電氣設備預防性試驗
1 概 述
電力設備預防性試驗是指為了發(fā)現(xiàn)運行中設備的隱患，預防發(fā)生事故或設備損壞，對設備進行的檢查、試驗或監(jiān)測，也包括取油樣和氣樣進行的試驗。預防性試驗是電力設備運行與維護工作中的一個重要環(huán)節(jié)，是保證電力系統(tǒng)安全運行的有效手段之一。電力設備預防性試驗是指對已投入運行的設備按規(guī)定的試驗條件（如規(guī)定的試驗設備、環(huán)境條件、試驗方法和試驗電壓等）、試驗項目、試驗周期所進行的檢查、試驗或監(jiān)測。它是判斷設備能否繼續(xù)投入運行，預防發(fā)生事故或設備損壞以及保證設備安全運行的重要措施。因此，我國規(guī)定，凡電力系統(tǒng)的設備，應根據(jù)《電力設備預防性試驗規(guī)程》 (DL/T 596—1996) (以下簡稱《規(guī)程》)的要求進行預防性試驗，防患于未然。
1996年原電力部對《規(guī)程》進行了修訂，修訂后的電力行業(yè)標準DL/T 596—1996《電力設備預防性試驗規(guī)程》已于1997年正式頒發(fā)實施。
2004年中國南方電網(wǎng)有限責任公司根據(jù)自身實際情況，依據(jù)DL/T 596—1996《電力設備預防性試驗規(guī)程》和有關反事故技術措施之規(guī)定，現(xiàn)另行編制Q/CSG 10007—2004《電力設備預防性試驗規(guī)程》，作為中國南方電網(wǎng)有限責任公司的企業(yè)標準。
目前，我國《電力設備預防性試驗規(guī)程》內(nèi)容實際上超出了預防性試驗范圍，實際上它包括定期試驗、大修試驗、查明故障試驗、預知性試驗及新設備投運前試驗。
2 電力預防性試驗介紹
2.1 預防性試驗基本方法
2.1.1 測量絕緣電阻測量絕緣電阻是一項簡便而又常用的試驗方法，通常用兆歐表進行測量，根據(jù)測得的試品在1min時的絕緣電阻的大小，可以檢測出絕緣是否有貫通的集中性缺陷、整體受潮或貫通性受潮。絕緣設備在相同電壓下，其總電流隨時間有所下降，因此絕緣電阻隨時間有所增大。當絕緣受潮或有缺陷時，電流下降不明顯，絕緣電阻增大較緩慢。將60s和15s時絕緣電阻的比值，稱為吸收比。將10min和1min時絕緣電阻的比值，稱為極化指數(shù)。通常根據(jù)吸收比和極化指數(shù)衡量絕緣是否受潮。
2.1.2 測量泄漏電流測量絕緣體的直流泄漏電流與測量絕緣電阻的原理基本相同。不同之處是直流泄漏試驗的電壓一般比兆歐表高，并可任意調(diào)節(jié)，因而它比兆歐表發(fā)現(xiàn)缺陷的有效性高，能靈敏地反映瓷質絕緣的裂紋、夾層絕緣的內(nèi)部受潮及局部松散斷裂、絕緣油劣化、絕緣的沿面炭化等。
對設備進行泄漏電流測量后，應對測量結果進行全面地分析，以判斷設備的絕緣狀態(tài)。一般與規(guī)定值進行比較，也可以跟相同設備進行橫向比較。
2.1.3 測量介質損耗因數(shù)電介質就是絕緣材料，任何電介質在電壓作用下，總會流過一定的電流，所以都有能量的損耗。把在電壓作用下電介質中產(chǎn)生的一切損耗稱為介質損耗。如果介質損耗很大，會使電介質溫度過高，促使材料發(fā)生老化，甚至會把電介質熔化、燒焦，喪失絕緣能力，導致熱擊穿，因此電介質損耗的大小是衡量絕緣介質電性能的一項重要指標。
交流電壓下，局部放電引起的損耗很高，因此交流電壓情況才引出電介質損耗這個概念。在交流電壓下，可推導出電介質損耗跟介質損耗因數(shù)（tanδ）成正比，常以介質損耗因數(shù)來表示。
