電力系統(tǒng)中高壓電氣試驗的分析

崔育誠

國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司雙鴨山供電公司 黑龍江 雙鴨山 155100

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人類生活及生產(chǎn)對于電力的需求量逐漸增加，為確保電力供應的安全性、穩(wěn)定性以及持久性等，提高電力系統(tǒng)的運行效率及運行水平十分重要。針對于電力系統(tǒng)的運行，其內(nèi)部包含多種高壓電氣設備，各高壓電氣設備的正常運行是保證電力系統(tǒng)正常運行的條件之一。為此，電力企業(yè)需要注重各高壓電氣設備管理的同時，還需要加強對高壓電氣試驗的研究與分析，借助試驗檢測電力系統(tǒng)運行可靠與否，識別系統(tǒng)運行故障，提升系統(tǒng)運行效率。

1 電力系統(tǒng)中高壓電氣試驗概述

1.1 試驗基本內(nèi)容

電力系統(tǒng)中高壓電氣試驗的開展內(nèi)容較為繁雜，具體試驗包含多個項目，試驗項目不同，試驗的檢測效果也會不同，以下是對電力系統(tǒng)中高壓電氣試驗基本內(nèi)容的介紹。其一，變壓器局部放電試驗。該試驗主要是對電力系統(tǒng)中變壓器的運行情況進行檢測，當電力系統(tǒng)的運行環(huán)境較為惡劣時，變壓器的運行可能會受一定不良影響，此時試驗人員需要對變壓器的局部放電情況進行檢測，常用的檢測方法是分相加壓法，通過局部放電的實際情況，可以推斷出變壓器的運行情況。其二，串聯(lián)諧振耐壓試驗。該試驗一般適用于大功率電氣設備的檢測，試驗操作的難度系數(shù)較大，且需要使用專業(yè)的諧振耐壓試驗檢測設備，試驗操作對于試驗人員的專業(yè)素養(yǎng)與技能要求較高。其三，線路空氣間隙絕緣性試驗。該試驗主要是對線路空氣間隙絕緣性的檢測，試驗的價值性較高，因試驗過程中易受環(huán)境因素的影響，為保證試驗結果的精準性，試驗過程中試驗人員需要對試驗環(huán)境進行嚴格管控。

1.2 電氣試驗類型

1.2.1 高壓電纜試驗

電力系統(tǒng)中，高壓電能的輸送主要是依靠于高壓電纜，而高壓電纜是電力系統(tǒng)中的重要組成部分。針對于高壓電纜試驗的開展，需要使用的裝置包括局部放電檢測儀、直流高壓發(fā)生器、短路裝置、交流高壓發(fā)生器以及絕緣電阻測量儀等。常見的高壓電纜試驗檢測方法介紹如下：其一，電纜主絕緣的絕緣電阻測量。該試驗的主要目的是檢查主絕緣是否老化或受潮等，同時還需要對耐壓試驗后電纜主絕緣有無缺陷進行檢測。試驗需要分組進行測量，需要使用大容量數(shù)字兆歐表，電纜測量電壓為1000V，每次測量前后需要對電纜進行充分放電，時間約為3min左右[1]。電纜的不接試驗設備需要工作人員時刻進行看管，避免人員靠近接觸。此外，交接試驗需要在耐壓試驗后進行。其二，電纜主絕緣耐壓試驗。該試驗主要分為直流耐壓與交流耐壓兩種，前者較為適用于紙絕緣電纜，后者主要適用于橡膠絕緣電力電纜。針對于耐壓標準的設定，以110kV以上的電纜為例，耐壓標準頻率應在20Hz-300Hz范圍內(nèi)[2]。其三，電纜外護套絕緣電阻測量。以110kV以上的電纜為例，試驗需要使用帶有自動放電功能的電動兆歐表，試驗結束后需要接地放電。

1.2.2 高壓變壓器試驗

高壓變壓器試驗主要是對變壓器進行的耐壓試驗，因變壓器（見圖1所示）是電力系統(tǒng)的重要組成部分，所以高壓電氣試驗包括高壓變壓器試驗。高壓變壓器的絕緣主要分為兩種，分別是主絕緣與縱絕緣，其中主絕緣主要是指線圈自身以外其他結構的絕緣，例如鐵芯，縱絕緣主要是指變壓器繞組各電位點以及部位間的絕緣，例如線圈匝間，為保證高壓變壓器試驗結果精準，變壓器的耐壓試驗一般需要經(jīng)過感應及交流兩種耐壓測試[3]。從交流耐壓試驗方面進行分析，試驗過程中被測線圈端口需要連接試驗電壓，而非試驗端口需要接地進行保護，避免發(fā)生人員觸電事故。試驗需要使用的設備包括工頻耐壓試驗裝置、三倍頻耐壓試驗裝置以及串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置等。從感應耐壓試驗方面進行分析，變壓器的中性點降低便會影響其絕緣性能，此時交流耐壓試驗無法取得良好效果，需要試驗人員使用感應試驗方法。試驗過程中需要依據(jù)絕緣介質(zhì)的特點及設備運行情況合理調(diào)整試驗電壓，檢查設備接地情況，如果受環(huán)境濕度影響，電氣設備表面出現(xiàn)閃絡現(xiàn)象，則試驗結果不合格，試驗人員需要將設備表面清理干凈后進行二次試驗。

