電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)
1 概 述
電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)是指為了發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中設(shè)備的隱患，預(yù)防發(fā)生事故或設(shè)備損壞，對(duì)設(shè)備進(jìn)行的檢查、試驗(yàn)或監(jiān)測(cè)，也包括取油樣和氣樣進(jìn)行的試驗(yàn)。預(yù)防性試驗(yàn)是電力設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)工作中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的有效手段之一。電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)是指對(duì)已投入運(yùn)行的設(shè)備按規(guī)定的試驗(yàn)條件（如規(guī)定的試驗(yàn)設(shè)備、環(huán)境條件、試驗(yàn)方法和試驗(yàn)電壓等）、試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)周期所進(jìn)行的檢查、試驗(yàn)或監(jiān)測(cè)。它是判斷設(shè)備能否繼續(xù)投入運(yùn)行，預(yù)防發(fā)生事故或設(shè)備損壞以及保證設(shè)備安全運(yùn)行的重要措施。因此，我國(guó)規(guī)定，凡電力系統(tǒng)的設(shè)備，應(yīng)根據(jù)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》 (DL/T 596—1996) (以下簡(jiǎn)稱《規(guī)程》)的要求進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，防患于未然。
1996年原電力部對(duì)《規(guī)程》進(jìn)行了修訂，修訂后的電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 596—1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》已于1997年正式頒發(fā)實(shí)施。
2004年中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司根據(jù)自身實(shí)際情況，依據(jù)DL/T 596—1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》和有關(guān)反事故技術(shù)措施之規(guī)定，現(xiàn)另行編制Q/CSG 10007—2004《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》，作為中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
目前，我國(guó)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》內(nèi)容實(shí)際上超出了預(yù)防性試驗(yàn)范圍，實(shí)際上它包括定期試驗(yàn)、大修試驗(yàn)、查明故障試驗(yàn)、預(yù)知性試驗(yàn)及新設(shè)備投運(yùn)前試驗(yàn)。
2 電力預(yù)防性試驗(yàn)介紹
2.1 預(yù)防性試驗(yàn)基本方法
2.1.1 測(cè)量絕緣電阻測(cè)量絕緣電阻是一項(xiàng)簡(jiǎn)便而又常用的試驗(yàn)方法，通常用兆歐表進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)測(cè)得的試品在1min時(shí)的絕緣電阻的大小，可以檢測(cè)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(shè)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(dāng)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，稱為吸收比。將10min和1min時(shí)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(cè)量泄漏電流測(cè)量絕緣體的直流泄漏電流與測(cè)量絕緣電阻的原理基本相同。不同之處是直流泄漏試驗(yàn)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(zhì)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(duì)設(shè)備進(jìn)行泄漏電流測(cè)量后，應(yīng)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行全面地分析，以判斷設(shè)備的絕緣狀態(tài)。一般與規(guī)定值進(jìn)行比較，也可以跟相同設(shè)備進(jìn)行橫向比較。
2.1.3 測(cè)量介質(zhì)損耗因數(shù)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?xí)央娊橘|(zhì)熔化、燒焦，喪失絕緣能力，導(dǎo)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(xiàng)重要指標(biāo)。
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(dǎo)出電介質(zhì)損耗跟介質(zhì)損耗因數(shù)（tanδ）成正比，常以介質(zhì)損耗因數(shù)來(lái)表示。
測(cè)量介質(zhì)損耗因數(shù)是一項(xiàng)靈敏度很高的試驗(yàn)項(xiàng)目，它可以發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備絕緣整體受潮、劣化變質(zhì)以及小體積被試設(shè)備貫通和未貫通的局部缺陷。例如，好油和壞油的耐壓強(qiáng)度在數(shù)值上的差別是10：1，但其介質(zhì)損耗因數(shù)在數(shù)值上的差別很可能是1000：1。由于測(cè)量介質(zhì)損耗因數(shù)對(duì)設(shè)備缺陷具有較高的靈敏度，所以在電工制造及電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗(yàn)中都得到廣泛的應(yīng)用。
2.1.4 交、直流耐壓試驗(yàn)
在電力系統(tǒng)預(yù)防性試驗(yàn)中，雖然對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行了一系列非破壞性試驗(yàn)，能發(fā)現(xiàn)很多絕緣缺陷。但因其試驗(yàn)電壓一般較低，往往對(duì)某些缺陷，特別是局部缺陷還不能檢出，這對(duì)保證安全運(yùn)行是不夠的。為了進(jìn)一步暴露電力設(shè)備的絕緣缺陷，檢查設(shè)備絕緣水平和確定能否投入運(yùn)行，有必要進(jìn)行破壞性試驗(yàn)即交流耐壓試驗(yàn)和直流耐壓試驗(yàn)。
電力設(shè)備在運(yùn)行中可能受到長(zhǎng)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(shè)備本身必須經(jīng)受過(guò)耐壓試驗(yàn)的考驗(yàn)，并要求有足夠的裕度。交流耐壓試驗(yàn)是鑒定電力設(shè)備絕緣強(qiáng)度的嚴(yán)格、有效和直接的試驗(yàn)方法，它對(duì)判斷電力設(shè)備是否繼續(xù)參加運(yùn)行具有決定性的意義，也是保證設(shè)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(duì)110kV以下的電力設(shè)備應(yīng)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)；110kV及以上的電力設(shè)備，在必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。
