电力系统中高压电气试验的探讨
摘要：在电力系统的运行过程中，需要通过检测与考核电气系统的运行状况来对电力系统的运行质量进行了解与确保，从而降低电力系统中存在的安全隐患。但是，在电力系统的高压电气试验中，由于时间、地点与电力设备电压等级等方面的不同，很容易导致安全事故的发生。因此，在电力系统高压电气试验的过程中一定要确保实验的安全。
关键词：电力系统；高压电气；试验
中图分类号：TM7 文献标识码： A
引言
高压电气试验是电气设备考核过程中的必要环节。由于时间、地点以及电气设备电压等级等方面存在的差异，在高压电器试验的过程中非常容易出现偏差，对试验的结果造成一定的影响。本文主要针对高压电气试验中存在的各种问题进行了分析与探讨，针对这些问题提出了有效的避免或者解决的对策，为电力系统中高压电气试验的安全奠定基础。
一、简述高压电气试验
1、高压电气试验的概念
电气试验属于电气设备监督的重要组成部分，其主要的目的是通过试验对电气设备的绝缘预防性进行检测，为电力系统的稳定运行提供保障。高压电气试验指的是对电气设备的主绝缘或者电气设备进行考核的手段，在电力系统的发展过程中发挥着重要的作用。
2、高压电气试验的发展
随着经济的发展与科技的进步，再加上电气设备故障诊断需求的不断增加，在高压电气试验的过程中逐渐开始采用更多的先进技术、设备及试验方法等，这些都促进了电力系统正常、稳定的发展。例如，在高压电气试验的新设备方面体积越来越小、自动化程度与抗干扰能力越来越强；在新的研究方法方面出现了油中溶解气体色谱分析方法、变压器绕组变形方法等；在新的技术方面包括红外及低频电源等。
二、电力设备高压试验的方法介绍
1、截波冲击试验
截波冲击试验是对电力设备进行高压试验经常采用的一种方法。其主要试验方式是通过截取分析试验过程中的特征波形，进而判断设备的工作状况是否正常。根据截取波形方式的不同，可以将截波冲击试验分为波尾截断和多级点火截断两种。前者主要通过IEC标准棒状间隙进行截断；而后者由于截取的波形部位及时间点不同，可以获得更多时间点的波形信息。但是，由于试验的电压为实际工作全波电压，考虑到试验设备及人员的安全，截断时间不宜过大（小于等于3ps）。
2、局部放电试验
局部放电试验主要通过测试放电区域的场强来获得电网的高压安全性能。这种试验方法只需按试验顺序进行（即在所有绝缘试验结束后）即可，不用担心对电源的负荷影响。作为一种局部测试方法，需要将实际工作电压降到试验可测电压值。通过3分钟左右的
试验，得到稳定的激励电压，进而测出相应的放电量。由放电量的大小分析电网在高压输电情况下的电力损耗及安全绝缘性能。
3、操作波试验
操作波试验作为一种试验标准较高，试验过程严格的高压试验方法，具有测试灵敏，数据准确等优势。其主要用于对电网设备质量安全的前期检查。由于对绝缘片之间的空气间隙比较灵敏，因此这种高压试验方法很容易检测变压器的相间绝缘是否达到安全标准。
4、高压电气绝缘性试验
电气设备的绝缘缺陷主要有两种：一是制造时产生的；二种是由外界作用产生的，如长时间过电压，机械损伤，热作用，受潮等等。通过绝缘电阻、直流泄漏电流、介损等传统绝缘试验方法可以对电气设备绝缘性能进行测试、对绝缘状况进行预测、对设备老化速度进行判断，还能及时发现隐患并排除。
（1）绝缘电阻和吸收比试验