圖1 高壓試驗變壓器

1.2.3 高壓斷路器試驗

一方面，高壓斷路器試驗當中的開斷能力試驗較為重要，試驗回路的工頻恢復電壓應超過定值的95%，且維持時間至少為0.1s。以發(fā)電機試驗站為例，為獲得工頻恢復電壓值，可以適當將發(fā)電機勵磁進行強化。在短路期間，若想讓工頻恢復電壓超過95%，試驗人員需要注意以下幾點：其一，如果是三級斷路器的三相試驗，斷路器額定電壓除以3之后的值為工頻恢復電壓平均值，該值與電壓平均值的偏差應小于20%[4]。其二，如果是三級斷路器單相試驗，地電壓值與首開極因數(shù)的乘積為工頻恢復電壓值。其三，如果是單極斷路器，斷路器額定電壓值等于工頻恢復電壓值。

另一方面，短路發(fā)電機回路試驗。因網(wǎng)絡試驗站的容量易受約束，所以試驗人員可以使用專供短路開斷以及關合試驗兩種方式，對發(fā)電機電源進行試驗檢測，試驗需要使用短路發(fā)電機。試驗的操作方法分為兩種，一種是突然短路，試驗需要保證電動機與勵磁機處于運行狀態(tài)，隨后需要將短路發(fā)動機轉速調(diào)到額定值，科學控制發(fā)電機勵磁電流，切除電動機電源，合閘接通斷路器試驗電路，致使斷路器處于開斷狀態(tài)，以此開展短路斷流開斷試驗[5]。另一種是沖擊勵磁，試驗之前試驗人員需要將電路及短路發(fā)電機相連通，隨后啟用發(fā)電機與勵磁機，調(diào)整發(fā)電機轉速額定值，逐漸增加沖擊勵磁電流。

1.3 電氣試驗技術

1.3.1 電氣啟動技術

針對于電氣啟動試驗，試驗的檢測方法多種，常見的有并網(wǎng)帶負荷檢測法，其屬于是一種傳統(tǒng)的檢測方法，因?qū)嶋H的檢測效果較為理想，所以常被應用于電氣啟動試驗當中。在電氣啟動試驗檢測過程中，電氣啟動試驗技術的應用可以提高試驗效率以及精準性等，同時還可以為短路點的設置提供可靠參考。如果是針對于開關處短路排設置故障的檢測，該技術的應用檢測可能無法確保結果的科學性，但是隨著我國電力行業(yè)的不斷發(fā)展，對于電氣啟動試驗技術的研究獲得一定進步，該技術的應用效果明顯改善。

1.3.2 靜態(tài)試驗技術

在電力系統(tǒng)高壓電氣試驗檢測工作中，常用的檢測技術之一是靜態(tài)試驗技術，該技術的應用需要檢測人員保證電力系統(tǒng)各電氣設備處于正常的運行狀態(tài)，隨后檢測人員可以通過邏輯試驗對電力系統(tǒng)的主保護邏輯功能進行詳細檢測。在邏輯檢測試驗過程中，檢測的對象主要是系統(tǒng)回路以及及繼電保護測試儀器，其可以有效將二者的運行故障進行排查，以便于故障的及時處理，防止電力系統(tǒng)出現(xiàn)運行故障。與此同時，靜電試驗技術還可被應用于回路試驗當中，通過加壓操作可以對發(fā)電機的故障進行檢測，同時還可以檢測電壓電流互感器的升壓故障，以此避免電力安全事故的發(fā)生[6]。

2 電力系統(tǒng)中高壓電氣試驗的重要性

2.1 提高系統(tǒng)檢測水平

高壓電氣試驗的主要對象是各電氣設備，其可以檢測出設備運行故障，依據(jù)試驗檢測結果，工作人員可以及時排除設備故障，保證電力系統(tǒng)正常運行。電氣試驗的開展，其關鍵在于對各電氣設備絕緣性的檢測，如果試驗檢測操作不規(guī)范，不僅不利于試驗結果的正確獲取，還可能會增加試驗風險，不利于電力系統(tǒng)檢測水平的提升。除此之外，試驗過程中工作人員可以依據(jù)檢測結果推斷各電氣設備的實際運行情況，不僅有助于系統(tǒng)檢測水平的提升，還有助于故障檢修方案的針對性制定，提高電力系統(tǒng)整體維修檢測水平[7]。

