高壓試驗(yàn)研究方法及安全簡(jiǎn)析

王建成

【摘 要】以高壓設(shè)備的高壓試驗(yàn)為研究對(duì)象，討論分析了高壓試驗(yàn)的分類(lèi)和研究方法，給出了幾種高壓試驗(yàn)的研究方法，最后對(duì)高壓試驗(yàn)的安全性進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，提出了高壓試驗(yàn)安全設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的幾個(gè)方面。

【關(guān)鍵詞】電氣設(shè)備高壓試驗(yàn)安全管理安全控制

1.概述

1.1對(duì)于高壓電氣設(shè)備的制造廠，要所有原材料、產(chǎn)品定型以及出廠進(jìn)行試驗(yàn)。目的是檢驗(yàn)新的高壓電氣設(shè)備是否符合有關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，嚴(yán)禁不合格的高壓設(shè)備出廠。

1.2對(duì)于大修后的設(shè)備進(jìn)行絕緣試驗(yàn)，其目的是判定設(shè)備在維修或運(yùn)輸過(guò)程中是否出現(xiàn)絕緣損傷或性能變化，以及大修后修理部位的質(zhì)量是否符合原標(biāo)準(zhǔn)的要求。

1.3對(duì)于正在運(yùn)行中的電氣設(shè)備，則需要定期進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，電力設(shè)備以及電纜的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)最重要的是耐壓試驗(yàn)，由于電纜線路等被試品的等效電容很大，常規(guī)耐壓設(shè)備無(wú)法滿(mǎn)足其試驗(yàn)容量要求，這也是國(guó)內(nèi)外高壓試驗(yàn)的一個(gè)共同難題，有些傳統(tǒng)的解決方法是有效的，但也存在問(wèn)題，實(shí)踐證明對(duì)油紙絕緣的電纜是合適的，但對(duì)高電壓等級(jí)的橡塑絕緣電纜效果不明顯而且有害。

2.高壓試驗(yàn)的主要研究方法

電力電纜、GIS和大型電機(jī)等是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，由于其具有較大的電容量，如用50Hz工頻電壓對(duì)它們的主絕緣進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，則需要很大容量的試驗(yàn)變壓器和低壓試驗(yàn)電源，這使得現(xiàn)場(chǎng)工頻試驗(yàn)非常困難，于是，人們不得不研究用其他的試驗(yàn)方法對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)。目前，用于現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)系統(tǒng)有工頻交流試驗(yàn)系統(tǒng)、直流試驗(yàn)系統(tǒng)、超低頻試驗(yàn)系統(tǒng)和振蕩電壓試驗(yàn)系統(tǒng)。

2.1工頻交流試驗(yàn)系統(tǒng)

用于工頻交流高電壓試驗(yàn)的裝置主要由電源控制器、調(diào)壓器、升壓變壓器、保護(hù)球隙等組成。其中，調(diào)壓器主要用來(lái)調(diào)節(jié)工頻試驗(yàn)電壓的大小和升降速度，試驗(yàn)變壓器用來(lái)升高電壓供給被試品所需的高電壓，球隙測(cè)壓器用來(lái)測(cè)量高電壓或保護(hù)被試品免受過(guò)電壓。此類(lèi)裝置在工頻試驗(yàn)中有重要的作用，但它也存在一些缺點(diǎn)，如對(duì)于某些被試品大容量、高電壓的要求，調(diào)壓器、升壓變壓器的容量也要相應(yīng)增大，這就使這些儀器非常笨重，且所占面積較大，不便運(yùn)輸，因此對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試就顯得尤為不便。

2.2直流耐壓試驗(yàn)系統(tǒng)

早期的直流高壓發(fā)生器一般采用工頻高壓經(jīng)高壓硅堆整流而獲得直流高壓。該方式因設(shè)備體積大、穩(wěn)定度差、紋波系數(shù)高而早已不被采用。在工頻整流技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)展了工頻倍壓整流高壓發(fā)生器。其特點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，過(guò)載能力強(qiáng)，故障率低，但由于是工頻倍壓，一般無(wú)閉環(huán)反饋，因而高壓穩(wěn)定度差，且繼電器控制回路的保護(hù)動(dòng)作較慢。

2.3 0.1Hz超低頻交流耐壓試驗(yàn)系統(tǒng)

