三峽電力職業(yè)學(xué)院 莊亞娟

電氣設(shè)備的絕緣性能對(duì)其使用的安全與穩(wěn)定具有直接決定作用，受到各方面因素的影響，電氣設(shè)備在經(jīng)過長(zhǎng)久的使用后，期絕緣性能受到外界影響會(huì)大幅度降低，而電氣設(shè)備的絕緣性能降低，將會(huì)引起一系列的絕緣故障、造成安全事故。由此可見，電氣設(shè)備的絕緣性能在其運(yùn)行中發(fā)揮著不可替代的作用，為了確保電氣設(shè)備的絕緣性能有效運(yùn)行，須進(jìn)行相關(guān)高電壓實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)檢測(cè)電氣設(shè)備的絕緣性能，并做好相應(yīng)的安全防護(hù)工作，從而確保電氣設(shè)備能夠安全運(yùn)行。

電氣設(shè)備在運(yùn)行期間經(jīng)常與外界各類因素發(fā)生作用，這種作用或是直接的或是間接的，但都會(huì)對(duì)電氣設(shè)備的性能產(chǎn)生影響，導(dǎo)致設(shè)備極易出現(xiàn)故障，使供電運(yùn)行發(fā)生中斷，根據(jù)相關(guān)研究表明，我國(guó)供電系統(tǒng)發(fā)生中斷的主要原因是由于電氣設(shè)備絕緣出現(xiàn)故障，因此為有效解決這一問題，避免出現(xiàn)停電現(xiàn)象，需開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)對(duì)電氣設(shè)備的絕緣性能進(jìn)行檢測(cè)，并明確電氣設(shè)備對(duì)外界因素的抵御能力，從而保障電氣設(shè)備的安全運(yùn)行[1]。

1 電氣設(shè)備絕緣的高電壓試驗(yàn)

1.1 工頻高電壓試驗(yàn)

本試驗(yàn)是對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行絕緣性能檢測(cè)所常用的一種試驗(yàn)方法，可有效檢驗(yàn)在遭受工頻電壓的情況下電氣設(shè)備的絕緣能力，同時(shí)還能檢驗(yàn)相關(guān)電氣設(shè)備在遭受過電壓和雷電時(shí)的抗擊能力。在檢測(cè)時(shí)如直接使用過電壓對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行沖擊，這樣會(huì)較大的增加試驗(yàn)的難度與復(fù)雜度，而使用工頻電壓試驗(yàn)?zāi)苡行Ы鉀Q這一問題，降低試驗(yàn)難度與復(fù)雜度。在實(shí)驗(yàn)中為獲得工頻電壓，通常需通過將高壓變壓器進(jìn)行串聯(lián)獲得，如需對(duì)容量較大的設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，這時(shí)試驗(yàn)所需的工頻高電壓需通過諧振回路串聯(lián)才能獲得。

在進(jìn)行工頻高電壓試驗(yàn)中，試驗(yàn)變壓器是經(jīng)常使用的設(shè)備之一，這種變壓器與普通的電力變壓器相差不大，通常都是使用油浸式變壓器，但試驗(yàn)變壓器與普通的變壓器也有部分差異，如其結(jié)構(gòu)與與普通的電力變壓器不同，對(duì)工作條件的要求也與普通電力變壓器有著區(qū)別。

首先，試驗(yàn)變壓器的容量相對(duì)要小一些，被實(shí)驗(yàn)設(shè)備一旦被電流擊穿，變壓器會(huì)立刻斷關(guān)閉電源，避免產(chǎn)生電流長(zhǎng)時(shí)間處于短路狀態(tài)[2]；其次，對(duì)絕緣性能的要求方面，由于試驗(yàn)變壓器在試驗(yàn)進(jìn)行的過程中需承受較高的工頻高電壓，試驗(yàn)變壓器對(duì)設(shè)備的絕緣性能有著更高的要求，不過工頻高電壓的跨度不大，不需施加過電壓，因此對(duì)于絕緣裕度方面試驗(yàn)變壓器的要求并不高；最后，試驗(yàn)變壓器的結(jié)構(gòu)相對(duì)來(lái)說更簡(jiǎn)單，體積也較小。試驗(yàn)變壓器只是用于實(shí)驗(yàn)中，由于其不會(huì)產(chǎn)生太多熱量，因此不需在試驗(yàn)變壓器中安裝冷卻系統(tǒng)，這樣使得變壓器的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)化，同時(shí)由于試驗(yàn)變壓器的容量不高、其油箱本體也較小，只不過試驗(yàn)變壓器的高壓套管要更長(zhǎng)更大。

