高压电气试验中容易被忽视的一些问题分析及应对措施

摘 要：本文主要分析了高压电气试验中所碰到的一些问题，并就如何避免和解决这些问题提出了相应的措施。

关键词：电气试验；设备；对策

一、高压电气试验碰到的问题

虽然高压电气试验得到了快速的发展，但是高压电气试验在试验过程往往会受到一些因素的影响，从而造成了试验结果和实际情况相脱节，严重时会造成不必要的损失。

（一）高压电气试验设备和被试设备的接地问题。

①高压电气被试设备接地不良。高压电器被试设备接地不良容易造成介质的严重损耗，这种问题一般情况发生在电容性的设备上，比如说电压互感器或者耦合电容器等。在变电站里，为了保证线路的正常运行，把电压互感器与线路直线连接。如果电气设备的接地开关或者连接线接触不良，就如同在电容器上串联了一个等量的电阻。比如说如果电容量为 C，电容器的介质损耗因数为 tgδ，等值串联电阻为 R，那么关系式为：tgδ=ωCR。但是如果当设备接地不良的情况出现后，电容器的电容量越大，它所产生的损耗就会越大，进而会造成被试设备介质损耗超标的情况。

②高压设备在使用 TV 和 TA 时，二次回路接地不良。在测试高电压的运行过程中，必须要使用，TV 和 TA。在一般情况下,TV和 TA 的交互应该遵循电磁感应定律，但是在他们实际的交互过程中，TV 和 TA 的二次绕组会出现接地不良的情况，这样一来，实际反映出来的数值对铭牌值而言出现了偏差。由于高压电气设备中的 TV 和 TA 的一次绕组和二次绕组与地面两者之间存在着分布电容，如果在二次绕组不接地的情况下，二次绕组上的感应电压往往会在表计和地面之间产生杂散电流，这样就会产生错误的指示值。

③滤波器接地开关没合上造成测量数据异常。这种情况发生在测量耦合电容器(或带通信端了的CVT )上，如图1所示。由于耦合电容器顶部接地，所以在测量C1的介质损耗时通常采用反接屏蔽法，也就是将测量装置的屏蔽端子接于C2的下端，这种接法似乎是把C2以下的元件全部屏蔽掉了，而事实上并非如此。表3是一个测量实例，从表3数据来看，当接地开关打开时，不同的测童仪器所呈现的异常情况不尽相同，只有当接地开关合上后，才能测出正确的数据。这种情况说明异常现象还与仪器的测量原理有密切的关系。因此，在测量耦合电容器的介质损耗时，应首先将结合滤波器的接地开关合上。

图1 饭接屏蔽发测量C1

表3 滤波器接地开关的分合状态对测量结果的影响比较

（二）高压电气试验中引线所引起的问题。

①高压电气设备中避雷器的引线问题。在一次高压变电所的检修试验中，一台220kV 主变中性点避雷器在试验过程中被检修人员将引线断开，但是引线的接头还保留在避雷器上边。最后出现的结果是：75％直流参考电压下的漏电量高达80uA；但是如果把把残留在避雷器上的引线拆下后重新测试，75％直流参考电压下的漏电量小于 20uA。由此可见，高压电气试验中避雷器引线产生的问题是非常巨大的，因此，在具体的高压电气试验实际运行过程中，我们必须把高压部位的引线全部拆除，从而能够更好地防止引线拆除不当引起的电流泄漏以及造成微安电表刻度的变差。

②绝缘带引起的问题。在高压电气试验运行过程中，绝缘带具有非常重要的作用。相关实验人员曾经做过一次实验：在测量电容性电压互感器的介质损耗因数的时候，最后测量的结果却不合格，数据出现了明显的偏差。为了找出数据偏差的原因，试验人员采取了各种各样的方法，最后终于得出了一个重要的结论：只有把固定在引线上的绝缘带去除后，所得到的数据才是合格的。如果不把绝缘带拆除，就说明给介质增加了几百兆欧的电阻，影响了高压电气试验的正常运行。

