電力設備預防性試驗的現(xiàn)狀和進展

      預防性試驗是電力設備運行和維護工作中一個重要環(huán)節(jié)，是保證電力設備安全運行的有效手段之一。多年來，電力部門和大型工礦企業(yè)的高壓電力設備基本上都是按照原電力部頒發(fā)的《電力設備預防性試驗規(guī)程》（以下簡稱《規(guī)程》）的要求進行試驗的，對及時發(fā)現(xiàn)、診斷設備缺陷起到重要作用?；ジ衅鳒y試儀僅需設定測試電壓、電流和步長，裝置將自動升壓并能自動將伏安特性測試曲線描繪出來，省去手動調壓、人工記錄、描曲線等煩瑣勞動。

　  1996年原電力部對《規(guī)程》近行了修訂，修訂后的電力行業(yè)標準DL/T 596—1996《電力設備預防性試驗規(guī)程》已于1997年正式頒發(fā)實施。

　《規(guī)程》修訂沿革

　《規(guī)程》自50年代至今40年中，先后共進行過5次修訂，技術比較成熟。前兩個版本在內容和格式方面比較“蘇聯(lián)化”，1985年和1996年版開始逐步“中國化”了。

　《規(guī)程》內容廣泛，實際上有的內容已經(jīng)超出預防性試驗的范圍，就其性質來說，屬運行維護范疇。因此有人曾建議名稱改用“電力設備維護試驗規(guī)程”。這里的“維護”一詞包含了預防性維護、預知性維護和消缺性維護，與《規(guī)程》的實際內容比較相符，但考慮到習慣上對“維護”一詞理解較窄．而"預防性試驗”又用慣了，zui后仍沿用老名稱。

　《規(guī)程》內容概要

　《規(guī)程》分章規(guī)定了各種常用電力設備的試驗項目、試驗周期和技術要求。這些試驗項目綜合了近代基本診斷技術。按專業(yè)來說，分屬于電氣、化學、機械等技術領域，其中大部分是電氣試驗項目。

　按試驗性質來說，試驗項目可分為4類。

　1．定期試驗 即預防性試驗。這是為了及時發(fā)現(xiàn)設備潛在的缺陷或隱患，每隔一定時間對設備定期進行的試驗。例如油中溶解氣體色譜分析、繞組直流電阻、絕緣電阻、介質損耗因數(shù)、直流泄漏、直流耐壓、交流耐壓、絕緣油試驗等。

　2．大修試驗 指大修時或大修后做的檢查試驗項目。除定期試驗項目外，還需作：穿心螺栓絕緣電阻、局部放電、油箱密封試驗、斷路器分合閘時間和速度、電動機間隙等試驗．其中有些是純屬于機械方面的檢查項目。

　3．查明故障試驗 期試驗或大修試驗時，發(fā)現(xiàn)試驗結果有疑問或異常，需要進一步查明故障或確定故障位置時進行的一些試驗，或稱診斷試驗。這是在“必要時”才進行的試驗項目。例如：空載電流、短路阻抗、繞組頻率響應、振動、絕緣油含水量和油介損、壓力釋放器、氧化鋅避雷器工頻參考電壓試驗等。

　4．預知性試驗 這是為了鑒定設備絕緣的壽命，搞清被試設備的絕緣是否還能繼續(xù)使用一段時間，或者是否需要在近期安排更換而進行的試例如：發(fā)電機或調相機定子繞組絕緣老化鑒定、變壓器絕緣紙（板）聚合度、油中糠醛含量試驗等。

　由上述可見、《規(guī)程》所列的不少試驗項目，確已超出定期預防性試驗的范圍。

　試驗項目、周期的確定和技術要求的由來

　各類設備（如變壓器、電容器、SF6開關設備、支持絕緣子等）的試驗項目和試驗周期，由設備運行的可靠性和安全情況，決定是否需要增減或修改。

　技術要求的來源和依據(jù)，大體上可歸納成兩類：

　1．由電力系統(tǒng)絕緣配合設計出發(fā)制定交流耐壓試驗電壓標準；

　2．不少技術要求是由試驗經(jīng)驗的積累，經(jīng)統(tǒng)計分析確定，并經(jīng)多年實踐．逐步修改、*的（如介損、泄漏電流、吸收比等的技術要求）。

　試驗結果的分析和判斷

　《規(guī)程》著重指出，對試驗結果應進行綜合分析和判斷。也就是一般應進行下列三步：*步應與歷年各次試驗結果比較；第二步與同類型設備試驗結果比較；第三步對照《規(guī)程》技術要求和其他相關試驗結果，進行綜合分析，特別注意看出缺陷發(fā)展趨勢，作出判斷。

