水电站电气设备预防性试验

郭海涛

（新疆维吾尔自治区乌鲁瓦提水利枢纽管理局，新疆 和田848000）

1 水电站电气设备预防性试验的意义

1）有助于提升水电站管理水平。针对电气设备实施预防性试验，能够对其各项性能指标展开检查，对内部各项设备实行分类管理，并依据设备的性能指标，将其实际运转情况分别定义为合格、不合格、报废，为维修人员提供参考，大大提升水电站的管理水平和运行效率。

2）有助于确保设备安全运行。加强对电气设备的预防性试验不仅满足社会发展需求，还能够及时有效地发现个别使用时间较长的设备存在的显性和隐形问题，让维修人员在第一时间对其进行合理的处理，大大降低安全隐患风险，减少不必要的人力和物力耗损，推进设备安全运行管理。

3）有助于满足企业安全生产。安全生产作为任何企业单位的首要运行要求，加强预防性试验，意味着保证了能源的安全生产，进一步推动了水电站的现代化管理，也能带来更多的社会效益。

2 电气设备预防性试验分类

电气设备有独立的绝缘结构，在实际运行过程中，会受到内外部的过电压作用。一方面，在运行过程中，可能会因为过电压造成绝缘结构出现缺陷和故障，形成潜在的运行风险；另一方面，绝缘结构自身也会发热和老化，影响到设备的正常运行。

2.1 依据被试绝缘的危险性分类

1）非破坏性试验。也叫绝缘特性试验，其主要是在较低的电压下进行，实际上并不会对电气设备造成损害。工作人员要把握其变化规律，准确找到设备中可能存在的故障，根据绝缘介质中产生的不同物理过程，依据设备的出厂参数对各项参数进行测量。

2）破坏性试验。也叫耐压试验，其主要是在高于工作电压下进行的，该方法能够直接检测出电气设备的绝缘耐压能力。破坏性试验会对绝缘造成损害，降低其绝缘水平，甚至对个别部件造成永久性损害。

2.2 依据试验方式分类

1）离线试验。主要指将电源停掉之后，从系统中解列出来所进行的试验。

2）在线监测。就是在不停电的状态下，对电气设备的各项性能指标进行监测，具有一定的自动性，是收集特征量的主要手段之一。

2.3 依据测量信息分类

1）电气法。主要指测量各种电的相关数据。

2）非电气法。主要指测量各种非电气数据的方法[1]。

3 电气设备预防性试验检测项目

3.1 绝缘电阻与吸收比试验

采用该项试验能够准确地检测出绝缘结构是不是出现受潮等层面的问题，这也是预防性试验中最常见的一种检测项目。目前，绝缘电阻表的类型有手摇式、晶体管式、数字式等。下面以手摇式绝缘电阻表为例，进行探讨。

1）试验步骤。首先在实验之前需要选择合适电压等级的兆欧表，将电阻表放置在一个水平位置，L端子与E端子开路，工作人员以120r/min转速摇动手把，以此来检测电阻表是否正常，然后在停电的状态下进行接线，将各个线路归位之后，匀速转动电阻表把手，待其达到额定转速后分别读取15s和60s的电阻值，一一记录相关数据[2]。

2）注意事项。大电容量的被试品在测量结束之前，必须要将电阻表从测量回路断开，以免损坏电阻表。如果一开始绝缘电阻指示很小，在摇测的时候必须要经历较长时间才能得出准确结果。如果测量绝缘电阻过低，应将设备分别展开试验。

3.2 直流漏电试验及直流耐压试验

1）直流漏电试验。直流漏电试验主要是加上直流电压，直接测试泄露电流，是电气设备预防性试验的常规项目之一。在具体操作过程中，首先工作人员要按要求接线，检查接线、仪器以及操作部分外壳是否接地，在反复确认之后才能够升压。其次，试验电压可以根据具体情况调节，在计算绝缘电阻值时，可以采取换算法，换算的对象是泄漏的实际电流值。而依据i=f（u）或i=f（t）的关系曲线，通过对吸收比的测量，同样能够判断绝缘缺陷。

2）直流耐压试验。该实验主要是对绝缘体施加较高的电压，在较长的时间内，观察绝缘体是否出现异常情况，如被击穿、闪络等等。一般来说，交流耐压试验并不能准确发现电气设备局部存在的问题，而直流耐压试验具备较高的灵敏度，所以能够发现定子绕组端部绝缘存在的缺陷。值得注意的是，升压过程应当匀速进行，不能在短时间内快速升压。如果出现击穿、闪络等异常现象，应马上降压，断开电源。在测试完成之后，用电阻杆充分放电，才能够更改接线。

