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【摘 要】任何的电力设备想要稳定安全的运作,必须具备良好的绝缘耐压能力。电气设备是否可以稳定安全的运行其主要来源于电气设备绝缘的高电压试验。电气设备在长时间的工作运行中,不单会受到过压影响,而达不到合格的绝缘品质要求。因此高压试验通过模拟雷电冲击高压、直流高压、工频交流高压、操作冲击高压检测电力设备的绝缘耐压的能力,提高使用的安全度。然而在进行高压试验时首要注意的是安全问题,所以制定相对的安全措施尤为必要。高压试验作为电力系统运行维护的必要环节之一,在进行时常常在不同的地点、不同的时间进行,同时电气设备的电压等级不同又造成了进行此项工作时电压的不同,所以每一次的高压电气试验都具有其特殊性和不确定性,在这样的条件下很容易形成安全隐患,对人身和设备安全造成威胁。基于此,本文就电气设备绝缘高压试验及安全对策进行了探讨。
【关键词】电气设备;绝缘;高压试验;安全对策
一、高压电气设备绝缘试验的重要性
高压电气设备绝缘试验是检验高压电气设备绝缘性能的各种试验的总称,按照试验电压的高低可以分为绝缘特性试验和绝缘耐压试验。绝缘特性试验也可以成为非破坏性试验,指的是在比较低的电压环境下通过不对绝缘体进行损伤的办法进行绝缘特性的测量。绝缘耐压试验还可以称为破坏性的试验,指的是检验电气设备绝缘耐受各种过电压能力的试验。绝缘耐压试验对于绝缘体的检测是十分严谨的。这种试验虽然有很强的优势,但是对绝缘体会造成一定程度的损坏。通过对以上内容的分析我们知道。高压电气设备绝缘试验可以为高压电气设备的运行提供安全性的保障。高压电气设备运行中容易受到电场、化学物质的腐蚀,受到自然因素和环境因素的制约,造成了绝缘体和绝缘系统受到一定的损害,所以保障高压电气设备的正常运行,必需要进行绝缘系统的试验。高压电气设备绝缘试验不但能够对高压设备的各种绝缘特性进行准确的判断,还能够对高压电气系统的运行进行准确的检测,发现绝缘的缺陷,提高了高压电气系统的稳定性和安全性。
二、电气设备的高电压试验
通常情况下,冲击高电压试验和工频高电压试验是电气设备绝缘耐压能力检验的两种有效试验方法。两种试验方法在电力设备和操作方法上各有区别,那么下面将简单介绍其各自的试验方法。
1、工频高电压试验
工频高电压试验在检测电气设备绝缘能力的试验中是较为常见的一种试验,其优点在于它不但能检测电力设备在工频电压下的绝缘性能,还可以检测电力设备对操作过的电压以及雷电过压的承受范围,从而避免了进行操作冲击试验和雷电冲击试验的实验技术以及设备仪器的繁杂与高难度。为了能够获得工频高电压,在工频高电压试验时通常将其串联起来或者使用高压试验变压器产生,相对于容量比较大的被试品,比如:电缆和电容器,则可以通过串联谐振回路产生。在高压试验室里最基本的设备则是工频电压装置,是产生其他高电压设备的基础部分。通常由油浸式变压器作为试验变压器,其工作原理与一般的电力变压器的工作原理无太大差别,只是其工作条件和结构有所不同。
(1)试变压器体积小,结构较简单。试变压器运用于试验中,所以不考虑因产热问题而安装冷却器,简化了变压器的结构,与此同时由于容量比较低,试验用的变压器的油箱相对较小些,不同点是试验变压器具有很长的高压套管。
(2)试验变压器绝缘条件要求较高。在工频高压试验中,试验变压器需要承担较高的工频高电压,所以试验变压器的绝缘性能要更高,因为工频高电压不会对试验变压器加过电压,其跨度也不大,所以对于试验变压器的绝缘性能要求相对较低。
(3)试验变压器容量较小试验变压器的容量是因被试验者的容量大小决定的,被试验设备在被电流击穿时,变压器会自动关闭,以防造成电流长时间短路。工频高电压试验基本电路如图1所示,其采用核心设备是一个或多个串联起来的试验变压器,以此同时所用的基本设备包括组合过滤器(LF、CF)、变压器保护电阻(R1)、电压表(PV1、PV2)及调压器(AV)等等。
图1工频高电压试验基本电路
