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1、刍议电力设备高压试验方法摘要：本文概述了电力设备高压试验的含义，分析了电力设备高压试验要点，提出了高压试验安全设计的方法，归纳了电力设备高电压大功率试验站的发展概况。关键词：引言 高压输变电工程的建设一般要经过高压试验研究、高压设备研制、高压设备试运行的考核等几个阶段，而电力设备的高压试验是完成上述必经阶段的基本手段和前提。电力系统中的高电压设备，其首要任务是安全可靠的运行，任何故障或事故的发生，都会影响到工农业生产的正常进行甚至给国民经济造成重大的损失。所以运行在重要系统中的高电压设备(如变电站高压电气设备)必须在长年使用中保持高度的可靠性，为此必须对设备按设计的规格进行一系列的高压试验。
2、1电力设备高压试验的含义 对电力设备的试验是保证电力设备健康运行的必要手段，它关系着设备的利用率、事故率、使用寿命、人力物力财力的消耗，以及电力企业的整体效益等诸多问题。 对电力设备做高电压试验主要目的是：在制造厂时，对所有的原材料的试验，制造过程的中间试验，产品定型及出厂试验。其目的是检验新的高压电气设备是否符合有关的技术标准规定，严禁不合格的高压设备出厂。对于大修后的设备进行高电压的各种试验。其目的是判定设备在维修、运输过程中是否出现绝缘损伤或性能变化，以及大修后修理部位的质量是否符合原标准。 对于正在运行中的电力设备，则按规定周期进行例行的试验，一般将这种例行试验称作预防性试验。通过预防
3、性试验可以及时发现电气设备内部隐藏的缺陷，配合检修加以消除，以避免设备绝缘在运行中由于工作电压尤其是系统过电压的作用被击穿，造成严重的设备事故以及人身事故。这样就能做到预防为主，使设备能反期、安全、经济的运行。 2电力设备高压试验要点分析 在高电压实验室或户外试验场，工频高电压通常是采用高压试验变压器来产生的；对于GIS、电缆和电容器等电容量较大的试品，可以采用串联谐振设备来产生工频高电压。由于电力变压器作为高电压试验设备并不经济，因此，通常交流高电压试验设备只包括高压试验变压器以及串联谐振设备。高压试验电源设备应包括电力变压器。一方面，高压对试验电源提出了更高的要求，当试验变压器和串联谐振设
4、备这两种常规方案不能满足其要求时，应考虑电力变压器方案。另一方面，在试验室，作为电力变压器的一种结构型式，升压变压器实际上常用来作为中间变压器匹配电源电压和试验所需的电压，并具有较强的适应能力。 高压输电技术的试验研究以及高压设备的绝缘考核对交流试验电源提出了更高的要求。通过对试验变压器、串联谐振设备以及电力变压器等三种可供选择的交流试验电源各自的技术经济特点进行分析比较，指出其不同的适用范围。试验变压器适用于相对较小容量试品的短时高电压试验;串联谐振设备适用于容性试品的单相高电压试验，并能满足相对较大容量要求:电力变压器作为高电压试验设备，在结构和容量上并不经济，但作为交流试验电源，却具有较
5、强的适应能力。因此，当试验变压器和串联谐振设备这两种常规方案不能满足特高压交流试验电源的基本要求时，应考虑电力变压器方案。 高电压设备试验的应用软件提供了设备台帐或数据的录人管理功能，并针对高压设备试验数据进行全面的分析功能。针对以上需求研制开发一套高电压试验专业软件，除了能够完成各种高压电力设备的铭牌和试验数据录人、管理和查询功能外，还能够对试验数据进行基本分析。这使得实际数据得到及时准确的处理，大大提高了电力设备高压试验的效率和准确率，提高了电网运行的可靠性。 3高压试验安全设计方法 高压试验对安全设计具有特殊要求,安全设计是否合理直接关系到高压试验的测量准确度和工作人员的安全,因此高压试
6、验的安全设计非常必要。通常高压试验的安全设计应从接地、防止感应电压和放电反击、安全距离和绝缘隔离等方面考虑。 3.1可靠的接地 高压试验必须有良好的接地系统,接地电阻0.5,以保证高压试验测量准确度和人身安全。在具有良好的接地系统条件下,整个六面屏蔽体试验室视作一个等电位体。应接地的高压试验设备和试品外壳必须良好接地,试验设备的接地点与被试验设备的接地点之间应有可靠的金属性连接。试验室内所有的金属架构、固定的金属安全屏蔽遮栏、采暖水管、工艺循环水管等均须与屏蔽接地网牢固连接,接地点应有明显可见标志。 高压试验设备、试品和动力配电装置所用的携带型接地线应用多股编织裸铜线或外覆透明绝缘层铜质软绞线
