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电力设备预防性试验的现状和进展

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来源:仪天成(chéng)电力(lì)  时间:2017/12/09  阅读:
      预防(fáng)性试验是电力设备运(yùn)行和维护工作中一个重要环节,是保证电力设备安(ān)全运行的有效手段之一。多(duō)年来,电力部门和大型工矿企业的高压电力设备基本上都是按照原电力部颁发的《电(diàn)力设备预防性试验规程》(以下简称《规程》)的要求进行试验的,对及时发现、诊断设备缺陷起(qǐ)到重(chóng)要作用。互感器测试仪仅需设定测(cè)试电压、电流和步(bù)长,装置将自动升压并能自动将(jiāng)伏安特性测试曲线描绘出来,省去手动调压、人工记录、描曲线等烦琐劳(láo)动。

   1996年(nián)原电力部(bù)对《规程》近行了修订,修订(dìng)后的电力行(háng)业标准DL/T 596—1996《电力设备(bèi)预防性试验规程》已于1997年正式颁发实施(shī)。

 《规程》修订沿革

 《规程》自50年代至今40年中,先(xiān)后共进行过5次修订,技术比较成(chéng)熟。前两个版本在内容和格式方面比较“苏联化”,1985年和1996年版开始逐步“中国化”了。

 《规程》内(nèi)容广泛,实际上有的内容已经(jīng)超(chāo)出预防性试验的范围,就其性质来说,属运行维护范畴。因此有人曾建议名称(chēng)改用“电力设备维护试验规程”。这里的“维护”一词包(bāo)含了预防性维(wéi)护、预知性维(wéi)护和消缺性维护,与(yǔ)《规程》的实际内容比较相符,但考虑到习惯上对“维护(hù)”一词理(lǐ)解较窄.而"预(yù)防性试验”又(yòu)用惯(guàn)了,仍(réng)沿用老名称。

 《规程》内(nèi)容概要(yào)

 《规程》分(fèn)章规定了各种常用电力设备的试验项目、试验周期和技术要求。这些试验(yàn)项目综合了近代基本诊断技术。按专业来说,分属于电气(qì)、化学、机械等技术领域,其中大(dà)部分是电气试(shì)验项目。

 按试验性质来说,试(shì)验项(xiàng)目可分为4类。

 1.定(dìng)期试验 即预防性(xìng)试验。这是为了及时发现设备潜在的缺陷或隐患,每隔一定时间(jiān)对设备定期进行的试验(yàn)。例如油中(zhōng)溶解气体色(sè)谱分析、绕(rào)组(zǔ)直流电阻、绝(jué)缘电(diàn)阻、介质损耗因数、直流泄漏、直流耐压、交流耐压、绝(jué)缘(yuán)油试验等。

 2.大修试验 指大修(xiū)时或大修后做的检查试验项目。除定期试验项目外(wài),还需作:穿心螺栓绝缘电(diàn)阻、局部放电、油箱密(mì)封试验、断路器分合闸(zhá)时间和速度、电动机间隙等(děng)试验.其(qí)中有(yǒu)些是纯属于机械方(fāng)面的检查项目。

 3.查明故障试验 指定期(qī)试验或大修试验时,发现试验结(jié)果(guǒ)有疑问或异常,需要进一步查明故障或确定故障位置时(shí)进行的(de)一(yī)些试验,或称诊断试验。这(zhè)是(shì)在“必要时”才进行的试验项目。例如:空载电流、短路(lù)阻抗、绕组频率响应、振动、绝(jué)缘油含水量和油介损、压力释放器、氧化锌避雷器工频参考电压试验等。

 4.预知性试验 这是为了鉴定设备(bèi)绝缘的寿命,搞清被试设备的绝缘是否还能(néng)继续使用一段(duàn)时间,或者是否(fǒu)需要在近期安(ān)排更换而进行的试例如:发电(diàn)机或调相机定(dìng)子绕(rào)组绝缘(yuán)老化鉴定、变压器绝缘纸(板)聚合度、油中糠醛含量(liàng)试验(yàn)等。