圖1為工頻高電壓試驗(yàn)的基本電路，其主要設(shè)備由單個(gè)或多個(gè)試驗(yàn)變壓器串聯(lián)而成，調(diào)壓器、電壓表等都是進(jìn)行工頻高電壓試驗(yàn)所需的基本設(shè)備。工頻高電壓試驗(yàn)的操作步驟如下：首先，需根據(jù)規(guī)定的速度不斷提高被試設(shè)備的電壓，當(dāng)使用的電壓達(dá)到額定電壓標(biāo)準(zhǔn)后，需對(duì)設(shè)備的承受時(shí)常進(jìn)行計(jì)時(shí)，有時(shí)為能找出具有缺陷的被試設(shè)備的局部放電與擊穿，需保持一分鐘左右的額定電壓持續(xù)時(shí)間，不過這個(gè)時(shí)間也可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，如在這段時(shí)間內(nèi)被試設(shè)備的一切功能保持正常，就說明這個(gè)被試設(shè)備的工頻耐壓試驗(yàn)合格。

圖1 工頻高壓試驗(yàn)基本電路圖

1.2 沖擊高電壓試驗(yàn)

與工頻高電壓試驗(yàn)相比，沖擊高電壓實(shí)驗(yàn)對(duì)技術(shù)上試驗(yàn)設(shè)備的要求要更高得多，相應(yīng)的成本投資需要也更多，受這些因素的影響，沖擊高電壓試驗(yàn)在常規(guī)的工程試驗(yàn)中使用較少，但有時(shí)為獲得更良好的測(cè)驗(yàn)結(jié)果，需通過沖擊高電壓試驗(yàn)制造雷電沖擊電壓波與操作沖擊電壓波，以更好的檢測(cè)電氣設(shè)備的耐壓性與絕緣性[3]。此外，在放電機(jī)理等方面，沖擊高電壓試驗(yàn)也經(jīng)常受到使用，該實(shí)驗(yàn)可通過一定的發(fā)生器回路產(chǎn)生高電壓，常見的沖擊高電壓的發(fā)生器回路如圖2。

圖2 沖擊電壓發(fā)生器回路

沖擊高電壓試驗(yàn)對(duì)沖擊高電壓發(fā)生器也有一定的要求：首先，該實(shí)驗(yàn)要求足夠高的電壓，需要達(dá)到的程度位于幾十萬(wàn)伏至幾百萬(wàn)伏之間；其次，由于標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊波與操作過電壓波都屬于脈沖波，因此該實(shí)驗(yàn)要求輸出的電壓也需具備一定的波形。電容器是沖擊電壓發(fā)生器組成的重要部分，放電回路由電容器并聯(lián)，直流電源充電，之后再串聯(lián)各個(gè)電容器而形成。在制造操作沖擊電壓時(shí)，需將沖擊回路元件與沖擊高電壓發(fā)生器進(jìn)行配置，以試驗(yàn)過程受到干擾，降低其檢測(cè)的準(zhǔn)確度；最后還需對(duì)所得的波形進(jìn)行分析，并與相應(yīng)的測(cè)試規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比，確保被試設(shè)備的絕緣性能符合標(biāo)準(zhǔn)。

此外，在實(shí)驗(yàn)的過程中，為確保進(jìn)行高電壓試驗(yàn)時(shí)一切工作安全可靠，需做好以下幾個(gè)方面內(nèi)容：在進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)時(shí)，安裝快速過流保護(hù)裝置，從而當(dāng)被實(shí)驗(yàn)設(shè)備的內(nèi)部被擊穿時(shí)，該裝置可在第一時(shí)間快速切斷電源，使得整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中的安全性得到保障；為避免出現(xiàn)空氣放電現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)裝置的高壓部分要與周圍接地體保持一定的安全距離，并還需在試驗(yàn)點(diǎn)周圍設(shè)置相應(yīng)的警示標(biāo)志，不準(zhǔn)其他無(wú)關(guān)人員靠近；需在試驗(yàn)區(qū)域的地下安裝接地網(wǎng)，與地下接地電極相連接，減低電機(jī)的電阻不能過大、要盡可能小，同時(shí)所有試驗(yàn)設(shè)備需要與接地網(wǎng)連接在一起；最后，試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)相關(guān)設(shè)備部與儀器需通過供電才能運(yùn)行，在進(jìn)行供電時(shí)，為防止在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)放電導(dǎo)致電源系統(tǒng)損壞，相關(guān)人員需使用單獨(dú)絕緣隔離變壓器。

