宋山茂

摘 要：電氣高壓設(shè)備作為國家電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能源傳輸?shù)妮d體，在我國電力改革進(jìn)程中發(fā)揮著舉足輕重的作用，其安全性直接影響著整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。鑒于此，在電氣高壓設(shè)備投入運行使用之前，往往會對其進(jìn)行直流電阻試驗、介損試驗、直流耐壓試驗、極性試驗以及交流耐壓試驗等各種檢查，從而確保高壓設(shè)備運行的安全性。該文簡要介紹了目前電氣高壓試驗設(shè)備的技術(shù)現(xiàn)狀，并且總結(jié)了幾種常見的電氣高壓試驗方法，最后就如何改進(jìn)試驗方法提出了自己的意見和觀點，希望能夠提高高壓電氣設(shè)備的檢測質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：電氣高壓 試驗設(shè)備 技術(shù)要點 改進(jìn)措施

中圖分類號：TM411 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）10（a）-0130-02

隨著我國電力改革程度地不斷加劇，電氣高壓設(shè)備被廣泛地應(yīng)用于電力系統(tǒng)的各個領(lǐng)域，在電能的傳輸以及轉(zhuǎn)換過程中，電氣高壓設(shè)備發(fā)揮著舉足輕重，無可替代地作用。與此同時，由于高壓設(shè)備自身的性質(zhì)原因，其工作運行常處于極端苛刻的環(huán)境之中，設(shè)備所需要承受的電壓和電流都非常之大，因此如何保證高壓電氣設(shè)備的運行安全是目前的當(dāng)務(wù)之急。鑒于此，為保證電氣高壓設(shè)備能夠穩(wěn)定安全地運行，一般來說，這些設(shè)備都會進(jìn)行相應(yīng)的吸收比試驗、直流泄露試驗、極性試驗以及交流耐壓試驗等高壓試驗，只有通過試驗、符合要求的設(shè)備才能夠投入到電力系統(tǒng)之中進(jìn)行使用，所以電力部門要進(jìn)一步完善電氣高壓設(shè)備的試驗檢測工作，維護(hù)電力輸送的橋梁，從而實現(xiàn)電力輸送的安全穩(wěn)定和企業(yè)效益的不斷攀升。

1 電氣高壓試驗設(shè)備的現(xiàn)狀

隨著人們對電力能源需求地不斷攀升，電力系統(tǒng)贏來了前所未有的發(fā)展空間，一些高壓傳輸設(shè)備如雨后春筍般出現(xiàn)在電力網(wǎng)絡(luò)之中，由于電氣高壓設(shè)備自身的特殊性，為了確保電能傳輸?shù)陌踩€(wěn)定，這些電氣高壓設(shè)備在投入使用之前都要進(jìn)行高壓試驗和檢測。就目前我國電氣高壓試驗設(shè)備而言，主要分為以下兩類：一是高壓電氣試驗車；二是常規(guī)試驗設(shè)備[1]。

（1）高壓電氣試驗車。

隨著計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，以車載設(shè)備為主要手段的高壓電氣試驗車開始嶄露頭角，該車將利用計算機(jī)集成技術(shù)將操控、電源和接線集成整合到同一模塊之中，操作人員只需要通過控制電腦軟件界面即可完成高壓試驗，該設(shè)備具有適用范圍廣、檢測精度高以及人員操作安全性高等優(yōu)點。首先，操控集成是將車載設(shè)備的所有開關(guān)和調(diào)度命令集中于中央控制平臺之上，操作者可以方便快捷地下達(dá)檢測操控指令，從而完成高壓設(shè)備試驗檢測工作；其次，該車還將所有的試驗電源進(jìn)行了集成，整合出一套大功率、高適應(yīng)性的試驗電源，從而代替了原有各設(shè)備自帶的內(nèi)置電源，這套集成電源可以應(yīng)用于高壓電氣試驗的各個領(lǐng)域，真正具有“一電多用”的效果；最后，接線集成是將試驗車內(nèi)的引接線進(jìn)行了匯總歸并，利用智能化和數(shù)字化手段優(yōu)化接線線路，減少收線理線的繁雜工序，從而提高檢測效率。圖1為電氣高壓試驗設(shè)備模塊集成圖。