一般情况下通过测量绝缘电阻和吸收比能够有效查出绝缘受潮及局部缺陷，如瓷件破裂、引出线接地等。进行绝缘电阻测试时，需按照标准测量各绕组对地及绕组间的绝缘电阻。吸收比试验是要按标准测试绝缘电阻比值，即。通常来说，普通变压器绝缘电阻高但吸收比不符合标准，则可将该变压器判定为不合格产品；大容量变压器由于吸收时间常数较大，而吸收比试验所用时间较短，因此极化过程在绝缘介质中不能充分吸收，故不能真实、有效反映绝缘性能，可以通过试验时间较长的极化指数试验进行判定。
（2）泄漏电流试验
泄露电流试验因为在试验过程中施加较高的电压，因此能够发现某些绝缘电阻试验中不能发现的绝缘缺陷，如变压器绝缘的部分穿透性缺陷和引线套管缺陷等。试验时，将电压升至试验电压后，读取1min时通过被绕组的直流电流即为所测泄露电流值。
（3）介损试验
介损试验是测量绕组绝缘的截止损耗角正切值，可以用于检测受潮、绝缘老化、油质劣化、绝缘上附着油泥及严重局部缺陷等。因为试验结果易受到外界条件干扰，如电场干扰、空气湿度等。在试验时，可以连同套管在一起测试正切值。
三、高压试验对电力系统的高压影响分析
1、高压防雷
电力系统中的电离装置主要通过裸导线架空线路的方式进行电力输送，而架空线路一般设置在距离地面6～18m左右的空间范围内，如果在雷雨天气因雷电入侵波产生的雷电过压，会导致线路和高压电气设备在运行中出现绝缘击穿的事件，这会对电力系统产生极大破坏。电力系统在建设中采用高压防雷技术可以有效解决这一问题，其通过给线路或高压电气设备人为的制造绝缘薄弱点即间隙装置，间隙装置的击穿电压比线路或高压电气设备的雷电冲击绝缘水平相对较低，所以在电力系统正常运行电压下的间隙装置处于隔离绝缘状态，当雷电发生时过于强大的雷电过压会使间隙装置击穿，从而通过接地保护作用来避免电力系统线路或高压电气设备受到损毁。
2、间隙保护技术
间隙保护技术就是电力系统变压器中性点间隙接地保护装置，其线路大体上是由两极由角形棒组成，一极固定在绝缘件上连接带点导线而另一极直接进行接地，当雷电过压将间隙击穿后会在角形棒间上升拉长，当电弧电流变小的时候便可以自行息弧。间隙保护技术在实际应用中最大的特点就是结构简单、运行维护量小，但是该技术在应用中一旦电弧电流大于几十安，则会导致其无法自行进行息弧，而且间隙动作过程中会产生一定的截波，会在一定程度上影响到变压器自身的绝缘性能。
3、避雷器保护技术
避雷器是电力系统中进行雷电流泄放通道的技术，其本质上也是一种等电位连接体，在电力系统线路上并联对地的进行安装，避雷器在电力系统正常运行下处于高阻抗状态，而当雷电发生时避雷器则会将雷电电流迅速泄入到大地中，从而使大地、高压电气设备、线路等电力系统设施处在等电位上，从而避免电力系统受到强电势差的损害。避雷器技术在实际应用中也存在较多缺陷，由于避雷器的选用会受到电力系统安装地点等因素限制，则会导致其在受到雷击过程中的能量相对较大，依靠单一的避雷器很难将雷电流全部导入到大地中，这样便会导致避雷器在应用中容易发生损毁。
四、高压电气试验中经常遇到的一些问题
1、试验设备和被试设备的接地问题
接地不良被称为发生频率最高的故障之一，尤其是出现在高压电气被试设备之间。一旦出现接地不良时就会严重损耗介质设备，因为，电气设备的接地开关或者接触不好，就可以看作是一个等量的电阻串联在了电容器上。这种情况常发生在电容性的设备上，如：电压互感器或耦合电容器等。为了避免这一问题的出现，变电所里的电压互感器都直接连接着线路。如：电容量为C，电容器的介质损耗因数为tgδ，等值串联电阻为R，那么关系式为：tgδ=ωCR。但是当出现设备接地不良时，电容器的损耗与电容量的大小成正比，当电容量足够大时，被试设备介质损耗会出现严重超标。
