電力系統中高壓電氣試驗的分析

崔育誠

國網黑龍江省電力有限公司雙鴨山供電公司 黑龍江 雙鴨山 155100

隨著社會經濟的快速發展，人類生活及生產對于電力的需求量逐漸增加，為確保電力供應的安全性、穩定性以及持久性等，提高電力系統的運行效率及運行水平十分重要。針對于電力系統的運行，其內部包含多種高壓電氣設備，各高壓電氣設備的正常運行是保證電力系統正常運行的條件之一。為此，電力企業需要注重各高壓電氣設備管理的同時，還需要加強對高壓電氣試驗的研究與分析，借助試驗檢測電力系統運行可靠與否，識別系統運行故障，提升系統運行效率。

1 電力系統中高壓電氣試驗概述

1.1 試驗基本內容

電力系統中高壓電氣試驗的開展內容較為繁雜，具體試驗包含多個項目，試驗項目不同，試驗的檢測效果也會不同，以下是對電力系統中高壓電氣試驗基本內容的介紹。其一，變壓器局部放電試驗。該試驗主要是對電力系統中變壓器的運行情況進行檢測，當電力系統的運行環境較為惡劣時，變壓器的運行可能會受一定不良影響，此時試驗人員需要對變壓器的局部放電情況進行檢測，常用的檢測方法是分相加壓法，通過局部放電的實際情況，可以推斷出變壓器的運行情況。其二，串聯諧振耐壓試驗。該試驗一般適用于大功率電氣設備的檢測，試驗操作的難度系數較大，且需要使用專業的諧振耐壓試驗檢測設備，試驗操作對于試驗人員的專業素養與技能要求較高。其三，線路空氣間隙絕緣性試驗。該試驗主要是對線路空氣間隙絕緣性的檢測，試驗的價值性較高，因試驗過程中易受環境因素的影響，為保證試驗結果的精準性，試驗過程中試驗人員需要對試驗環境進行嚴格管控。

1.2 電氣試驗類型

1.2.1 高壓電纜試驗

電力系統中，高壓電能的輸送主要是依靠于高壓電纜，而高壓電纜是電力系統中的重要組成部分。針對于高壓電纜試驗的開展，需要使用的裝置包括局部放電檢測儀、直流高壓發生器、短路裝置、交流高壓發生器以及絕緣電阻測量儀等。常見的高壓電纜試驗檢測方法介紹如下：其一，電纜主絕緣的絕緣電阻測量。該試驗的主要目的是檢查主絕緣是否老化或受潮等，同時還需要對耐壓試驗后電纜主絕緣有無缺陷進行檢測。試驗需要分組進行測量，需要使用大容量數字兆歐表，電纜測量電壓為1000V，每次測量前后需要對電纜進行充分放電，時間約為3min左右[1]。電纜的不接試驗設備需要工作人員時刻進行看管，避免人員靠近接觸。此外，交接試驗需要在耐壓試驗后進行。其二，電纜主絕緣耐壓試驗。該試驗主要分為直流耐壓與交流耐壓兩種，前者較為適用于紙絕緣電纜，后者主要適用于橡膠絕緣電力電纜。針對于耐壓標準的設定，以110kV以上的電纜為例，耐壓標準頻率應在20Hz-300Hz范圍內[2]。其三，電纜外護套絕緣電阻測量。以110kV以上的電纜為例，試驗需要使用帶有自動放電功能的電動兆歐表，試驗結束后需要接地放電。

