高压电气检测试验的检测方法及安全措施探析

邵安强

（中交（天津）技术检测有限公司，天津 300452）

1 引言

高压电气设备在故障检修及运行前，都需进行交接试验，根据试验结果评价电气设备的运行状态，采取管控措施。电气设备检测试验具有前瞻性，能够提前发现故障及潜在隐患，从源头上采取管控措施，避免电网大面积停电、供电安全隐患多等问题。鉴于高压电气检测试验的重要性，有必要深入研究检测试验技术及安全措施。

2 工程概况

某1 000 kV 变电站采用5 个断路器间隔的三相分体式GIS，集功能各异的单元模块于一体，安装方式是先将单元模块运输至现场，再组装成型，单元模块在运输、组装等环节可能会发生挤压、磕碰，影响GIS 的绝缘性能。因此，根据GIS 现场主回路绝缘试验结果判断其安装后主回路的绝缘性能是否符合要求。

3 主回路绝缘性能检测试验

3.1 准备工作

绝缘试验电压最高为1 000 kV，对试验人员的操作水平提出较高的要求。秉承试验安全、结果可靠的原则，经过多方协商，确定主回路绝缘性能试验的流程及方法，做好前期准备工作。

1）对GIS 在空气中的高压耐受部分与周边的架空输电线等装置采取安全隔离措施，空气绝缘距离在10 m 以上。测试设备周边10 m 内存在金属物体时，接地处理[1]。

2）GIS 中各气室内SF6填充气体情况可根据密度继电器观测数值确定。以环境参考温度20 ℃为例，隔离开关气室、断路器气室的压力不可低于0.58 MPa，套管气室压力不低于0.48 MPa，其他气室不低于0.36 MPa。气室压力需要合理并维持稳定，还需进行微水测量，要求非灭弧气室、灭弧气室的微水含量小于2.5×10-4、1.5×10-4，任何一项指标未达到要求均不可进行试验。

3）根据分合闸指示判断各元件的分合闸实际状态，要求断路器、隔离开关为合闸状态，接地刀闸为分闸状态，非测试设备接地刀闸为合闸状态。

4）短接测试设备中电流互感器的二次绕组，同时采取接地处理措施。初步设定试验频率，评估在此参数条件下电压互感器是否磁饱和，若无此现象，二次绕组开路，和主回路共同做耐压试验；若有该现象，则隔离电压互感器[2]。

3.2 现场试验

按照如图1 所示的方式，完成实验接线。

图1 试验接线原理图

考虑到加压部分连接引线电压最高达到1 100 kV，试验采用的是φ500mm 防晕导线，确保在试验过程中无过量的电晕损耗。

3.2.1 试验电压及加压流程

主回路绝缘试验流程： 首先根据正常运行时最大电压Um进行老练试验，流程为持续10 min（635 kV）→持续20 min（762 kV）”；再根据试验电压Uf进行交流耐压试验，流程为“持续1 min（1 100 kV）”；最后局部放电测量试验，试验电压降至1.2Um/GIS 主回路绝缘试验时，同步进行母线TV 额定电压下一次侧空载电流测量，在GIS 主回路绝缘试验前后均要进行一次测量，以便对比分析，试验电压为

3.2.2 局部放电测量

测量方法为超声波测量法，测点布设在电压互感器、断路器断口、接地刀闸等部位，同时按照间距小于1 m 的布置要求在GIS 设备外壳上设置测点。若条件允许，优先将测点布置在气室下方，通过图谱分析各被测部位是否存在放电现象。

3.2.3 注意事项

（1）试验人员按图纸要求规范组装试验设备，保证零配件组成关系合适，维持稳定，通电并安排升压检查，判断测试设备的运行状态；（2）检查GIS 闪络定位仪；（3）外壳接地可靠，由GIS出线套管加入试验电压；（4）严格按照耐压试验、老练试验、交流耐压试验、局部放电测量试验的流程依次进行试验，各阶段的试验方式必须符合规范，各项试验数据均要被完整记录；（5）测试设备的电容量较大，宜分段进行老练试验，解决一次性全部设备老练试验频率未达到50 Hz 的问题。老练试验的分段方式与耐压试验分段一致，确定好分段后有序进行试验[3]。

