用带电测试替代部分停电预防性试验的可行性探讨

文章引用来源：电子菜鸟天堂
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摘要：高压电气设备绝缘带电试验与常规停电试验相比具有较大的优越性。随着绝缘带电测试技术的逐步发展和完善，部分设备已经具备以带电测试取代传统停电预防性试验的条件。文中介绍了电容型设备和氧化锌避雷器的带电测试方法，并对其以带电测试代替预防性试验的可行性进行了探讨。

高压电气设备绝缘带电试验与常规停电试验相比具有较大的优越性：无需停电，测试灵活、方便；基于设备的运行状态，诊断绝缘缺陷的灵敏度高；试验周期可以依据设备绝缘状况灵活安排，便于及时发现设备的绝缘隐患，了解绝缘缺陷的变化趋势等。因此，电力设备绝缘带电试验技术的开发和应用，近年来逐渐得到重视。统计资料显示，现阶段国内高压绝缘带电试验工作主要集中在氧化锌避雷器、电容型设备（电容绝缘型电流互感器、套管、电容式电压互感器、耦合电容器等）、GIS局部放电等几个方面。随着绝缘带电测试技术的逐步发展和完善，部分设备已经具备以带电测试取代传统停电预防性试验的可能性，在新近出版的中国南方电网有限责任公司企业标准《电力设备预防性试验规程》中，也特别强调了带电测试的重要性，并就带电测试代替停电预防性试验作出了具体规定。 1．带电测试方法 （1）电容型设备 由于电容型设备是通过电容分布强制均压的，其绝缘利用系数较高，一旦绝缘受潮往往会引起绝缘介质损耗增加，导致击穿。因此，对电容型设备进行带电测试，对提高设备的运行维护水平、及时发现事故隐患、减少停电次数都能起到积极的作用。电容型设备介质损耗和电容量的变化对反映设备整体受潮、绝缘劣化等缺陷比较灵敏，绝缘受潮缺陷占电容型设备缺陷的85．4%，介质损耗和电容量测量一直是预防性试验的主要项目，也是带电（在线）检测技术开展最早的项目。
为了获得稳定的测量结果，可采用比较法测量进行带电测试，即选择一组电容型设备，以它的末屏电流信号作为参考标准，其他设备的末屏电流与其进行相对的测量，获取相对的介质损耗差值、电容量比值。这样，由于外部环境（如温度等）、运行情况（如负载容量等）变化而导致的测量结果波动会同时作用在标准设备和被试设备上，它们之问的相对测量值保持稳定，更容易反映设备绝缘的真实状况；同时，由于不需要采用二次侧电压作为参考信号，也不会由于PT角差的变化而对测量结果产生影响。
（2）氧化锌避雷器 氧化锌避雷器运行期间总有一定的泄漏电流通过阀片，加速阀片老化，而受潮和老化是氧化锌避雷器阀片劣化的主要原因。检测氧化锌避雷器泄漏全电流和阻性电流能有效地反映氧化锌避雷器的绝缘状况，全电流测量对于整体的受潮比较灵敏，早期老化阻性电流增加较多，全电流变化则不明显。所以测量交流泄漏电流及其有功分量是现场检测避雷器的主要方法，预防性试验规程也将氧化锌避雷器“运行中泄漏电流”的测量列入预防性试验项目。
当前，氧化锌避雷器带电测试的主要手段有：全电流在线监测、全电流及阻性电流带电测试和红外热成像测温等3种方法。各项检测手段具体实施方法存在很大差异，检测的有效性和灵敏度也各不相同。全电流及阻性电流带电测试是采用类似于测量电容型设备介质损耗的方式来检测氧化锌避雷器的泄漏电流及其阻性电流分量。全电流在线监测则仅测量泄漏电流全电流。氧化锌避雷器正常运行时阀片要通过一定的阻性泄漏电流分量，消耗一定功率，使本体有轻微发热，而且由于几何分布较均匀，所以外表发热也是整体性的。用红外热像仪进行故障诊断时，根据热像特征发现有不正常的发热、局部温度升高或降低，或者有不正常温度分布，则可以判断避雷器异常。因而，红外热成像测温作为一种非电测量方法也是检测避雷器缺陷和故障的有效手段。