1.3 直流高電壓試驗(yàn)

通常用來(lái)檢測(cè)一些容量較小的設(shè)備，用于直流高電壓的設(shè)備和儀器體積都較小，質(zhì)量也相對(duì)較輕，在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，除能檢測(cè)電氣設(shè)備的耐壓性和絕緣性外，還能檢測(cè)電氣設(shè)備中電流泄露的情況，了解設(shè)備中絕緣材料出現(xiàn)的問題。直流高電壓試驗(yàn)沒有破壞性，在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)不會(huì)對(duì)被試設(shè)備造成任何傷害，被試設(shè)備和材料也不會(huì)在試驗(yàn)過程中發(fā)生分解和老化的情況。進(jìn)行直流高電壓試驗(yàn)時(shí)，電源的容量有所變化，需結(jié)合試驗(yàn)的要求和被試設(shè)備的具體情況選擇適當(dāng)?shù)碾娫慈萘浚嵘囼?yàn)的精準(zhǔn)度，并要加強(qiáng)對(duì)電路的保護(hù)。

1.4 交流高電壓試驗(yàn)

為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，運(yùn)用交流高電壓試驗(yàn)對(duì)被試設(shè)備進(jìn)行測(cè)試時(shí)，需根據(jù)不同的設(shè)備采取不同程度的電壓頻率，通過絕緣擊穿試驗(yàn)檢測(cè)被試設(shè)備的絕緣功能，這是交流高電壓試驗(yàn)的目的。在該實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置電壓時(shí)需模仿雷電或其它過電壓的形式，其電壓相對(duì)較高，變壓器不能連續(xù)工作、需間斷進(jìn)行。此外，交流高電壓試驗(yàn)需使用性能較好的調(diào)壓裝置，調(diào)壓器的阻抗要適當(dāng)，阻抗過大或過小都不能使用，同時(shí)在試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)要加強(qiáng)觀測(cè)，避免出現(xiàn)過電壓，并防止試驗(yàn)電壓出現(xiàn)波形畸變現(xiàn)象，保證試驗(yàn)過程安全可靠。

2 電氣設(shè)備高電壓試驗(yàn)的安全防護(hù)措施

2.1 試驗(yàn)前的安全防護(hù)措施

由于進(jìn)行電氣設(shè)備絕緣高壓測(cè)試有著相當(dāng)嚴(yán)格的要求，因此在試驗(yàn)工作正式開展前，須對(duì)此次試驗(yàn)的目的進(jìn)行了解，并明確在本次實(shí)驗(yàn)中需解決哪些問題，還需對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行了解，如了解電氣設(shè)備制造商所屬的位置、電氣設(shè)備的使用壽命、電氣設(shè)備的電阻大小、電氣設(shè)備是否經(jīng)過大規(guī)模的修理，如有過需找出受維修的部位，并還需了解設(shè)備是因?yàn)槭裁丛虮痪S修，以及經(jīng)過維修后設(shè)備的運(yùn)行狀況等。

其次，試驗(yàn)是否能夠成功完成離不開試驗(yàn)開展前的精心準(zhǔn)備，因此要提前制定好相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案，合理的方案制度是一切工作順利開展的前提條件與保障，能為試驗(yàn)工作提供依據(jù)和參考，同時(shí)也能提高相應(yīng)的工作效率與質(zhì)量。在制定試驗(yàn)方案時(shí)要嚴(yán)格遵守《電業(yè)安全工作規(guī)程》中的相關(guān)要求，并要對(duì)試驗(yàn)所用的設(shè)備提前進(jìn)行相關(guān)測(cè)試和檢驗(yàn)，由于實(shí)驗(yàn)過程中具有許多不確定性因素，還需制定相關(guān)應(yīng)急方案，以防在實(shí)驗(yàn)的過程中出現(xiàn)意外。此外方案應(yīng)明確每個(gè)人員的工作職責(zé)，將實(shí)驗(yàn)過程中的工作進(jìn)行詳細(xì)劃分，落實(shí)到每個(gè)人身上，促使每位參與試驗(yàn)的工作人員都能明確自身工作與職責(zé)，了解相關(guān)操作流程與規(guī)范。