 由(yóu)上述可见、《规程》所列的不少试验项目,确已(yǐ)超出定期预防(fáng)性试验的范围。

 试验项(xiàng)目、周期的确定和技术要求的由来

 各类设备(如变压器、电容器、SF6开关设备(bèi)、支持绝缘子等)的试验项目和试验周期,由设备运行的可靠性(xìng)和(hé)安全情况,决定是否需要增减或修(xiū)改。

 技术要求的来(lái)源(yuán)和依据,大(dà)体上可归纳成两(liǎng)类:

 1.由电(diàn)力系统绝缘配合设计出发制定交流耐压试验电压标准;

 2.不(bú)少技(jì)术要(yào)求是由试验经验的积累,经统计分析确定,并经多年实践.逐步修改、完善的(如介损、泄漏电流、吸收比等的技术要求)。

 试验结果(guǒ)的分析和判(pàn)断(duàn)

 《规程》着重指出,对试验结果应进(jìn)行综合分析和判(pàn)断。也就是一般应(yīng)进(jìn)行下列三步:步应与历年各次试验结果比较;第二步与(yǔ)同类型设备(bèi)试验结果比较;第三步对照《规程》技术要求和其他相关(guān)试验(yàn)结果,进行(háng)综(zōng)合分析,特别注意看出(chū)缺陷(xiàn)发展趋势,作出判断。

 综合分析、判断有时有一定复杂性和难度,而不是单纯地、教条地逐项对照技术要(yào)求(技术(shù)标准)。特别当试验结果接近技术要求限值时(尚(shàng)未超标),更应考虑气候条件的影响、测量仪器可能产(chǎn)生(shēng)的误差以及甚至要考虑操作人员的技术素(sù)质等因素。综合分析、判断的准确与否.在很大程度上决定于判断者(zhě)的工作经验(yàn)、理论水平、分析能力和对被试设备的结构(gòu)特点,采用的试验方法、测量仪器及测量人员的(de)素质等的了解程度。

 根(gēn)据综合分析,一般可对设备作出判断(duàn)结论:合格、不合格或对设备有怀疑。对(duì)不合格的,应及时进行检修。为了能做到有重点(diǎn)地或加速处理缺陷,应根据设备结构特点,尽量做部件(jiàn)的分节试验,以进一步查明缺陷的部位或范围。对有怀疑或(huò)异(yì)常、一时不易确(què)定是否合格的(de)设备.应采用缩(suō)短试验周期的措施,或在良好天气下、或(huò)在温度较高时进行复测,来(lái)监视设备可疑缺陷的变化趋势,或验证过去测量的准确性。

 近十多年来国内外的进展

 近十(shí)多年来我国电力设(shè)备预防性试验工(gōng)作,在试验方法、试(shì)验项目和试验仪器等方面有了不少(shǎo)进展。现分别举例叙述如下:

 1.基本绝缘试(shì)验项(xiàng)目

 传统的基本绝缘试验项目,如绝缘电阻、直流泄漏(lòu)电流、介损、直流耐压和交流耐(nài)压试验等试验(yàn)方(fāng)法基本不变,仅(jǐn)有少数改进:

 (1)绝缘电阻(zǔ)试验项目(mù)中,发现变压器吸收比试(shì)验不够完善,不少新出厂或检修烘燥后(hòu)容量(liàng)较大的变压(yā)器,绝缘电阻绝对值较高,但(dàn)吸收(shōu)比(R60"/R15")偏小,疑为不合格。经研究后采用国际上广(guǎng)泛采用的(de)极化指数试验(R600"/R60")后,就易于作出明(míng)确判断,因(yīn)此《规程》中增列了极化指数的试验项目。

 从介质理论来分析,吸收比试验时间短(仅60s),复合介(jiè)质中的极化过程刚处于开始阶段,远没有形成基本格局,尚不(bú)能全面反映绝缘的真实面貌,故吸收比结果不够准确;极(jí)化指数试验时(shí)问为600s(10min),介质极化(huà)过程虽末完成,但(dàn)已初步接近基本格局,故能较准确地反映绝缘受潮情况。从技(jì)术发展历史来看,工(gōng)业(yè)发达国(guó)家从40年代至今都一直(zhí)采用极化指数试验,不采用吸收比试验。