2．带电测试代替预防性试验的可行性 国内外已进行的在线监测与带电测试经验表明，带电测试对检测结果的分析及发展趋势的判断更为重要。
（1）电流互感器 采用相对比较法带电测试方法多次对114相1lOkV电流互感器进行测试，结果表明，前后重复性很好并与停电预防性试验结果相近的占78．9%，前后重复性很好但与停电预防性试验结果有差别的占7．9%，前后重复性一般（但前后两次介损相对测量值差别也未超过±0．3%）的占13．2%；对9O相220kV电流互感器多次进行测试，结果表明，前后重复性较好并与停电预防性试验结果相近的占87．8%，前后重复性很好但与停电预防性试验结果有差别的占4．4%，前后重复性一般（但前后两次介损相对测量值差别也未超过±0．3%）的占7．8%。可见，采用相对比较法进行电流互感器带电测试与停电预防性试验具有很好的相关性，而且由于带电试验与停电试验存在许多不同之处，即使带电测试结果与停电试验有差异，只要前后多次带电测试数据保持稳定，并符合带电测试导则要求，就具备代替停电试验的条件。
（2）耦合电容器及电容式电压互感器 采用相对比较法带电测试方法多次对34相110kV电容式电压互感器进行测试，结果表明，前后重复性很好并与停电预防性试验结果相近的占35．3%，前后重复性很好但与停电预防性试验结果有差别的占29．4%，前后重复性一般的占35．3%；对14相1lOkV耦合电容器多次进行测试，结果表明，前后重复性很好并与停电预防性试验结果相近的占57．1%，前后重复性很好但与停电预防性试验结果有差别的占42．9%。可见，耦合电容器多次带电测试结果重复性都很好，只是部分与停电试验值比较有差异，已基本具备代替停电预防性试验的条件；电容式电压互感器由于结构较特殊，阻尼单元对测量结果影响较大，某些产品阻尼单元容易导致测量灵敏度降低，暂时还较难完全取代停电试验。
（3）氧化锌避雷器 氧化锌避雷器大都装有泄漏电流监测仪，运行中可随时巡检，观察其变化。该电流为通过避雷器的总电流，其中主要成分是容性电流，阻性电流所占成分较少。该电流与运行相电压、环境温度、相对湿度、污秽程度以及监测仪的特性都有关系，需要工作人员认真观察，并记录有关参数。当读数值比初始值增大20％时，应引起注意（还要参考当时运行电压）；若增大40％以上，应报缺陷，并尽快用专用仪器检测。
红外检测应采用红外热像仪，每月测量1次。由于温升不大，测温时应仔细观察分辨。测温前应查看避雷器电流监测仪的运行记录，对有问题的避雷器更应认真观察分辨。
当前，用于氧化锌避雷器阻性电流带电测试的仪器很多，各种仪器测量原理不尽相同，现场影响测量的因素也很多，所以对于测量结果的分析着重于历史数据的比较，长期测试结果能够反映避雷器绝缘的变化情况。测量时应记录电压、环境温度、大气湿度以及瓷套污秽状况等运行条件。影响现场测量结果的因素较多，如计数器内阻，测量仪器性能等，对系统标称电压220kV及以上的避雷器还应考虑邻相电场的影响。
一般情况下，能够坚持采用全电流在线监测、全电流及阻性电流带电测试及红外热成像测温这3种测试手段，便可实现氧化锌避雷器绝缘状态的检测，而替代常规停电预防性试验。2003年，广东电网通过全电流巡检、带电测试和红外检测发现了多起500kV避雷器缺陷。
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