(内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古超高压供电局 内蒙古呼和浩特市 010000)
摘要:相对于普通的电气试验,高压试验较为特殊且危险性较大,因此必须加强各方面措施以确保高压试验的安全进行和试验人员的人身安全。本文现结合工作实际情况,对电力设备高压试验的基本概念以及试验关键进行分析,并从多方面对加强高压试验安全性的措施加以探讨。
关键词:高压试验;方法;安全措施
一、电力设备高压试验分析
在对电力设备进行高压试验时,其工频高电压的产生通常是由高压试验变压器产生的,则对于一些电容量较大的试品,其工频高电压的产生则需要采用串联谐振设备来产生,从经济方面考虑,则在高电压试验设备的选择上只选择高压试验变压器及串联谐振设备,而通常不会选择电力变压器,只有在高压试验变压器与串联谐振设备无法满足试验要求时,则才会考虑应用电力变压器来进行试验。而在实际试验室中,通常会采用升压变压器来做为是间变压器匹配电源电压和试验时所需要的电压,升压变压器也是电力变压器的一种结构形式,在试验中的适应能力较强,所以应用的也较为普遍。
无论是高压输电技术的试验研究还是高压设备的绝缘考核其在试验时都对交流试验电源有非常高的要求,所以在试验时可以对其试品可供选择的电源的经济性进行分析,从而找出适用的范围。对于容量较小的短时高电压试验则可选择用试验变压器,而对于较大容量要求单相高电压试验则宜选用串联谐振设备,而电力变压器当用其用为高电压试验设备时,在经济上不具有任何优势,所以通常会利用其作为交流试验电源,则具有较强的适应能力,只有当以上两种设备无法满足试验要求时,才会考虑利用电力变压器进行试验。
二、高压试验的主要研究方法
电力系统主要由以下几种设备组成:大型电机、GIS和电力电缆等,因为电容量较大,例如使用60hz的电压对其进行主绝缘试验,需要使用容量较大的试验变压器和低压试验电源,上述因素造成现场试验十分困难,因此,必须研究新的试验方式对电力系统进行试验,我国目前现场试验多使用工频交流试验、振荡电压试验、超低频试验和直流试验等。
2.1 工频交流试验系统
实验装置主要由以下几个部分组成:保护球隙、升压变压器、调压器和电源控制器等,调压器对试验电压的升降速度和大小等进行调节,试验变压器用来升高电压供给被试品所需的高电压,球隙测压器用来测量高电压或保护被试品免受过电压。
2.2 直流耐压试验系统
我国多使用工频高压和高压硅堆得到直流高压,上述方式因为需较大体积的设备,稳定性水平较差,纹波系数较高等原因,现在已经不再使用,在上述技术的基础之上,产生了工频倍压整流高压发生器,具有以下几种优点:故障水平较低、过载水平强、电路简单等,但是因为工频倍压没有闭环反馈,所以稳定性水平较差,同时,继电器对回路的控制保护动作很慢。
2.3 0.1 Hz 超低频交流耐压试验系统
由于直流耐压存在与交流耐压等效性问题,考虑到有些被试品的电容量很大,工频试验时所需试验变压器的容量也就很大,这导致了试验设备笨重,现场试验使用不方便。于是提出采用0.1 Hz超低频试验装置,从理论上讲,由于容性电流随着试验电压的频率的降低成正比减小,因此,0.1 Hz 超低频试验电源的容量仅为工频时的1/50。这就使试验电源的重量大大减轻,非常适用于现场试验。超低频(0.1 Hz)耐压试验仍是交流试验,推荐用于中压XLPE绝缘电力电缆试验。一方面该试验不会在电缆XLPE 绝缘中聚集空间电荷,畸变局部电场。
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2.4 高频震荡波(OSI)试验
高频震荡波耐压试验方法原理为:通过直流高压发生器对充电电容C1 进行充电,达到预定幅值时使球隙放电,对被试品进行充电,达到预定幅值时球隙停止放电,此时,试品上的试验电压通过电感线圈、被试品电缆(Cx),电阻Rl、R2 形成振荡放电回路,从而在试品上得到的电压是一个KHz 数量级的衰减振荡波电压。
三、高压试验安全设计方法
可靠的接地 在试验室中,应该设置临时地栓等,使高压试验的动力配电装置、试品和设备能够就近连接携带型接地线,接地排与屏蔽板网可靠多点电气连接。高压试验试品和设备中使用的接地线,应该使接地面和试验需求吻合,但是大于等于四平方毫米,动力配电装置中使用的携带型接地线,截面面积应该大于等于二十五平方毫米,因为在试验的过程中,六面屏蔽体使用一点接地的形式,建筑防雷试验一般使用多点接地井和接地系统相连接,在高压试验结束之后,应该合上接地刀闸,和防雷接地的相关要求相吻合.