 (2)改进在电场干扰下(xià)测量(liàng)设备介损时的抗干扰方法。如采用电(diàn)子移相抵消法和异(yì)频法等新方法,且操作方便,提高了工(gōng)作效率,但(dàn)另一种采用电源倒向和自(zì)动计(jì)算的(de)方法在干扰较大时,误差仍较大。

 (3)6—35kV中压橡塑绝(jué)缘电(diàn)力电缆(指聚氯乙烯绝缘、交联聚乙烯(xī)绝缘和乙丙橡胶绝缘电缆),取消了投运后的直流耐压试验项目,代之以测量外护套和内衬层的绝缘电阻。

 这是因为高(gāo)幅值直流电压在宏观上会降低橡塑电缆绝缘寿命,不少(shǎo)直(zhí)流(liú)耐压试验合格的橡塑电缆(lǎn)在运行中发生击穿事(shì)故,这已在(zài)理论和国内外的运行实践中(zhōng)证实。但对于35kV及以下纸绝缘(yuán)电缆,多(duō)年经验表明,直(zhí)流耐压试验仍是行之有效的预防性试验项目,能发现许多消在缺陷,故还应继续执行。

 (4)交流耐压试验中,对大容量试品(如SF6组合电器、大型发电机等)采用工频串联谐振方(fāng)法的日渐增多。

 (5)总结数十年的(de)经(jīng)验表明,电力变(biàn)压器的定期(qī)试验项目首先(xiān)应是油中溶解气体的(de)色谱分析。绝大部分的变压(yā)器缺陷都是从色谱分析(xī)发现的。这次修订《规(guī)程》时,把色谱分析列为电力变压器的首位试验项目。

 2.大修和查明故(gù)障试验项目

 在这方(fāng)面先后增加了一些(xiē)试验项目,举例如下:

 (1)35kV固体环氧树脂绝缘的电流互(hù)感器增做局部放电试验;

 (2)220kV及以上电力(lì)变压器大修后,做局部放电试(shì)验;

 (3)电力变压器出口短路(lù)后(hòu),做变压器绕组(zǔ)频率响应试(shì)验,以检测绕组是否变形;

 (4)在需要时(shí)做(zuò)变压器油中含水量、油中含糠醛量和绝缘纸板聚合度试验,后两项试验的目的在(zài)于决定(dìng)是否需要更换(huàn)绝缘;

 (5)氧化锌避雷器(qì)如果直流电压试验或交流(liú)阻性电流测试不合格,应做交流(liú)工频参考电压试验,以作出进一步判断。

 3.测量仪器和试验设备的改进

 这些(xiē)年来(lái)国内生产的测量仪器和(hé)试验设备有了较(jiào)多的改进,有的(de)逐步走向数字化、微机操作化、自动化或半自动化(huà),提高了测量精度和工作效率,促使应用了数十年的老仪器(qì)逐步更新换代。例如:

 (1)出现了(le)数字兆欧表,能自(zì)动计时,并能显示吸收(shōu)比值和极(jí)化指数值,兼有(yǒu)自动放电功能。

 (2)高压直流电压试(shì)验设(shè)备更趋完善。功率和电压等级均有提高,采用数字式和指针式并用表计,读数方便、准确、易于判别。

 (3)出现了多种新颖的(de)绝缘介损失角(jiǎo)测试仪(有新式的M型(xíng)试验电路和测量电压、电(diàn)流相角差的电路多种)。大(dà)多用微机控(kòng)制或自动计算,数字显示。抗干(gàn)扰性能也有显著改进(jìn),提高了测量(liàng)精度和工作简捷性,促使(shǐ)QS1高压电桥逐步淘汰。

