摘要：在山西北部地区冬季极寒天气下进行高压电气试验工作时，由于试验仪器正常工作环境温度无法保障，导致出现仪器性能下降、试验数据误差偏大等情况，给检修人员带来极大困扰。为解决上述问题，设计一种高压试验仪器恒温装置，为各种高压试验仪器在极寒天气下创造良好的操作环境温度。
关键词：高压电气试验；极寒天气；保温箱
1、引言
电气试验是对电气系统中各电气设备单体的绝缘性能、电气特性及机械性能等，按照标准、规程、规范中的有关规定逐项进行试验和验证，从而及时地发现并排除电气设备的缺陷、错误和质量问题，确保电气设备能够正常投入运行。电气试验结果直接决定着设备能否安全可靠投运，试验结果的准确至关重要。
因此高压电气试验就像是电力设备运行的“保护伞”，它是检修人员判断设备健康状况的重要手段。而在现场实际工作中我们发现，极寒天气下对设备进行电气试验，试验仪器经常出现测量数据误差较大的状况。极寒天气也是电网设备故障的高发期，当试验仪器不能及时、准确地反映设备的“健康状况”时，会使设备的故障不能被及时发现处理，更会给电网带来经济损失，给电网设备和人身安全带来威胁。
2、现状分析
我班组主要负责山西北部地区500kV变电站主变压器、高压并联电抗器的例行检修、试验以及缺陷消除工作。根据班组成员在现场试验工作中的统计发现：当户外温度为0℃以下的户外高压电气试验中，试验误差较大次数占比40％。依照班组试验设备的实际状况，查阅常用的试验设备使用说明书，发现常用试验仪器的使用温度为-10℃~40℃之间。山西北部500kV变电站冬季平均气温均在-10℃以下，因此在这种极寒天气下进行高压电气试验工作，并不能有效满足试验设备的工作环境要求。冬季极寒天数所占比例虽然较全年不高，但是不可忽略，极寒天气多发生在秋冬季节，秋冬季节是电网风险预警、设备故障的高发期。随着新站不断建设投产交接，以及旧站的不断接收，班组管辖的变电站不断增多，工作量不断加大，极寒天气对电气试验的影响已经不可忽略。
在对变电站设备进行高压试验过程中，环境温度与湿度等气候条件不仅会对试验结果产生影响，同时也会影响试验仪器的性能。对于晋北地区的变电站，冬天环境温度极低，一般高压试验仪器使用的气候条件温度应不低于-5℃，而工作现场的环境温度一般低于-10℃，在这种极寒天气条件下，高压试验仪器会出现各种问题，如仪器无法正常启动、LED屏无法显示、试验数据出现错误信息等，这都是因为气温过低导致仪器内部部件受到不同程度的影响，其严重降低了现场试验工作的效率与试验数据的准确性。由此看来，设计一种便携的、可靠的高压试验仪器保温装置是十分有必要的。
3、仪器恒温装置的设计
高压试验仪器保温箱（如图1）包括主箱体，所述主箱体由基座、控制台、循环风机组成，所述保温箱基座左右两侧边缘处设有加热板电源插槽，基座右后方设有接地铜柱（带接地线），用以保温箱与试验仪器接地，箱体底部安装有四个带刹车万向脚轮，便于保温箱与试验仪器的移动，主箱体前箱壁安装保温箱控制台，所述控制台设有外接AC220V电源接口和装置开关按钮，为装置提供电源，且安装有一根试验仪器通用电源线，可为试验仪器提供电源，控制台设有LED显示器面板及操作按钮用于显示及调节各类参数，控制台内部安装有温控器，采用微电脑智能型数显温控器控制温度，可根据温差的大小自动调整输出功率的大小控制电加热板，使箱内温度更加精准、更加节能省电，输入模式采用高精度温度传感器，具有测量精准、灵敏等特点，控制台另设有超温保护、自动恒温、漏电保护等功能，主箱体后箱壁两侧安装有内部循环风机，使箱内热风循环均匀加热，另外还设计有接线孔，用于试验仪器引出接线，每个接线孔均设有尼龙松紧圈（绝缘材质）密封保证热量不外泄，保温盖与后箱壁连接，使用耐高温透明有机玻璃板制成，方便试验人员观察仪器数据，保温盖边缘采用硅橡胶条密封，防止热量外泄，保温盖靠近控制台侧设计有两个拱门形仪器操作孔，便于试验人员双手进入保温箱进行仪器操作，仪器操作孔同样设有尼龙松紧圈（绝缘材质）密封，所述主箱体内壁均采用硅铝岩棉的保温隔热层，可拆卸式电加热板采用不锈钢片式结构，加热片上部安装前后方向（上下封死）的风道隔热罩，使热量经由风道在保温箱内循环，加热板通过主箱体前、后箱壁侧卡槽与主箱体进行拼接，下部电源接口插入基座插槽获取电源。
图1 高压试验仪器保温箱外观示意图
该装置的电路原理（如图2），其采用AC22V电源供电，首先设定好所需恒温温度，由温度传感器提取箱内温度转化为信号输入温度控制器，温控器判断温度是否符合设定，通过SSR输出信号到固态继电器控制回路中的加热板与循环风机工作，电路中设计有超温保护接触器和快速熔断保护，保证装置工作过程中的安全性。
图2 保温箱电路原理图
4、使用方法及其特点
现场使用高压试验仪器保温箱时，将试验仪器水平放置在主箱体内，将箱内通用电源线、接地线与仪器连接，将试验线通过接线孔与仪器连接，然后把左右侧电加热板与主箱体安装在一起，将保温盖合上，接通装置外接电源、连接接地线，通过控制台设定恒温温度，开始对保温箱加热，待温度达到预设值时，试验人员通过仪器操作孔开启仪器进行试验操作。
该装置具有以下特点：1、采用框架式结构，具有结构紧凑、牢固，绝热性能佳等特点；2、保温箱加热板采用可拆卸式结构，方便装置的维护；3、采用高精度温控系统，保证装置可靠、安全使用；4、该装置体积轻巧、便于移动，且操作简便，非常适合现场复杂的工作环境。
5、结束语
使用高压试验仪器保温箱后，一方面可通过装置内温的升高帮助仪器达到正常温度工作范围，使数据偏差正常；另一方面温度的提升带来试验时长的缩短，节省了以往工作人员等待仪器的缓慢启动过程和来回预热仪器的繁琐操作。
通过现场高压试验仪器保温箱的应用，能够使高压试验仪器在极寒天气下进行试验的完成时间，屏幕清晰度，仪器正常启动时间和数据偏差率方面得到很好地提升，从而达到了保证高压电气试验结果准确性的目的。
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论文作者:张本宇,史立丰,张启飞
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/14
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