工频高电压试验方法是:按照一定的速度把被试验品的电压不断地提高达到额定电压为止,此时计算其所承受的时间。为了确保被试验品的合格度,需要在被提升到被试验品的额定电压后维持1min左右,持续的时间可根据具体情况来定,在规定的时间段内被试验品依然完好无损,则可以确定被试验品的工频耐压试验合格。
2、冲击高电压试验
相對工频高电压试验而言,冲击高电压试验不管是在技术实验设备上都要更高一等。投资费用较高。这些问题的存在导致在工程试验中很少用到冲击高电压试验,电气设备绝缘预防性的试验对该试验也不做特别多要求。但是,在需要检测电气设备对于过电压的绝缘性和耐压性时,则需要用到冲击高电压试验,用其制造出操作冲击电压波和雷电冲击电压波来对电气设备进行检测。冲击高电压试验作为电力设备的高电压试验之一,其必然有存在的道理,冲击高电压试验能够检测电气设备在操作过电压以及雷击过电压下的绝缘性能,在很多研究领域被用到,如:放电机理,冲击高电压试验可发生器回路产生较高的电压。冲击电压的发生器常用回路如图2所示。
图2冲击电压发生器回路
冲击高电压试验对于冲击电压发生器有两方面的要求:①输出电压必须要高,几十万伏到几百万伏不定;②操作过电压和雷电冲击波皆为脉冲波,其输出电压有相应的波形。冲击电压发生器是有相应数量的电容器所组成,先并联起来,由直流电源充电,后串联各电容器形成一个放电回路。在操作过程中必须选适当的冲击回路原件来配置,防止试样的非破坏性的放电电流对产生的冲击波造成干扰,从而影响结果。最后将获得的波形与规定的标准对比且分析,确保实验设备绝缘性符合要求,另外在冲击高电压的试验中为保证试验安全要主导以下几点:
(1)尽量用单独绝缘隔离变压器来为试验的用电设备供电,防止在试验过程中因出现放电损坏电源系统。 (2)试验现场的地下安装接地网,与地下电极连接,且接地电极电阻要小,各个试验设备与接地网相连接。
(3)各项试验的高压装置部分必须与周围的地体保持一定距离,防止产生空气放电现象,试验点附近边有警示标语,避免闲人误进。
(4)冲击电压发生器要有快速过电流保护的装置,以至于在试验设备内部击穿时保护装置可以及时切断电源,保证试验的安全。
三、高电压试验安全防护措施
高电压试验中首要注意的则是安全问题,因为在进行试验的同时,可能会由于工作人员粗心造成与高电压设备距离过近,则存在着极大地安全隐患。另一方面会因为错接线路以及加错高电压,则会使设备遭受一定程度上的顺坏。为了做好安全防护,必须做好以下的措施:
1、进行试验之前,试验小组负责人对每个参加实验的人员讲解其安全注意事项,明确分工。
2、试验前严格按照《电业安全工作规程》进行,充分做好准备的工作,写好相关的实验方案。
3、实验工作必须要两个以上的工作人员一起配合,方可以进行工作,有經验的人员理所当然为试验负责人。
4、试验装置的开关做成明显,方便分辨分合闸状态,直流泄漏电流式试验、交直流耐压电源应有过流保护的装置,最少要装瞬时电流脱口开关或熔断件以及红绿灯指示。
5、高压试验通常由试验负责人检查,较低一级的试验人员负责接线。
6、所有试验设备金属外壳必须接地,高压试验截面够大,引线够短。
7、试验设备仪表量程及设备容量必须在试验开始之前选定好,滑竿及调压器滑动方向、插头、仪表转化开关都必须正确。
8、试验结束之后,不遗忘工具及相关物品,卸除安全网检查清理现场,恢复试验前的接线以及保证场地和被试验设备恢复试验前的状态。
结束语
高压电气设备要比一般的电气设备的运行环境复杂许多。这种设备的运行受到多个方面的影响。所以,在高压电气设备的使用中,绝缘体的质量直接关系到高电压设备运行的安全性与稳定性。我国电力业在高压电气设备中的绝缘技术虽然已经有了一定的基础,并且在绝缘方面也取得了一定的进步,但是由于电力企业的日益发展,以及社会对电力系统的要求越来越高,所以,对于高压电气设备绝缘技术的应用还需要相关领域进行进一步的研究和探索。
参考文献:
[1]刘彦明.输电线路在线监测技术现状解析[J].低碳世界,2013(9).
