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对高压电气绝缘试验中常见问题的分析
摘要:随着经济的发展和社会的进步,风电与太阳能、跨海和跨国联网工程逐步增加,高压输电的比例逐渐增大。我国高压输电技术近几年得到了快速发展,一般来讲,高压电气设备在运行状态下,其绝缘装置敏感度极高,电压和过电压都会对其造成一定影响,而绝缘一旦失效,大概率会发生安全事故。所以,为了防止安全事故的发生,需要做好必要的高压电气绝缘试验工作,在试验过程中,会出现各种各样的常见问题,与高压电气设备运行存在密切联系,所以需要重点考虑。
关键词:高压电气;绝缘试验;常见问题
引言
近年来,电力电缆因具有可靠性高、节省线路走廊、受外界环境影响小、传输性能稳定等优点在城市配电网中应用广泛。城市电缆一般敷设于地下或电缆井道内,电缆发生故障或绝缘击穿后维修成本高,因此,为提高供电可靠性,掌握电缆的运行状态,定期对电缆进行预防性试验十分必要。然而将电缆从开关设备上断开十分困难,且程序复杂。将电缆连接在开关设备上对其进行绝缘试验,开关设备将承受电缆试验时电应力的作用,这在开关设备设计时并未考虑。电缆的绝缘试验可采用超低频、工频或直流耐压方法,一些试验参数比开关设备的额定绝缘水平高。考虑到用户供电连续性的要求,开关设备的部分进/出线无法从高压回路断开,开关设备将承受电缆试验时系统对地电压作用;而开关设备断口,将承受联合电应力的作用,断口两端的电压可能接近或超过其额定工频试验电压,存在击穿风险。
1高压电气绝缘试验分类
通常,高压电气绝缘试验可分为非破坏性与破坏性两种类型。非破坏性试验指的是在不影响高压电气设备绝缘性能的基础上,对其各项参数指标展开测试,主要通过对泄漏电流、绝缘电阻等数值进行测量,以此推算高压电气设备的绝缘性能表现优劣。事实表明,非破坏性试验虽然具备不影响高压电气设备绝缘性能的优势,但是在检测精准度方面略差,所以基本上无法作为判定绝缘强度的唯一标准,通常需要采取破坏性试验进一步辅助验证。而破坏性试验指的是在试验中对高压电气设备的工作电压添加试验电压。测试范围包含交流、直流耐压等,检测过程中破坏性试验大概率会对高压电气设备形成一定程度的损伤,所以一般会先采取非破坏性试验进行定性分析,然后再开展破坏性试验进行定量分析,确保电压击穿事故发生概率有所降低。破坏性试验对裸露在外的高压电气设备中具有一定危险性的绝缘性能缺陷表现出极高的敏感度,所以如果高压电气设备受潮,需要先对其进行干燥处理,再展开破坏性试验,如此能防止变压器绝缘性能受损,消除安全隐患。
2高压电气绝缘试验中的常见问题
首先是避雷器引线问题。在高压电气绝缘试验过程中,测量时切记要先将避雷器的所有引线拆除,否则,会对试验造成影响,无法保证试验数据的精准度,容易出现误判的情况。其次是绝缘带问题。在高压电气绝缘试验过程中,引线附近的绝缘带同样会直接影响测量结果,因为绝缘带会造成电阻值升高,从而在电压稳定不变的基础上电流明显降低,进而形成测量误差,严重影响了测量结果的精准度与真实性。
3改善高压电气绝缘试验常见问题的相关策略
3.1电线接头试验方法