測量介質損耗因數(shù)是一項靈敏度很高的試驗項目，它可以發(fā)現(xiàn)電力設備絕緣整體受潮、劣化變質以及小體積被試設備貫通和未貫通的局部缺陷。例如，好油和壞油的耐壓強度在數(shù)值上的差別是10：1，但其介質損耗因數(shù)在數(shù)值上的差別很可能是1000：1。由于測量介質損耗因數(shù)對設備缺陷具有較高的靈敏度，所以在電工制造及電力設備交接和預防性試驗中都得到廣泛的應用。
2.1.4 交、直流耐壓試驗
在電力系統(tǒng)預防性試驗中，雖然對電力設備進行了一系列非破壞性試驗，能發(fā)現(xiàn)很多絕緣缺陷。但因其試驗電壓一般較低，往往對某些缺陷，特別是局部缺陷還不能檢出，這對保證安全運行是不夠的。為了進一步暴露電力設備的絕緣缺陷，檢查設備絕緣水平和確定能否投入運行，有必要進行破壞性試驗即交流耐壓試驗和直流耐壓試驗。
電力設備在運行中可能受到長期工頻工作電壓、暫時過電壓、操作過電壓及雷電過電壓四種電壓的作用，因此要求設備本身必須經(jīng)受過耐壓試驗的考驗，并要求有足夠的裕度。交流耐壓試驗是鑒定電力設備絕緣強度的嚴格、有效和直接的試驗方法，它對判斷電力設備是否繼續(xù)參加運行具有決定性的意義，也是保證設備絕緣水平，避免發(fā)生絕緣事故的重要手段。所以《規(guī)程》規(guī)定，對110kV以下的電力設備應進行耐壓試驗；110kV及以上的電力設備，在必要時應進行耐壓試驗。
直流耐壓試驗是考驗電力設備的電氣強度的，它在反映電力設備受潮、劣化和局部缺陷等方面有重要的實際意義。直流耐壓試驗比直流泄漏電流試驗的試驗電壓高，它更能發(fā)現(xiàn)絕緣的某些局部缺陷，往往這些局部缺陷在交流耐壓中是不能發(fā)現(xiàn)的。同時，在進行直流耐壓試驗時，絕緣沒有極化損失，因此不致使絕緣發(fā)熱，從而避免因熱擊穿損壞絕緣。相對交流耐壓試驗，直流耐壓試驗傾向于非破壞試驗。
2.2 電力變壓器試驗
2.2.1 絕緣油試驗
在變壓器、油斷路器、電力電纜、電容量、互感器等高壓電氣設備中，長期以來一直廣泛大量使用著礦物絕緣油。
絕緣油電氣性能試驗項目中，主要有電氣強度試驗和介質損耗因數(shù)試驗。影響電氣強度的主要因素是油中的水和雜質。介質損耗因數(shù)對油中可溶性的極性物質、老化產(chǎn)物或中性膠質以及油中微量的金屬化合特別靈敏。
絕緣油非電氣性試驗主要是油中溶解氣體中的氣相色譜分析，用這種方法分析油中溶解氣體及其含量，可判斷充油電氣設備內(nèi)部的潛伏性故障。近些年來，電力系統(tǒng)廣泛采用氣相色譜法來查找變壓器絕緣缺陷，及時發(fā)現(xiàn)了很多隱患，所以目前已將該方法正式列為變壓器交接和預防性試驗項目。并且在《規(guī)程》中將它列為變壓器試驗的第yi項。
2.2.2 變壓器繞組直流電阻測量
測量變壓器繞組的直流電阻是變壓器在交接、大修和改變分接開關后*的試驗項目，也是故障后的重要檢查項目。其目的是：檢查繞組焊接質量；檢查分接開關各個位置接觸是否良好；檢查繞組或引出線有無折斷處；檢查并聯(lián)支路的正確性；檢查層、匝間有無短路的現(xiàn)象。
2.2.3 變壓器電壓比試驗
變壓器的電壓比是指變壓器空載運行時，一次側電壓與二次側電壓的比值，簡稱為變比。測量變比的目的：檢查變壓器繞組匝數(shù)比的正確性；檢查分接開關的狀況；變壓器是否存在匝間短路；判斷變壓器是否可以并列運行。
2.2.4 變壓的短路和空載
