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浅谈电力设备预防性试验和设备选择

浅谈电力设备预防性试验和设备选择


来源: 武汉安检电气有限公司


一, 什么是电力设备预防性试验?

电力设备预防性试验是指对已投入运行的设备按规定的试验条件(如规定的试验设备、环境条件、试验方法和试验电压等)、试验项目、试验周期所进行的定期检查或试验,以发现运行中电力设备的隐患、预防发生事故或电力设备损坏。它是判断电力设备能否继续投入运行并保证安全运行的重要措施。

目前,我国电力设备预防性试验规程的内容实际上超出了预防性试验的范围,它不仅包括定期试验,还包括大修、小修后的试验及新设备投运前的试验。


二, 电力设备预防性试验方法和项目主要有哪些?

当然,依据不同的划分标准就有不同的项目范围,有按对电力设备绝缘的危害性划分的、有按停电与否划分的还有按测量的信息划分的等等,但是无论怎样划分,那些试验项目和主要的试验方法及手段是一至的。下面我们就以对电力设备绝缘的危害性进行划分,可以分为非破坏性试验和破坏性试验两种。

非破坏性试验是指在较低电压(低于或接近于额定电压)下进行的试验。主要指测量绝缘电阻、测量泄露电流、测量介质损耗因数以及测量电量分布等等。

破坏性试验是指在高于工作电压下所进行的试验。试验时在电力设备绝缘上施加规定的试验电压,考验在此电压下的耐受能力,因此也称耐压试验。它主要是指交流耐压试验和直流耐压试验。因为这类试验所加电压较高,对被试品的考验比较直接和严格,也有可能在试验过程中对被试品的绝缘造成一定的损伤,因此而得名。

(1)各电力部门及工矿企业常用的设备及工具有哪些?

电力变压器、发电机组、高压开关、互感器、绝缘子、避雷器、电力电缆、电力电容、以及常用的绝缘工具(比如绝缘垫、绝缘鞋、绝缘手套、绝缘杆)等等。严格说来这样一些设备和工具我国电力行业已经制定了统一的试验标准,那就是1996925日发布199711日开始实施的《电力设备预防性试验规程》,标准代号为DL/T5961996

(2) 常用的试验设备有哪些?

上面我们就电力预防性试验方法和项目进行了简单的划分,下面我们结合《规程》所规定的某些主要内容来了解一下针对不同的被试设备和项目我们经常需要使用的一些试验设备。

A)高压兆欧表:用于测量被试设备的绝缘电阻,一般的情况下我们都是用普通摇表来测量,虽然简单,但是其工作强度大、速度慢,测量范围也有一定的局限性。现在市面上有了更先进的测试仪表,不用手摇,可象手机一样充电备用,电子高压输出,只需一键OK,而且输出稳定,读数直观,劳动强度小,是普通摇表的理想替代品。AJ2000绝缘电阻测试仪/兆欧表

B)直流电阻测试仪:用以测量被试品的直流电阻。以前我们用电桥来测量直阻,使用过的人都知道相当麻烦,劳神费力,现在的直流电阻测试仪测试方法简单,速度快,读数直观方便,而且有自备电源,特别适用于无源的现场。其基本原理就是运用欧母定理,该仪器输出恒定的直流电流(目前有1A2A5A10A20A40A不等)通过取样负载两端的压降而获得负载的直流电阻。AJBC变压器直流电阻测试仪

C)高压试验变压器:该设备的运用相当广泛,主要运用于高压运行设备的泄露试验和交直流耐压试验。也可对我们常用的绝缘工具进行耐压试验,比如绝缘垫、绝缘鞋、绝缘手套、绝缘杆等等。常用的电压等级有50KV100KV150KV200KV250KV300KV等,常用的容量等级有3KVA5KVA10KVA15KVA20KVA25KVA30KVA40KVA50KVA100KVA200KVA等等,也可根据被试品所需的电压等级和容量大小进行定制。目前市面上的高压试验变压器有油浸式变压器气体变压器干式变压器等几种,其原理都一样,只是绝缘介质不同罢了。油浸式变压器的绝缘介质为变压器绝缘油,其特点是生产成本相对较少、散热性强、易于密封、维修方便,但相对于气变和干式变要重一些。气体变压器的主要特点是重量轻,移动更方便,其缺点是散热性要差一些、气密性的要求要高一些、维修成本要高一些。干式试验变压器的特点是防潮性能更好、重量更轻,但其散热性较差,维修成本相当高。不管什么变压器都需要一个与其配套的控制设备来控制它,一般都有相应的配套控制台或控制箱,这些控制设备一般都有调压输出功能、过流保护功能、耐压计时功能。当然,这些功能如果是电动控制台的话,还可以实现自动升降压、自动耐压计时、过流自动降压、耐压计时到报警等功能。(YD系列油侵式试验变压器/YDQ充气式试验变压器/GYD干式试验变压器

D)升流器:实质上是一种特殊的变压器,短时制主要运用于电流互感器的校验,断路器的动作形式试验等。长时间工作制主要用于大电流电气元件、电缆等的发热温升试验。(AJDL系列大电流试验器)

