丁 蘇

(福建省第二電力建設(shè)公司，福建 福州 350013)

串聯(lián)諧振耐壓試驗的安全技術(shù)措施

丁 蘇

(福建省第二電力建設(shè)公司，福建 福州 350013)

串聯(lián)諧振耐壓試驗是高壓電氣試驗中較為特殊且危險性較大的工作，確保試驗的安全進(jìn)行是保證人身安全和電力系統(tǒng)安全的重要保證。在試驗過程中，應(yīng)當(dāng)從安全和技術(shù)等多個角度理解和應(yīng)用保證安全的各種措施，從而保證電力生產(chǎn)的長期安全穩(wěn)定運行。

電氣試驗；諧振耐壓；安全技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會對電力系統(tǒng)的安全運行提出了更高要求。福建省電力公司2004年修訂了《電力設(shè)備的交接和預(yù)防性試驗規(guī)程》(Q/FJG 10029.2-2004)，明確規(guī)定必須對電力電纜、電機(jī)、GIS(包括HGIS)及SF6電流互感器進(jìn)行交流耐壓試驗。交流耐壓試驗是鑒定電力設(shè)備絕緣強度最有效和最直接的方法。

福建省第二電力建設(shè)公司電力試驗所自開展交流耐壓試驗以來，先后多次發(fā)現(xiàn)設(shè)備在生產(chǎn)及現(xiàn)場安裝中存在的安全隱患。如，500kV泉州大園變220kV SF6電流互感器耐壓擊穿，原因是生產(chǎn)廠家遵照的耐壓標(biāo)準(zhǔn)低于國網(wǎng)公司訂貨標(biāo)準(zhǔn)；220kV寧德樹兜變GIS耐壓擊穿，原因是安裝工藝不到位，其中一個絕緣盆對接處有污漬沒清理干凈；500kV漳州變二期擴(kuò)建500kV電流互感器耐壓擊穿，原因是內(nèi)部二次繞組外表油漆脫落導(dǎo)致整體絕緣破壞。這些都證明了開展交流耐壓試驗的必要性。

1 串聯(lián)諧振原理

在傳統(tǒng)工頻條件下，使用交流電壓進(jìn)行現(xiàn)場試驗，試驗設(shè)備需要提供很大的無功功率。由于現(xiàn)場搬運這些設(shè)備非常不方便，而且大電流的工作電源在現(xiàn)場也不易取得，因此，一般都采用串聯(lián)諧振交流耐壓試驗設(shè)備。串聯(lián)諧振的基本電路如圖1所示。

當(dāng)試驗回路發(fā)生串聯(lián)諧振時，存在下列關(guān)系：

串聯(lián)電路的品質(zhì)因數(shù)用Q表示，即：

由以上公式可知：

(1) 串聯(lián)諧振電路的諧振頻率f0由電路自身的參數(shù)L和C確定，與試驗電源的特征無關(guān)；

(2) 試驗電源的輸出功率Us為外部回路所消耗的純有功功率；

(3) 試品兩端的電壓Uc為輸入電壓的Q倍。由于一般試驗回路的Q值遠(yuǎn)大于1，因此串聯(lián)諧振電路具有明顯的電壓放大作用；

(4) 當(dāng)電路發(fā)生串聯(lián)諧振時，試驗系統(tǒng)的電流I為純阻性，試驗電源無需向串聯(lián)諧振試驗系統(tǒng)額外提供無功功率，電源利用率較高；

(5) 當(dāng)試驗電源頻率一定時，可以通過調(diào)節(jié)串聯(lián)電路的參數(shù)L或C，使電路的固有頻率與試驗電源輸出信號的頻率一致，則試驗系統(tǒng)將會出現(xiàn)諧振現(xiàn)象；

(6) 當(dāng)電路參數(shù)固定、調(diào)節(jié)不便或范圍受限時，通過改變試驗電源輸出信號的頻率，使之與串聯(lián)電路的固有頻率一致，也可以產(chǎn)生諧振調(diào)節(jié)。

根據(jù)調(diào)節(jié)手段的不同，串聯(lián)諧振試驗裝置可分為調(diào)頻式和調(diào)感式2種。調(diào)頻式串聯(lián)諧振試驗裝置(30～300Hz)主要用于電力電纜、GIS(包括HGIS)及SF6電流互感器等設(shè)備的耐壓試驗；調(diào)感式串聯(lián)諧振試驗裝置(50Hz)主要用于變壓器、電機(jī)等設(shè)備的耐壓試驗。