[2]段宗超,吴广宁,高波.油纸绝缘频域介电谱特性与聚合度的关联影响规律研究[J].电网技术,2014(10).
[3]牟雪云,汤波,牟雪萍.变压器局部放电在线监测系统设计———模拟电子综合性实验开发[J].中国科技信息,2014(13).
【关键词】电气设备;绝缘;高压试验;安全对策
一、高压电气设备绝缘试验的重要性
高压电气设备绝缘试验是检验高压电气设备绝缘性能的各种试验的总称,按照试验电压的高低可以分为绝缘特性试验和绝缘耐压试验。绝缘特性试验也可以成为非破坏性试验,指的是在比较低的电压环境下通过不对绝缘体进行损伤的办法进行绝缘特性的测量。绝缘耐压试验还可以称为破坏性的试验,指的是检验电气设备绝缘耐受各种过电压能力的试验。绝缘耐压试验对于绝缘体的检测是十分严谨的。这种试验虽然有很强的优势,但是对绝缘体会造成一定程度的损坏。通过对以上内容的分析我们知道。高压电气设备绝缘试验可以为高压电气设备的运行提供安全性的保障。高压电气设备运行中容易受到电场、化学物质的腐蚀,受到自然因素和环境因素的制约,造成了绝缘体和绝缘系统受到一定的损害,所以保障高压电气设备的正常运行,必需要进行绝缘系统的试验。高压电气设备绝缘试验不但能够对高压设备的各种绝缘特性进行准确的判断,还能够对高压电气系统的运行进行准确的检测,发现绝缘的缺陷,提高了高压电气系统的稳定性和安全性。
二、电气设备的高电压试验
通常情况下,冲击高电压试验和工频高电压试验是电气设备绝缘耐压能力检验的两种有效试验方法。两种试验方法在电力设备和操作方法上各有区别,那么下面将简单介绍其各自的试验方法。
1、工频高电压试验
工频高电压试验在检测电气设备绝缘能力的试验中是较为常见的一种试验,其优点在于它不但能检测电力设备在工频电压下的绝缘性能,还可以检测电力设备对操作过的电压以及雷电过压的承受范围,从而避免了进行操作冲击试验和雷电冲击试验的实验技术以及设备仪器的繁杂与高难度。为了能够获得工频高电压,在工频高电压试验时通常将其串联起来或者使用高压试验变压器产生,相对于容量比较大的被试品,比如:电缆和电容器,则可以通过串联谐振回路产生。在高压试验室里最基本的设备则是工频电压装置,是产生其他高电压设备的基础部分。通常由油浸式变压器作为试验变压器,其工作原理与一般的电力变压器的工作原理无太大差别,只是其工作条件和结构有所不同。
(1)试变压器体积小,结构较简单。试变压器运用于试验中,所以不考虑因产热问题而安装冷却器,简化了变压器的结构,与此同时由于容量比较低,试验用的变压器的油箱相对较小些,不同点是试验变压器具有很长的高压套管。
(2)试验变压器绝缘条件要求较高。在工频高压试验中,试验变压器需要承担较高的工频高电压,所以试验变压器的绝缘性能要更高,因为工频高电压不会对试验变压器加过电压,其跨度也不大,所以对于试验变压器的绝缘性能要求相对较低。
(3)试验变压器容量较小试验变压器的容量是因被试验者的容量大小决定的,被试验设备在被电流击穿时,变压器会自动关闭,以防造成电流长时间短路。工频高电压试验基本电路如图1所示,其采用核心设备是一个或多个串联起来的试验变压器,以此同时所用的基本设备包括组合过滤器(LF、CF)、变压器保护电阻(R1)、电压表(PV1、PV2)及调压器(AV)等等。
图1工频高电压试验基本电路
工频高电压试验方法是:按照一定的速度把被试验品的电压不断地提高达到额定电压为止,此时计算其所承受的时间。为了确保被试验品的合格度,需要在被提升到被试验品的额定电压后维持1min左右,持续的时间可根据具体情况来定,在规定的时间段内被试验品依然完好无损,则可以确定被试验品的工频耐压试验合格。
2、冲击高电压试验