試驗變壓器的空載試驗，是從變壓器的任一側繞組施加交流額定頻率的額定電壓，其它繞組開路，測量變壓器的空載損耗和空載電流的試驗。空載損耗主要是鐵損損耗，即消耗于鐵芯中的磁滯損耗和渦流損耗。變壓器硅鋼片間絕緣不良、部分硅鋼片短路等原因導致空載損耗和空載電流增大。當試驗測得的數(shù)值與設計計算值、出廠值、同類型變壓器或大修前的數(shù)值有顯著差異時，應查明原因。
變壓器的短路試驗，是將變壓器一側繞組（通常是低壓側）短路，而從另一側繞組（分接頭在額定位置上）加入額定頻率的交流電壓，使變壓器繞組內(nèi)的電流為額定電流，測量所加電壓和功率。將測得的有功功率換算至額定溫度下的數(shù)值，稱為變壓器的短路損耗，所加電壓為阻抗電壓。進行變壓器短路試驗的目的是要測量短路損耗和阻抗電壓，以便確定變壓器能否并列運行；以便計算變壓器的效率、熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定等。
2.3 高壓斷路器試驗
2.3.1 高壓斷路器動特性試驗
高壓斷路器動特性試驗是測量斷路器的分、合閘速度，分、合閘時間，分、合閘不同期程度，以及分合閘線圈的動作電壓。這些指標直接影響斷路器的關合和開斷性能，斷路器只有保證適當?shù)姆趾祥l速度，才能充分發(fā)揮其開斷電流的能力，減小合閘過程中預擊穿造成的觸頭電磨損及避免發(fā)生觸頭熔焊。如果斷路器分合閘嚴重不同期，將造成線路或變壓器的非全相接入或切斷，從而可能出現(xiàn)危害絕緣的過電壓。
斷路器動特性方面是用觸頭動作時間和運行速度作為特征參數(shù)來表示的，在動特性試驗中一般主要的是剛分速度、剛合速度、大分閘速度、分閘時間、合間時間、合——分時間、分——合時間以及分、合閘同期性等。
2.3.2 測量導電回路電阻
由于導電回路接觸好壞是保證斷路器安全運行的一個重要條件，所以在預防試驗中也需要測量其直流電阻。測量導電回路電阻一般用直流壓降法測量，測量電流不小于100A。
2.3.3 真空度測試（只針對真空斷路器）
隨著中壓開關無油化浪潮的興起，真空開關以其*的優(yōu)點得到了廣泛的推廣和應用。這些年來，由于生產(chǎn)工藝和現(xiàn)場使用環(huán)境方面的原因，有些真空開關在運行過程中其真空滅弧室會有不同程度的泄漏，有的在正常壽命范圍內(nèi)就可能泄漏到無法正常開斷的地步。在這種情況下進行開斷就會出現(xiàn)不能正常開斷的現(xiàn)象而造成嚴重的后果。國內(nèi)真空開關事故大多是由此原因引起。所以加強定期或不定期檢測真空開關真空度成了十分重要的環(huán)節(jié)。
2.4 氧化鋅避雷器試驗
2.4.1 直流1mA下電壓及75%該電壓下泄漏電流的測量該項試驗有利于檢查氧化鋅避雷器直流參考電壓及氧化鋅避雷器在正常運行中的荷電率，對確定閥片片數(shù)，判斷額定電壓選擇是否合理及老化狀態(tài)都有十分重要的作用。試驗時，監(jiān)測泄漏電流升至1mA，停止升壓并記錄此電壓值，再降壓到該電壓的75%時，測量其泄漏電流。1mA電壓比銘牌所提供的數(shù)據(jù)偏大，應與廠家聯(lián)系。75%該電壓下電流超過50微安，則氧化鋅避雷器有可能受潮。氧化鋅避雷器投運后，電流有一定增大，但電流不能超過50微安。
2.4.2 運行額定電壓下交流泄漏電流及阻性分量的測量判斷氧化鋅避雷器是否發(fā)生老化或受潮，通常以觀察正常運行電壓下流過氧化鋅避雷器阻性電流的變化，即觀察阻性泄漏電流是否增大作為判斷依據(jù)。
阻性電流的基波成分增長較大，諧波的含量增長不明顯時，一般表現(xiàn)為污穢嚴重或受潮。阻性電流諧波的含量增長較大，基波成分增長不明顯時，一般表現(xiàn)為老化。
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