諧振耐壓試驗需要大型的設(shè)備、復(fù)雜的人員組織。在高電壓條件下工作，如果由于疏忽，人員與帶高電壓設(shè)備的距離小于安全距離時，極有可能發(fā)生人身傷亡事故；由于錯接試驗回路或錯加更高的試驗電壓，很可能造成試驗儀器或被試電氣設(shè)備的損壞。為了有效防止意外事故的發(fā)生，應(yīng)在思想高度重視的基礎(chǔ)上，加強安全技術(shù)措施。

2 試驗準(zhǔn)備階段的安全技術(shù)措施

2.1 加強人員的技術(shù)培訓(xùn)和安全意識培養(yǎng)

有一批技術(shù)精湛的試驗人員是保證試驗安全進(jìn)行的重要保障。由于諧振耐壓試驗開展的時間比較短，良好的培訓(xùn)是非常關(guān)鍵的。在熟悉諧振耐壓試驗的原理、被試品結(jié)構(gòu)、整個試驗過程和各種情況下可能發(fā)生的現(xiàn)象后，試驗人員才能根據(jù)所把握的客觀的科學(xué)規(guī)律，結(jié)合每一次試驗現(xiàn)場的具體情況，分析試驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，及時對試驗結(jié)果、被試品狀態(tài)及整個試驗過程做出正確、有效的判定。

2.2 認(rèn)真制訂試驗方案

串聯(lián)諧振試驗是一項復(fù)雜的試驗，在試驗之前必須制訂好嚴(yán)格的試驗方案。

(1) 要組織好人員，明確不同人員的職責(zé)。現(xiàn)場試驗負(fù)責(zé)人、實際操作負(fù)責(zé)人、操作監(jiān)護(hù)人及現(xiàn)場安全負(fù)責(zé)人等要各負(fù)其責(zé)；同時，要事先通知設(shè)備廠家、現(xiàn)場安裝人員、監(jiān)理及業(yè)主代表等人員，以監(jiān)督和確認(rèn)試驗過程及結(jié)果。

(2) 要根據(jù)試驗對象要求選擇試驗儀器。不同電氣設(shè)備耐壓所需配置的試驗設(shè)備不完全一樣。因交流耐壓試驗需要設(shè)備較多，所以一定要準(zhǔn)備齊全，不能到試驗現(xiàn)場才發(fā)現(xiàn)試驗儀器不配套或短缺。

(3) 根據(jù)試驗規(guī)程和產(chǎn)品出廠報告要求，制訂詳細(xì)試驗方案并在試驗中按步驟執(zhí)行。

2.3 試品完成常規(guī)試驗

在進(jìn)行交流耐壓試驗前，必須預(yù)先進(jìn)行各項非破壞性試驗，并對各項試驗結(jié)果進(jìn)行綜合分析，判定該設(shè)備是否含有缺陷。若發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在問題，需預(yù)先進(jìn)行處理，待缺陷消除后，方可進(jìn)行缺陷耐壓試驗。如果常規(guī)試驗執(zhí)行不力或試驗結(jié)果不合格就進(jìn)行交流耐壓試驗，設(shè)備出現(xiàn)的破壞性后果將由試驗單位承擔(dān)。每次交流耐壓試驗的準(zhǔn)備到實施都具有復(fù)雜性，涉及到眾多人員、機(jī)具及試驗設(shè)備，所以在常規(guī)試驗沒確認(rèn)合格之前不能貿(mào)然進(jìn)行交流耐壓試驗。

3 試驗實施階段的安全技術(shù)措施

3.1 試驗前應(yīng)采取的安全技術(shù)措施

3.1.1 對試驗電氣設(shè)備進(jìn)行安全因素分析與評估

應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況對試驗電氣設(shè)備進(jìn)行安全因素分析與評估。開展電流互感器試驗時，如果互感器和斷路器及隔離刀閘通過引線相連，這就擴(kuò)大了帶電范圍。這就要明確相關(guān)帶電設(shè)備的出廠耐壓數(shù)據(jù)。如果斷路器耐壓低于電流互感器耐壓，則需要拆除斷路器和互感器之間的引線。另外，對于擴(kuò)建變電站試驗，試驗經(jīng)常是在周圍電力設(shè)備運行時開展的，這就需要考慮試驗電壓和周圍設(shè)備運行電壓的疊加問題，安全距離的考慮因素應(yīng)大于正常要求的安全距離。對變電站擴(kuò)建部分500kV SF6電流互感器進(jìn)行耐壓試驗時，最大試驗電壓應(yīng)達(dá)到880kV，安全距離不小于7～10m，否則將危機(jī)整個變電站的安全運行。

