變電站高壓電氣試驗設備現狀及技術改進分析

劉凱 國網江蘇省電力有限公司揚州市江都區供電分公司

高壓電氣試驗是檢查變電站高壓電氣設備絕緣性、泄漏電流以及交流耐壓性能的主要方法，而相關檢測設備的性能、使用成本、操作便捷性就成為影響檢測效果的重要因素。掌握高壓電氣試驗設備的應用現狀，研究其改進方向，這一工作具有很高的工程價值。

一、高壓電氣試驗檢測內容及設備現狀

（一）檢測內容

第一，泄漏電流。高壓電氣設備中的帶電導線或者帶電零件一般都設計有專門的絕緣保護層，原則上來講這些絕緣層是不能導電的，但是帶電體上產生的電壓差作用于這些絕緣層之后也會使其產生非常微小的電流，這種電流稱為泄漏電流。理論上來講這種泄漏電流幾乎是不可避免的，但是只要其電流足夠小，就認為絕緣層是安全有效的，一旦其超過規定范圍，可能會擊穿絕緣層，并且導致高壓電氣設備的金屬外殼帶電，威脅人的安全。

第二，絕緣電阻。高壓電氣設備動輒數千伏、數萬伏的電壓對人員的安全具有非常顯著的威脅，因此，設備中的電纜以及其他帶電組件通常都設置了電阻值非常大的絕緣屏蔽層，絕緣層阻值的大小對設備和人員安全具有重要作用。因此，高壓電氣試驗中要借助專業的兆歐表來檢測這些絕緣層是否存在阻值不合格的問題。有些老化或者被擊穿的絕緣層就會存在此類問題[1]。

第三，交流耐壓。高壓電氣設備在實際工況下必須具備良好的耐壓特性、負載穩定性以及絕緣穩定性，有時候在交流電的作用下會出現絕緣層擊穿、電纜頭閃爆之類的嚴重安全故障，借助交流耐壓試驗對高壓電氣設備在實際工況下的性能和安全穩定性展開嚴格的測試，這是確保電力供應正常的關鍵措施，一般試驗用壓力略高于設計電壓。

第四，直流耐壓。直流耐壓試驗的目的與交流耐壓試驗非常類似，但二者之間也存在差異，直流耐壓試驗更容易發現設備在絕緣層方面潛在的一些局部缺陷，但是其對實際工況的模擬性就差了很多，因為實際工況下采用交流電。

（二）設備現狀

第一，高壓電氣試驗車。這種高壓電氣檢測裝備將照明、計算機數據管理系統、控制面板、電源以及其他多種電氣試驗儀器集成在中型汽車上，形成一種可移動式的電氣試驗車輛，在實際應用中可將車輛開至相關的檢測地點，然后通過車輛上安裝的各種設備來實現實時檢測、數據收集、數據分析、得出結果。采用這種檢測裝備可大幅度提高高壓電氣試驗的效率、減少數據處理的難度以及避免人為錯誤，具備較高的自動化水平。不過這種專業電氣試驗車上安裝了很多比較先進的進口電氣試驗設備，采購以及維護保養的成本都非常高[2]。

第二，常規設備。考慮到成本問題，目前大量的電氣試驗活動依然采用價格相對低廉的傳統測試工具和設備，常用的設備包括兆歐表、三相繼電保護測試儀、高壓介質損耗測試裝置、電容電感測試儀、泄漏電流測試儀、直流高壓發生器、交流高壓發生器等。這些檢測設備雖然可有效控制企業開展此類檢測活動的經濟成本，但是其缺點也很顯著，在試驗量較大時要花費較多的人力和時間。與此同時，這些常規的檢測設備還表現出操作相對復雜、接線要求高、人為失誤風險高的缺點。

二、檢測設備改進方向

（一）提升智能化

國家對高壓電氣試驗的具體規范和要求在實踐中也不斷地修訂和改進，而現代化的高壓電氣試驗設備也在朝著集成化、多功能性以及智能化的方向而發展，借助這種改進可大幅度提高電氣試驗設備的適用場景、使用范圍以及檢測效率。典型的例子是智能型耐壓試驗裝置，國內已經研發出了比較成熟的型號，如STYD-3000。該裝置具有比較廣泛的使用范圍，電氣元件、電氣絕緣材料的耐壓強度都可借助這一裝置來實現有效地測量。該裝置的智能性特點體現在其具備人機對話功能，可語言操縱鍵盤，電流、電壓以及耐壓測試的最終結果均可在這種裝置上實時地顯示出來。并且這種裝置還在安全設計、配套軟件系統設計、抗干擾設計等方面形成了巨大的優勢，為高壓電氣試驗設備的改進提供了很好的示范[3]。

（二）重視分類管理

高壓電氣試驗設備的種類、結構特點、工作原理、環境存儲要求、日常維護管理方法都或多或少的存在差異，因此，在日常管理中不能不加區分地多所有設備采取統一的管理和存儲方式。有些高壓電氣試驗設備的靈敏度可能會因為灰塵或者水分的侵入而產生嚴重的下降。這就要求相關單位根據試驗設備的特點和存儲要求采取分類管理的方式。所有新采購的電氣試驗設備都要嚴格檢查其出廠檢驗報告、質量報告、外觀以及零部件等，確保其質量合格之后方可接收，對已經投入使用的試驗設備還要開展定期的保養、清灰、潤滑以及故障維修，使其檢測靈敏度和性能始終處在最佳狀態[4]。

（三）應用新的技術路線

現代傳感器技術和探測技術的快速發展為電氣高壓試驗測試技術的創新提供了有力的支撐。例如，紅外熱成像技術可有效的檢測出高壓電氣設備在運行情況下的熱源分布和熱力特點，并且這種技術還能輔助完成安裝和拆卸發電機轉子的護環。高壓電氣設備在實際運行過程中要將各個部分的溫度控制在合理地范圍之內，如果出現異常的溫度變化，則要考慮是否存在故障因素，手持紅外線溫度測試儀，檢測設備中不同部位的點溫度，操作方法和結果顯示都非常便捷。另外，超聲檢測在高壓電氣設備內部介質的檢測方面具有良好的效果。

三、結束語

受到成本制約，在高壓電氣試驗中大多還是采用各種常規的檢測設備，而集成度和自動化水平都比較高的高壓試驗車則具有成本高的缺陷。在未來的技術改進中要重視試驗設備的分類管理、提高智能化以及擴大新技術的應用范圍。