最后，試驗(yàn)方案制定完成后要與試驗(yàn)團(tuán)隊(duì)共同討論，找出方案中的不足之處并及時(shí)進(jìn)行完善和優(yōu)化，從而確保方案的可實(shí)施性與實(shí)用性。在試驗(yàn)工作開始前，相關(guān)人員須對(duì)實(shí)驗(yàn)室注意事項(xiàng)及相關(guān)設(shè)備和儀器的使用說明進(jìn)行仔細(xì)閱讀，由于每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的安全情況與設(shè)備儀器的使用方式有一定的差異性，在試驗(yàn)開始前須先對(duì)這些情況進(jìn)行詳細(xì)了解[4]。另外，實(shí)驗(yàn)室中的設(shè)備是公共設(shè)備，并不能提供給個(gè)人使用，因此在試驗(yàn)開展前需對(duì)設(shè)備的使用記錄進(jìn)行了解，檢查設(shè)備是否有破損的情況，在試驗(yàn)完成后需仔細(xì)填寫設(shè)備的使用記錄。

2.2 實(shí)驗(yàn)過程中的安全防護(hù)措施

在開展電氣設(shè)備的絕緣高電壓試驗(yàn)時(shí)需用到許多開關(guān)裝置，其功能是否完整將直接關(guān)系到工作人員的生命安全，決定試驗(yàn)是否能成功，因此雙極開關(guān)是大多數(shù)試驗(yàn)中選用的裝置，這種開關(guān)能保證開關(guān)明顯斷開，同時(shí)還能幫助工作人員明確區(qū)分合閘與分閘。為確保試驗(yàn)?zāi)軌虬踩?、順利的開展，在實(shí)驗(yàn)過程中需加強(qiáng)對(duì)工作人員的人身安全保障，可采取過流保護(hù)裝置，從而有效防止在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生安全事故。由于電氣設(shè)備的絕緣高電壓試驗(yàn)具有一定的難度性與專業(yè)性，在進(jìn)行高電壓試驗(yàn)時(shí)須對(duì)試驗(yàn)人員進(jìn)行合理安排，不能出現(xiàn)試驗(yàn)人員全為新手的情況，應(yīng)當(dāng)安排相應(yīng)具有豐富實(shí)操經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員一起進(jìn)行試驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)工作中要加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作，進(jìn)行一切操作時(shí)必須謹(jǐn)慎行動(dòng)。

2.3 試驗(yàn)結(jié)束后的安全防護(hù)措施

在試驗(yàn)完成后須對(duì)所有電源開關(guān)進(jìn)行關(guān)閉，為防止出現(xiàn)漏關(guān)現(xiàn)象，應(yīng)按照電源開關(guān)的序號(hào)逐一進(jìn)行關(guān)閉，從而有效避免之后的實(shí)驗(yàn)人員在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室時(shí)發(fā)生安全事故。將所有電源開關(guān)關(guān)閉后還需對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行打掃和清理，將試驗(yàn)用具清掃干凈，并將所使用的的儀器與設(shè)備放回其原本的位置，方便之后的人進(jìn)行使用，最后須做好設(shè)備使用登記，仔細(xì)填寫相關(guān)使用記錄。

2.4 提高工作人員的安全意識(shí)

在進(jìn)行電氣設(shè)備的絕緣高電壓實(shí)驗(yàn)中，試驗(yàn)人員的安全意識(shí)對(duì)整個(gè)試驗(yàn)工作的開展起著重要決定作用，因此在進(jìn)行試驗(yàn)前須加強(qiáng)提升工作人員的安全意識(shí)，可開展相關(guān)安全意識(shí)培訓(xùn)，幫助工作人員樹立安全理念、認(rèn)識(shí)到其安全意識(shí)對(duì)試驗(yàn)工作開展的重要性，從而促使其養(yǎng)成良好的工作行為習(xí)慣，規(guī)范其行為。由于試驗(yàn)人員的文化意識(shí)水平不統(tǒng)一，因此還需對(duì)全體試驗(yàn)人員進(jìn)行安全教育，使安全理念與意識(shí)深深植入相關(guān)工作人員的腦海中。同時(shí)應(yīng)建立相關(guān)安全管理責(zé)任制度，將安全責(zé)任細(xì)化到個(gè)人，以便出現(xiàn)任何問題時(shí)能準(zhǔn)確找到相關(guān)負(fù)責(zé)人。

綜上，在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)要做好安全防護(hù)措施，制定相應(yīng)的試驗(yàn)方案和應(yīng)急管理計(jì)劃，實(shí)驗(yàn)過程中嚴(yán)格遵守相關(guān)流程和標(biāo)準(zhǔn)開展工作，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要做好相應(yīng)的清理，關(guān)閉電源并做好設(shè)備使用登記。