許繼電氣股份有限公司 杜玉格 許昌鈉日電子有限公司 侯松倩 許繼電氣股份有限公司 屈春雷

1 引言

在高壓電力設(shè)備的測試過程中，主要是對設(shè)備的絕緣特性進行測試，從而判斷其工作狀況。安全高效運行需要對其運行狀況進行有效的監(jiān)測，電力設(shè)備的絕緣測試是一種有效的測試手段。因此，高壓電力的絕緣測試是保證高壓電力設(shè)備安全運行的重要保證。

2 高壓電力設(shè)備絕緣測試技術(shù)綜述

高壓電力設(shè)備的絕緣測試，是依據(jù)有關(guān)設(shè)備測試的需要，對現(xiàn)有的設(shè)備進行不斷或間斷的測試，以獲得一組有關(guān)的測試參數(shù)，并利用這些測試參數(shù)對目前電力設(shè)備的運行狀況進行分析，并為有關(guān)的決策提供依據(jù)。在電力高壓試驗中得到的各種數(shù)據(jù)，對電力系統(tǒng)的工作性能和變壓器的工作效率有較大的關(guān)系。故障發(fā)生率、資源消耗等問題與電力企業(yè)的經(jīng)濟效益有較大的關(guān)系。因此，高壓設(shè)備的絕緣測試對電力公司的發(fā)展尤為重要，其是保證電力設(shè)備安全運行的重要手段和保證用戶安全使用的重要保障。

筆者通過多年的工作經(jīng)驗，總結(jié)了以下兩種高壓電力裝置的絕緣試驗。一是對各類電力產(chǎn)品、線路、材料等進行了全方位的檢查，確保產(chǎn)品符合相關(guān)規(guī)定，若不符合要求，將被淘汰。二是對部分高壓裝置進行了嚴格的隔離試驗，以查明維護質(zhì)量和其他問題，檢驗設(shè)備在維護后的總體品質(zhì)和工作狀態(tài)與當(dāng)前工作需要相符，如果符合，可以投入使用，如果不合格，就要進行替換和修復(fù)；為保證高壓電力設(shè)備的正常運行，就要對其進行預(yù)防性的絕緣測試，以降低其泄漏事故[1]。

3 測試的類別

高壓測試是絕緣失效測試中的一個重要內(nèi)容。按測試目標可分為類型測試和產(chǎn)品出廠測試；體系內(nèi)交接試驗、預(yù)防性試驗等。絕緣測試可以分為兩種：一種是絕緣性能測試，另一種是絕緣強度測試。

3.1 絕緣性能測試

絕緣性能測試，就是在低壓下進行測試，或通過其他不損害絕緣性能的方法，來檢測絕緣材料的性能。比如，絕緣油品物理性質(zhì)的測量；石油氣體色譜分析，空載測試，局部放電超聲測試等。試驗證明，該技術(shù)是可行的，但尚不能用于判斷其結(jié)構(gòu)的壓力。

3.2 絕緣強度測試

工作頻率電壓測試、電感電壓測試、操作波試驗、沖擊試驗等屬于破壞性試驗，可檢測出具有高危險性的集中缺陷，并保證絕緣具有某種級別。其不利之處在于耐壓測試中，會對絕緣產(chǎn)生一定的損害。耐壓測試應(yīng)在無破壞測試后進行，若無破壞測試顯示絕緣有異常，則應(yīng)找出故障原因并予以排除，以免造成不必要的損壞或造成經(jīng)濟上的損失[2]。

4 高壓絕緣測試中幾個問題的探討

在電力設(shè)備高壓絕緣測試中，存在以下兩個問題：一是電力故障。電力設(shè)備的高壓絕緣測試，一般要比正常情況下的電壓高出好幾倍，再加上測試中使用的是裸線，因此高壓絕緣測試工作的危險性較大，如果發(fā)生觸電事故，很容易造成人員傷亡。因此，在進行高壓絕緣測試時，必須做好相應(yīng)的防護工作，并對可能造成電擊的主要因素進行分析。首先，在試驗中沒有對試驗裝置和其他設(shè)計進行有效的隔離，造成了與帶電裝置的不正確接觸，導(dǎo)致電擊事故；其次，可能是因為電力供應(yīng)不足，或者是門禁系統(tǒng)出問題，導(dǎo)致人員誤闖進來，造成事故；第三，在測試的時候，要將電線上的電流全部排出，如果不能將多余的電流排出，就會引發(fā)電擊。在測試期間，未對空閑的電容裝置實施短路接；未對調(diào)壓機調(diào)至零或斷開斷路器即進行換線；操作者未按照規(guī)定做好絕緣保護。