1.2.2 高壓變壓器試驗

高壓變壓器試驗主要是對變壓器進行的耐壓試驗，因變壓器（見圖1所示）是電力系統的重要組成部分，所以高壓電氣試驗包括高壓變壓器試驗。高壓變壓器的絕緣主要分為兩種，分別是主絕緣與縱絕緣，其中主絕緣主要是指線圈自身以外其他結構的絕緣，例如鐵芯，縱絕緣主要是指變壓器繞組各電位點以及部位間的絕緣，例如線圈匝間，為保證高壓變壓器試驗結果精準，變壓器的耐壓試驗一般需要經過感應及交流兩種耐壓測試[3]。從交流耐壓試驗方面進行分析，試驗過程中被測線圈端口需要連接試驗電壓，而非試驗端口需要接地進行保護，避免發生人員觸電事故。試驗需要使用的設備包括工頻耐壓試驗裝置、三倍頻耐壓試驗裝置以及串聯諧振耐壓試驗裝置等。從感應耐壓試驗方面進行分析，變壓器的中性點降低便會影響其絕緣性能，此時交流耐壓試驗無法取得良好效果，需要試驗人員使用感應試驗方法。試驗過程中需要依據絕緣介質的特點及設備運行情況合理調整試驗電壓，檢查設備接地情況，如果受環境濕度影響，電氣設備表面出現閃絡現象，則試驗結果不合格，試驗人員需要將設備表面清理干凈后進行二次試驗。

圖1 高壓試驗變壓器

1.2.3 高壓斷路器試驗

一方面，高壓斷路器試驗當中的開斷能力試驗較為重要，試驗回路的工頻恢復電壓應超過定值的95%，且維持時間至少為0.1s。以發電機試驗站為例，為獲得工頻恢復電壓值，可以適當將發電機勵磁進行強化。在短路期間，若想讓工頻恢復電壓超過95%，試驗人員需要注意以下幾點：其一，如果是三級斷路器的三相試驗，斷路器額定電壓除以3之后的值為工頻恢復電壓平均值，該值與電壓平均值的偏差應小于20%[4]。其二，如果是三級斷路器單相試驗，地電壓值與首開極因數的乘積為工頻恢復電壓值。其三，如果是單極斷路器，斷路器額定電壓值等于工頻恢復電壓值。

另一方面，短路發電機回路試驗。因網絡試驗站的容量易受約束，所以試驗人員可以使用專供短路開斷以及關合試驗兩種方式，對發電機電源進行試驗檢測，試驗需要使用短路發電機。試驗的操作方法分為兩種，一種是突然短路，試驗需要保證電動機與勵磁機處于運行狀態，隨后需要將短路發動機轉速調到額定值，科學控制發電機勵磁電流，切除電動機電源，合閘接通斷路器試驗電路，致使斷路器處于開斷狀態，以此開展短路斷流開斷試驗[5]。另一種是沖擊勵磁，試驗之前試驗人員需要將電路及短路發電機相連通，隨后啟用發電機與勵磁機，調整發電機轉速額定值，逐漸增加沖擊勵磁電流。

1.3 電氣試驗技術

1.3.1 電氣啟動技術

針對于電氣啟動試驗，試驗的檢測方法多種，常見的有并網帶負荷檢測法，其屬于是一種傳統的檢測方法，因實際的檢測效果較為理想，所以常被應用于電氣啟動試驗當中。在電氣啟動試驗檢測過程中，電氣啟動試驗技術的應用可以提高試驗效率以及精準性等，同時還可以為短路點的設置提供可靠參考。如果是針對于開關處短路排設置故障的檢測，該技術的應用檢測可能無法確保結果的科學性，但是隨著我國電力行業的不斷發展，對于電氣啟動試驗技術的研究獲得一定進步，該技術的應用效果明顯改善。

1.3.2 靜態試驗技術

在電力系統高壓電氣試驗檢測工作中，常用的檢測技術之一是靜態試驗技術，該技術的應用需要檢測人員保證電力系統各電氣設備處于正常的運行狀態，隨后檢測人員可以通過邏輯試驗對電力系統的主保護邏輯功能進行詳細檢測。在邏輯檢測試驗過程中，檢測的對象主要是系統回路以及及繼電保護測試儀器，其可以有效將二者的運行故障進行排查，以便于故障的及時處理，防止電力系統出現運行故障。與此同時，靜電試驗技術還可被應用于回路試驗當中，通過加壓操作可以對發電機的故障進行檢測，同時還可以檢測電壓電流互感器的升壓故障，以此避免電力安全事故的發生[6]。

