電氣預(yù)防性試驗(yàn)研究

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近年來(lái)，通過(guò)對(duì)十幾個(gè)發(fā)供電企業(yè)進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)，我們發(fā)現(xiàn)在電氣預(yù)防性試驗(yàn)管理中存在一些問(wèn)題，有的還帶有一定的普遍性?，F(xiàn)將其歸納總結(jié)出來(lái)，并提出改進(jìn)建議，與大家共同探討。

1變壓器(包括電抗器)和油浸互感器變壓器油中總烴、氫和乙炔超標(biāo)問(wèn)題

由于變壓器油只有在局部放電(溫度可達(dá)3000℃以上)或局部過(guò)熱(溫度可達(dá)1000℃以上)時(shí)才能分解出氫、乙炔和其它碳?xì)浠衔?。所以通過(guò)定期預(yù)防性試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)總烴、氫或乙炔超標(biāo)，或未超標(biāo)但有上升趨勢(shì)時(shí)，說(shuō)明設(shè)備內(nèi)部可能已出現(xiàn)局部放電或過(guò)熱故障了，應(yīng)給予足夠的注意。從安全性評(píng)價(jià)中可看出，一般單位對(duì)這項(xiàng)試驗(yàn)都能按原部頒《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》(以下簡(jiǎn)稱“預(yù)試規(guī)程”)執(zhí)行，但對(duì)測(cè)試數(shù)值的分析和處理往往注意不夠，主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

(1)認(rèn)為測(cè)試數(shù)值不超標(biāo)就平安無(wú)事。

如有的單位在定期試驗(yàn)時(shí)突然出現(xiàn)乙炔，但不超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)5ppm，就認(rèn)為沒(méi)有問(wèn)題，讓設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行，實(shí)際上乙炔的出現(xiàn)即說(shuō)明設(shè)備內(nèi)部可能出現(xiàn)局部放電或局部高溫過(guò)熱。如某廠一臺(tái)互感器在預(yù)試中出現(xiàn)乙炔，在安排吊芯檢查前一天發(fā)生爆炸；某廠一臺(tái)互感器出現(xiàn)微量乙炔，通過(guò)及時(shí)吊芯檢查，發(fā)現(xiàn)了局部放電點(diǎn)。

(2)110kV及以上電壓等級(jí)電流互感器氫氣超標(biāo)比較普遍。

在安全性評(píng)價(jià)中，有的供電局氫氣超標(biāo)的電流互感器多達(dá)幾十臺(tái)，甚至上百臺(tái)，大都未采取措施及時(shí)處理。部分單位對(duì)氫氣超標(biāo)問(wèn)題有不同看法。如某省電力試驗(yàn)研究所規(guī)定，若其它各項(xiàng)試驗(yàn)合格，僅單一的氫氣超標(biāo)可當(dāng)成一級(jí)絕緣使用。但在國(guó)外制造廠中有的卻把產(chǎn)生氫氣作為掌握和控制設(shè)備內(nèi)部故障的唯一指標(biāo)。

因?yàn)樽儔浩饔椭械娜芙鈿怏w色譜分析是目前掌握和控制變壓器類設(shè)備內(nèi)部故障的一項(xiàng)非常重要的技術(shù)措施，既是定期試驗(yàn)，又是檢查性試驗(yàn)。為此建議，在試驗(yàn)中若發(fā)現(xiàn)總烴、氫、乙炔超標(biāo)，或雖未超標(biāo)但有不斷增加的趨勢(shì)時(shí)，應(yīng)給予足夠的重視。一般可采取以下措施：

(1)用“三比值”法分析故障類型；

(2)對(duì)已超標(biāo)或雖未超標(biāo)但情況比較嚴(yán)重的設(shè)備如產(chǎn)氣速率較快等，應(yīng)創(chuàng)造條件進(jìn)行吊芯檢查和對(duì)變壓器油進(jìn)行脫氣處理。經(jīng)上述處理后的設(shè)備還應(yīng)縮短試驗(yàn)周期，加強(qiáng)跟蹤、試驗(yàn)、分析，直到氣體不再產(chǎn)生或產(chǎn)氣平穩(wěn)不再增加為止；

(3)電流互感器如產(chǎn)生氫氣，若確認(rèn)是因變壓器油質(zhì)量不合格，應(yīng)及時(shí)更換，更換后仍應(yīng)繼續(xù)跟蹤試驗(yàn)分析。若產(chǎn)氫的原因無(wú)法確定，應(yīng)在跟蹤試驗(yàn)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行脫氣處理，然后再繼續(xù)跟蹤試驗(yàn)分析。情況嚴(yán)重的應(yīng)創(chuàng)造條件吊芯檢查。

