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摘要：随着我国经济的快速发展，应用电气设备越来越广泛，对于电气设备的需求也越来越大。同时电气设备频频发生的电气设备故障导致的各种事故，让我们不得不加强对电气设备的管理和维护工作，如何提高设备安全运行能力，提高设备使用率，减少设备故障造成的问题并寻找对策，是提高企业产品质量，保障人民生命财产的关键所在。电气产品（含设备及电缆等）的制造、安装及维修过程中，都必不可少地要进行绝缘测量和耐压试验，这是保证产品质量、保证设备安全运行地重要环节。文章主要探讨了电气耐压试验的自动测控。
关键词：电气；耐压试验；自动测控
电气设备试验工作是保证电气设备安全运行的前提，也是保证电气设备安全运行中的一项最基本、最重要的工作。而工频交流耐压试验就是电气试验工作中最重要的一环，它对被试品施加一定的电压，并保持一定时间，以考虑被试品绝缘承受各种电压的能力，从而保证设备的安全运行。在对设备耐压时由于“容升现象”的存在，在实际工作中会对试品的绝缘强度造成严重的伤害。因此研究电气耐压试验的自动测控十分必要。
一、电气耐压试验的重要意义
配网电气设备工频交流耐压试验就是高压试验工作中最重要的环节，它根据规程对被试配网设备施加规定的电压，并坚持一定的时间，以考虑被试配网设备绝缘承受各种电压的能力，从而保证配网电气设备的安全运行。配网电气设备的交流耐压试验是坚定设备绝缘强度的最有效最直接的办法，他对于甄别设备是否可以投入使用有着决定性的意义，因为非破坏性试验绝缘电阻和吸收比试验、泄漏电流和直流耐压试验以及介质损失角测量试验等虽然可以发现配网电气设备很多的绝缘缺陷，限于其试验电压不高于被试设备工作电压的规定，在根本上对电气设备的绝缘缺陷还不能及时发现。因此，为了加强对电气设备缺陷早暴露早更换的原则，有必要进行交流耐压试验。工频交流耐压在试验时的电压分布、波形、频率均符合设备的实际使用状况，因此这种试验电压越高，就越能有效地发现配网电气设备存在的集中性缺陷。在试验过程中我们要根据规程选择合理的试验电压和时间，因为对于绝缘良好的配网电气设备，工频交流耐压会使它本身的绝缘强度逐渐减小，形成绝缘内部劣质的积累效应。绝缘击穿电压值不但与所加电压有关，而且还与加压的持续时间有关，其击穿电压随加压时间的增加而逐渐下降。因此，我们在试验时必须正确选择对配网电气设备耐压的标准和时间。
配网电气设备的工频耐压过程中会产生“容升现象”，这是因为试验中配网电气设备一般属容性的，因此试验电压互感器在电容性负载下，回路中的电容电流在试验电压互感器的漏抗上会产生压降，测量试验电压互感器低压侧电压，再乘以电压互感器变比换算为高压侧电压，就会出现试验电压互感器的输出电压高于被试配网设备耐受的电压，这就是所谓的“容升现象”。“容升现象”的存在是不可避免的，它会对被试配网电气设备的绝缘强度造成不可避免的伤害。因此，在电气设备实际试验工作中，设计符合现场实际需求，结构合理、运行稳定、维护方便、数据准确、能有效测量“容升电压”的检测设备是十分必要的。
二、电气产品耐压试验自动控制系统设计及应用分析
目前，耐压试验系统智能化程度较低，且操作较为复杂，工作效率并不理想。本研究提出了一种新型电气产品耐压试验自动控制系统，以提升电气产品耐压试验效率。其结构具体如下图所示：
图1 电气产品耐压试验自动控制系统结构
注：1.底座、2.电抗器、3.电容分压器、4.液压升降装置、5.液压升降臂、6.第二液压升降臂、7.第一均压罩、8.第二均压罩、9.导电管、10.滚轮、11.水平调节装置、12.散热器、13.泄压排气阀、14.液压泵、15.调速器、16.蓄电池、17.控制箱。
（一）电气产品耐压试验自动控制系统结构分析
