高壓電氣檢測(cè)試驗(yàn)的檢測(cè)方法及安全措施探析

邵安強(qiáng)

（中交（天津）技術(shù)檢測(cè)有限公司，天津 300452）

1 引言

高壓電氣設(shè)備在故障檢修及運(yùn)行前，都需進(jìn)行交接試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，采取管控措施。電氣設(shè)備檢測(cè)試驗(yàn)具有前瞻性，能夠提前發(fā)現(xiàn)故障及潛在隱患，從源頭上采取管控措施，避免電網(wǎng)大面積停電、供電安全隱患多等問題。鑒于高壓電氣檢測(cè)試驗(yàn)的重要性，有必要深入研究檢測(cè)試驗(yàn)技術(shù)及安全措施。

2 工程概況

某1 000 kV 變電站采用5 個(gè)斷路器間隔的三相分體式GIS，集功能各異的單元模塊于一體，安裝方式是先將單元模塊運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，再組裝成型，單元模塊在運(yùn)輸、組裝等環(huán)節(jié)可能會(huì)發(fā)生擠壓、磕碰，影響GIS 的絕緣性能。因此，根據(jù)GIS 現(xiàn)場(chǎng)主回路絕緣試驗(yàn)結(jié)果判斷其安裝后主回路的絕緣性能是否符合要求。

3 主回路絕緣性能檢測(cè)試驗(yàn)

3.1 準(zhǔn)備工作

絕緣試驗(yàn)電壓最高為1 000 kV，對(duì)試驗(yàn)人員的操作水平提出較高的要求。秉承試驗(yàn)安全、結(jié)果可靠的原則，經(jīng)過多方協(xié)商，確定主回路絕緣性能試驗(yàn)的流程及方法，做好前期準(zhǔn)備工作。

1）對(duì)GIS 在空氣中的高壓耐受部分與周邊的架空輸電線等裝置采取安全隔離措施，空氣絕緣距離在10 m 以上。測(cè)試設(shè)備周邊10 m 內(nèi)存在金屬物體時(shí)，接地處理[1]。

2）GIS 中各氣室內(nèi)SF6填充氣體情況可根據(jù)密度繼電器觀測(cè)數(shù)值確定。以環(huán)境參考溫度20 ℃為例，隔離開關(guān)氣室、斷路器氣室的壓力不可低于0.58 MPa，套管氣室壓力不低于0.48 MPa，其他氣室不低于0.36 MPa。氣室壓力需要合理并維持穩(wěn)定，還需進(jìn)行微水測(cè)量，要求非滅弧氣室、滅弧氣室的微水含量小于2.5×10-4、1.5×10-4，任何一項(xiàng)指標(biāo)未達(dá)到要求均不可進(jìn)行試驗(yàn)。

3）根據(jù)分合閘指示判斷各元件的分合閘實(shí)際狀態(tài)，要求斷路器、隔離開關(guān)為合閘狀態(tài)，接地刀閘為分閘狀態(tài)，非測(cè)試設(shè)備接地刀閘為合閘狀態(tài)。

4）短接測(cè)試設(shè)備中電流互感器的二次繞組，同時(shí)采取接地處理措施。初步設(shè)定試驗(yàn)頻率，評(píng)估在此參數(shù)條件下電壓互感器是否磁飽和，若無此現(xiàn)象，二次繞組開路，和主回路共同做耐壓試驗(yàn)；若有該現(xiàn)象，則隔離電壓互感器[2]。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

按照如圖1 所示的方式，完成實(shí)驗(yàn)接線。

圖1 試驗(yàn)接線原理圖

考慮到加壓部分連接引線電壓最高達(dá)到1 100 kV，試驗(yàn)采用的是φ500mm 防暈導(dǎo)線，確保在試驗(yàn)過程中無過量的電暈損耗。

3.2.1 試驗(yàn)電壓及加壓流程

主回路絕緣試驗(yàn)流程： 首先根據(jù)正常運(yùn)行時(shí)最大電壓Um進(jìn)行老練試驗(yàn)，流程為持續(xù)10 min（635 kV）→持續(xù)20 min（762 kV）”；再根據(jù)試驗(yàn)電壓Uf進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，流程為“持續(xù)1 min（1 100 kV）”；最后局部放電測(cè)量試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓降至1.2Um/GIS 主回路絕緣試驗(yàn)時(shí)，同步進(jìn)行母線TV 額定電壓下一次側(cè)空載電流測(cè)量，在GIS 主回路絕緣試驗(yàn)前后均要進(jìn)行一次測(cè)量，以便對(duì)比分析，試驗(yàn)電壓為