7、或铜带制成。携带型接地线应用专用的线夹固定在导体上,接地线与接地体的连接应用螺栓连接在固定的接地点上。接地线应尽可能短,严禁用缠绕法进行接地。在贯通试验室的一次电缆沟中设置50mm5mm扁钢接地排和临时接地栓,以供高压试验设备、试品和动力配电装置所用的携带型接地线就近连接,接地排与屏蔽底板网可靠多点电气连接。 高压试验设备和试品上所用的接地线,其截面应能满足试验要求,但不得小于4mm2。动力配电装置上所用的携带型接地线,其截面不得小于25mm2。当高压试验的六面屏蔽法拉第笼兼作防雷接闪和引下线时,六面屏蔽法拉第笼应与建筑物基础绝缘,由于在试验时六面屏蔽体采用一点接地形式,而高压试验的建筑防雷是
8、利用多点接地井与接地系统连接,因此在试验结束后应将各接地井的接地刀闸合上,使六面屏蔽法拉第笼处于多点接地状态,以满足防雷接地的要求。 3.2防止感应电压和放电反击的措施 进行高压试验时,试验设备邻近的其他仪器设备应采用防止感应电压的措施,将邻近的其他仪器设备短接并可靠接地。在电容器室设置专用的短路接地井与接地系统连接,试验室闲置的电容设备应短路接地。 为防止高压试验时电磁场影响和地电位升高引起反击,试验室应有相应安全技术措施。由于试验室是一个封闭的六面屏蔽体,在试验室内可以方便地做到等电位联结。但在试验放电的瞬间,六面屏蔽体与建筑周边会因局部地电位升高而产生电位梯度,因此进入试验室的高压电缆应
9、加金属管保护埋地敷设,金属保护管的长度不小于15m,每隔5m与接地极连接。处于六面屏蔽法拉第笼周边及人员出入口应采取均压或绝缘等减小跨步电压的措施,接地网均压环的外缘应闭合,外缘角做成圆弧形;圆弧的半径不宜小于均压带间距的1/2,经常有人出入处铺设沥青路面或在地下装设两条与接地网相连的“帽檐式”均压带。同时对重要的仪器和弱电设备应装设防止放电反击和感应电压的保护装置。 3.3安全距离与绝缘隔离 在高压试验区周围应设置遮栏,遮栏的网孔直径不大于50mm(IP10),其高度不低于2m,并可靠接地。在遮栏上悬挂适当数量的止步高压危险”标示牌。 4电力设备高电压大功率试验站的发展 进行高电压大功率试验
10、的专用高电压、大功率设施，又称高电压强电流试验站。它是用以研究开发高压开关设备特别是高压断路器的主要设施。高电压大功率试验站，除了具备能提供直接试验能力达数千MVA短时三相功率的大功率电源外，同时配备有相应的高电压实验设备。虽然国外进行过大量的高压试验研究取得的成果可供借鉴和参考，但由于各国国情不同，试验研究的侧重点也不尽相同，取得的试验结果不能完全被我国高压输变电工程所采用，必须结合我国国情系统地开展高压输电技术的试验研究，包括高压电力设备的长期带电考核，因此，建设高压试验站是十分必要的。 1912年，德国AEG公司建立了第1个冲击同步发电机试验站；至今各国已先后建立近50座高电压大功率试验
11、站。中国有4座。其中，以荷兰电工器材试验有限公司的KEMA高电压大功率试验站的功率最大，试验项目最全，是世界性的权威机构。中国最大的高电压大功率试验站是1964年建成的西安高压电器研究所试验站，由冲击同步发电机获得能源。依功率大小次序还有1963年建成的沈阳高压开关厂虎石台试验站，1979年建成的中国电力科学研究院大功率试验站，1957年建成的上海华通开关厂试验站。 结束语 总之，电力设备的高压试验是一项高技术复杂工程，它涉及管理模式、评估技术、监测技术、诊断技术、经济分析、人员素质等多个方面，其核心是建立一套相应的规范来保证先进高压试验的实施，以实现对设备在高压下运行、检修的全方位的现代化的管理。 参考文献： 【1】郭永基.电力系统可靠性分析.北京:清华大学出版社,2003. 【2】赵智大.高电长技术.北京:中国电力出版社,1999.