3.2.4 试验判据

按规定的电压进行试验后，若测试设备可承受该电压且期间未见击穿放电现象，则说明被测对象无异常，试验通过，否则需要分析GIS 闪络定位仪的数据，据此判断被测装置的实际情况。以相同的方法重复安排一次试验，未见击穿现象时则说明被测对象质量达标，否则需要确定出现击穿现象的气室，对其进行解体，根据拆解情况确定绝缘损坏的部位，采取修复措施，而后组装好气室，继续进行耐压试验。若局放测试时有典型放电信号，应重点关注此情况，判断该信号是否在老练试验阶段消失，若并未消失，则试验不通过，用特高频法定位，锁定放电源，必要时进行解体检查和修复，而后将解体部分恢复完整，再做主回路绝缘试验，按照前述方法进行，直至通过试验为止。

3.3 分段耐压试验

3.3.1 测试设备电容量

测试设备电容量估算值见表1。

表1 电容量估算结果

3.3.2 试验参数的估算

测试设备、分压器的电容量Cx、Cy分别约为18 503 pF、1 000 pF，共计约19 503 pF。结合测试设备的硬件组成方式，确定总电感L，由于测试设备串联4 节300 kV/80 H 电抗器，则L=320 H。

对比分析谐振频率和测试验设备输出频率范围，可知本次估算的谐振频率（63.74 Hz）未超出许可范围（40～90 Hz），此项指标合理。

3.3.3 耐压试验结果

分阶段依次进行耐压试验，统计各阶段的结果，具体如表2、表3 所示。

表2 耐压试验结果（第一阶段）

表3 耐压试验结果（第二阶段）

对比分析表2、表3 的两个阶段耐压试验结果可知，试验谐振频率与计算值的误差未超过±5%，两者具有较高的一致性；试验前后，绝缘电阻的变化较小；超声波局放信号正常，并且不存在击穿放电的情况。根据试验数据和试验期间的现场观察结果可知，主回路绝缘试验顺利通过。

4 高压电气检测试验的安全措施

4.1 高压电气试验前，做足准备工作

1）根据高压电气试验目标和试验条件制订试验方案，做好方案优化；对所有参与试验的人员进行技术交底和安全交底，使员工清楚试验范围、试验工作内容及试验间隔，掌握试验操作中的注意事项。

2）高空试验前，细致检查安全带、绝缘体等，不可出现安全带扭结、断股等问题；配套稳定可靠的安全梯，做详细的检查，对于装配松动、裂纹等问题，必须及时处理；由专员在现场进行安全管理，试验前需要疏导与试验无关的人员，转移至安全区域。

3）根据试验条件预测试验过程中可能出现的隐患，在源头上管控，并制订应急方案，确保在出现异常后可随即启用应急方案，妥善处治，保障试验安全。

4.2 高压电气试验期间，规范操作

1）试验人员进入现场前，核对测试的设备，对比分析实际情况与试验方案是否一致； 试验人员按规划好的安全路线有序到达试验现场，各员工就位；设置接地线，对长期运行的测试设备进行放电，保障安全；试验加压前，必须检查接线情况，不可出现错接、漏接、接线不可靠等问题；高压电气试验人员合理站位，与设备保持安全距离。

2）试验人员必须严格依据规范以及试验方案要求进行各项试验活动，认真对待每项工作，谨慎操作；高压电气试验必须遵循工作流程，妥善地将各项工作落实到位，不可流于形式；试验人员需要考虑到容性元件积累大量负荷的特殊性，加强自身安全防护，避免因碰触该类元件而威胁到自身的生命安全；所有测试设备的地基需平整、稳定，测试设备无异常晃动，接地导线的截面符合设计要求，接地可靠。

4.3 高压试验后，进行收尾工作

高压电气试验后的收尾工作烦琐，试验人员必须认真对待，细致地完成各项收尾工作。高压电气试验后，根据“一拉、二挂、三工作”的流程进行操作，即拉开试验电源，挂上接地线，进行接线的拆改与更改。高压电气试验后，全面检查各仪器设备及接线，保证各装置位置合理，接线稳定可靠，恢复至试验前的初始状态。检查时需要重点考虑的是二次侧端子接线、低压接地端等，及时排除安全隐患，确保设备可正常使用。

5 结语

综上所述，高压电气设备的安全运行是有效提供电力服务的基本前提，高压电气检测试验的方式可判断高压电气设备的使用情况，经过试验后确定故障并进行处理，使高压电气设备正常运行。在本文中，研究了高压电气检测试验的操作流程和具体方法，对试验结果进行了分析，并总结出高压电气检测试验的安全措施，在安全的前提下完成高压电气检测试验，所得结果可作为评价被测设备运行状态以及处理故障时的参考，有利于提高电力系统的运行水平。