高压电气设备检测异常情况的分析及解决策略

高压电气设备检测异常情况的分析及解决策略 党原 西安高压电器研究院有限责任公司 陕西省西安市710049 摘要: 高压......

作者:党原 文章来源:未知 日期:2021-07-02

高压电气设备检测异常情况的分析及解决策略
党原
西安高压电器研究院有限责任公司  陕西省西安市 710049

摘要:高压电气设备检测异常后的结果分析对于确保电力系统的正常运行十分重要。在分析的时候,首先应该对试验方法、操作工艺全面进行检查,确定是被试设备的问题后,才能对设备故障进行分析并采取有效措施。本文列举了部分高压电气设备常见检测异常的情况,并对可能的原因进行了分析,提出了解决策略,希望对高压电气检测行业从业者有所裨益。
关键字:高压电气设备;检测;分析
引言:写高压电气设备检测的重要性
电能的使用伴随着电的发现开始,不断发展至今,已成为人们生产生活的基本能源、国家发展的基础性、战略性能源。电能从发电厂发出,在传输过程中必不可少的需要高压电气设备对电能进行传输、转换、补偿、切除、测量等一系列操作,才能安全可靠的将电能从能源生产地输送至各个电能使用终端。因此,高压电气设备作为电力输送的关键设备,是电力设施中极为重要的一环,一旦出现故障,必将引发大面积的停电,造成重大经济损失,甚至人员伤害。因此,要保障高压电气设备的运行安全,对异常情况及时进行分析解决。
一、高压电气设备检测概述
高压电气设备众多,常见的有用于电能变换的有变压器、电压互感器、电流互感器、高电压整流装置;电能切除作用的隔离开关、断路器;电能补偿作用的电抗器、电容器;以及电能传输作用的高压母线、高压电缆等。对这些设备的试验项目非常多,常用的有绝缘电阻测量、交流耐压试验、直流泄露试验、介质损耗试验、机械特性试验、直流电阻测量、回路电阻测量等。
高压电气设备检测,就是利用相应的检测设备、仪表仪表,对高压电气设备在正常投运或超过一定阈值的参数基准下进行模拟测试的过程。其目的在于发现高压电气设备的缺陷或隐性缺陷并将其提前解决以避免在实际运行中形成安全隐患造成安全事故。
对高压电气设备检测包括型式试验、出厂试验、抽检试验、投运前的交接试验、投运中的预防性试验,以及异常情况下的检测试验。型式试验是指高压电气设备在新产品试制定型鉴定或转厂生产的试制定型鉴定,在大规模批量生产前需对其电气性能如绝缘性能、容量性能、机械性能等多个关键指标实施试验,以确定设计参数准确无误,各项性能达到预期指标且无任何缺陷及隐患。需特别指出,新设计、新改进或达到一定周期的高压电气设备在入网挂网前必须经型式试验考核通过后方能挂网运行。出厂试验指高压电气设备在批量生产后,为检验生产质量并确认其符合预计的性能要求而进行的质量检验。抽检试验是指设备使用方在批量产品使用前对某一批次或全部批次的交付设备进行抽样试验考核,以确认交付设备符合性能要求及使用要求。投运中的预防性试验是指为了发现运行中设备的隐患,预防发生事故或设备损坏,对设备进行的检查、试验或监测,也包括取油样过气样进行的试验。这些试验的最终目的都是为了发现高压电气设备潜在的缺陷及安全隐患,以达到提前发现,提前解决的预防效果。
二、基于试验方法问题的检测异常及解决办法
(一)回路电阻测量不合格问题
回路电阻是测试高压开关的动静触头间接触电阻,防止因长期发热烧蚀或环境影响造成接触电阻过大从而产生持续性发热损伤设备。被试设备一般是断路器或隔离开关。由于操作方法问题造成的测试不合格的主要原因是接线不牢靠,测试线的钳口与开关设备的接触部位存在较大的接触电阻,从而产生了较大误差。需要注意,本身正常的测试结果就是微欧级,如果连接不牢靠,误差必然会非常大。
解决措施:一是测试线钳口必须干净,不得存在发黑的氧化层;二是测试线钳口选择连接的开关连接部位尽量要靠近开关测试的断口,例如:高压隔离开关,一般会选择在动静触头连接断口的两端铜板上进行连接,而不能越过铜板连接到隔离开关两端的软母线上。
(二)高压电缆耐压试验不合格问题
高压电缆一般采取直埋的敷设方式较多,因此,所处环境恶劣,发生人为挖上或端口受潮等问题也会造成设备故障。但正因为高压电缆受环境的影响较大,未认真进行处理仍旧进行试验,依然会产生较大误差,,而且高压电缆在连接端子附近电场强度变化剧烈,稍有处置不当就会在连接端子附近的绝缘包裹处发生对地击穿。其原因一般是因为电缆内部潮湿,造成了绝缘程度下降,致使测试数据不合格,由于电缆耐压试验为破坏性放电试验,故而一旦发生任何异常导致绝缘性能下降都会造成电缆的绝缘击穿从而损坏电缆。
解决措施:一是对采取直埋的高压电缆,在试验是务必要对电缆是否潮湿进行检查,对于新制作电缆头必须做好防潮措施和绝缘包裹。否则就会造成耐压试验数据不准确。二是对高压电缆头进行耐压试验时,要对防雨帽、伞裙上的污垢擦拭干净,保证电缆端头的外绝缘性能正常,否则外部的沿面闪络一样会导致内部绝缘遭受过电压冲击,形成内部绝缘击穿损坏电缆。
(三)变压器直流泄露试验不合格问题
变压器直流泄露试验是对一定电压下绝缘泄露电流的测试,显然,这种泄露电流不会太大,一般为微安级。因此,一旦发生测试方法的问题引起异常,就应该重点检查裸露在外的绝缘部分。有可能出伞裙脏污,相间连线不牢靠的问题。