使用TV和TA时，高压设备的二次回路也会经常出现接地不良的现象。TV和TA是测试高电压运行的必要手段，通常来说，电磁感应定律是TV和TA在交互过程中必须遵循的，但事实上，TV和TA的二次绕组经常会出现一些故障，如接地故障。故障一旦出现就会影响TV和TA的一次绕组和二次绕组与地面两者之间的电容分布规律，会产生额外的杂乱电流，这样的实验结果显然是错误的。
2、高压电气试验中引线经常出现的问题
避雷器的引线问题是高压电气设备的常见问题，在电网实际运行过程中经常出现。例如：对高压变电所进行一次检修试验，一台避雷器由于检修人员的错误操作被检修人员将引线断开，但避雷器上边还有引线的接头。这台避雷器是220kV主变中性点避雷器。直接导致的后果是：有80uA的漏电量，如果将留在避雷器上的引线拆下后进行重新测试，其漏电量小于20uA。这一结果很明确的告诉我们，避雷器引线产生的问题在高压电气试验中是非常可怕的，为此，在高压电气试验实际运行时，高压部位的引线必须全部拆除，这样可以在一定程度上避免因引线拆除不当而引起的电流泄漏以及造成微安电表刻度的变差。绝缘带引起的问题。，绝缘带在高压电气试验运行过程中的作用非常重要，下面我们可以通过一个具体的例子进行说明，曾有实验人员进行过一项相关实验：当出现电压互感器的介质损耗因数的时候，测量的最终结果不理想，偏差较大。为了寻找测量结果误差的原因，实验人员经过一系列的尝试后，发现只有去除固定在引线上的绝缘带，所测量的结果才是准确的，误差达到几百兆欧，由此可见，如果不把绝缘带拆除，会影响高压电气试验的正常运行。
3、高压电气试验电压不用引起的问题
电压对介质损耗因数到底有多大的影响，数据偏差到底有多大，很多技术人员经过了大量研究，做了大量的实验，下面以一次实验为例进行介绍。这是一次预防性的实验，所用的电流是550kV直流电，实验方法有很多，本次实验主要使用降低试验电压的方法，实验表明其中一台电容器的测量结果是不符合常理的，即被认为不合格，为了找出导致这一现象出现的原因，相关人员进行了排除实验，尝试了多种方法，最后得出的结论是试验电压的大小与介质损耗因数成反比。电压对测量直流电阻的影响。高压发电机在进行预测性试验的过程中，其测量结果往往和以前数据存在误差，为了寻找出误差的原因，实验工作人员通过实验分析，发现转子绕组在运行过程中存在导线断裂的情况是主要因素。高压电气试验电压对测量直流漏电的影响。高压电气设备导体表面所产生的电流与一些因素有关，如：电场强度、导体将会引起电压异常，甚至出现电缆头烧毁事故。因此，这就要求加强对电缆头的检修和维护工作，严格按照相应的要求，合理选用性能较好的电缆头，制作适宜的电缆头，并根据相关要求进行安装，从而尽最大限度降低事故的发生，确保电压的正常。一旦出现异常故障，检修人员也应保持冷静态度，详细分析故障发生的原因，并做出采取适宜的措施进行解决，使电网的安全运行得到有效保障。
结束语
总而言之，电力系统的高压试验是一项涉及范围广泛的工作，而且在实际操作中所涉及到的技术工序也十分复杂，为了确保电力系统在运行中的经济性、安全性以及稳定性，电力企业必须通过合理的技术手段对电力系统设备进行高压试验，从而推动我国电力企业在新形势下的健康、稳定的发展。