2.2 提高企業(yè)經(jīng)濟效益

電力系統(tǒng)是電力企業(yè)運行的重要系統(tǒng)，其直接影響著企業(yè)電力資源的供應效果，并對企業(yè)經(jīng)濟效益的提升具有重要影響。各電氣設備的長期運行可能會存在一定的安全隱患，如果隱患未能獲得及時排查與處理，則可能會導致設備故障，影響電力系統(tǒng)的正常運行。高壓電氣試驗的開展可以高效排查各電氣設備的運行故障，以便于電力企業(yè)及時解決設備故障問題，避免電力系統(tǒng)出現(xiàn)運行故障，影響電力供應，增加電力企業(yè)經(jīng)濟損失[8]。與此同時，電力系統(tǒng)的運行存在一定安全風險，電氣試驗的開展有助于風險的預防與及時排除等，進而可以有效防止安全事故的發(fā)生，保障電力企業(yè)正常運營經(jīng)濟效益。

2.3 防止發(fā)生電氣事故

高壓電氣試驗具有檢測各電氣設備運行安全的作用，試驗的檢測目的主要是對電氣設備及系統(tǒng)能否承受設計參數(shù)范圍內(nèi)的最高電壓進行測試，同時還是對各電氣設備運行性能的檢測，即在最高電壓下各電氣設備能否正常運行。通過試驗可以得知各電氣設備及系統(tǒng)運行的可靠與否，以便于各電氣設備運行故障的及時排查與處理。與此同時，電氣試驗可以發(fā)現(xiàn)潛在的電氣風險及隱患，檢測電氣設備運行缺陷，進而可在一定程度上有效規(guī)避電氣事故的發(fā)生[9]。

3 電力系統(tǒng)中高壓電氣試驗優(yōu)化策略

3.1 注重專業(yè)人才培養(yǎng)

電力系統(tǒng)的運行需要人為進行操作和監(jiān)管，為確保高壓電氣試驗的順利開展與推進，防止試驗出現(xiàn)安全事故，電力企業(yè)需要注重專業(yè)人才的培養(yǎng)，優(yōu)先構建專業(yè)的試驗團隊，并通過定期培訓的方式提高人員專業(yè)技能，以便于提升電力企業(yè)高壓電氣試驗開展水平，優(yōu)化試驗流程，確保企業(yè)電力系統(tǒng)獲得長久、穩(wěn)定運行。一方面，針對于在職人員，電力企業(yè)需要加強人員培訓，通過長效人才儲備機制的構建長期培養(yǎng)專業(yè)人才，注重專業(yè)試驗人員素養(yǎng)以及能力的提升。另一方面，注重專業(yè)人才的引進，面向社會公開招聘高素質(zhì)、專業(yè)化試驗人才，通過合理的招聘機制及薪資福利待遇招攬群才，以此擴大企業(yè)內(nèi)部人才隊伍，以便于為電力系統(tǒng)高壓電氣試驗的開展儲備人力資源[10]。

3.2 強化人員安全意識

高壓電氣試驗的開展具有一定的安全風險，為確保試驗開展順利，避免安全事故的發(fā)生，電力企業(yè)需要注重人員安全意識的強化，定期組織試驗人員參與安全培訓活動，同時還需要對試驗人員的安全知識以及試驗經(jīng)驗等進行考察，盡可能降低安全事故發(fā)生概率，避免電力企業(yè)出現(xiàn)經(jīng)濟損失。一方面，電力企業(yè)需要注重人才隊伍的創(chuàng)建，強化人員安全防護意識，提高人員安全防護技能，嚴格規(guī)范試驗流程操作[11]。另一方面，構建安全管理機制，強化安全管理，將電氣試驗的安全管理納入企業(yè)管理工作當中，嚴格規(guī)范試驗人員各項試驗操作。與此同時，將試驗人員的薪資待遇與安全管理相掛鉤，以此提高試驗人員對于試驗安全性的重視度。

4 結束語

電力系統(tǒng)較為復雜，其屬于是一個綜合體，系統(tǒng)的運行對于電力資源的供應具有重要影響。高壓電氣試驗是電力系統(tǒng)管理工作的重要環(huán)節(jié)，其內(nèi)容包括變壓器局部放電試驗、串聯(lián)諧振耐壓試驗以及線路空氣間隙絕緣性試驗等，試驗重要技術包括電氣啟動技術以及靜態(tài)試驗技術等。加強對高壓電氣試驗的研究，有助于提高系統(tǒng)檢測水平，有助于提高企業(yè)經(jīng)濟效益，有助于防止發(fā)生電氣事故。為此，電力企業(yè)需要強化高壓電氣設備管理，不斷優(yōu)化高壓電氣試驗。