高压电气设备的试验与状态诊断探析

（国网四川省电力公司内江供电公司，内江 641000）

0 引言

随着我国电力行业的发展和科技水平的不断提高，电力系统中越来越多的应用了各种高压电气设备，以提高电力供应的质量和效率。然而高压设备的应用给维护检修工作带来了一定的技术难度。这主要是由于高压设备往往处于比较恶劣的作业环境中，其工况也相对复杂，因此有可能受到腐蚀、过电压、雷电、高温以及人为操作等多种因素的影响，造成高压设备的性能以及绝缘性等出现下降。这就要求检修人员要对高压设备的运行状态给予高度的关注[1]。

1 试验原理和类型

1.1 高压电气设备绝缘试验分析

电气设备的绝缘性材料在高压作用下，一部分电流会出现泄露，而绝缘电阻也就是电气设备在绝缘结构不同的前提下，其泄漏电流与直流电压之间的比值。对高压设备开展绝缘电阻试验能够帮助维修人员及时发现电气设备存在的贯穿性缺陷以及严重的局部受潮情况，从而对故障进行准确的诊断排除。试验时要准确掌握加压时间与绝缘电阻之间的数值关系，当加压时间增加时，其绝缘电阻值也会随之升高，该现象被称为吸收现象（基本原理可参见图1，图中i代表充电电流）。在高压电气设备试验中，吸收比通常是绝缘电阻在第15秒以及第60秒的电阻值之间的比值，该读数可以应用兆欧表测得。

图1 电介质等值电路

1.2 高压电气设备的直流耐压试验分析

在进行绝缘电阻试验的同时，还可以开展直流耐压试验。试验时由于其电压加大，所以直流耐压试验的灵敏度更高，可以广泛的适用于对高压设备进行局部缺陷以及设备劣化的状态检修工作。高压设备一般其额定电压都会超过110 kV，因此在试验时可以将电压控制在40 kV范围内，同时读取微安表在1分钟时的数值。此外，也可以利用专业软件绘制电流与试验时间或电压之间的关系曲线，从而为状态诊断等后续工作的开展创造便利条件[2]。

1.3 高压电气设备的电流泄漏试验分析

测试泄漏电流时主要使用直流兆欧表，该仪表通常保持2.5 kV以下的工作电压值，这一工作电压要比很多电气设备运行时的电压值小很多。如果测量电压无法满足试验要求时，可以采取增加直流高压的测试方式来进行，以获得泄漏电流的数值。如果泄漏电流在高压下的数值超过其在低压状态下的数值时，就说明高压绝缘电阻值比其低压电阻值要小，也就是电气设备有故障缺陷存在[3]。高压电气设备的泄漏电流试验在原理上基本与绝缘电阻试验原理类似，其主要区别在与试验时的电压要比兆欧表电压高很多，在检查绝缘元件缺陷以及尚未形成贯通性的缺陷时，其灵敏度更高，为绝缘缺陷的分析创造了有利条件，同时泄漏电流试验的测量仪表也比兆欧表的精度更高。

2 状态诊断分析

对高压设备进行状态诊断时的主要步骤包括检修准备、状态监测、信息整理以及状态诊断。

2.1 高压设备的检修准备

在检修前，技术人员要全面了解设备的型号、运行状态以及使用年限等信息，并根据不同试验的要求进行试验准备，为状态诊断奠定良好的基础。

2.2 状态监测

检修人员要充分利用各种在线监测设备来掌握高压设备的运行状态，例如泄漏电流的在线监测设备、避雷装置的监测设备以及变压器绕组的在线监测设备等，从而获得更加准确的状态信息，提高状态诊断的准确性和效率。

2.3 收集整理高压设备的相关档案信息

在对高压设备进行状态诊断时，检修人员应利用PMS系统或者通过人工方式来整理设备的常态以及动态信息，以提高状态诊断的效率和准确性。

2.4 状态诊断

状态诊断是高压设备维护检修工作的核心环节，对维修人员的技术水平提出了较高的要求，因此电力企业的维修技术人员要积极采用先进的技术设备和诊断方法，对高压电气设备的运行状态进行全面详细的分析研究，从而准确的诊断故障原因，并采取相应的检修方法，保证高压电气设备的运行安全。

2.4.1 根据性能特点用寿命周期法诊断

高压设备从完成加工到设备报废的这一周期被称为设备寿命。在状态检修时采用寿命周期法也就是通过一些技术手段来使设备延长其使用寿命的方法。例如在对电磁互感器进行状态诊断时，如果发现其由于长时间连续运行而出现饱和时，则保护模块的保护动作就会延迟，造成电流值超过了设备的额定电流，导致设备发生故障的机率增加[4]。检修人员应针对此问题采取安装非常规性的无饱和互感装置的方式来对线路进行过流保护，这样就可以使电磁互感器减少连续运行的时间，延长其使用寿命。

2.4.2 根据缺陷特点用统计分析法诊断

在获得了高压设备的故障原因以及缺陷信息后，维修人员可以通过统计分析法来对故障隐患进行诊断，从而提高状态检修的成效。

一次性故障的诊断及排除方法。如果设备故障属于一次性的，则应对故障的隐患因素进行分析，并采取相应的措施来降低人为或者自然因素造成设备故障的机率。而如果故障是由于设备缺陷引起的，检修人员就需要对设备进行全面详细的检查。

多次性故障的诊断及排除方法。如果设备故障多次发生，则有设备缺陷存在的机率相对较大，因此需要综合分析各种状态信息，并采取有针对性的排除方法。比如有些高压设备的故障是由于数字化元器件在设置时存在缺陷，此时检修人员则需要对相关装置重新进行科学合理的设置，使其能够正常发挥功能。

周期性故障的诊断及排除方法。有些设备故障存在一定的周期性，每到特定的时段就会发生，因此检修人员要对季节、温度等周期性因素进行详细的分析，并采取有效的预防措施来避免故障的再次发生。

3 结束语

对高压设备采取试验以及状态诊断的方式来进行管理维护，可以在不增加维护成本的基础上充分利用现有的各种仪器设备来有效的提高检测的效率和准确性，能及时判断高压电气设备存在的运行故障，并能够采取更有针对性的措施加以排除，从而保障了高压电气设备运行的安全性和稳定性。因此电力企业应积极转变运维模式，通过状态诊断这种新型模式来提高高压电气设备的维护检修水平和质量，为电力系统的安全运行提供更加可靠的保证，并推动我国电力行业的现代化发展。