牵引降压供电所电气设备的预防性试验方法与重要性
摘要： 近年来我国高速铁路以及城市轨道交通快速发展，铁路电气化建设的不断完善，我国铁路电气化技术得到进一步提高。作为动力机车电力来源的牵引降压供电系统，其重要性不言而喻，对动力机车的动力性至关重要。我国的动力机车现在都是依靠电力进行牵引的，牵引电网与牵引降压供电系统的可靠运行有力的保障了动力机车运行的可靠和安全，因此对牵引降压变电所电气设备的预防性试验，可有效排除牵引降压供电过程中电气设备的故障，保证电气设备功能的正常，提高牵引降压变电所的供电效率。本文分析对牵引降压变电所电气设备进行预防性试验的重要性，重点分析变电所中变压器的预防性试验方法，以期为牵引降压变电所的变压器的预防性试验工作提供参考。
Abstract： In recent years， the high speed railway and urban rail transit in China has rapid development， the continuous improvement of the railway electrification construction has further improved the railway electrification technology in China. Traction step-down power supply system is the power source of power locomotive， it is very important for the dynamic performance of power locomotive. The power locomotives in China are rely on electricity for traction， the reliable operation of traction power grid and traction step-down power supply system effectively guarantees the reliable and safe power locomotive running. So the preventive test of the electrical equipment in traction step-down substation can effectively eliminates the fault of electrical equipment in the process of traction step-down power supply， guarantees the function of electrical equipment and improves the power efficiency of traction step-down substation. This paper analyzes the importance of the preventive test for the electrical equipment of traction step-down substation， mainly analyzes the preventive test method of transformer equipment to provide the reference for the preventive test work of the traction step-down substation transformer.
关键词： 牵引降压；供电所；电气设备；预防性试验
Key words： traction and step-down；power supply station；electrical equipment；preventive test
0 引言
随着我国经济的发展和科学技术的进步，我国铁路电气化程度的不断提高，城市轨道交通实现了快速发展，各大城市都在积极建设和完善城市轨道交通系统。城市轨道交通具有载客量大、方便快捷、安全性高、无交通压力等优点，已逐渐成为我国大中城市交通运输的主要组成部分，同时也逐渐成为城市现代化和综合实力的重要标志。城市轨道交通主要是靠动力机车运行，而动力机车的动力来源则是电力，牵引降压变电系统是实现供配电网电能转化为动力机车所需电能，是动力机车电力动力的主要来源。随着城市轨道交通的发展，动力机车的数量不断增加，因此保证牵引降压变电系统电气设备功能的正常就显得尤为重要，牵引降压变电系统电气设备的正常工作保证了动力机车电力供应的正常，实现动力机车的正常运行，真正发挥城市轨道交通的优势。
1 牵引降压变电所电气设备预防性试验的重要性
电气设备的预防性试验主要是指按照规定的周期、实验内容或者条件对已经投入运行的电气设备的绝缘介质进行功能性的预防试验，保证电气设备绝缘功能正常，预防电气设备出现故障，避免牵引降压变电所运行受到影响，是了解电气设备功能的状况的有效方法。