表1 交流試驗安全距離

3.1.2 對人員安全進(jìn)行安全因素分析與評估

電氣施工作業(yè)經(jīng)常處于交叉狀態(tài)，安裝、土建及調(diào)試等工作經(jīng)常同時進(jìn)行。由于現(xiàn)場人員復(fù)雜，在試驗設(shè)備和高壓引線周圍均應(yīng)裝設(shè)安全網(wǎng)(遮欄)，并在網(wǎng)上向外懸掛“止步，高壓危險”的標(biāo)示牌；裝設(shè)安全網(wǎng)的地方應(yīng)派專人看守，以防外人不慎入內(nèi)。另外，還應(yīng)注意感應(yīng)電的影響。由于試驗電壓很高，周圍線路或設(shè)備很可能會產(chǎn)生一定的感應(yīng)電壓，而線路的另一端很可能有人在做安裝或調(diào)試。正確做法應(yīng)該是禁止周圍一切工作人員進(jìn)行作業(yè)，或相關(guān)的作業(yè)線路正確可靠接地。

3.1.3 對試驗過程進(jìn)行模擬分析評估

試驗設(shè)備完成組裝后，使用介損儀測量試品(包括試驗引線、電容分壓器及諧振電抗器等)的電容量，估算出正常試驗時的頻率、耐壓過程不同電壓等級階段的一次電流、原邊電流等。這些原始數(shù)據(jù)作為參考，在實際試驗過程中可以與之對照，如有差別要查找原因，做到試驗過程心中有底。這樣就能避免試驗過程中因人為錯誤設(shè)置試驗儀器參數(shù)或試驗儀器故障等方面引起的安全事故。

3.2 試驗過程應(yīng)采取的安全技術(shù)措施

試驗開始前，試驗負(fù)責(zé)人應(yīng)對每個參加試驗的人員明確分工，詳細(xì)說明有關(guān)安全注意事項。高壓試驗一般由較低一級的試驗人員負(fù)責(zé)接線(包括試驗儀器接地線、被試設(shè)備與試驗儀器的連接線)，試驗負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)檢查。檢查內(nèi)容包括接線是否有誤，安全用具(如安全網(wǎng)、標(biāo)示牌、絕緣手套、絕緣墊、放電棒、接地線)是否齊全，安全措施是否妥當(dāng)?shù)取?/p>

試驗過程中，要嚴(yán)格遵守呼唱制度?，F(xiàn)場情況大多較為復(fù)雜，有可能在人員嘈雜或噪音嚴(yán)重的場所開展，全體試驗人員必須思想集中，全神貫注，不能閑聊和隨意走動。要有人隨時監(jiān)視被試品和試驗設(shè)備，監(jiān)視儀表指示(用萬用表監(jiān)視試驗電源電壓，用鉗形電流表監(jiān)視原邊電流及試品電流)。在升壓和耐壓過程中，如果發(fā)現(xiàn)電壓表擺動很大，或電流表指示急劇增加，或被試品冒煙、焦臭、閃絡(luò)、燃燒或發(fā)出擊穿響聲，應(yīng)立即停止升壓，并在降壓停電后查明原因。

試驗結(jié)束后，恢復(fù)因試驗需要臨時解除的電氣設(shè)備防誤閉鎖裝置(包括機(jī)械的和電氣的)，并拆除因試驗需要的臨時二次短接線，恢復(fù)CT的二次端子連接片，并認(rèn)真檢查是否有被遺忘的工具、導(dǎo)線等物品，拆除圍欄。

4 結(jié)束語

由于諧振耐壓試驗工作環(huán)境的多樣性，要求試驗人員能夠不斷提高試驗技術(shù)水平，加強總結(jié)。要結(jié)合每一次試驗現(xiàn)場的具體情況，分析試驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，并依此對被試品狀態(tài)、試驗結(jié)果及時做出正確、有效的判定。同時，試驗人員要嚴(yán)格遵守各種規(guī)章規(guī)程，提高自身安全意識，杜絕違規(guī)操作，克服各種主客觀因素帶來的影響，從各種角度理解試驗安全問題重要性，從而確保人身和設(shè)備的安全。

1 陳根生，李樹娥. 高壓試驗應(yīng)采取的安全技術(shù)措施[J].農(nóng)村電氣化，2005(11).

2010-12-20；

2011-02-14)

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