　綜合分析、判斷有時有一定復雜性和難度，而不是單純地、教條地逐項對照技術要求（技術標準）。特別當試驗結果接近技術要求限值時（尚未超標），更應考慮氣候條件的影響、測量儀器可能產(chǎn)生的誤差以及甚至要考慮操作人員的技術素質等因素。綜合分析、判斷的準確與否．在很大程度上決定于判斷者的工作經(jīng)驗、理論水平、分析能力和對被試設備的結構特點，采用的試驗方法、測量儀器及測量人員的素質等的了解程度。

　根據(jù)綜合分析，一般可對設備作出判斷結論：合格、不合格或對設備有懷疑。對不合格的，應及時進行檢修。為了能做到有重點地或加速處理缺陷，應根據(jù)設備結構特點，盡量做部件的分節(jié)試驗，以進一步查明缺陷的部位或范圍。對有懷疑或異常、一時不易確定是否合格的設備．應采用縮短試驗周期的措施，或在良好天氣下、或在溫度較高時進行復測，來監(jiān)視設備可疑缺陷的變化趨勢，或驗證過去測量的準確性。

　近十多年來國內外的進展

　近十多年來我國電力設備預防性試驗工作，在試驗方法、試驗項目和試驗儀器等方面有了不少進展?，F(xiàn)分別舉例敘述如下：

　1．基本絕緣試驗項目

　傳統(tǒng)的基本絕緣試驗項目，如絕緣電阻、直流泄漏電流、介損、直流耐壓和交流耐壓試驗等試驗方法基本不變，僅有少數(shù)改進：

?。?）絕緣電阻試驗項目中，發(fā)現(xiàn)變壓器吸收比試驗不夠*，不少新出廠或檢修烘燥后容量較大的變壓器，絕緣電阻值較高，但吸收比（R60"/R15"）偏小，疑為不合格。經(jīng)研究后采用上廣泛采用的極化指數(shù)試驗（R600"/R60"）后，就易于作出明確判斷，因此《規(guī)程》中增列了極化指數(shù)的試驗項目。

　從介質理論來分析，吸收比試驗時間短（僅60s），復合介質中的極化過程剛處于開始階段，遠沒有形成基本格局，尚不能全面反映絕緣的真實面貌，故吸收比結果不夠準確；極化指數(shù)試驗時問為600s（10min），介質極化過程雖末完成，但已初步接近基本格局，故能較準確地反映絕緣受潮情況。從技術發(fā)展歷史來看，工業(yè)發(fā)達國家從40年代至今都一直采用極化指數(shù)試驗，不采用吸收比試驗。

?。?）改進在電場干擾下測量設備介損時的抗干擾方法。如采用電子移相抵消法和異頻法等新方法，且操作方便，提高了工作效率，但另一種采用電源倒向和自動計算的方法在干擾較大時，誤差仍較大。

　（3）6—35kV中壓橡塑絕緣電力電纜（指聚氯乙烯絕緣、交聯(lián)聚乙烯絕緣和乙丙橡膠絕緣電纜），取消了投運后的直流耐壓試驗項目，代之以測量外護套和內襯層的絕緣電阻。

　這是因為高幅值直流電壓在宏觀上會降低橡塑電纜絕緣壽命，不少直流耐壓試驗合格的橡塑電纜在運行中發(fā)生擊穿事故，這已在理論和國內外的運行實踐中證實。但對于35kV及以下紙絕緣電纜，多年經(jīng)驗表明，直流耐壓試驗仍是行之有效的預防性試驗項目，能發(fā)現(xiàn)許多消在缺陷，故還應繼續(xù)執(zhí)行。

?。?）交流耐壓試驗中，對大容量試品（如SF6組合電器、大型發(fā)電機等）采用工頻串聯(lián)諧振方法的日漸增多。

?。?）總結數(shù)十年的經(jīng)驗表明，電力變壓器的定期試驗項目首先應是油中溶解氣體的色譜分析。絕大部分的變壓器缺陷都是從色譜分析發(fā)現(xiàn)的。這次修訂《規(guī)程》時，把色譜分析列為電力變壓器的*試驗項目。

　2．大修和查明故障試驗項目

　在這方面先后增加了一些試驗項目，舉例如下：

?。?）35kV固體環(huán)氧樹脂絕緣的電流互感器增做局部放電試驗；

?。?）220kV及以上電力變壓器大修后，做局部放電試驗；

　（3）電力變壓器出口短路后，做變壓器繞組頻率響應試驗，以檢測繞組是否變形；

?。?）在需要時做變壓器油中含水量、油中含糠醛量和絕緣紙板聚合度試驗，后兩項試驗的目的在于決定是否需要更換絕緣；

　（5）氧化鋅避雷器如果直流電壓試驗或交流阻性電流測試不合格，應做交流工頻參考電壓試驗，以作出進一步判斷。

　3．測量儀器和試驗設備的改進

　這些年來國內生產(chǎn)的測量儀器和試驗設備有了較多的改進，有的逐步走向數(shù)字化、微機操作化、自動化或半自動化，提高了測量精度和工作效率，促使應用了數(shù)十年的老儀器逐步更新?lián)Q代。例如：