由于直流耐壓存在與交流耐壓等效性問(wèn)題，考慮到有些被試品的電容量很大，工頻試驗(yàn)時(shí)所需試驗(yàn)變壓器的容量也就很大，這導(dǎo)致了試驗(yàn)設(shè)備笨重，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)使用不方便。于是提出采用0.1Hz超低頻試驗(yàn)裝置，從理論上講，由于容性電流隨著試驗(yàn)電壓的頻率的降低成正比減小，因此，0.1Hz超低頻試驗(yàn)電源的容量?jī)H為工頻時(shí)的1/50。這就使試驗(yàn)電源的重量大大減輕，非常適用于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。超低頻（0.1Hz）耐壓試驗(yàn)仍是交流試驗(yàn)，推薦用于中壓XLPE絕緣電力電纜試驗(yàn)。一方面該試驗(yàn)不會(huì)在電纜XLPE絕緣中聚集空間電荷，畸變局部電場(chǎng)。另一方面，該試驗(yàn)?zāi)軌蛟谳^低的試驗(yàn)電壓中發(fā)現(xiàn)電纜絕緣水樹(shù)枝老化等缺陷，故其對(duì)XLPE絕緣的損害程度較小。

3.高壓電氣試驗(yàn)的安全管理

大部分高壓試驗(yàn)工作是在停電的情況下辦理變電站第一種工作票進(jìn)行，但由于試驗(yàn)本身需要施加交直流的高壓，所以高試工作屬于電力系統(tǒng)高危工作。歷年來(lái)國(guó)網(wǎng)系統(tǒng)多次發(fā)生各種人身傷亡事故，大多數(shù)事故的發(fā)生與人員素質(zhì)及工作態(tài)度有關(guān)。下面從幾方面進(jìn)行總結(jié)，來(lái)控制高壓試驗(yàn)中的人身傷亡事故。

3.1人是根本，提高人的素質(zhì)

加強(qiáng)對(duì)人員的技術(shù)培訓(xùn)，高壓試驗(yàn)人員首先要有良好的技術(shù)基礎(chǔ)，包括熟悉各項(xiàng)試驗(yàn)的目的及原理、試驗(yàn)接線方式方法、被試電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)、加壓過(guò)程中出現(xiàn)異常情況的處理方法，此外需識(shí)記的是電氣設(shè)備交接試驗(yàn)規(guī)程以及國(guó)家電網(wǎng)公司狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程。有了這些知識(shí)作為鋪墊，才能對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的各種突發(fā)情況作出準(zhǔn)確、合理、有效地判斷。

3.2前期工作

3.2.1加強(qiáng)高壓試驗(yàn)的前期查勘工作。當(dāng)工作班成員接到工作任務(wù)后，應(yīng)迅速到變電站進(jìn)行前期查勘工作。此時(shí)需要就作業(yè)任務(wù)、停電范圍、危險(xiǎn)點(diǎn)、以及使用高臂車(chē)時(shí)車(chē)輛的行駛路線、升臂范圍等都要有了解，詳細(xì)地記錄在標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書(shū)上面。

3.2.2做好作業(yè)前工作準(zhǔn)備。當(dāng)任務(wù)下達(dá)之后，就要擬定本次試驗(yàn)將使用的各種儀器儀表、工器具并檢查好儀器儀表、工器具是否在檢定合格的使用期限內(nèi)。工作前攜帶好所有需要的器具，防止由于現(xiàn)場(chǎng)使用代替的工器具可能對(duì)電氣設(shè)備接頭、瓷瓶小套管等造成的設(shè)備損傷，設(shè)備事故。

3.2.3嚴(yán)格執(zhí)行安全措施及技術(shù)措施。在試驗(yàn)工作過(guò)程中，履行好《電力安全規(guī)程》中所規(guī)定的保證安全的組織措施：工作票制度；工作許可制度；工作監(jiān)護(hù)制度；工作間斷、轉(zhuǎn)移和終結(jié)制度；技術(shù)措施：停電；驗(yàn)電；裝設(shè)接地線；懸掛標(biāo)識(shí)牌；裝設(shè)遮攔等。高壓試驗(yàn)應(yīng)根據(jù)具體的工作由班組長(zhǎng)或是上級(jí)部門(mén)下達(dá)變電站第一種工作票，根據(jù)實(shí)際情況準(zhǔn)確填報(bào)所需的安全措施，確定工作范圍與帶電范圍之間有明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，在工作范圍側(cè)合上接地刀閘或是裝設(shè)好接地線，并嚴(yán)格履行工作票簽發(fā)、工作票許可手續(xù)，確保高壓試驗(yàn)外部環(huán)境的安全。