首先是连接电机的装置设计。在对现有的试验装置设计的过程中,需要实现对连接电机的有效管控,无论是电极的长度、外径都需要进行相应的更改,以便于实现对后续机械装置的有效组装和管理。在对电极进行设计的过程中,应当有效地结合相应斜坡式导入锥的结构设计形式。由于对应的斜坡可以实现环氧棒有效插入到橡胶绝缘件中,同时还可以确保在完成安装之后,相应电极斜坡内的空气能够被环氧棒电极内部设计的气道所吸收。具体来说,在现有连接电机长度的设置方面,应当将有效管控在150mm左右,其次还需要确保环氧棒外径与连接电机外径保持一致,在对斜坡角度进行设计的过程中,应当将其设计在22℃左右。其次是环氧棒的设计。在对环氧棒进行设计的过程中,应当结合现有环氧棒设计的方式,增加相应的气道实现对装置内部的空气有效地流通和排除。在进行环氧棒设计的过程中,设计师还需要全面确保试验时相关区域所具备的电场强度以及电线电缆所具备的电场强度能够保持一致。
3.2电缆绝缘试验
(1)考虑改造或维修等因素,某些配电系统可能包含多种类型的绝缘电缆。对电缆进行试验时,应以其薄弱点的绝缘水平作为施加电应力的限值。(2)如果电缆可从开关设备上断开进行绝缘试验,就不需要对开关设备断口提出相应的电缆回路绝缘试验要求。反之,如果电缆的一个或两个端子仍连接在开关设备上,试验时则应建立严格的安全操作规程,同时对开关设备断口的绝缘水平进行评估,以确定合理的试验电压值和持续时间。(3)由于电缆试验工况的复杂性,且各标准之间不统一,GB/T3906—2020无法给出相应的电缆试验电压类型、试验值和试验持续时间,这给开关设备的选择带来了困难。在试验过程中,考虑预期的试验工况之后,用户可按额定电缆试验电压值来选择开关设备,或者在招标时指定额定电缆试验电压值。(4)通常电缆的试验电压,表示为电缆导体对地或金属屏蔽之间的额定工频电压U0的倍数,导体间的额定工频电压为U,电缆可承受的最高系统电压为Um,这与GB311.1—2012《绝缘配合第1部分定义、原则和规则》的规定存在较大差异。此部分容易让试验人员混淆,因为开关设备的额定电压Ur通常用相间电压值表示,且为“设备最高电压”而不是其运行电压,在实际试验时需要特别注意。
3.3棒形悬式复合绝缘子绝缘包覆均压环试验
复合绝缘子安装均压环后减少了高压端和低压端的电弧距离,易受鸟害的影响,发生鸟粪闪络事故。为减少鸟害故障的发生,采用绝缘包覆的方法对普通均压环进行绝缘化改造,首先建立了三维仿真模型,分析了复合绝缘子电场分布规律,然后设计并制作绝缘均压环,通过模拟现场运行条件,测量了复合绝缘子周围的电场分布以及均压环周围放电情况,最后模拟了鸟粪闪络模拟试验,测试了绝缘包覆均压环电气绝缘性能。绝缘包覆均压环与普通均压环的均压效果基本一致,绝缘包覆层对复合绝缘子沿面电场分布影响较小,对均压环周围的电晕放电影响也微乎其微。在同等条件下,还一定程度上减小绝缘子表面的最大场强。
3.4基于正态模型的电气试验方法
正态分布是一种统计学领域用于描述概率分布特性的概念,在社会生产与日常生活中常使用统计学方法进行正态分布参数的估算,通过获取标准偏差、中值等参数的估计值,获取到研究对象的正态特征。当前在电力科研与生产领域常开展放电特性试验,并根据试验结果掌握放电电压的具体数值,为输电线路及电力设备空气绝缘间隙的科学设计提供借鉴思路。通过选取不同方法进行统计分析与比较,能够为实际工程设计环节可靠性提升以及试验参数统计方面的理论研究提供现实借鉴意义。
结语
总之,在高压电气试验中会面临很多问题,相关技术人员在试验中要严加注意,确保高压电气绝缘试验操作的正确性与规范性,保证绝缘试验效果,为电力系统安全运行提供保障。
参考文献
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[2]郝晨.浅谈高压电气绝缘试验中常见的问题尝试[J].城市建设理论研究(电子版),2017(30):2.
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