2 電力系統中高壓電氣試驗的重要性

2.1 提高系統檢測水平

高壓電氣試驗的主要對象是各電氣設備，其可以檢測出設備運行故障，依據試驗檢測結果，工作人員可以及時排除設備故障，保證電力系統正常運行。電氣試驗的開展，其關鍵在于對各電氣設備絕緣性的檢測，如果試驗檢測操作不規范，不僅不利于試驗結果的正確獲取，還可能會增加試驗風險，不利于電力系統檢測水平的提升。除此之外，試驗過程中工作人員可以依據檢測結果推斷各電氣設備的實際運行情況，不僅有助于系統檢測水平的提升，還有助于故障檢修方案的針對性制定，提高電力系統整體維修檢測水平[7]。

2.2 提高企業經濟效益

電力系統是電力企業運行的重要系統，其直接影響著企業電力資源的供應效果，并對企業經濟效益的提升具有重要影響。各電氣設備的長期運行可能會存在一定的安全隱患，如果隱患未能獲得及時排查與處理，則可能會導致設備故障，影響電力系統的正常運行。高壓電氣試驗的開展可以高效排查各電氣設備的運行故障，以便于電力企業及時解決設備故障問題，避免電力系統出現運行故障，影響電力供應，增加電力企業經濟損失[8]。與此同時，電力系統的運行存在一定安全風險，電氣試驗的開展有助于風險的預防與及時排除等，進而可以有效防止安全事故的發生，保障電力企業正常運營經濟效益。

2.3 防止發生電氣事故

高壓電氣試驗具有檢測各電氣設備運行安全的作用，試驗的檢測目的主要是對電氣設備及系統能否承受設計參數范圍內的最高電壓進行測試，同時還是對各電氣設備運行性能的檢測，即在最高電壓下各電氣設備能否正常運行。通過試驗可以得知各電氣設備及系統運行的可靠與否，以便于各電氣設備運行故障的及時排查與處理。與此同時，電氣試驗可以發現潛在的電氣風險及隱患，檢測電氣設備運行缺陷，進而可在一定程度上有效規避電氣事故的發生[9]。

3 電力系統中高壓電氣試驗優化策略

3.1 注重專業人才培養

電力系統的運行需要人為進行操作和監管，為確保高壓電氣試驗的順利開展與推進，防止試驗出現安全事故，電力企業需要注重專業人才的培養，優先構建專業的試驗團隊，并通過定期培訓的方式提高人員專業技能，以便于提升電力企業高壓電氣試驗開展水平，優化試驗流程，確保企業電力系統獲得長久、穩定運行。一方面，針對于在職人員，電力企業需要加強人員培訓，通過長效人才儲備機制的構建長期培養專業人才，注重專業試驗人員素養以及能力的提升。另一方面，注重專業人才的引進，面向社會公開招聘高素質、專業化試驗人才，通過合理的招聘機制及薪資福利待遇招攬群才，以此擴大企業內部人才隊伍，以便于為電力系統高壓電氣試驗的開展儲備人力資源[10]。

3.2 強化人員安全意識

高壓電氣試驗的開展具有一定的安全風險，為確保試驗開展順利，避免安全事故的發生，電力企業需要注重人員安全意識的強化，定期組織試驗人員參與安全培訓活動，同時還需要對試驗人員的安全知識以及試驗經驗等進行考察，盡可能降低安全事故發生概率，避免電力企業出現經濟損失。一方面，電力企業需要注重人才隊伍的創建，強化人員安全防護意識，提高人員安全防護技能，嚴格規范試驗流程操作[11]。另一方面，構建安全管理機制，強化安全管理，將電氣試驗的安全管理納入企業管理工作當中，嚴格規范試驗人員各項試驗操作。與此同時，將試驗人員的薪資待遇與安全管理相掛鉤，以此提高試驗人員對于試驗安全性的重視度。

4 結束語

電力系統較為復雜，其屬于是一個綜合體，系統的運行對于電力資源的供應具有重要影響。高壓電氣試驗是電力系統管理工作的重要環節，其內容包括變壓器局部放電試驗、串聯諧振耐壓試驗以及線路空氣間隙絕緣性試驗等，試驗重要技術包括電氣啟動技術以及靜態試驗技術等。加強對高壓電氣試驗的研究，有助于提高系統檢測水平，有助于提高企業經濟效益，有助于防止發生電氣事故。為此，電力企業需要強化高壓電氣設備管理，不斷優化高壓電氣試驗。