E)高压开关机械特性测试仪:主要用于高压开关的动特性参数的测试。例如高压开关的同期性、合分闸时间、弹跳、合分闸速度、动触头行程及超程等参数的测定。(AJ308高压开关机械特性测试仪

F)全自动变比测试仪:用于变压器绕组的变比、极性、组别的测试,以前通过变比电桥来测试,使用极不方便,功能也受到诸多限制,利用自动变比测试仪则可以很好地解决这一问题。(AJ2210全自动变比组别测试仪

G)便携式直流高压发生器:本仪器利用高压硅堆和高压滤波电容的倍压整流技术输出直流高压,主要用于变压器、发电机组、氧化锌避雷、高压电缆等的直流泄露和直流耐压试验。(AJF直流高压发生器/

H)全自动试油器:主要用于变压器油的介电强度的测定。(AJ640绝缘油介电强度测试仪

I)氧化锌避雷器测试仪:专门用于氧化锌避雷器的相关参数的测定。(AJ505氧化锌避雷器测试仪)

J)回路电阻测试仪:主要用于回路接触电阻的测试,基本原理与直流电阻测试仪相似,只不过该仪器根据《规程》要求,输出100A的恒定直流电流,比直流电阻的输出电流要大的多,现在也有要求200A输出电流的。AJ306回路(接触)电阻测试仪

K)继电保护校验仪:主要用于各种继电保护设备(比如电压、电流、时间、中间等继电器)的校验。(AJ703微机继电保护测试

L)介质损耗测试仪:主要用于鉴别电气绝缘设备的污染、破裂、穿孔、老化和受潮等缺陷。(AJYP-5异频介损全自动测试仪

M)接地电阻测量仪:广泛运用于测量各种电气装置的接地电阻以及低电阻的导体电阻的测量,还可以测量土壤的电阻率和地电压。(BY2571数字式接地电阻测试仪

N)变压器容量及损耗参数测试仪:主要用于测试变压器的空载、负载损耗、空载电流、阻抗电压等参数。(AJ615变压器容量及损耗参数测试仪

O)超低频高压发生器:它实质上是工频交流耐压系统的新型替代品,对于某些较大的容性负载比如大型发电机组、电力电缆等,如果用普通的工频交流耐压试验设备,不仅设备笨重,而且现场试验电源也难以满足试验要求,而运用超低频试验设备就能很好地解决这一矛盾,在同等负载条件下,其所需的试验容量只有工频耐压的五百分之一,因此可以大大缩小试验设备的体积和重量,使用起来更方便灵活。(AJVLF系列超低频高压发生器)

另外,还有用于测量地网电阻的大型地网电阻测量仪、测量变压器有载分接开关系列参数的变压器有载分接开关测试仪、以及专门用于测试各种互感器相关参数的全功能互感器综合校验仪等等。

总而言之,现在运用于电力预防性试验的高新设备越来越多,在此就不一一列举。


三, 结合我公司的一些相关设备简单谈一下预防性试验的相关原理和试验方法

预防性试验的试验原则是先进行非破坏性试验,对非破坏性试验所获取的各种参数进行综合性分析并确认可以进行破坏性试验后,才能进入破坏性试验程序,以免对被试设备造成重大损坏,造成不必要的经济损失!

比如我们现在要对一台电力变压器进行再次运行前的预防性试验,需要哪些试验设备,要做哪些试验项目呢?

《电力预防性试验规程》第六项表5就详细列出了电力变压器所要做的相关试验项目。我们并不一一列举,仅摘其中某些项目进行说明。

首先,我们要用高压兆欧表来测量变压器绕组的绝缘电阻和吸收比,再用直流电阻测试仪来测量绕组的直流电阻,用变压器全自动变比测试仪来测量绕组所有分接的电压比,用变压器损耗参数测试仪来测量变压器的空载电流和空载损耗、短路阻抗和负载损耗,用变压器有载分接开关测试仪来测量有载分接开关的过渡电阻、切换时间等参数,用全自动试油器(来测量变压器油的介电强度,用微电脑介质损耗测试仪来测量绕组和电容性导管的介损值,用色谱分析仪对变压器油中的溶解气体进行色谱分析。对上述所得试验参数进行综合分析确认合格后,我们可以利用直流高压发生器或者交直流高压试验变压器对变压器的绝缘导管和绕组进行直流泄露试验,最后我们才能利用工频交流高压试验变压器或超低频高压发生器对变压器进行交流耐压试验。至此,电力变压器的有关试验项目才宣告完成!

既然做电力设备的预防性试验要用到高压试验设备,那么根据不同的负载我们如何来选择试验设备呢?