3.3過(guò)程中控制

3.3.1開(kāi)展好班前會(huì)。在發(fā)出變電站工作票后，由工作負(fù)責(zé)人召集工作班成員召開(kāi)班前會(huì)。在班前會(huì)上，詳細(xì)的向各位成員再次詳細(xì)交代停電范圍、作業(yè)任務(wù)等。相對(duì)于室外電氣設(shè)備而言，室內(nèi)的10kV開(kāi)關(guān)柜由于空間狹小，帶電部位與工作部位距離短，非常危險(xiǎn)，系統(tǒng)內(nèi)也屢次發(fā)生10kV開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的人身傷亡事故，故10kV電壓等級(jí)的作業(yè)更需嚴(yán)加注意。在班前會(huì)上，工作負(fù)責(zé)人要對(duì)工作班成員的身體狀況進(jìn)行詳細(xì)了解，嚴(yán)禁精神狀態(tài)不好，身體欠佳，飲酒后人員參與到即將開(kāi)展的高壓試驗(yàn)工作中去。工作負(fù)責(zé)人要求大家將手機(jī)置于靜音狀態(tài)，嚴(yán)禁在作業(yè)過(guò)程中接聽(tīng)手機(jī)，聊天，吸煙等。

3.3.2嚴(yán)格執(zhí)行高壓試驗(yàn)安全規(guī)程。檢查好試驗(yàn)設(shè)備接地的可靠性，高壓試驗(yàn)特別是對(duì)電容器、電力電纜等的試驗(yàn)將會(huì)給被試品充電，故需檢查好儀器儀表的接地情況，保證接地引下線與接地線之間連接良好，接地線不能纏繞在接地引下線上，同時(shí)也不能置于接地引下線有銹蝕、油漆處。檢查好儀器儀表指針、旋鈕是否在零位，試驗(yàn)接線絕緣表面是否良好，有無(wú)斷線情況。試驗(yàn)后放電必不可少。在對(duì)避雷器、變壓器、電力電纜、電容器等電氣設(shè)備進(jìn)行完試驗(yàn)后，應(yīng)在降壓并斷開(kāi)電源后對(duì)被試品充分進(jìn)行放電，防止殘余電荷對(duì)人員帶來(lái)的危險(xiǎn)。此外，高壓試驗(yàn)要堅(jiān)持誰(shuí)拆線誰(shuí)恢復(fù)，并有專(zhuān)人檢查的原則，這是一個(gè)良好的習(xí)慣。比如某局在對(duì)10kV高壓開(kāi)關(guān)柜真空開(kāi)關(guān)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)，接線人員對(duì)觸頭進(jìn)行短接后并未進(jìn)行拆除。此事雖經(jīng)變電站值班員檢查出，避免了一起設(shè)備損壞事故。但這充分表明當(dāng)時(shí)的高壓試驗(yàn)人員意識(shí)淡薄，這起未遂事件非同小可。因?yàn)?0kV開(kāi)關(guān)柜觸頭位置很明顯，能較易引起值班員或是其他人的注意，但是若發(fā)生在電流互感器的二次接線盒內(nèi)的短接線未拆除，就難以被他人發(fā)現(xiàn)，一旦投入運(yùn)行，將會(huì)造成嚴(yán)重的設(shè)備損壞事故。

4.結(jié)束語(yǔ)

電力設(shè)備的高壓試驗(yàn)是一項(xiàng)高技術(shù)復(fù)雜工程，它涉及管理模式、評(píng)估技術(shù)、監(jiān)測(cè)技術(shù)、診斷技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析、人員素質(zhì)等多個(gè)方面，其核心是建立一套相應(yīng)的規(guī)范來(lái)保證先進(jìn)高壓試驗(yàn)的實(shí)施，以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備在高壓下運(yùn)行、檢修的全方位的現(xiàn)代化的管理。對(duì)于高壓試驗(yàn)的安全設(shè)計(jì)應(yīng)從以下方面考慮：可靠的接地；防止感應(yīng)電壓和放電反擊的措施；保證安全距離和絕緣隔離等。

參考文獻(xiàn)：

[1]黎瑞明，王麗昉.電力設(shè)備的高壓試驗(yàn)探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2008（34）.

[2]王德生.電力設(shè)備高壓試驗(yàn)方法研究[J].科技資訊2009（34）.endprint