电气设备在长时间的运行后，其内部电气元件会受到外界因素的影响，导致元器件出现老化或者功能丧失，影响电气设备的正常运行，导致电气设备不断出现故障。对电气设备进行预防性试验，可以准确的预测和判断对电气设备的功能状况，及时的发现电气设备存在故障隐患，以利于及时的采取相应的处理措施，对电气设备进行维修或更换，保证电气设备功能的正常，确保牵引降压变电所能够可靠的运行。例如对电气设备绝缘性能的预防性试验，可以确保变电所电气设备绝缘性能良好，避免因绝缘性能降低或者绝缘出现问题造成牵引降压变电所的电气故障。对牵引降压变电所电气设备的预防性试验可以更好的掌握电气设备的性能状况，为电气设备的管理提供支持，提高电气设备的管理水平。同时可以多次预防性试验的结果进行对比分析，了解电气设备的性能规律以及运行规律，及时的做好电气设备的维护、保养，也可从试验的结果中找到电气设备运行中常出现的问题，为新技术的应用或电气设备的改造提供支持。 2 牵引降压变电所电力变压器的预防性试验方法
2.1 测量绝缘电阻、吸收比与极化指数
电力变压器是牵引降压变电所主要的电气设备，对电力变压器绕组及套管的绝缘电阻的测量可以准确的判断变压器的整体绝缘状态，能够有效的发现电力变压器的绝缘缺陷。在使用兆欧表进行测量时，需要将未测绕组接地，能够有效的避免剩余电荷对测量结果的影响。对电力变压器绕组绝缘电阻的测量通常采用屏蔽法判断电力变压器不同电压部分的绝缘性能。其测量的接线图如图1所示。
绕组吸收比是反应电力变压器绕组绝缘受潮情况的重要指标，通常情况下绕组的吸收比与变压器绝缘电阻值呈反比，与变压器的温度呈正比，但是有时候吸收比K值的大小无法为准确的判断变压器绕组的绝缘性能提供有力的支持。随着近年来电力变压器生产工艺的不断提高，其干燥、防潮能力大幅提升，可能会出现吸收比偏小而变压器并未出现受潮的情况，因此应当在应用的过程中适当的放宽吸收比的要求。
电力变压器的极化指数也是判断其绝缘状况的重要指标，通常情况下其值？叟1.5，且其值不会随着变压器温度的升高发生较大的变化，较为稳定，可有效的判定电力变压器的绝缘状况。
例如：神朔铁路阴塔供电所S11-3150-110/10.5GY 变压器绝缘电阻测试：
测试仪器：兆欧表（选用2500伏档位）；
环境温度：28度；湿度：65%；
2.2 介质损耗因数的测量
在对牵引降压变电所变压器的介质损耗因数进行测量时，需要将非测量绕组短路接地。由等效电路图可得，价值损耗因数的公式为
例如：山西大西线欢咀村AT所流互介质损耗测试：
电流互感器型号：LBT-27.5W；
测试仪器：介质损耗测试仪；
环境温度：8度；湿度：65%；
测试接线：电流互感器二次端子用软铜线短接，封好后接地；高压接仪器高压输出线并做好高压与高压输出线两米内无干扰物体。
加压试验测试电压（10千伏），测试结果如下：
一次绕组介质损耗：tanδ（%）：0.242；电容Cx：223PF。
2.3 耐压试验
耐压试验可以确保电气设备的绝缘材料在允许的耐压范围内，避免电场强度超出其允许的最大值而导致的绝缘部分被击穿造成电气设备的损坏。耐压试验中常采用耐压测试仪，其试验的主要方法是将耐压测试仪输出的高电压加在变压器的壳体和绕组上，通过持续的加压完成电气设备的耐压试验，加压时间通常在1分钟左右。耐压测试仪的使用方法如图3所示。
耐压测试仪输出的高电压通常情况下要远远超出电气设备的工作电压，如果进行试验的电气设备绝缘性能不好可能会直接的损坏电气设备。因此在对牵引降压变压器进行耐压试验前应先进行绝缘电阻的测量，科学合理的分析及判断变压器能否进行耐压试验，避免因耐压试验对牵引降压变压器造成损坏。
例如：敦格线小柴旦环网所10千伏环网柜工频耐压试验：
试验仪器：工频耐压试验装置；
环境温度：12度；湿度：60%；
试验准备工作：检查柜台主回路整洁，无杂物；主回路连接互感器拆除（如不便拆除耐压试验时应考虑电流互感器耐压标准，在主回路中依照耐压值低的标准进行试验）。
试验结果如表3所示。
在进行耐压试验的过程中要密切的观察耐压测试仪的指针及牵引变压器的状态。如果耐压测试仪的仪表显示但数值未发生跳动且变压器无明显的放电声音，证明牵引降压变压器承受测试仪的高压；若测试仪电流表数值突然上升或者突然下降则说明牵引降压变压器被击穿。在进行测试的过程中如果出现清脆的放电声时，说明牵引降压变压器中油隙的距离不足或者变压器内部的电场发生畸变造成变压器油隙中间的绝缘物质被击穿；当变压器发出较小的放电声音，进行重复试验后声音消失的现象，则说明变压器油中存在气泡，此时测量仪的电流值也不会发生较大的变化；当使用测量仪进行加压试验时，变压器内部有炒豆般的放电声音时，说明变压器内部存在悬浮金属件，这些金属件在加压实验的过程中对地放电引起声音。
2.4 变压器的操作波试验
操作波试验是检验变压器承受过电压能力的重要指标，目前应用较多的是利用冲击电压发生器产生的低幅值操作波电压施加在牵引降压变压器低压绕组进行操作波试验，其试验原理电路图如图4所示。
操作波试验实质上是一个充发电的过程，波头是一个充电的过程，充电时间由电阻R和等效电容C决定，而波长则是一个放电的过程，其放电时间由电感值L和等效电容C决定。图5为标准的操作波形图。
3 结语
牵引降压变电所降压变压器的安全运行是保证降压变电所供电安全的基础。随着社会对道路运输安全要求的不断提高以及我国铁路智能化发展的需求，对牵引降压变电所电气设备进行预防性试验具有重要的意义，它不仅能够保证电气设备功能的正常，而且可以保证牵引降压变电所的供电安全，实现城市轨道交通动力机车安全、快速的运行，实现城市轨道交通的快速发展。因此，在对牵引变电所电气设备进行预防性试验时，应该严格按照国家规定的标准进行操作，保证科学、有效、准确地判断设备的绝缘性能，确保电气设备的安全、正常运行。
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