1,高压试验变压器的选择:

高压试验变压器的选择无外乎两个方面,即容量大小和电压高低。高压试验变压器的容量一般按被试品额定容量的千分之五来选择,电压的选择则必须严格按照《试验规程》所要求的电压来选取。比如额定电压为35KV的电力变压器《规程》要求必须做到85KV左右,因此,我们可以选择最高输出电压为100KV的高压试验变压器。   对于容量太大的被试品相应地我们要选择的试验变压器的容量也会增大,这就意味着试验设备将会无比笨重,现场电源也难以满足试验要求。针对这种情况我公司开发研制了超低频高压发生器,该仪器能以很小的试验容量满足大容量被试品的试验要求,其本身重量轻,便于携带,而且对现场的试验电源要求不高,只需220V的交流电源就可,目前该产品是普通工频高压试验变压器的理想替代品。我国电力部已委托武汉高压研究所起草了《35KV及以下交联聚乙烯绝缘电力电缆超低频(0.1Hz)耐压试验方法》行业标准,我国正在推广这一方法,本仪器是根据我国这一需要研制而成的。可广泛用于电缆、大型高压旋转电机、电力电容器的交流耐压试验之中。

成套的交直流高压试验变压器设备包括高压试验变压器、与其配套的操作箱或控制台、以及与其相配的保护设备(比如保护水电阻、放电保护球隙架等)、滤波设备(比如高压滤波电容)、测量设备(比如微安表、毫安表、交直流两用分器)、放电设备(比如放电棒)因此,我们在选择试验设备时,根据不同的试验项目要合理地选择试验设备的成套性。往往生产高压试验设备的厂家一般都有这样一些配套产品,比如我们公司象这样一些配件都是有的。

2,升流器的选择:

升流器是将普通的电网电压220V380V通过电磁铁芯的电磁感应原理转换低压大电流的一种特殊变压器。它实质上是一个低压大电流源,主要用于电流互感器的检验试验以及断路器的动作形式试验和大电流环境下的温升发热试验。我公司生产的AJDL 系列升流器的输出电流主要有500A1000A1500A2000A2500A 3000A4000A5000A6000A10000A等几种,输出开口电压主要为6V,也可以根据用户要求设计生产开口电压为8V10V12V的各种规格的升流器。输出电流0至额定电流可调。

3,高压开关机械特性测试仪的选择:

高压开关机械特性测试仪目前有好几种规格,但其基本原理是一致的。我公司生产的高压开关机械特性测试仪是一种通用型智能化测试仪器,应用光电脉冲技术,配以可靠精确的速度/距离传感器,通过单片计算机的自动处理与运算来测量各种电压等级的真空、六氟化硫、多油、少油等高压开关的机械特性参数,而且操作简便,操作时,只需一次合分动作变可得到合分闸全部数据,并能显示和打印全部波形及数据。

4,全自动变压器变比组别测试仪的选择

我公司生产全自动变压器变比组别测试仪其基本原理是将较高的电信号加载到高压绕组端,从低压绕组端取样信号,通过单片机的管理运算,从而获取所需数据。该仪器采用大液晶屏显示,全中文菜单提示操作,具有良好的人机对话界面和操作平台,使用非常方便。能自动测试、打印、显示变压器绕组的变比、组别和极型等参数,具有变比电桥无法比拟的优势,是变比电桥理想的替代品。

5,全自动试油机的选择:

我公司生产的全自动试油机的基本原理是通过一个全自动控制的高压变压器输出高压,并将此连续高压施加到待测油样的两端,迫使油样击穿,同时单片计自动检测该击穿值。如此循环往复,仪器可以连续多次检测油样的击穿电压并运算出其平均值作为该油样的击穿电压值。本仪器可以设定击穿次数、静置时间和搅拌时间,自动显示和打印测试数据,使用非常安全方便,大大提高工作效率,减轻劳动强度。

6,便携式直流高压发生器的选择:

我公司系列便携式直流高压发生器,其基本原理是利用倍压整流技术输出直流高压,它由控制箱和直流高压发生装置组成,适用于氧化锌避雷器、电缆、电力变压器等电气设备的直流泄漏和直流耐压试验。本仪器还特设了0.75U1mA电压锁存功能,所以特别适用于做氧化锌避雷器的直流耐压和泄漏电流试验。该仪器具有设有过流、过压以及零位启动保护功能,所以能有效保障人身和设备安全。该仪器体积小、重量轻,特别适合于现场使用。其输出电压有60KV120KV200KV300KV等几种,最大泄漏电流有2mA5mA10mA等几种。

7,氧化锌避雷器测试仪的选择:

氧化锌避雷器测试仪是专为现场和试验室设计定做用于测试氧化锌避雷器相关电气参数的专用仪器,本仪器采用微电脑技术进行控制和采样,可以测试氧化锌避雷器在工频电压下的全电流、三次谐波电流、阻性电流、容性电流及避雷器功耗等参数,采用大液晶屏显示,全中文汉字提示操作,具有强大的人机交换功能,而且能够自动显示和打印测试数据。

结语

以上我们简单地列举了一些常用的高压试验的仪器仪表,初步了解它们的基本原理和运用范围,现在运用于高压试验的新技术新设备还有很多,而且在线时事监测是我国高压测试的大势所趋,因此我们会加倍努力,力争做出优质高效的测试产品服务于广大的电力电气行业,同时也希望大家多提宝贵意见和建议,不断提升我们的产品质量和服务。


                                                                                                     武汉安检电气技术部



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