微量雜質(zhì)與導(dǎo)體表層的毛刺等，可以先施加1.0倍額定相對地電壓，應(yīng)連續(xù)施加5分鐘左右，對于1.1倍額定相對地電壓139.7kV則要施壓10分鐘，再逐漸升級到1.73倍額定相對地電壓220kV，連續(xù)施壓3分鐘，最后回歸至零位。整個過程中可能發(fā)生若干次閃絡(luò)現(xiàn)象，可以視為正?，F(xiàn)象;其次，凈化處理階段完成后，220kVGIS的試驗電壓則將上升，達到現(xiàn)場交接試驗電壓368kV，要停頓1分鐘左右，再退歸至零位。

（4）安裝與調(diào)試耐壓試驗設(shè)備，保證其狀態(tài)正常，而且要協(xié)商委托單位、監(jiān)理單位、廠家等對試驗設(shè)備的運行情況實施動態(tài)檢查，通過無暈導(dǎo)線將試驗設(shè)備連到加壓套管A相，剩下的兩相則能安全接地。并借兆歐表來檢測絕緣電阻，形成記錄，若數(shù)據(jù)都保持常規(guī)狀態(tài)則要繼續(xù)開展耐壓試驗，并調(diào)節(jié)試驗回路到諧振模式，這期間高壓輸出電壓要控制在100kV以下，逐步地調(diào)高試驗電壓，使其達到耐壓試驗水平，要接連升壓15分鐘，試驗電壓調(diào)高到耐壓試驗電壓水平，持續(xù)1分鐘，而且要使其快速下降到0，切斷試驗電源，并將接地線掛在高壓端。

（5）試驗操作中若出現(xiàn)故障現(xiàn)象，例如：閃絡(luò)、擊穿等，則要暫時中斷試驗，而且要重點圍繞試驗設(shè)備進行檢查，查看有無受損、變形等問題，一旦看到受損痕跡就要檢修，對于GIS來說，內(nèi)部放電問題頻發(fā)，關(guān)鍵是要識別其放電部位，結(jié)合實際情況來檢修，而且要保證各方都籌備就緒再回到正常的試驗軌道。結(jié)合放電具體出現(xiàn)的時間，可以讓各方之間彼此協(xié)作、相互交流再重新回歸至試驗加壓程序。

4? 結(jié)語

諧振耐壓試驗面臨著復(fù)雜多變的環(huán)境，需要試驗人員具有較高的專業(yè)水平，而且必須切實遵照相關(guān)的規(guī)則制度，必須積極地應(yīng)對一切風(fēng)險因素的威脅，要充分地確保設(shè)備安全與人員的安全，在此基礎(chǔ)上來開展試驗工作，才能收到理想的成效。

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