二是中毒引起的窒息。斷路器采用SF6氣體作絕緣、滅弧的介質(zhì)。SF6氣身無毒性、無味；S2F2、SF2、HF等氣體均有毒，如果在試驗過程中發(fā)生爆炸或泄露等事故，就會導(dǎo)致SF6泄露。在實驗室內(nèi)發(fā)生氣體泄漏，人員在沒有穿戴防護設(shè)備或防護設(shè)備有故障時，可能會導(dǎo)致中毒。另外，在SF6的回收和充填中，如果設(shè)備、管道、閥門存在質(zhì)量問題、設(shè)計安裝不當(dāng)、操作不當(dāng)?shù)葐栴}，會導(dǎo)致煤氣泄漏。若房間內(nèi)空氣流通度較差，SF6氣體會導(dǎo)致呼吸困難。

5 高壓測試中的安全性設(shè)計

高壓試驗過程中，對安全性的要求尤為突出，其安全性將影響測試結(jié)果的準確度和工作人員的人身安全。高電壓測試的安全設(shè)計，一般都是從地面、防雷、安全距離、絕緣等角度著手。

5.1 接地的可靠性

為保證高電壓試驗的準確性及員工的生命安全，高電壓試驗必須采用接地系統(tǒng)，并接地電阻大于等于0.5Ω。當(dāng)接地條件好時，六邊屏蔽實驗室被認為是一等電位體。高電壓試驗設(shè)備和試驗外殼必須接地，并與被測試裝置的接觸點進行可靠的連接相接。在實驗室內(nèi)部，所有的金屬結(jié)構(gòu)、金屬防護柵欄、采暖水管、工藝循環(huán)水管等都要牢固與屏蔽接地網(wǎng)相連，并在接點上有清晰的標識。高壓試驗設(shè)備、試件及配電設(shè)備所用的帶形地線，應(yīng)選用多股繞制的裸銅絲或在銅軟絞線外層鍍上透明隔離層。采用特殊的導(dǎo)線夾具將移動式接地線與導(dǎo)線相連接，接地線與接地體之間采用螺栓連接。接地線要盡量短，不能采用纏繞的方法進行接地。將50mm×5mm的扁鋼接地線和臨時接地栓安置在貫穿試驗室的主電纜溝內(nèi)，用于高壓試驗設(shè)備、試驗品和電力分配設(shè)備使用的帶式接地線，并將接地排與屏蔽基板網(wǎng)進行多點可靠的電連接。在高壓測試裝置及試件中使用的接地導(dǎo)線，其斷面應(yīng)符合測試要求，但不能少于4mm2。用于電力分配設(shè)備的承載式接地導(dǎo)線，其截面不能少于25mm2。在高電壓測試中，六邊形法拉第籠兼做避雷器和引出器時，其應(yīng)與建筑物的地基絕緣，而在高電壓測試中，六邊形護罩是用一個小的接地孔[3]。

5.2 對電感和放電反擊的預(yù)防措施

在進行高電壓測試時，相鄰的其他儀表應(yīng)采取防止電感電壓的措施，使相鄰的其他儀表裝置短接，接地可靠。在電容器間安裝一套專門的短路接地孔，并將測試室內(nèi)的空閑電容裝置進行短路。為了避免在高電壓測試中受到電磁場的影響和提高地電勢而導(dǎo)致的反沖，實驗室要采取相應(yīng)的安全技術(shù)措施。實驗室內(nèi)部采用六邊封閉式屏蔽體，方便在實驗室進行等電壓的聯(lián)結(jié)。但在試驗過程中，六邊形屏蔽層與地面電位之間有一種電壓梯度，因此通過測試室內(nèi)的高壓電線必須采用金屬管道進行埋。其長度不得低于15m，并以5m的間隔與地電極相連接。在六邊形法拉第籠周圍進出人員時，應(yīng)采用均壓或隔離等方法，以減少跨線電壓，使接地網(wǎng)均壓環(huán)的外緣關(guān)閉，外邊緣形成圓?。辉谌藗冞M出的地方鋪設(shè)瀝青路面，或在地面安裝兩個“帽檐式”接地網(wǎng)片。同時，對于重要的電力、弱電設(shè)備，應(yīng)安裝防放電反擊及感應(yīng)電壓的防護措施[4]。

6 電網(wǎng)絕緣技術(shù)淺析

電力行業(yè)的防雷工作繁重，一旦出現(xiàn)故障，很容易導(dǎo)致整個電網(wǎng)癱瘓，造成不可逆轉(zhuǎn)的后果。因此，為了確保電網(wǎng)的正常運行，電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定是其重要內(nèi)容之一。以下重點分析我國電網(wǎng)中的幾種架空線路和變電所的主要防雷方法。

6.1 高電壓的雷電防護

電力設(shè)備是用裸露的電線和架空電線組成的，而架空電線通常位于6～10m的距離，此時閃電的過電壓會導(dǎo)致電線和設(shè)備的絕緣被擊穿，從而造成設(shè)備的損壞。利用高壓避雷法，在導(dǎo)線及裝置上設(shè)置一個絕緣薄弱期，也就是裂縫，其擊穿電壓比導(dǎo)線及裝置要低，縫隙是絕緣的，在雷電發(fā)生時，強烈的過電壓會把間隙擊穿，形成一個接地保護，作為保護線路和設(shè)備絕緣的裝置。

