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)現運行中設備的隱患，預防發(fā)生事故或設備損壞，對設備進(jìn)行的檢查、試驗或監測，也包括取油樣和氣樣進(jìn)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(gè)重要環(huán)節，是保證電力系統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定的試驗條件（如規定的試驗設備、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(jìn)行的檢查、試驗或監測。它是判斷設備能否繼續投入運行，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，我國規定，凡電力系統的設備，應根據《電力設備預防性試驗規程》  (DL/T 596—1996) (以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規程》)的要求進(jìn)行預防性試驗，防患于未然。

1996年原電力部對《規程》進(jìn)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程》已于1997年正式頒發(fā)實(shí)施。

2004年中國南方電網(wǎng)有限責任公司根據自身實(shí)際情況，依據DL/T 596—1996《電力設備預防性試驗規程》和有關(guān)反事故技術(shù)措施之規定，現另行編制Q/CSG 10007—2004《電力設備預防性試驗規程》，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程》內容實(shí)際上超出了預防性試驗范圍，實(shí)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(jiǎn)便而又常用的試驗方法，通常用兆歐表進(jìn)行測量，根據測得的試品在1min時(shí)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(shí)間有所下降，因此絕緣電阻隨時(shí)間有所增大。當絕緣受潮或有缺陷時(shí)，電流下降不明顯，絕緣電阻增大較緩慢。將60s和15s時(shí)絕緣電阻的比值，稱(chēng)為吸收比。將10min和1min時(shí)絕緣電阻的比值，稱(chēng)為極化指數。通常根據吸收比和極化指數衡量絕緣是否受潮。

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，并可任意調節，因而它比兆歐表發(fā)現缺陷的有效性高，能靈敏地反映瓷質(zhì)絕緣的裂紋、夾層絕緣的內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(jìn)行泄漏電流測量后，應對測量結果進(jìn)行全面地分析，以判斷設備的絕緣狀態(tài)。一般與規定值進(jìn)行比較，也可以跟相同設備進(jìn)行橫向比較。

2.1.3 測量介質(zhì)損耗因數電介質(zhì)就是絕緣材料，任何電介質(zhì)在電壓作用下，總會(huì )流過(guò)一定的電流，所以都有能量的損耗。把在電壓作用下電介質(zhì)中產(chǎn)生的一切損耗稱(chēng)為介質(zhì)損耗。如果介質(zhì)損耗很大，會(huì )使電介質(zhì)溫度過(guò)高，促使材料發(fā)生老化，甚至會(huì )把電介質(zhì)熔化、燒焦，喪失絕緣能力，導致熱擊穿，因此電介質(zhì)損耗的大小是衡量絕緣介質(zhì)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(zhì)損耗這個(gè)概念。在交流電壓下，可推導出電介質(zhì)損耗跟介質(zhì)損耗因數（tanδ）成正比，常以介質(zhì)損耗因數來(lái)表示。

測量介質(zhì)損耗因數是一項靈敏度很高的試驗項目，它可以發(fā)現電力設備絕緣整體受潮、劣化變質(zhì)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值上的差別是10：1，但其介質(zhì)損耗因數在數值上的差別很可能是1000：1。由于測量介質(zhì)損耗因數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

在電力系統預防性試驗中，雖然對電力設備進(jìn)行了一系列非破壞性試驗，能發(fā)現很多絕緣缺陷。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(jìn)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(jìn)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(cháng)期工頻工作電壓、暫時(shí)過(guò)電壓、操作過(guò)電壓及雷電過(guò)電壓四種電壓的作用，因此要求設備本身必須經(jīng)受過(guò)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《規程》規定，對110kV以下的電力設備應進(jìn)行耐壓試驗；110kV及以上的電力設備，在必要時(shí)應進(jìn)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(shí)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)現的。同時(shí)，在進(jìn)行直流耐壓試驗時(shí)，絕緣沒(méi)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(cháng)期以來(lái)一直廣泛大量使用著(zhù)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(zhì)損耗因數試驗。影響電氣強度的主要因素是油中的水和雜質(zhì)。介質(zhì)損耗因數對油中可溶性的極性物質(zhì)、老化產(chǎn)物或中性膠質(zhì)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部的潛伏性故障。近些年來(lái)，電力系統廣泛采用氣相色譜法來(lái)查找變壓器絕緣缺陷，及時(shí)發(fā)現了很多隱患，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(kāi)關(guān)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(zhì)量；檢查分接開(kāi)關(guān)各個(gè)位置接觸是否良好；檢查繞組或引出線(xiàn)有無(wú)折斷處；檢查并聯(lián)支路的正確性；檢查層、匝間有無(wú)短路的現象。

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(shí)，一次側電壓與二次側電壓的比值，簡(jiǎn)稱(chēng)為變比。測量變比的目的：檢查變壓器繞組匝數比的正確性；檢查分接開(kāi)關(guān)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(kāi)路，測量變壓器的空載損耗和空載電流的試驗?？蛰d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。當試驗測得的數值與設計計算值、出廠(chǎng)值、同類(lèi)型變壓器或大修前的數值有顯著(zhù)差異時(shí)，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值，稱(chēng)為變壓器的短路損耗，所加電壓為阻抗電壓。進(jìn)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、熱穩定和動(dòng)穩定等。

2.3 高壓斷路器試驗

2.3.1 高壓斷路器動(dòng)特性試驗

高壓斷路器動(dòng)特性試驗是測量斷路器的分、合閘速度，分、合閘時(shí)間，分、合閘不同期程度，以及分合閘線(xiàn)圈的動(dòng)作電壓。這些指標直接影響斷路器的關(guān)合和開(kāi)斷性能，斷路器只有保證適當的分合閘速度，才能充分發(fā)揮其開(kāi)斷電流的能力，減小合閘過(guò)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(xiàn)路或變壓器的非全相接入或切斷，從而可能出現危害絕緣的過(guò)電壓。

斷路器動(dòng)特性方面是用觸頭動(dòng)作時(shí)間和運行速度作為特征參數來(lái)表示的，在動(dòng)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(shí)間、合間時(shí)間、合——分時(shí)間、分——合時(shí)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(gè)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(zhù)中壓開(kāi)關(guān)無(wú)油化浪潮的興起，真空開(kāi)關(guān)以其*的優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的推廣和應用。這些年來(lái)，由于生產(chǎn)工藝和現場(chǎng)使用環(huán)境方面的原因，有些真空開(kāi)關(guān)在運行過(guò)程中其真空滅弧室會(huì )有不同程度的泄漏，有的在正常壽命范圍內就可能泄漏到無(wú)法正常開(kāi)斷的地步。在這種情況下進(jìn)行開(kāi)斷就會(huì )出現不能正常開(kāi)斷的現象而造成嚴重的后果。國內真空開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)真空度成了十分重要的環(huán)節。

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，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(shí)，監測泄漏電流升至1mA，停止升壓并記錄此電壓值，再降壓到該電壓的75%時(shí)，測量其泄漏電流。1mA電壓比銘牌所提供的數據偏大，應與廠(chǎng)家聯(lián)系。75%該電壓下電流超過(guò)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(guò)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(guān)察正常運行電壓下流過(guò)氧化鋅避雷器阻性電流的變化，即觀(guān)察阻性泄漏電流是否增大作為判斷依據。

阻性電流的基波成分增長(cháng)較大，諧波的含量增長(cháng)不明顯時(shí)，一般表現為污穢嚴重或受潮。阻性電流諧波的含量增長(cháng)較大，基波成分增長(cháng)不明顯時(shí)，一般表現為老化。