3.3 介质损耗角正切值试验

由于电介质的产生会损耗一定的能量，所以将这部分的损耗称之为介质损耗。运用tanδ来表示其实际参数，也能够根据该数值的大小来判断绝缘体优劣。测量介质损耗因数能够分析出设备是否受潮、老化，灵敏度较高。通常情况下，介质损耗的测量方式包含了平衡桥法、相敏电路法等等，并且在实际的测量过程中，可能会受到温度、试验电压、电容量等因素的影响[3]。

3.4 交流耐压试验

在电气设备的检测中，交流耐压试验目前属于最有效的测验方式，在实际的操作过程中，工作人员应当注意如下几点：

1）了解被测验产品的试验电压以及其他试验项目和结果。

2）积极做好相应的安全防护工作，采取合理的应急措施，注意将个别部分可靠接地。

3）升压过程应当匀速进行，缓慢下降，严禁在不降电压的情况下先断开电源。

4）如果在试验过程中出现冒烟、异响，应当立即降压，待电压完全降下之后立即断开电源。

5）在高压侧挂上接地线后再查明原因。

针对现场实际情况，工作人员可以在必要的时候将交流耐压试验和直流耐压试验同时进行，以此来获得更为准确的电气设备实际运行状况。

3.5 局部放电检测

随着电子技术的发展，人们意识到局部放电是变压器、互感器、电容器等设备会出现诸多故障的首要原因，所以，针对电气设备的检测局部放电测量得到更大范围的应用。依据电、光、热、噪声等放电现象来检测局部放电，具体有两种方法：电测法和非电测法。

1）电测法。主要是依据局部放电产生的各种电的信息来测量。在实际的放电过程中，由于被检测设备的两端都会产生一个较小的、瞬时电压变化，而当工作人员再次将其接入检测回路的时候，就会有脉冲电流经过，借助电子仪器测量脉冲电流，就能够有效判断出是否存在局部放电以及具体的放电强度。

2）非电测法。非电测法又包含超声波法和气相色谱法。其中超声波法是指借助超声波检测技术，将电气设备的放电位置和实际程度显示出来。气相色谱法是指利用绝缘油中析出的气体，达到准确识别故障的目的，但是气相色谱法只适用于测量油量较少的设备。

3.6 红外测温

如果电气设备处于稳定安全的运行状态中，那么随着时间的推移，其导体和绝缘介质都会发热升温；如果电气设备内部出现短路，或是绝缘损坏等故障，便会造成异常升温。所以，借助红外测温技术，能够有效地将正常数值和现实比较，进一步分析出电气设备在各个状态下的热像及温升，更好地分析出电气设备内部是否存在故障，故障类型是什么。

当前运用红外检测的仪器包含了红外测温仪、红外行扫描仪、红外热电视和红外热像仪。红外热像仪的性价比最高，它能够准确地诊断出电气设备存在的问题，并将相关部分的温度转换为可见光的图象，还能够进一步对局部的温度进行精确显示，是目前运用最为广泛有效的诊断仪器。近年来，便携式的红外测温仪也得到使用，由于其体积小、携带方便，能够对运行中各项设备的异常升温及时发现，帮助维修人员第一时间消除隐患，有效降低水电站的经济损失。

4 电气设备预防性实验结果分析判断

1）预防性试验结果对于电气设备日后的稳定运行具有重要的作用，依据目前推行的《电力设备预防性试验规程》，工作人员应当对试验结果进行综合的分析和判断，具体可以按照如下步骤操作：①收集被检测设备的出厂试验的数据，将试验结果和其进行对比，从中准确地把握绝缘变化的规律，对其未来的变化趋势进行预测。②可以将被检测的设备和同类型的设备试验结果进行对比，观察是否存在异常。③和《规程》的技术标准做对比，判断各项设备的数据是否超标。④和历年各个试验数据做对比[4]。

2）由于不同的试验环境和温度等都会对试验结果造成影响，所以工作人员应当有意识地排除温度、湿度和脏污等因素，并结合不同设备的性能，选取不同的试验对照指标，力求做出准确判断。

5 结语

电气设备的正常运行对水电站持续发展具有重要影响，预防性试验工作能够有效地判定电气设备的稳定性和安全性，依据《电力设备预防性试验规程》中的各项条例，在实际的试验过程中应选择科学合理的试验方法，找出设备中存在的缺陷，并及时修正解决，以推动设备的安全运行。