3.2.2 局部放電測(cè)量

測(cè)量方法為超聲波測(cè)量法，測(cè)點(diǎn)布設(shè)在電壓互感器、斷路器斷口、接地刀閘等部位，同時(shí)按照間距小于1 m 的布置要求在GIS 設(shè)備外殼上設(shè)置測(cè)點(diǎn)。若條件允許，優(yōu)先將測(cè)點(diǎn)布置在氣室下方，通過圖譜分析各被測(cè)部位是否存在放電現(xiàn)象。

3.2.3 注意事項(xiàng)

（1）試驗(yàn)人員按圖紙要求規(guī)范組裝試驗(yàn)設(shè)備，保證零配件組成關(guān)系合適，維持穩(wěn)定，通電并安排升壓檢查，判斷測(cè)試設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；（2）檢查GIS 閃絡(luò)定位儀；（3）外殼接地可靠，由GIS出線套管加入試驗(yàn)電壓；（4）嚴(yán)格按照耐壓試驗(yàn)、老練試驗(yàn)、交流耐壓試驗(yàn)、局部放電測(cè)量試驗(yàn)的流程依次進(jìn)行試驗(yàn)，各階段的試驗(yàn)方式必須符合規(guī)范，各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)均要被完整記錄；（5）測(cè)試設(shè)備的電容量較大，宜分段進(jìn)行老練試驗(yàn)，解決一次性全部設(shè)備老練試驗(yàn)頻率未達(dá)到50 Hz 的問題。老練試驗(yàn)的分段方式與耐壓試驗(yàn)分段一致，確定好分段后有序進(jìn)行試驗(yàn)[3]。

3.2.4 試驗(yàn)判據(jù)

按規(guī)定的電壓進(jìn)行試驗(yàn)后，若測(cè)試設(shè)備可承受該電壓且期間未見擊穿放電現(xiàn)象，則說明被測(cè)對(duì)象無異常，試驗(yàn)通過，否則需要分析GIS 閃絡(luò)定位儀的數(shù)據(jù)，據(jù)此判斷被測(cè)裝置的實(shí)際情況。以相同的方法重復(fù)安排一次試驗(yàn)，未見擊穿現(xiàn)象時(shí)則說明被測(cè)對(duì)象質(zhì)量達(dá)標(biāo)，否則需要確定出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象的氣室，對(duì)其進(jìn)行解體，根據(jù)拆解情況確定絕緣損壞的部位，采取修復(fù)措施，而后組裝好氣室，繼續(xù)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。若局放測(cè)試時(shí)有典型放電信號(hào)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注此情況，判斷該信號(hào)是否在老練試驗(yàn)階段消失，若并未消失，則試驗(yàn)不通過，用特高頻法定位，鎖定放電源，必要時(shí)進(jìn)行解體檢查和修復(fù)，而后將解體部分恢復(fù)完整，再做主回路絕緣試驗(yàn)，按照前述方法進(jìn)行，直至通過試驗(yàn)為止。

3.3 分段耐壓試驗(yàn)

3.3.1 測(cè)試設(shè)備電容量

測(cè)試設(shè)備電容量估算值見表1。

表1 電容量估算結(jié)果

3.3.2 試驗(yàn)參數(shù)的估算

測(cè)試設(shè)備、分壓器的電容量Cx、Cy分別約為18 503 pF、1 000 pF，共計(jì)約19 503 pF。結(jié)合測(cè)試設(shè)備的硬件組成方式，確定總電感L，由于測(cè)試設(shè)備串聯(lián)4 節(jié)300 kV/80 H 電抗器，則L=320 H。

對(duì)比分析諧振頻率和測(cè)試驗(yàn)設(shè)備輸出頻率范圍，可知本次估算的諧振頻率（63.74 Hz）未超出許可范圍（40～90 Hz），此項(xiàng)指標(biāo)合理。

3.3.3 耐壓試驗(yàn)結(jié)果

分階段依次進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)各階段的結(jié)果，具體如表2、表3 所示。

表2 耐壓試驗(yàn)結(jié)果（第一階段）

表3 耐壓試驗(yàn)結(jié)果（第二階段）

對(duì)比分析表2、表3 的兩個(gè)階段耐壓試驗(yàn)結(jié)果可知，試驗(yàn)諧振頻率與計(jì)算值的誤差未超過±5%，兩者具有較高的一致性；試驗(yàn)前后，絕緣電阻的變化較?。怀暡ň址判盘?hào)正常，并且不存在擊穿放電的情況。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和試驗(yàn)期間的現(xiàn)場(chǎng)觀察結(jié)果可知，主回路絕緣試驗(yàn)順利通過。

