桂少龍 薛桅 張智康

【摘要】電力設(shè)備的安全，是保證整個電力網(wǎng)絡(luò)運行安全的先決條件，需要引起電力工作人員的重視。社會對于電力的需求不斷增加，帶動了電力行業(yè)的持續(xù)不斷發(fā)展，電網(wǎng)的安全運行對于電力設(shè)備也提出了更高的要求，如何有效對電力設(shè)備的故障進行判斷和處理，是當前電力企業(yè)面臨的關(guān)鍵問題。本文主要針對運用電氣和油化試驗對設(shè)備故障進行判斷的方法進行了分析和探討。

【關(guān)鍵詞】電氣試驗；油化試驗；設(shè)備故障；判斷

引言

相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在當前我國的電氣設(shè)備中，設(shè)備的故障有很大一部分原因都是由于其絕緣性的缺失造成的，因此，對于電力工作人員而言，加強對電力設(shè)備絕緣型的檢測，可以在很大程度上對電氣設(shè)備故障的發(fā)生進行控制。從目前來看，我國對于設(shè)備絕緣性的檢測主要包括在線監(jiān)測和離線試驗兩種，其中離線試驗是應用最為廣泛的檢測方法。本文結(jié)合電氣高壓試驗和設(shè)備內(nèi)絕緣油的分析兩種方法，對設(shè)備故障進行綜合判斷。

一、電氣設(shè)備絕緣檢測的意義

電氣設(shè)備的故障，一般情況下都表現(xiàn)在其自身絕緣性的確實，而此類故障在發(fā)生時，都會伴隨著一定的先兆性，電力工作人員正是通過這些先兆性，對設(shè)備的內(nèi)部絕緣缺陷進行判斷，從而明確設(shè)備的運行狀態(tài)，防止設(shè)備故障的發(fā)生。因此，電氣設(shè)備的絕緣監(jiān)測對于設(shè)備安全穩(wěn)定運行，提升電力系統(tǒng)的運行安全有著不容忽視的作用。

一般來說，在進行電氣設(shè)備的絕緣檢測時，需要注意以下幾種情況：

首先，在對設(shè)備進行采購時，需要在生產(chǎn)廠家，對產(chǎn)品和原材料進行檢測和試驗，在確保設(shè)備符合國家的相關(guān)規(guī)定和標準后，才能進行購買，避免不合格產(chǎn)品流入電力系統(tǒng)，同時也可以減少利益的糾紛。

其次，在設(shè)備出現(xiàn)故障進行維修或者翻新后，需要對其進行絕緣試驗，對設(shè)備的性能進行檢測，查看其是否能夠滿足電力系統(tǒng)安全運行的要求，能否繼續(xù)使用，如果不能，則需要對其進行更換。

然后，對于正在運行中的電氣設(shè)備，需要定期進行絕緣試驗，及時發(fā)現(xiàn)隱患，從而最大限度地避免設(shè)備隱患的發(fā)生。

二、電氣與油化試驗對于設(shè)備故障的綜合判斷

電氣與油化試驗實際上包括電氣高壓試驗和絕緣油的簡化或氣相色譜分析實驗兩個部分，通過對其進行綜合運用，才能夠更加有效地做好電力設(shè)備的故障判別。這里對其進行分別分析。

1.電氣高壓試驗

電氣高壓試驗主要是針對電力系統(tǒng)中的大型電機、電力電纜等關(guān)鍵設(shè)備而言，這些設(shè)備的電容量普遍較大，如果采用常規(guī)的檢測設(shè)備，無法滿足試驗要求，也就無法對其故障進行判斷。因此，在實際絕緣檢測中，采用的方法是利用振蕩電壓試驗系統(tǒng)、超低頻試驗系統(tǒng)等，結(jié)合現(xiàn)場試驗，對設(shè)備的絕緣性進行檢測和判斷。

（1）振蕩電壓試驗系統(tǒng)

振蕩電壓試驗多用于對高壓電纜的檢測，通常電纜的電壓都會在110kV以上。這種試驗方法可以在設(shè)備處于正常運行狀態(tài)下，對其進行定期檢測試驗，也可以在設(shè)備剛剛投入運營時進行試驗。其試驗流程包括：在對高壓電力電纜進行絕緣性檢測試驗時，首先，需要使用直流高壓發(fā)生器，給電容進行充電，確保充電的電流能夠達到相應的要求。然后，在充電達到一定程度上，使球隙放電。之后，對需要測試的回路進行充電，達到一定幅值后，停止球隙放電。在這種情況下，測試電纜、電阻和電感線圈會共同構(gòu)成一個放電回路，通過對放電回路中電壓的測量，可以判斷其是否符合衰減震蕩波電壓的標準，從而對電纜的絕緣性進行判斷。

（2）超低頻試驗系統(tǒng)