做好高压试验的相关准备工作对于高压试验的安全极为重要。笔者这里提到的高压试验的准备工作主要包括以下几个方面:
1、制定相关试验方案
高压试验方案的确定是确保实际高压试验安全的关键。不同地区进行高压试验的情况不同都需要采用不同的试验方案才能够开展。具体来说,相关负责的技术人员需要根据高压试验地区的地点以及四周环境和试验的标准进行具体的了解和掌握,在这个基础之上制定试验方案。只有熟悉了解项目,才能够设定出安全的方案。
2、做好试验安全警示工作
做好试验安全警示工作是确保高压试验安全必不可少的措施。目前,做好安全警示工作是高压试验过程中做得比较到位的工作。笔者所在的公司,一旦开战高压试验,都会在试验的地区周围安装安全网,并且在距离四百米左右的地方悬挂“止步,高压危险”标示牌。
(二)加强监管工作
加强对高压试验监管工作是确保高压试验安全的主要措施。笔者这里提到的监管工作主要是指在试验的过程中,对于电气检测的试验设备需要专人看管。只有专人看管,才能够确保各项设备都处于正常的工作状态,不出现任何问题。举一个简单的例子来说,试验装置的电源开关中具有较为明显断开的双极开关,以便区分合闸或分闸两种工作状态,但是如果没有专人看管,处于不同的状态对于工作就有重要的影响。
(三)提高技术科技含量
提高技术的科技含量是确保高压试验安全的关键。提高高压试验的技术科技含量主要是指提高相关设备的在线检测技术。目前来看,电气设备在线检测技术在个别发达地区得以应用,但是没能够普及。从理论上来说,电气设备的在线检测技术主要是通过一种采用运行电压来对高压设备绝缘状况进行试验的方法,其在线检测具有时效性和真实性,在高压检测的过程中可以提高高压试验的结果。
(四)做好清理工作
做好清理工作是确保高压试验安全的另一措施。笔者这里提到的做好清理工作主要是指在试验结束之后,我们需要做好必要的清理工作。
首先,相关的技术工作人员需要根据试验的情况自动拆除自装的接地短路线,需要注意的是,拆除线路之后,一定要确保测试地区的线路可以恢复被试设备实验前的接线。只有这样,才能够避免问题的产生。
其次,要彻底地、完全地拆除安全网。进一步做好高压试验测试地区的后期清理工作,将所有的测试设备以及工具都收拾后,不遗留任何物件。
结论:高压试验不能有效地发现高压交联聚乙烯主绝缘电缆的缺陷,在直流电压下,由于温度和电场强度,的变化,交联聚乙烯绝缘层的电阻系数会随之发生变化,绝缘层各处电场强度分布因温度不同而各异,在同样厚度下的绝缘层,因为温度升高而击穿水平降低,由于高压交联聚乙烯绝缘层厚,因此不宜用于直流试验测试;交流耐压试验是检验交联电缆绝缘质量的有效手段。准确有效的掌握电缆各部位的运行状况有利于提高电缆的安全运行,减少电缆在运行中的故障。
参考文献:
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[3]金文龙,孙瑜.建设更高电压等级电网研究初读[J].电力设备.2005.
[4]DL560—1995 电业安全工作规程(高压试验室部分)[S].
论文作者:宋奎岚
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/26
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