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高壓電氣試驗是檢查變電站高壓電氣設(shè)備絕緣性、泄漏電流以及交流耐壓性能的主要方法,而相關(guān)檢測設(shè)備的性能、使用成本、操作便捷性就成為影響檢測效果的重要因素。掌握高壓電氣試驗設(shè)備的應用現(xiàn)狀,研究其改進方向,這一工作具有很高的工程價值。
第一,泄漏電流。高壓電氣設(shè)備中的帶電導線或者帶電零件一般都設(shè)計有專門的絕緣保護層,原則上來講這些絕緣層是不能導電的,但是帶電體上產(chǎn)生的電壓差作用于這些絕緣層之后也會使其產(chǎn)生非常微小的電流,這種電流稱為泄漏電流。理論上來講這種泄漏電流幾乎是不可避免的,但是只要其電流足夠小,就認為絕緣層是安全有效的,一旦其超過規(guī)定范圍,可能會擊穿絕緣層,并且導致高壓電氣設(shè)備的金屬外殼帶電,威脅人的安全。
第二,絕緣電阻。高壓電氣設(shè)備動輒數(shù)千伏、數(shù)萬伏的電壓對人員的安全具有非常顯著的威脅,因此,設(shè)備中的電纜以及其他帶電組件通常都設(shè)置了電阻值非常大的絕緣屏蔽層,絕緣層阻值的大小對設(shè)備和人員安全具有重要作用。因此,高壓電氣試驗中要借助專業(yè)的兆歐表來檢測這些絕緣層是否存在阻值不合格的問題。有些老化或者被擊穿的絕緣層就會存在此類問題[1]。
第三,交流耐壓。高壓電氣設(shè)備在實際工況下必須具備良好的耐壓特性、負載穩(wěn)定性以及絕緣穩(wěn)定性,有時候在交流電的作用下會出現(xiàn)絕緣層擊穿、電纜頭閃爆之類的嚴重安全故障,借助交流耐壓試驗對高壓電氣設(shè)備在實際工況下的性能和安全穩(wěn)定性展開嚴格的測試,這是確保電力供應正常的關(guān)鍵措施,一般試驗用壓力略高于設(shè)計電壓。
第四,直流耐壓。直流耐壓試驗的目的與交流耐壓試驗非常類似,但二者之間也存在差異,直流耐壓試驗更容易發(fā)現(xiàn)設(shè)備在絕緣層方面潛在的一些局部缺陷,但是其對實際工況的模擬性就差了很多,因為實際工況下采用交流電。
第一,高壓電氣試驗車。這種高壓電氣檢測裝備將照明、計算機數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、控制面板、電源以及其他多種電氣試驗儀器集成在中型汽車上,形成一種可移動式的電氣試驗車輛,在實際應用中可將車輛開至相關(guān)的檢測地點,然后通過車輛上安裝的各種設(shè)備來實現(xiàn)實時檢測、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析、得出結(jié)果。采用這種檢測裝備可大幅度提高高壓電氣試驗的效率、減少數(shù)據(jù)處理的難度以及避免人為錯誤,具備較高的自動化水平。不過這種專業(yè)電氣試驗車上安裝了很多比較先進的進口電氣試驗設(shè)備,采購以及維護保養(yǎng)的成本都非常高[2]。
第二,常規(guī)設(shè)備。考慮到成本問題,目前大量的電氣試驗活動依然采用價格相對低廉的傳統(tǒng)測試工具和設(shè)備,常用的設(shè)備包括兆歐表、三相繼電保護測試儀、高壓介質(zhì)損耗測試裝置、電容電感測試儀、泄漏電流測試儀、直流高壓發(fā)生器、交流高壓發(fā)生器等。這些檢測設(shè)備雖然可有效控制企業(yè)開展此類檢測活動的經(jīng)濟成本,但是其缺點也很顯著,在試驗量較大時要花費較多的人力和時間。與此同時,這些常規(guī)的檢測設(shè)備還表現(xiàn)出操作相對復雜、接線要求高、人為失誤風險高的缺點。
國家對高壓電氣試驗的具體規(guī)范和要求在實踐中也不斷地修訂和改進,而現(xiàn)代化的高壓電氣試驗設(shè)備也在朝著集成化、多功能性以及智能化的方向而發(fā)展,借助這種改進可大幅度提高電氣試驗設(shè)備的適用場景、使用范圍以及檢測效率。典型的例子是智能型耐壓試驗裝置,國內(nèi)已經(jīng)研發(fā)出了比較成熟的型號,如STYD-3000。該裝置具有比較廣泛的使用范圍,電氣元件、電氣絕緣材料的耐壓強度都可借助這一裝置來實現(xiàn)有效地測量。該裝置的智能性特點體現(xiàn)在其具備人機對話功能,可語言操縱鍵盤,電流、電壓以及耐壓測試的最終結(jié)果均可在這種裝置上實時地顯示出來。并且這種裝置還在安全設(shè)計、配套軟件系統(tǒng)設(shè)計、抗干擾設(shè)計等方面形成了巨大的優(yōu)勢,為高壓電氣試驗設(shè)備的改進提供了很好的示范[3]。
高壓電氣試驗設(shè)備的種類、結(jié)構(gòu)特點、工作原理、環(huán)境存儲要求、日常維護管理方法都或多或少的存在差異,因此,在日常管理中不能不加區(qū)分地多所有設(shè)備采取統(tǒng)一的管理和存儲方式。有些高壓電氣試驗設(shè)備的靈敏度可能會因為灰塵或者水分的侵入而產(chǎn)生嚴重的下降。這就要求相關(guān)單位根據(jù)試驗設(shè)備的特點和存儲要求采取分類管理的方式。所有新采購的電氣試驗設(shè)備都要嚴格檢查其出廠檢驗報告、質(zhì)量報告、外觀以及零部件等,確保其質(zhì)量合格之后方可接收,對已經(jīng)投入使用的試驗設(shè)備還要開展定期的保養(yǎng)、清灰、潤滑以及故障維修,使其檢測靈敏度和性能始終處在最佳狀態(tài)[4]。
現(xiàn)代傳感器技術(shù)和探測技術(shù)的快速發(fā)展為電氣高壓試驗測試技術(shù)的創(chuàng)新提供了有力的支撐。例如,紅外熱成像技術(shù)可有效的檢測出高壓電氣設(shè)備在運行情況下的熱源分布和熱力特點,并且這種技術(shù)還能輔助完成安裝和拆卸發(fā)電機轉(zhuǎn)子的護環(huán)。高壓電氣設(shè)備在實際運行過程中要將各個部分的溫度控制在合理地范圍之內(nèi),如果出現(xiàn)異常的溫度變化,則要考慮是否存在故障因素,手持紅外線溫度測試儀,檢測設(shè)備中不同部位的點溫度,操作方法和結(jié)果顯示都非常便捷。另外,超聲檢測在高壓電氣設(shè)備內(nèi)部介質(zhì)的檢測方面具有良好的效果。
受到成本制約,在高壓電氣試驗中大多還是采用各種常規(guī)的檢測設(shè)備,而集成度和自動化水平都比較高的高壓試驗車則具有成本高的缺陷。在未來的技術(shù)改進中要重視試驗設(shè)備的分類管理、提高智能化以及擴大新技術(shù)的應用范圍。