（三） 高压电气试验电压不同引起的问题。

①对介质损耗因数测量的影响：在一次 500 kV 直流中继站的耦合电容器预防性试验中，由于耦合电容器电容量较大，为了避免仪器过载，采取降低试验电压的方法进行测量。在36台耦合电容器中其中有1 台测量结果不合格，见表4 序号1。为了查找试验不合格的原因，试验人员采取了各种各样的方法 ，如改变试验接线、擦拭外套等等，但测量结果仍不合格。第二天用另一型号的测量仪进行测量时 ，发现在 0.5kV的电压下测量结果仍然不合格 ，但随着试验电压的提高 ，介质损耗却越来越小。然后再用回原来的仪器复测 ，在同样的试验电压下测量结果也已经正常 ，测量结果见表 4 中序号 2~7。这种现象显然与绝缘材料中存在杂质有关。之所以出现这种现象 ，我们分析原因可能是 ：多元件串联的耦合电容器中存在连接线氧化接触不良的问题 ，在低电压下氧化层未击穿 ，呈现较大的接触电阻 ，所以介损变大 ；当试验电压提高后 ，氧化膜击穿 ，接触电阻下降 ，介损变小 ，这时即使降低试验电压 ，氧化膜仍保持导通状态 ，介质损耗不再增大。

② 对测量直流电阻的影响：某厂 1 台发电机在进行预防性试验时 ，用双臂电桥测量转子绕组的直流电阻，测量结果与历年数据相比显著增加。为了慎重起见改用外加直流电压电流法，测量结果却与历年试验数据接近，然后改用不同的仪器测量，数据变化很大。根据对测量方法和结果的分析 ，我们判定转子绕组已经存在导线断裂的问题。导体断裂后 ，在断裂面形成一层导电性较差的氧化膜 ，当用双臂电桥测量时，由于电桥输出电压较低，氧化膜不击穿，所以呈现较大的电阻 ; 而采用外加电压电流法时，由于输出电压较高，所以氧化膜击穿导电 ，测量的直流电阻就变小。经拔护环检查，该转子绕组端部存在 5 处断裂的缺陷。

表 4 不同电压下耦合电容器测量结果比较

以上例子说明 ，对于与直流电阻有关的试验 ，采用输出电压低的仪器更容易暴露设备存在的缺陷。

③对测量直流漏电的影响。在高压电气设备导体表面所产生的电晕电流在导体的形状、导体之间的距离确定了之后，与电场强度的大小有着密切的关系。如果外施电压的数值很小时，电晕电流很小，此时对漏电电流的测量所产生的影响也比较小；如果高压试验电压数值变大时，电晕电流就会增大，这时对漏电电流的测量会产生很大的影响。

二、高压电气试验中主要对策

高压电气试验是考核电气设备主绝缘或者是电气参数是否适应安全运行的一个重要手段，对整个电力系统的发展有着重要的作用。高压电气设备的试验，是对设备的具体运行状况进行检查和鉴定的重要措施，是进一步了解高压设备绝缘状态以及运行性能的主要方法，针对以上高压电气试验中面临的一些问题和困境，我们要做到以下几点：首先，搞清高压电气试验设备和被试设备的接地不良问题，我们要高度重视高压 TV和TA 的二次绕组，从测量的准确度和安全度两个方面着手，对其中的某一个端子的接地情况要确认无误。在进行交流耐压的试验过程中，要认真测量试验品的电容电流强度，通过电流的大小来判断高压电气试验电压运行是否正常。

其次，在试验过程中要注意引线的作用。引线在高压电气试验的过程中起着重要的作用，绝缘带的电阻有几百兆欧，如果不把绝缘带拆除，就说明给介质增加了几百兆欧的电阻，影响了高压电气试验的正常运行。

最后，要高度重视高压电气试验中电压的重要性。第一，要注意电压对介质损耗测量的影响，在低压的情况下，氧化层依然完好，出现较大的接触电阻，介质损耗就变大；如果试验电压不断增大，氧化层被融化，接触电阻就会变小，介质损耗就会变小。第二，要注意电压对直流电阻测量的影响。如果双臂电桥电压较低，那么氧化膜就不能被击穿，所以电阻就较大；如果双臂电桥的电压较高，那么化膜就会被击穿，电阻就会变小。

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