直流耐壓試驗(yàn)是考驗(yàn)電力設(shè)備的電氣強(qiáng)度的，它在反映電力設(shè)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(yàn)比直流泄漏電流試驗(yàn)的試驗(yàn)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(shí)，在進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)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(duì)交流耐壓試驗(yàn)，直流耐壓試驗(yàn)傾向于非破壞試驗(yàn)。
2.2 電力變壓器試驗(yàn)
2.2.1 絕緣油試驗(yàn)
在變壓器、油斷路器、電力電纜、電容量、互感器等高壓電氣設(shè)備中，長(zhǎng)期以來(lái)一直廣泛大量使用著礦物絕緣油。
絕緣油電氣性能試驗(yàn)項(xiàng)目中，主要有電氣強(qiáng)度試驗(yàn)和介質(zhì)損耗因數(shù)試驗(yàn)。影響電氣強(qiáng)度的主要因素是油中的水和雜質(zhì)。介質(zhì)損耗因數(shù)對(duì)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(yàn)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(shè)備內(nèi)部的潛伏性故障。近些年來(lái)，電力系統(tǒng)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(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(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目。并且在《規(guī)程》中將它列為變壓器試驗(yàn)的第yi項(xiàng)。
2.2.2 變壓器繞組直流電阻測(cè)量
測(cè)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(yàn)項(xiàng)目，也是故障后的重要檢查項(xiàng)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(xiàn)象。
2.2.3 變壓器電壓比試驗(yàn)
變壓器的電壓比是指變壓器空載運(yùn)行時(shí)，一次側(cè)電壓與二次側(cè)電壓的比值，簡(jiǎn)稱為變比。測(cè)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(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(yùn)行。
2.2.4 變壓的短路和空載
試驗(yàn)變壓器的空載試驗(yàn)，是從變壓器的任一側(cè)繞組施加交流額定頻率的額定電壓，其它繞組開(kāi)路，測(cè)量變壓器的空載損耗和空載電流的試驗(yàn)。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?qū)е驴蛰d損耗和空載電流增大。當(dāng)試驗(yàn)測(cè)得的數(shù)值與設(shè)計(jì)計(jì)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(shí)，應(yīng)查明原因。
變壓器的短路試驗(yàn)，是將變壓器一側(cè)繞組（通常是低壓側(cè)）短路，而從另一側(cè)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(cè)量所加電壓和功率。將測(cè)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(jìn)行變壓器短路試驗(yàn)的目的是要測(cè)量短路損耗和阻抗電壓，以便確定變壓器能否并列運(yùn)行；以便計(jì)算變壓器的效率、熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定等。
2.3 高壓斷路器試驗(yàn)
2.3.1 高壓斷路器動(dòng)特性試驗(yàn)
高壓斷路器動(dòng)特性試驗(yàn)是測(cè)量斷路器的分、合閘速度，分、合閘時(shí)間，分、合閘不同期程度，以及分合閘線圈的動(dòng)作電壓。這些指標(biāo)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(dāng)?shù)姆趾祥l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(yù)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(yán)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(guò)電壓。
斷路器動(dòng)特性方面是用觸頭動(dòng)作時(shí)間和運(yùn)行速度作為特征參數(shù)來(lái)表示的，在動(dòng)特性試驗(yàn)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(cè)量導(dǎo)電回路電阻
由于導(dǎo)電回路接觸好壞是保證斷路器安全運(yùn)行的一個(gè)重要條件，所以在預(yù)防試驗(yàn)中也需要測(cè)量其直流電阻。測(cè)量導(dǎo)電回路電阻一般用直流壓降法測(cè)量，測(cè)量電流不小于100A。
2.3.3 真空度測(cè)試（只針對(duì)真空斷路器）
隨著中壓開(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(yīng)用。這些年來(lái)，由于生產(chǎn)工藝和現(xiàn)場(chǎng)使用環(huán)境方面的原因，有些真空開(kāi)關(guān)在運(yùn)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(nèi)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(xiàn)不能正常開(kāi)斷的現(xiàn)象而造成嚴(yán)重的后果。國(guó)內(nèi)真空開(kāi)關(guān)事故大多是由此原因引起。所以加強(qiáng)定期或不定期檢測(cè)真空開(kāi)關(guān)真空度成了十分重要的環(huán)節(jié)。
2.4 氧化鋅避雷器試驗(yàn)
2.4.1 直流1mA下電壓及75%該電壓下泄漏電流的測(cè)量該項(xiàng)試驗(yàn)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(yùn)行中的荷電率，對(duì)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(yàn)時(shí)，監(jiān)測(cè)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(cè)量其泄漏電流。1mA電壓比銘牌所提供的數(shù)據(jù)偏大，應(yīng)與廠家聯(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(yùn)后，電流有一定增大，但電流不能超過(guò)50微安。
2.4.2 運(yùn)行額定電壓下交流泄漏電流及阻性分量的測(cè)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(yùn)行電壓下流過(guò)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(zhǎng)較大，諧波的含量增長(zhǎng)不明顯時(shí)，一般表現(xiàn)為污穢嚴(yán)重或受潮。阻性電流諧波的含量增長(zhǎng)較大，基波成分增長(zhǎng)不明顯時(shí)，一般表現(xiàn)為老化。
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