 (4)广泛使用新式数字式交(jiāo)直流高压分压器,使现场能方便(biàn)地直接测量高压侧电压,能直接显示“交流电压峰值/√-2”的数值或有效值。

 (5)生产了(le)多种供大容(róng)量试品(pǐn)交流(liú)耐压试验用的串联谐振试验装置。

 (6)测量大型电力变压器绕组直流电阻的仪器,解决(jué)了五柱式三角绕组的测量问题,采用微(wēi)机控制,提高了稳流性(xìng)能,显著缩短(duǎn)了测量时间。

 (7)新开发的有载分接开关特性(xìng)测试仪和高压开关测试仪,采用数字存(cún)储电子示波器的原理,显示波形和测量值,并打(dǎ)印出来,成为成套专用仪(yí)器。

 (8)国产的电力变(biàn)压器绕组变形(xíng)测试仪,性能较好。

 (9)氧化锌避雷器自动测试仪变压(yā)器变比和接线组别自动测试仪接触电阻测量仪绝缘油介质强度自动(dòng)测试器等,都有了改进。

   几个工业发(fā)达国家电力公司的预防性试验工作(zuò),从整体(tǐ)上来看,试验项目较少,有的试验周期较长。关于绝缘方面(miàn)的基本试验与(yǔ)我国相似,这些项目一般都由电(diàn)力公司自己做。一些查(chá)明(míng)故(gù)障用(yòng)的特殊试验项目(如局部放电(diàn)定位、绕组变(biàn)形试验等),则委托专业试验单位或制造厂做。

 国外(wài)采用的试(shì)验方法和项目,有的与我国习(xí)惯做法不(bú)尽相同,例如他们习(xí)惯于(yú)对氧化(huà)锌和普阀式(碳化硅)避雷器做介质损耗测量。实际上是对氧化锌避雷器测量5~10KV交流电压(yā)下阻性电流的损耗。此法应用得很广(guǎng)泛(fàn)。而(ér)我国习惯于(yú)做(zuò)直流电导电流1mA下电压试验。国外有的对避雷器做局部放电试验,或测量(liàng)无线(xiàn)电干扰,发现(xiàn)了不少(shǎo)缺陷。有的对有间隙的避雷(léi)器做冲(chōng)击放电电压试(shì)验。对大型电动机(jī),广泛(fàn)做(zuò)直流泄(xiè)漏和直流耐(nài)压试验,而不做交流耐压试验等。

 国外电流(liú)公司试验班组在基本试验项目方面采用的试验仪器与我国相似,但工业发达国家的仪器和试验设备的先进性和微机化(huà)、自动化方面则优于我国,相应的测量精度也高些,有的还配备红外(wài)照相机、携(xié)带式通讯(xùn)设备、笔记本电脑(有的附(fù)有分析、诊断试验数据用的"专家系统")、手提电话、传真附件和打印机等,能将重要(yào)的试验结果(guǒ)和(hé)发(fā)现的问题在现场向上(shàng)级汇报,请(qǐng)求指示。

 国外试验班组一般都有专用的试验(yàn)用汽车。部分较重的试验设备,如交(jiāo)、直流耐压试验(yàn)设备、介损(sǔn)仪、电缆故障测寻设备等固定在车上,不用搬上搬下。用轻便的高压铜轴电缆引向被试设备。

 纵观国内外(wài)电力部门预防性试验工作的进展过程,从试验项目和试验周(zhōu)期(qī)来(lái)看,凡是一个国家生产的电力设备产品质量(liàng)较好的(de),运行中注意维护,运行可靠性较高的,这个国家规定(dìng)的试验项目就较(jiào)少,试验周期也较长,有的甚至对某些(xiē)设备不做试验。

  目前我国电力设(shè)备质量和运行维护水平正(zhèng)处于逐步提高的过程,新颁发实施的DL/T596-1996《电(diàn)力设备预防(fáng)性试验规程》中,已经适当精(jīng)简(jiǎn)了部分试验项目,有(yǒu)的设备的试验周期也有所(suǒ)延长,但试验项目还是偏(piān)多的,周期也较短,有待于进一步提高。 

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