高壓電氣檢測試驗的檢測方法及安全措施探析

邵安強

（中交（天津）技術檢測有限公司，天津 300452）

1 引言

高壓電氣設備在故障檢修及運行前，都需進行交接試驗，根據試驗結果評價電氣設備的運行狀態，采取管控措施。電氣設備檢測試驗具有前瞻性，能夠提前發現故障及潛在隱患，從源頭上采取管控措施，避免電網大面積停電、供電安全隱患多等問題。鑒于高壓電氣檢測試驗的重要性，有必要深入研究檢測試驗技術及安全措施。

2 工程概況

某1 000 kV 變電站采用5 個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輸至現場，再組裝成型，單元模塊在運輸、組裝等環節可能會發生擠壓、磕碰，影響GIS 的絕緣性能。因此，根據GIS 現場主回路絕緣試驗結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試驗

3.1 準備工作

絕緣試驗電壓最高為1 000 kV，對試驗人員的操作水平提出較高的要求。秉承試驗安全、結果可靠的原則，經過多方協商，確定主回路絕緣性能試驗的流程及方法，做好前期準備工作。

1）對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。測試設備周邊10 m 內存在金屬物體時，接地處理[1]。

2）GIS 中各氣室內SF6填充氣體情況可根據密度繼電器觀測數值確定。以環境參考溫度20 ℃為例，隔離開關氣室、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定，還需進行微水測量，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，任何一項指標未達到要求均不可進行試驗。

3）根據分合閘指示判斷各元件的分合閘實際狀態，要求斷路器、隔離開關為合閘狀態，接地刀閘為分閘狀態，非測試設備接地刀閘為合閘狀態。

4）短接測試設備中電流互感器的二次繞組，同時采取接地處理措施。初步設定試驗頻率，評估在此參數條件下電壓互感器是否磁飽和，若無此現象，二次繞組開路，和主回路共同做耐壓試驗；若有該現象，則隔離電壓互感器[2]。

3.2 現場試驗

按照如圖1 所示的方式，完成實驗接線。

圖1 試驗接線原理圖

考慮到加壓部分連接引線電壓最高達到1 100 kV，試驗采用的是φ500mm 防暈導線，確保在試驗過程中無過量的電暈損耗。

3.2.1 試驗電壓及加壓流程

主回路絕緣試驗流程： 首先根據正常運行時最大電壓Um進行老練試驗，流程為持續10 min（635 kV）→持續20 min（762 kV）”；再根據試驗電壓Uf進行交流耐壓試驗，流程為“持續1 min（1 100 kV）”；最后局部放電測量試驗，試驗電壓降至1.2Um/GIS 主回路絕緣試驗時，同步進行母線TV 額定電壓下一次側空載電流測量，在GIS 主回路絕緣試驗前后均要進行一次測量，以便對比分析，試驗電壓為

3.2.2 局部放電測量

測量方法為超聲波測量法，測點布設在電壓互感器、斷路器斷口、接地刀閘等部位，同時按照間距小于1 m 的布置要求在GIS 設備外殼上設置測點。若條件允許，優先將測點布置在氣室下方，通過圖譜分析各被測部位是否存在放電現象。

3.2.3 注意事項

（1）試驗人員按圖紙要求規范組裝試驗設備，保證零配件組成關系合適，維持穩定，通電并安排升壓檢查，判斷測試設備的運行狀態；（2）檢查GIS 閃絡定位儀；（3）外殼接地可靠，由GIS出線套管加入試驗電壓；（4）嚴格按照耐壓試驗、老練試驗、交流耐壓試驗、局部放電測量試驗的流程依次進行試驗，各階段的試驗方式必須符合規范，各項試驗數據均要被完整記錄；（5）測試設備的電容量較大，宜分段進行老練試驗，解決一次性全部設備老練試驗頻率未達到50 Hz 的問題。老練試驗的分段方式與耐壓試驗分段一致，確定好分段后有序進行試驗[3]。

3.2.4 試驗判據

按規定的電壓進行試驗后，若測試設備可承受該電壓且期間未見擊穿放電現象，則說明被測對象無異常，試驗通過，否則需要分析GIS 閃絡定位儀的數據，據此判斷被測裝置的實際情況。以相同的方法重復安排一次試驗，未見擊穿現象時則說明被測對象質量達標，否則需要確定出現擊穿現象的氣室，對其進行解體，根據拆解情況確定絕緣損壞的部位，采取修復措施，而后組裝好氣室，繼續進行耐壓試驗。若局放測試時有典型放電信號，應重點關注此情況，判斷該信號是否在老練試驗階段消失，若并未消失，則試驗不通過，用特高頻法定位，鎖定放電源，必要時進行解體檢查和修復，而后將解體部分恢復完整，再做主回路絕緣試驗，按照前述方法進行，直至通過試驗為止。