相對工频高电压试验而言,冲击高电压试验不管是在技术实验设备上都要更高一等。投资费用较高。这些问题的存在导致在工程试验中很少用到冲击高电压试验,电气设备绝缘预防性的试验对该试验也不做特别多要求。但是,在需要检测电气设备对于过电压的绝缘性和耐压性时,则需要用到冲击高电压试验,用其制造出操作冲击电压波和雷电冲击电压波来对电气设备进行检测。冲击高电压试验作为电力设备的高电压试验之一,其必然有存在的道理,冲击高电压试验能够检测电气设备在操作过电压以及雷击过电压下的绝缘性能,在很多研究领域被用到,如:放电机理,冲击高电压试验可发生器回路产生较高的电压。冲击电压的发生器常用回路如图2所示。
图2冲击电压发生器回路
冲击高电压试验对于冲击电压发生器有两方面的要求:①输出电压必须要高,几十万伏到几百万伏不定;②操作过电压和雷电冲击波皆为脉冲波,其输出电压有相应的波形。冲击电压发生器是有相应数量的电容器所组成,先并联起来,由直流电源充电,后串联各电容器形成一个放电回路。在操作过程中必须选适当的冲击回路原件来配置,防止试样的非破坏性的放电电流对产生的冲击波造成干扰,从而影响结果。最后将获得的波形与规定的标准对比且分析,确保实验设备绝缘性符合要求,另外在冲击高电压的试验中为保证试验安全要主导以下几点:
(1)尽量用单独绝缘隔离变压器来为试验的用电设备供电,防止在试验过程中因出现放电损坏电源系统。 (2)试验现场的地下安装接地网,与地下电极连接,且接地电极电阻要小,各个试验设备与接地网相连接。
(3)各项试验的高压装置部分必须与周围的地体保持一定距离,防止产生空气放电现象,试验点附近边有警示标语,避免闲人误进。
(4)冲击电压发生器要有快速过电流保护的装置,以至于在试验设备内部击穿时保护装置可以及时切断电源,保证试验的安全。
三、高电压试验安全防护措施
高电压试验中首要注意的则是安全问题,因为在进行试验的同时,可能会由于工作人员粗心造成与高电压设备距离过近,则存在着极大地安全隐患。另一方面会因为错接线路以及加错高电压,则会使设备遭受一定程度上的顺坏。为了做好安全防护,必须做好以下的措施:
1、进行试验之前,试验小组负责人对每个参加实验的人员讲解其安全注意事项,明确分工。
2、试验前严格按照《电业安全工作规程》进行,充分做好准备的工作,写好相关的实验方案。
3、实验工作必须要两个以上的工作人员一起配合,方可以进行工作,有經验的人员理所当然为试验负责人。
4、试验装置的开关做成明显,方便分辨分合闸状态,直流泄漏电流式试验、交直流耐压电源应有过流保护的装置,最少要装瞬时电流脱口开关或熔断件以及红绿灯指示。
5、高压试验通常由试验负责人检查,较低一级的试验人员负责接线。
6、所有试验设备金属外壳必须接地,高压试验截面够大,引线够短。
7、试验设备仪表量程及设备容量必须在试验开始之前选定好,滑竿及调压器滑动方向、插头、仪表转化开关都必须正确。
8、试验结束之后,不遗忘工具及相关物品,卸除安全网检查清理现场,恢复试验前的接线以及保证场地和被试验设备恢复试验前的状态。
结束语
高压电气设备要比一般的电气设备的运行环境复杂许多。这种设备的运行受到多个方面的影响。所以,在高压电气设备的使用中,绝缘体的质量直接关系到高电压设备运行的安全性与稳定性。我国电力业在高压电气设备中的绝缘技术虽然已经有了一定的基础,并且在绝缘方面也取得了一定的进步,但是由于电力企业的日益发展,以及社会对电力系统的要求越来越高,所以,对于高压电气设备绝缘技术的应用还需要相关领域进行进一步的研究和探索。
参考文献:
[1]刘彦明.输电线路在线监测技术现状解析[J].低碳世界,2013(9).
[2]段宗超,吴广宁,高波.油纸绝缘频域介电谱特性与聚合度的关联影响规律研究[J].电网技术,2014(10).
[3]牟雪云,汤波,牟雪萍.变压器局部放电在线监测系统设计———模拟电子综合性实验开发[J].中国科技信息,2014(13).