（2）常規(guī)電氣高壓試驗設(shè)備。

雖然高壓電器試驗車在技術(shù)上取得了較大發(fā)展，但是目前我國電氣高壓試驗仍然沿用常規(guī)試驗設(shè)備，例如對電氣高壓設(shè)備進(jìn)行絕緣耐壓試驗時，就要選用直流高壓發(fā)生器、干式試驗變壓器和交直流數(shù)字高壓表等眾多檢測試驗設(shè)備。相比較于高壓電氣試驗車，常規(guī)試驗設(shè)備具有設(shè)備體積大、自動化程度低以及特殊環(huán)境不便操作等明顯缺點，同時，常規(guī)試驗設(shè)備對于操作人員的工作素養(yǎng)和個人能力要求較高，一旦操作人員存在著些許的判斷失誤就會對檢驗結(jié)果造成嚴(yán)重的偏差。另外，常規(guī)試驗設(shè)備知識孤立存在，并未與計算機(jī)相連接，實驗數(shù)據(jù)的儲存只能夠手動記錄，并且無法利用電腦對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析。值得注意的是，常規(guī)電氣高壓試驗設(shè)備在運行成本上遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于試驗車，這就是很多電力企業(yè)寧愿選擇落后的檢測設(shè)備也不愿更換試驗車的根本原因。就目前電氣高壓試驗設(shè)備的現(xiàn)狀而言，如何將常規(guī)設(shè)備和試驗車進(jìn)行整合利用[2]，一方面降低試驗車的生產(chǎn)運行費用；另一方面提高常規(guī)試驗設(shè)備自動化程度，這將是未來電氣高壓實驗設(shè)備發(fā)展的關(guān)鍵。

2 電氣高壓試驗的技術(shù)方法

為了確保高壓設(shè)備投入運行的安全和穩(wěn)定，在設(shè)備使用之前要對其進(jìn)行電氣高壓試驗，具體項目包括直流電阻試驗、介損試驗、交流耐壓試驗和直流泄露試驗等，其目的是提高高壓設(shè)備的安全性能。

（1）直流電阻試驗。

直流電阻試驗時一種非損傷的高壓設(shè)備檢測試驗，其目的是為了檢驗高壓設(shè)備各個接頭、線圈以及開關(guān)等零部件接觸焊接質(zhì)量以及是否存在短路現(xiàn)象，這是許多大型高壓設(shè)備投入使用之前必須經(jīng)過的一道關(guān)鍵檢測試驗。一般來說，直流電阻試驗通常采用電橋法和壓降法測定待測電阻，即將待測直流電阻串入到電路圖中，通過測定電阻前后的電壓差降來判斷直流電阻的性能[3]。由于電橋法和壓降法都費時費力，而且不能夠直接得出數(shù)據(jù)，目前一般不采用這兩種方法來進(jìn)行直流電阻試驗，而是選用更為方便快捷的直流電阻測試儀來完成檢驗工作。直流電阻測試儀采用A/D轉(zhuǎn)換器技術(shù)，將直流電阻的電壓降轉(zhuǎn)換為電信號在儀器表盤中顯示出來，操作人員只需要將被測試樣與測試儀的電源正負(fù)極相連，就可以方便快捷地直接讀出示數(shù)。圖2為直流電阻測試儀電路原理圖。

（2）介損試驗。

由于電氣高壓設(shè)備通常要承載較大負(fù)荷的電壓，因此高壓設(shè)備在投入使用時一定要確保其絕緣性能處于安全范圍之內(nèi)。介損試驗是一種衡量高壓電氣設(shè)備絕緣性的常規(guī)方法，介損值越大則說明設(shè)備絕緣性能下降地越快，從而可以進(jìn)一步判斷出絕緣性下降的因素，從而大幅度地提升高壓設(shè)備的安全穩(wěn)定性能。通常采用抗干擾介損測量儀進(jìn)行對高壓設(shè)備的介損進(jìn)行試驗測量，其原理框圖如圖3所示。該儀器的試驗原理歸根到底是矢量電壓法，具體來說是利用高精度的電流傳感器將CN和CX電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，而后利用A/D轉(zhuǎn)化技術(shù)和FFT數(shù)學(xué)運算，從而分別求出了被測電流信號iN和iX的矢量夾角δ，因為CN為已知的標(biāo)準(zhǔn)電容，從而就可以方便地得到被測設(shè)備的電容CX和介損失角tanδ等參數(shù)。