6.2 防漏電工藝

空隙保護即為變壓器的中性點間接地。該線路的大致兩端都是由一個角形的棒狀物構(gòu)成，其一極與絕緣層相連，而另一極則直接接地，當(dāng)空隙擊穿后，電弧會在拐角之間向上延伸?？障侗Ｗo技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單、維修少等優(yōu)點，但在電弧超過10A時，無法自動熄弧，防護性能一般，空隙動作會發(fā)生截斷，對變壓器的絕緣也有不良影響。

圖1 空隙防護技術(shù)圖

6.3 避雷裝置的防護技術(shù)

避雷器既是雷電流的釋放通道，又是一種等電位的連接件，其在線路上并聯(lián)成對，在正常工作時為高阻。當(dāng)出現(xiàn)閃電時，避雷裝置會把閃電快速排入地面，同時使地面、設(shè)備、線路處于等電位，使設(shè)備不受強烈電位差的影響。當(dāng)然，避雷器也有其不足之處，因為避雷器的選擇是受限于安裝位置的，一旦被雷電擊中，所需要的能量就會變得非常龐大，單憑一個避雷器是很難將所有的雷電都傳導(dǎo)到地面上且不會對自己造成傷害的。此外，間隙保護和隔離保護技術(shù)都是利用間歇式接地保護來實現(xiàn)保護，往往會引起地與相之間的短路，從而無法實現(xiàn)科學(xué)合理的保護。

7 高壓電力測試中的安全技術(shù)

7.1 做好試驗中的安全警告

在進行高電壓試驗時，若出現(xiàn)漏電等故障，將會導(dǎo)致重大的安全事故。所以，要做好安全警告，在檢測的外圍布置隔離網(wǎng)，并安排相關(guān)人員進行維修，防止其他人員靠近，并在路上張貼安全警告，以防止外界人員受到干擾，確保測試過程不被打擾，順利進行[5]。

7.2 做好與試驗有關(guān)的各項準備

高壓測試涉及測試對象較多，涉及的問題也多，同時對測試的條件也很嚴格，所以在進行高壓測試之前，必須做好相關(guān)的準備工作，保證測試的順利進行。因此，在進行高壓測試試驗前，應(yīng)仔細制訂試驗方案，科學(xué)規(guī)劃試驗環(huán)境、試驗內(nèi)容、試驗?zāi)繕耍ＷC試驗方案的可靠性和安全性，并對試驗方案進行整體規(guī)劃，科學(xué)安排試驗方案，對試驗中可能出現(xiàn)的意外情況進行全面的分析，以便有效地制訂各項防范措施。同時，對各種試驗方案進行篩選，以確保試驗方案的安全性和可操作性。

7.3 強化員工的安全意識

在進行高電壓測試時，由于其危險性較大，所以要加強對工人的安全教育，既要有高度的責(zé)任感，又要細致，因此要做好充分的準備。在進行電力試驗之前，有關(guān)人員必須對試驗計劃、步驟等有充分的了解，并對輔助試驗中所使用的電器的電氣特性和所產(chǎn)生的各種危險因素進行詳細的分析。一切工作都要以安全為第一，以保證安全為目的，進行各種電氣測試。

7.4 強化保安監(jiān)管和管理

在電力設(shè)備的高壓測試中，其安全性的穩(wěn)定性尤為重要。為了確保試驗的安全，主管部門可以組建一支專門的監(jiān)測團隊，對所有參加高壓測試的人員進行嚴格的檢查和控制。可以根據(jù)工作牌的不同，判斷出進入高壓測試現(xiàn)場的人是不是實驗室的工作人員，并且必須持有工作證，以防止無關(guān)人員接近測試地點，從而減少對測試結(jié)果的影響。同時，還可以對高壓測試的各個環(huán)節(jié)進行分級，每一級都有一個具體的負責(zé)人，將所有的責(zé)任都落實到個人身上，既可以增強員工的責(zé)任心和安全意識，又可以減少事故的發(fā)生。通過定期和特殊時段的檢驗，監(jiān)控組對整個測試過程進行監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)并采取措施，或向檢修單位報告，以便快速處理事故范圍，從而增強高壓測試的科學(xué)性和安全性。

7.5 在高壓測試中強化安全設(shè)計

高壓試驗與其他試驗相比有較大危險性，所以在進行高壓試驗之前，必須對其進行安全設(shè)計。因此，在進行高壓測試時，必須對高壓系統(tǒng)進行接地，以便獲得電壓、感應(yīng)放電、絕緣隔離、安全距離等參數(shù)，并能保證實驗人員的人身安全。

綜上所訴，高壓電力設(shè)備的絕緣測試是保證高壓電力設(shè)備安全和正常工作的重點。高壓電力在使用過程中容易受到電場、環(huán)境條件、機械應(yīng)力等方面影響，使絕緣子及絕緣體系受到不同程度的損傷，所以要進行絕緣測試。高壓電力絕緣測試，既可正確地判定其絕緣性能，又可對其運行狀況進行監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)故障，保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。