4 高壓電氣檢測(cè)試驗(yàn)的安全措施

4.1 高壓電氣試驗(yàn)前，做足準(zhǔn)備工作

1）根據(jù)高壓電氣試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和試驗(yàn)條件制訂試驗(yàn)方案，做好方案優(yōu)化；對(duì)所有參與試驗(yàn)的人員進(jìn)行技術(shù)交底和安全交底，使員工清楚試驗(yàn)范圍、試驗(yàn)工作內(nèi)容及試驗(yàn)間隔，掌握試驗(yàn)操作中的注意事項(xiàng)。

2）高空試驗(yàn)前，細(xì)致檢查安全帶、絕緣體等，不可出現(xiàn)安全帶扭結(jié)、斷股等問題；配套穩(wěn)定可靠的安全梯，做詳細(xì)的檢查，對(duì)于裝配松動(dòng)、裂紋等問題，必須及時(shí)處理；由專員在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安全管理，試驗(yàn)前需要疏導(dǎo)與試驗(yàn)無關(guān)的人員，轉(zhuǎn)移至安全區(qū)域。

3）根據(jù)試驗(yàn)條件預(yù)測(cè)試驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的隱患，在源頭上管控，并制訂應(yīng)急方案，確保在出現(xiàn)異常后可隨即啟用應(yīng)急方案，妥善處治，保障試驗(yàn)安全。

4.2 高壓電氣試驗(yàn)期間，規(guī)范操作

1）試驗(yàn)人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)前，核對(duì)測(cè)試的設(shè)備，對(duì)比分析實(shí)際情況與試驗(yàn)方案是否一致； 試驗(yàn)人員按規(guī)劃好的安全路線有序到達(dá)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，各員工就位；設(shè)置接地線，對(duì)長(zhǎng)期運(yùn)行的測(cè)試設(shè)備進(jìn)行放電，保障安全；試驗(yàn)加壓前，必須檢查接線情況，不可出現(xiàn)錯(cuò)接、漏接、接線不可靠等問題；高壓電氣試驗(yàn)人員合理站位，與設(shè)備保持安全距離。

2）試驗(yàn)人員必須嚴(yán)格依據(jù)規(guī)范以及試驗(yàn)方案要求進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn)活動(dòng)，認(rèn)真對(duì)待每項(xiàng)工作，謹(jǐn)慎操作；高壓電氣試驗(yàn)必須遵循工作流程，妥善地將各項(xiàng)工作落實(shí)到位，不可流于形式；試驗(yàn)人員需要考慮到容性元件積累大量負(fù)荷的特殊性，加強(qiáng)自身安全防護(hù)，避免因碰觸該類元件而威脅到自身的生命安全；所有測(cè)試設(shè)備的地基需平整、穩(wěn)定，測(cè)試設(shè)備無異?；蝿?dòng)，接地導(dǎo)線的截面符合設(shè)計(jì)要求，接地可靠。

4.3 高壓試驗(yàn)后，進(jìn)行收尾工作

高壓電氣試驗(yàn)后的收尾工作煩瑣，試驗(yàn)人員必須認(rèn)真對(duì)待，細(xì)致地完成各項(xiàng)收尾工作。高壓電氣試驗(yàn)后，根據(jù)“一拉、二掛、三工作”的流程進(jìn)行操作，即拉開試驗(yàn)電源，掛上接地線，進(jìn)行接線的拆改與更改。高壓電氣試驗(yàn)后，全面檢查各儀器設(shè)備及接線，保證各裝置位置合理，接線穩(wěn)定可靠，恢復(fù)至試驗(yàn)前的初始狀態(tài)。檢查時(shí)需要重點(diǎn)考慮的是二次側(cè)端子接線、低壓接地端等，及時(shí)排除安全隱患，確保設(shè)備可正常使用。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高壓電氣設(shè)備的安全運(yùn)行是有效提供電力服務(wù)的基本前提，高壓電氣檢測(cè)試驗(yàn)的方式可判斷高壓電氣設(shè)備的使用情況，經(jīng)過試驗(yàn)后確定故障并進(jìn)行處理，使高壓電氣設(shè)備正常運(yùn)行。在本文中，研究了高壓電氣檢測(cè)試驗(yàn)的操作流程和具體方法，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析，并總結(jié)出高壓電氣檢測(cè)試驗(yàn)的安全措施，在安全的前提下完成高壓電氣檢測(cè)試驗(yàn)，所得結(jié)果可作為評(píng)價(jià)被測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及處理故障時(shí)的參考，有利于提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行水平。