该系统适用于串联谐振耐压试验。如图所示，底座左侧安装了控制箱（内含调速器与蓄电池），滚轮与电机轴相连，调速器则经由导线与电机连接。通过调速器可对电机速度进行控制，以控制滚轮转速，从而对底座运行速度进行有效调控。本系统中，对底座进行了特别优化，使其呈“#”状，并且在底座上设置了水平调节装置、高压电抗器及电容分压器。为固定高压电抗器及电容分压器，可加设支撑座，以保证其稳定性，对应支撑座需开设防环流缺口。底座中部设置了散热器，散热器与高压电抗器相接，以实现循环散热，保证设备能够稳定、持续工作。高压电抗器以变压器油绝缘，顶端设有排气阀。当高压电抗器处于垂直状态且高压电抗器的内部气压达到一定值时，泄压排气阀启动，进而排出高压电抗器内部的逸出气体，让电抗器得以维持稳定工作状态。底座上还安设了液压升降装置。该装置利用第一液压升降臂对电容分压器进行支撑，第二液压升降臂起到辅助作用。两升降臂均为转动固定在底座上的伸缩架构成，由液压泵驱动伸缩架的旋转、伸缩、升降活动，让升降臂在移动过程中更为快捷、便利，无需使用吊车，保证了高空作业人员的安全。高压电抗器顶部通过螺栓连接第一均压罩，电容分压器顶部通过螺栓连接第二均压罩，进一步增强了系统稳定性。第一均压罩和第二均压罩之间活动连接，设置了用于高压电抗器和电容分压器电气连接的导电管，导电管具有良好的伸缩性，方便调整导电管长度；第二均压罩上还设置有用于固定导电管的活动卡扣，操作人员在地面上使用绝缘杆时，可将导电管连接在第二均压罩的活动卡扣上，操作起来更加安全、方便。
（二）电气产品耐压试验自动控制系统应用流程分析
首先，确定耐压试验位置，将耐压试验系统移到地面。通过水平调节装置调整底座位置，使底座处于水平状态。然后，进行高压电抗器组装。将高压电抗器固定在用于支撑高压电的第一液压升降臂上，调整第一液压升降臂的位置，并将第一均压罩安装在高压电抗器上，使其升至垂直状态。再者，组装电容分压器。将电容分压器固定于第二液压升降臂上，保持高压电抗器水平方向轴线与电容分压器水平方向轴线相互平行。调整第二液压升降臂位置，并将第二均压罩安装在当电容分压器升至垂直状态时的顶端端部；将导电管的一端安装在第一均压罩上，通过第一液压升降臂将固定在第一液压升降臂上的高压电抗器调整至垂直方向；通过第二液压升降臂将固定在第二液压升降臂上的电容分压器调整至垂直方向。最后，从地面通过绝缘杆，将导电管另一端固定在第二均压罩的活动卡扣上；将高压电抗器固定在底座上，并去除高压电抗器和第一液压升降臂之间的固定，再将第一液压升降臂调整至水平方向；将电容分压器固定在底座上，并去除电容分压器和第二液压升降臂之间的固定，同时将第二液压升降臂调整至水平方向；连接耐压试验所需的引线，便可进行耐压试验。
三、方案优势及特点分析
本系统在地面上就可以完成设备组装及拆卸，不需要进行高空作业，且避免了使用吊车、绝缘梯及高空作业车，大大提高了工作效率。尤其是在电网事故抢修中，大幅度节约了耐压试验组装、拆卸设备的时间，降低了作业人员触电和高空坠落风险，运输较为方便，满足了耐压试验的需要。另外，系统中水平调节装置采用一种立柱水平仪，测量水平度十分便捷，并且可用来测量竖立柱状物体与水平面的垂直度。立柱水平仪代替了简单的机械水平调节，提高了设备的智能化水平。
总之，电气产品耐压试验是电气产品生产过程中的重要环节。本研究中所提出的电气产品耐压试验自动控制系统具有良好的适用性，操作简便，可有效提升实验工作效率，望得以推广。
参考文献：
[1]陈浩，石雅松.高压电气设备交流耐压试验中的特殊情况[J].电世界，2015，（02）
[2]陶健，姚利萍.大容量电气设备现场交流耐压试验装置的研制及其应用.北京：工程与技术.2015
论文作者:孙蓬勃1,万文昭1,乔敏瑞1,李湘湘2,陈瑞先1
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/16
标签：耐压论文; 电气设备论文; 高压论文; 液压论文; 电压论文; 电容论文; 底座论文; 《电力设备》2017年第32期论文;