3.3 分段耐壓試驗

3.3.1 測試設備電容量

測試設備電容量估算值見表1。

表1 電容量估算結果

3.3.2 試驗參數的估算

測試設備、分壓器的電容量Cx、Cy分別約為18 503 pF、1 000 pF，共計約19 503 pF。結合測試設備的硬件組成方式，確定總電感L，由于測試設備串聯4 節300 kV/80 H 電抗器，則L=320 H。

對比分析諧振頻率和測試驗設備輸出頻率范圍，可知本次估算的諧振頻率（63.74 Hz）未超出許可范圍（40～90 Hz），此項指標合理。

3.3.3 耐壓試驗結果

分階段依次進行耐壓試驗，統計各階段的結果，具體如表2、表3 所示。

表2 耐壓試驗結果（第一階段）

表3 耐壓試驗結果（第二階段）

對比分析表2、表3 的兩個階段耐壓試驗結果可知，試驗諧振頻率與計算值的誤差未超過±5%，兩者具有較高的一致性；試驗前后，絕緣電阻的變化較??；超聲波局放信號正常，并且不存在擊穿放電的情況。根據試驗數據和試驗期間的現場觀察結果可知，主回路絕緣試驗順利通過。

4 高壓電氣檢測試驗的安全措施

4.1 高壓電氣試驗前，做足準備工作

1）根據高壓電氣試驗目標和試驗條件制訂試驗方案，做好方案優化；對所有參與試驗的人員進行技術交底和安全交底，使員工清楚試驗范圍、試驗工作內容及試驗間隔，掌握試驗操作中的注意事項。

2）高空試驗前，細致檢查安全帶、絕緣體等，不可出現安全帶扭結、斷股等問題；配套穩定可靠的安全梯，做詳細的檢查，對于裝配松動、裂紋等問題，必須及時處理；由專員在現場進行安全管理，試驗前需要疏導與試驗無關的人員，轉移至安全區域。

3）根據試驗條件預測試驗過程中可能出現的隱患，在源頭上管控，并制訂應急方案，確保在出現異常后可隨即啟用應急方案，妥善處治，保障試驗安全。

4.2 高壓電氣試驗期間，規范操作

1）試驗人員進入現場前，核對測試的設備，對比分析實際情況與試驗方案是否一致； 試驗人員按規劃好的安全路線有序到達試驗現場，各員工就位；設置接地線，對長期運行的測試設備進行放電，保障安全；試驗加壓前，必須檢查接線情況，不可出現錯接、漏接、接線不可靠等問題；高壓電氣試驗人員合理站位，與設備保持安全距離。

2）試驗人員必須嚴格依據規范以及試驗方案要求進行各項試驗活動，認真對待每項工作，謹慎操作；高壓電氣試驗必須遵循工作流程，妥善地將各項工作落實到位，不可流于形式；試驗人員需要考慮到容性元件積累大量負荷的特殊性，加強自身安全防護，避免因碰觸該類元件而威脅到自身的生命安全；所有測試設備的地基需平整、穩定，測試設備無異?；蝿?，接地導線的截面符合設計要求，接地可靠。

4.3 高壓試驗后，進行收尾工作

高壓電氣試驗后的收尾工作煩瑣，試驗人員必須認真對待，細致地完成各項收尾工作。高壓電氣試驗后，根據“一拉、二掛、三工作”的流程進行操作，即拉開試驗電源，掛上接地線，進行接線的拆改與更改。高壓電氣試驗后，全面檢查各儀器設備及接線，保證各裝置位置合理，接線穩定可靠，恢復至試驗前的初始狀態。檢查時需要重點考慮的是二次側端子接線、低壓接地端等，及時排除安全隱患，確保設備可正常使用。

5 結語

綜上所述，高壓電氣設備的安全運行是有效提供電力服務的基本前提，高壓電氣檢測試驗的方式可判斷高壓電氣設備的使用情況，經過試驗后確定故障并進行處理，使高壓電氣設備正常運行。在本文中，研究了高壓電氣檢測試驗的操作流程和具體方法，對試驗結果進行了分析，并總結出高壓電氣檢測試驗的安全措施，在安全的前提下完成高壓電氣檢測試驗，所得結果可作為評價被測設備運行狀態以及處理故障時的參考，有利于提高電力系統的運行水平。