超低頻試驗系統(tǒng)的出現(xiàn)，有效解決了設(shè)備搬運不便造成的現(xiàn)場試驗效率低下問題，因此十分適用于現(xiàn)場試驗，多用于中壓電力電纜的絕緣檢測試驗。超低頻試驗系統(tǒng)適用的是交流試驗，由于試驗電壓頻率的降低會使容性電流隨著減小，因此用超低頻的容量可以很大程度上減輕試驗電源的重量，從而使試驗變得方便有效。

（3）工頻交流試驗系統(tǒng)

工頻交流試驗系統(tǒng)在對電容較大或者電壓較高的電力電纜進行檢測時，存在一定的缺陷性，主要是由于隨之電容量的增大，使用的升壓變壓器和調(diào)壓器的重量也會不斷增大，影響設(shè)備的運輸和使用。因此，在對工頻交流試驗系統(tǒng)進行應用時，需要確保電容量在一定的范圍內(nèi)，保證絕緣性檢測試驗的順利進行。

（4）直流耐壓試驗系統(tǒng)

現(xiàn)在我們所說的直流耐壓試驗系統(tǒng)，是基于工頻整流技術(shù)而實現(xiàn)的，具有故障率低、過載能力強、電路簡單的特點。為了保證試驗的安全性，所使用的微安表如處于高壓接線時，須有良好的屏蔽，高壓引線用屏蔽線，試驗電纜用屏蔽罩；在針對電容量較小的設(shè)備進行試驗時，需要加設(shè)相應的濾波電容器。

2.氣相色譜分析

氣象色譜分析法，主要是對設(shè)備絕緣油中的溶解氣體進行分析，從而發(fā)現(xiàn)變壓器、電抗器等設(shè)備中的潛伏故障，這種方法相比與電氣高壓試驗具有更加顯著的效果。這里主要針對幾種常用的故障判斷和定位方法進行分析。

（1）絕緣油簡化試驗與介損試驗

主要是指結(jié)合絕緣油的物理、化學和電氣性能，對其中的水分、酸值、油損、游離碳等數(shù)據(jù)進行檢測和分析，從而通過與正常設(shè)備的對比，判斷設(shè)備是否存在故障隱患以及故障的嚴重程度。而對于設(shè)備在使用過程中因受潮或者材料老化而引發(fā)的故障，則可以通過介損試驗的方式進行判斷。這里以某地高壓電氣設(shè)備連續(xù)三年的試驗數(shù)據(jù)，對絕緣油簡化試驗與介損試驗的應用進行分析。試驗數(shù)據(jù)如下：

試驗日期 介損值（%） 電容量（pF） 絕緣電損（MΩ） 溫度（℃）

2010-5-5 1.2 545.766 10000 22

2011-6-10 1.8 553.354 10000 31

2012-11-8 2.3 560.169 10000 22

從表中可以看出，2010-2012年，高壓設(shè)備的介損值逐漸增加，到2012年已經(jīng)超標，說明電流互感器內(nèi)部存在受潮現(xiàn)象。為了對故障進行準確判斷和定位，進行了絕緣油簡化試驗，發(fā)現(xiàn)互感器內(nèi)部的水分逐年遞增，而擊穿電壓則在逐漸遞減。對互感器進行拆開查看，發(fā)現(xiàn)其底部存在積水，證明了試驗結(jié)論的準確性。

（2）氣相色譜分析

通過分析絕緣油中的溶解氣體的濃度含量以及組成成分，對變壓器中的潛伏性故障進行判斷。如果變壓器狀態(tài)良好且處于待機狀態(tài)，當絕緣油中的氣體溶解量趨于穩(wěn)定時，各種氣體的含量一般為：0.3%的CO2、70%的N2、30%的O2，以及少量的CO，其他含量極微的元素可以忽略，一般來說，可以對變壓器內(nèi)部潛伏性故障進行判斷的氣體，主要包括N2、O2、CO2、CO、H2等。

3.實例分析

某變電站中主變壓器出現(xiàn)異常，通過高壓電氣試驗后，初步判定Um存在故障。然后，利用色譜分析法對故障進行明確和定位。通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的分析和對比，判斷相套管內(nèi)部存在熱故障，內(nèi)部連接部分可能存在不良狀況，可能是銅銷接觸不良。打開將軍帽，發(fā)現(xiàn)其固定銅銷存在一定的損耗，證明判斷結(jié)果是準確的。

三、結(jié)語

總之，通過高壓電氣試驗法和氣象色譜分析法以及絕緣油簡化法的綜合應用，可以對電力設(shè)備的故障進行有效判斷，更加準確的反映故障的位置和嚴重程度，從而為故障的快速解決提供良好的參考依據(jù)，提升電力系統(tǒng)運行的安全性和可靠性。

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