解决措施:处理伞裙脏污、接线不牢靠问题。
(四)试验仪器使用方面容易造成检测异常的情况
试验仪器使用方法问题同样会造成检测异常情况的发生。最常见的有:
一是耐压试验时,高压测试线垂落接触地面或设备外壳,此时测试的耐压数据仅仅是高压测试线的外皮绝缘,其绝缘水平一般不可能超过被测设备,如果强行加压,只会造成测试线击穿。二是直流电阻试验时,测试线接触连接不牢靠。直流电阻测试的电压不高,但电流一般选择100A,甚至200A,在这种级别的电流下,如果测试线钳口连接处所不牢靠或连接接触面较小,极易发生放电烧伤现象。三是绝缘油耐压试验。如果对仪器中的油杯和油棒清洗的不够干净,同样会造成耐压试验结果的误差。
三、常见高压电气设备检测异常情况的分析及解决办法
(一)变压器直流电阻异常
变压器直流电阻测试,是通过对每一相的线圈连同引线的电阻采用直流进行测试,通过对各相之间进行对比,以及与设计值或上一年度测试值进行比较,没有太大差异的一种测试,其结果的好坏影响往往反映了引线连接或分接开关的连接问题,匝间绝缘不良的问题,还有其他一些问题。造成变压器直流电阻不达标要分情况而定。
一是直流电阻测试结果过大。其可能的原因一般有以下几个方面:分接开关接触不良;绕组和套管引线焊接不牢;绕组出现断路的问题。这些问题显然会增加测试的电阻,造成测试结果偏大。
二是直流电阻测试结果偏小。在排除了试验方法因素后仍然存在该问题,一般会出现两种可能。一种是未根据当前温度对测试结果进行换算;第二种是出现了匝间短路的情况。匝间短路的情况可通过变压器变比测量试验检验出来,一般的变压器绕组匝间变比与高压低压额定电压比是一致的,当出现匝间短路的情况时,实际测量的匝间变比一定会比额定电压比小且偏差巨大,可由此判定匝间短路的异常状况。。
对于上述问题,常还可以通过对变压器采取吊芯操作进行进一步的检查。
(二)断路器回路电阻不合格问题
断路器回路电阻的测试,是对包裹在绝缘介质中的动静触头在闭合情况下的接触电阻进行测试,发现存在的接触不良、烧蚀等问题,。而一旦发生由于接触不良导致的触头烧蚀的问题,一则会导致通流严重受影响,二则由于触头烧蚀,断路器隔室中会漂浮烧蚀产生的粉尘颗粒,实际运行中轻则保护装置启动导致跳闸停电,严重时则会造成断路器绝缘装置爆炸的危险。造成断路器回路电阻数据超标的原因有:一是设备操作次数过多而又未及时紧固,造成主导点回路连接部件出现松动,二是设备操作次数过多造成触头压力不足;三是断路器自身设计问题,动静触头间的接触方式在长期动作过程中接触面逐渐减少。
解决措施:一是立即对断路器主导电回路各个连接部件进行检查,特别是螺栓紧固程度的检查,螺栓的松动问题往往是接触电阻增大的最常见原因;二是对断路器的行程和超行程进行测量,这是影响动静触头压力的关键因素,行程和超行程的改变其实也是断路器频繁操作所造成的变化,只是反映在操作机构上的松动和不牢靠问题,另外,环境因素,同样会造成断路器行程和超行程的改变;三是对主导电回路进行解体检查,这一般需要由厂家进行。
(三)高压熔断管异常问题
高压熔断管的异常问题尽管非常简单,发现较易,但这是最常见的问题之一。通过万用表对高压熔断管的电阻进行测试,就可以发现异常情况。这种异常情况要分情况确定原因。第一种情况,测试的电阻无穷大,这显然是熔断管中的熔丝已彻底熔断。第二种情况,测试的电阻远超过往常电阻或其他同一类型设备的电阻,这种情况往往同样意味着熔丝已熔断,因为高压熔断器中的熔丝是包裹在石英砂中的,石英砂具有快速吸收电弧能量帮助迅速冷却的作用,因此,往往熔丝熔断后,断口间距非常微小,甚至似断未断的现象,这种情况下测试的电阻不会是无穷大,但远超过其他同类型高压熔断器。第三种情况,测试的电阻相较其他熔断器有少许增大。这是因为,在长期的电流作用下,高压熔断器熔丝作为熔点低的设备,必然发生消耗,熔丝截面积减小,电阻自然就增大了。
解决措施:针对高压熔断器测试电阻的不同情况,只要是超过标准,则必须要立即进行更换,同时还要检查其他设备,例如长期运行的负荷情况,是否存在偏载的情况等。
四、结束语
高压电气设备检测异常情况多种多样,总的原则是先对检测的方法、工艺进行检查,确定无误后,再对被试设备采取措施。文中通过对常见的因检测方法、工艺造成的异常问题进行举例,可以发现,仪器的接线问题、被试品的脏污潮湿等问题,是造成检测异常的常见问题;通过对常见检测异常的设备问题进行举例,发现问题的原因多种多样,但必定是和检测项目的目的相关,因此,要从测试目的和测试原理来分析异常原因。
参考文献:
[1]李定垚.高压电气设备检测异常情况的分析及解决办法[J].通信电源技术,2020,37(04):90-91.
[2]徐世泽.高压电气设备在线检测技术的探讨[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2020(01):183-184.
 作者简介:党原1985年12月陕西省澄城县学士学位高级工程师研究方向:高压电器检测

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