（3）直流耐壓試驗。

直流耐壓試驗是一項破壞性的試驗，其目的的為了檢測高壓設(shè)備所能夠承受的極限電壓值，從而確定高壓設(shè)備的適用范圍和量程選擇[4]，圖4為直流耐壓試驗接線圖。在對試樣進(jìn)行直流耐壓試驗時，首先要檢查各個儀器元件處于正常狀態(tài)，待檢查無誤之后在將地線、直流高壓發(fā)生器、微安表等元件連接起來；其次將電壓升到所需測量電壓的90%作用，而后緩慢升壓，最終在數(shù)顯表上讀出電壓數(shù)值。值得注意的是，一旦控制版面的紅燈熄滅，綠燈亮起，即為保護(hù)效應(yīng)，此時迅速需要關(guān)閉電源，將電壓調(diào)檔至零位，待電容充分放電之后在重啟電源，而后方可繼續(xù)進(jìn)行耐壓試驗。

3 高壓試驗設(shè)備的改進(jìn)措施

從目前高壓試驗設(shè)備的現(xiàn)狀來看，出于運行成本的考慮，高集成自動化的試驗車還未全面應(yīng)用到高壓設(shè)備試驗之中，常規(guī)試驗設(shè)備仍然是目前大多數(shù)電力公司的首要選擇，但其自動化程度和精密度都不高，若能夠建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫并開發(fā)出相關(guān)軟件將其應(yīng)用到常規(guī)設(shè)備之中必將成為未來發(fā)展的關(guān)鍵。

（1）建立狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。

由于常規(guī)高壓設(shè)備所測定的數(shù)據(jù)無法儲存，常常進(jìn)行實驗檢測之后并未對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，因此經(jīng)常造成數(shù)據(jù)丟失難以查找的尷尬局面。就算一些電力公司對檢測數(shù)據(jù)信息了歸納，也只是用紙筆進(jìn)行統(tǒng)計，在調(diào)閱查看的過程中也存在著諸多不便，因此高壓設(shè)備試驗數(shù)據(jù)要形成統(tǒng)一的狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，從而驗證整個檢測工作和結(jié)果。數(shù)據(jù)庫的建立可以以時間日期作為命名建立試驗工作臺賬，一旦測試結(jié)束之后，每個變電站都要對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行上報匯總，并且手動輸入至計算機(jī)電腦之中，此時電腦程序自動完成數(shù)據(jù)的儲存分析和比對，對于同種設(shè)備的結(jié)果進(jìn)行比對驗證，從而進(jìn)一步分析試驗的規(guī)律性，從而繪制出特性曲線，形成一套高壓設(shè)備的達(dá)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）開發(fā)相關(guān)應(yīng)用軟件。

隨著科學(xué)進(jìn)步地不斷發(fā)展，應(yīng)用軟件能夠極大地節(jié)省眾多的人力物力和財力，大大地增加工作效率，因此電力部門要積極開發(fā)相關(guān)的試驗軟件，提高試驗檢測的精度和準(zhǔn)確性。目前常規(guī)設(shè)備并沒有數(shù)據(jù)信息儲存功能，如若能夠基于高壓設(shè)備試驗之上開發(fā)出相應(yīng)的程序軟件，那么常規(guī)設(shè)備也就可以對檢測數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行儲存分析，這將會極大地提高試驗檢測的效率，同時對于一些問題的分析處理也可以提供原始數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證。

總而言之，隨著科學(xué)技術(shù)地不斷升級，電氣高壓試驗設(shè)備必將會朝向高精度、高效率以及高實用性的方向發(fā)展，在未來的一段時間，如何擺脫常規(guī)試驗設(shè)備不能儲存數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)的境地，這將是電氣高壓試驗設(shè)備發(fā)展的趨勢。

參考文獻(xiàn)

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[3] 陳言.高壓電氣試驗設(shè)備的現(xiàn)狀及其技術(shù)改進(jìn)[J].經(jīng)營管理者，2013（9）：391.

[4] 廖鈞.變電站高壓電氣試驗設(shè)備現(xiàn)狀及技術(shù)改進(jìn)分析[J].通訊世界，2013（17）：133-134.