?。?）出現(xiàn)了數(shù)字兆歐表，能自動計時，并能顯示吸收比值和極化指數(shù)值，兼有自動放電功能。

　（2）高壓直流電壓試驗設備更趨*。功率和電壓等級均有提高，采用數(shù)字式和指針式并用表計，讀數(shù)方便、準確、易于判別。

　（3）出現(xiàn)了多種新穎的絕緣介損失角測試儀（有新式的M型試驗電路和測量電壓、電流相角差的電路多種）。大多用微機控制或自動計算，數(shù)字顯示?？垢蓴_性能也有顯著改進，提高了測量精度和工作簡捷性，促使QS1高壓電橋逐步淘汰。

?。?）廣泛使用新式數(shù)字式交直流高壓分壓器，使現(xiàn)場能方便地直接測量高壓側電壓，能直接顯示“交流電壓峰值/√-2”的數(shù)值或有效值。

　（5）生產(chǎn)了多種供大容量試品交流耐壓試驗用的串聯(lián)諧振試驗裝置。

　（6）測量大型電力變壓器繞組直流電阻的儀器，解決了五柱式三角繞組的測量問題，采用微機控制，提高了穩(wěn)流性能，顯著縮短了測量時間。

?。?）新開發(fā)的有載分接開關特性測試儀和高壓開關測試儀，采用數(shù)字存儲電子示波器的原理，顯示波形和測量值，并打印出來，成為成套儀器。

　（8）國產(chǎn)的電力變壓器繞組變形測試儀，性能較好。

?。?）氧化鋅避雷器自動測試儀、變壓器變比和接線組別自動測試儀、接觸電阻測量儀、絕緣油介質強度自動測試器等，都有了改進。

   幾個工業(yè)發(fā)達國家電力公司的預防性試驗工作，從整體上來看，試驗項目較少，有的試驗周期較長。關于絕緣方面的基本試驗與我國相似，這些項目一般都由電力公司自己做。一些查明故障用的特殊試驗項目（如局部放電定位、繞組變形試驗等），則委托專業(yè)試驗單位或制造廠做。

　國外采用的試驗方法和項目，有的與我國習慣做法不盡相同，例如他們習慣于對氧化鋅和普閥式（碳化硅）避雷器做介質損耗測量。實際上是對氧化鋅避雷器測量5～10KV交流電壓下阻性電流的損耗。此法應用得很廣泛。而我國習慣于做直流電導電流1mA下電壓試驗。國外有的對避雷器做局部放電試驗，或測量無線電干擾，發(fā)現(xiàn)了不少缺陷。有的對有間隙的避雷器做沖擊放電電壓試驗。對大型電動機，廣泛做直流泄漏和直流耐壓試驗，而不做交流耐壓試驗等。

　國外電流公司試驗班組在基本試驗項目方面采用的試驗儀器與我國相似，但工業(yè)發(fā)達國家的儀器和試驗設備的*性和微機化、自動化方面則優(yōu)于我國，相應的測量精度也高些，有的還配備紅外照相機、攜帶式通訊設備、筆記本電腦（有的附有分析、診斷試驗數(shù)據(jù)用的"專家系統(tǒng)"）、手提、傳真附件和打印機等，能將重要的試驗結果和發(fā)現(xiàn)的問題在現(xiàn)場向上級匯報，請求指示。

　國外試驗班組一般都有的試驗用汽車。部分較重的試驗設備，如交、直流耐壓試驗設備、介損儀、電纜故障測尋設備等固定在車上，不用搬上搬下。用輕便的高壓銅軸電纜引向被試設備。

　縱觀國內外電力部門預防性試驗工作的進展過程，從試驗項目和試驗周期來看，凡是一個國家生產(chǎn)的電力設備產(chǎn)品質量較好的，運行中注意維護，運行可靠性較高的，這個國家規(guī)定的試驗項目就較少，試驗周期也較長，有的甚至對某些設備不做試驗。

　 目前我國電力設備質量和運行維護水平正處于逐步提高的過程，新頒發(fā)實施的DL/T596-1996《電力設備預防性試驗規(guī)程》中，已經(jīng)適當精簡了部分試驗項目，有的設備的試驗周期也有所延長，但試驗項目還是偏多的，周期也較短，有待于進一步提高。