2變壓器繞組、套管和互感器tgδ試驗(yàn)問(wèn)題

因變壓器繞組、套管和互感器中使用了大量的絕緣紙，當(dāng)絕緣紙的含水量超過(guò)其固有值時(shí)，設(shè)備會(huì)出現(xiàn)受潮現(xiàn)象。測(cè)量tgδ的目的就是對(duì)絕緣受潮作出準(zhǔn)確的判斷。預(yù)試規(guī)程中除了根據(jù)不同的設(shè)備規(guī)定了不同的tgδ允許值外，還規(guī)定了應(yīng)將試驗(yàn)測(cè)得的tgδ與出廠值、歷年值或上一次試驗(yàn)值進(jìn)行比較，要求變壓器繞組的增量限值一般不大于30%；而對(duì)油紙電容型套管和電流互感器的增量限值雖未作具體要求，但在說(shuō)明中規(guī)定“有明顯增長(zhǎng)或接近允許限值時(shí)進(jìn)行綜合分析tgδ與溫度電壓的關(guān)系。當(dāng)tgδ隨溫度增加明顯增大，或試驗(yàn)電壓由10kV升到Um/3，tgδ增量超過(guò)±0.3%時(shí)，不應(yīng)繼續(xù)運(yùn)行”，對(duì)電磁式電壓互感器只規(guī)定tgδ不應(yīng)大于表中的限值；對(duì)電容式電壓互感器規(guī)定tgδ與初始值相比不應(yīng)有顯著變化。

在安全性評(píng)價(jià)中，各單位對(duì)tgδ試驗(yàn)和預(yù)試規(guī)程中規(guī)定的限值都很重視，但對(duì)將試驗(yàn)值與出廠值或歷年值或上一次試驗(yàn)值對(duì)比則普遍注意不夠。如某供電局對(duì)數(shù)十臺(tái)主變壓器和上百臺(tái)互感器都按規(guī)定進(jìn)行了定期試驗(yàn)，記錄了大量數(shù)據(jù)，但沒(méi)有一個(gè)按規(guī)定作對(duì)比，就下結(jié)論為合格。由于不進(jìn)行對(duì)比，可能會(huì)有絕緣受潮未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理的重大隱患。如某發(fā)電廠在一臺(tái)110kV主變壓器試驗(yàn)中tgδ雖然偏大，但未超過(guò)限值，就下結(jié)論為合格，在繼續(xù)運(yùn)行中套管發(fā)生爆炸，造成變壓器嚴(yán)重?fù)p壞重大事故。由于電容型套管和油紙電容型電流互感器的主絕緣是由若干串聯(lián)的電容鏈構(gòu)成，外部充有絕緣油，當(dāng)設(shè)備由于密封不良等原因受潮時(shí)，水份往往通過(guò)外層絕緣逐步浸入電容芯，因此在受潮初期測(cè)量末屏對(duì)地的絕緣電阻和tgδ更為靈敏，同時(shí)還可以通過(guò)比較主絕緣(導(dǎo)桿對(duì)末屏)和外層絕緣(末屏對(duì)地)的絕緣電阻和tgδ來(lái)判斷絕緣受潮程度。所以在預(yù)試規(guī)程中規(guī)定對(duì)電容型套管和油紙電容型電流互感器在定期預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)測(cè)量末屏對(duì)地絕緣電阻值，若小于1000M時(shí)，應(yīng)測(cè)量末屏對(duì)地tgδ不得大于2%。此外預(yù)試規(guī)程中還規(guī)定應(yīng)測(cè)量主絕緣的電容量與初始值或出廠值差別，若超出±5%范圍時(shí)應(yīng)查明原因。對(duì)這幾項(xiàng)規(guī)定有的單位均未執(zhí)行，有的單位僅做了絕緣電阻測(cè)定，但對(duì)低于1000M的設(shè)備沒(méi)有進(jìn)行tgδ檢測(cè)，就下結(jié)論為合格，有可能留下事故隱患。

根據(jù)上述問(wèn)題，提出以下建議：

(1)原部頒《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》是總結(jié)電力部門技術(shù)監(jiān)督工作40多年經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，吸取近年來(lái)國(guó)內(nèi)外新出現(xiàn)的試驗(yàn)項(xiàng)目和診斷技術(shù)編寫(xiě)而成的，是法規(guī)性文件，對(duì)其中規(guī)定的試驗(yàn)項(xiàng)目、標(biāo)準(zhǔn)和要求，應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行，不得隨意刪減或?qū)?biāo)準(zhǔn)降低。

(2)為了便于將試驗(yàn)數(shù)值與初始值、出廠值、歷年值進(jìn)行對(duì)比和審查，可在現(xiàn)行的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表格中，加入規(guī)定限值和初始值或出廠值，歷年值和對(duì)比值三欄。試驗(yàn)人員在試驗(yàn)前先從試驗(yàn)檔案中查出初始值或出廠值、歷年值，以便試驗(yàn)后立即在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

(3)tgδ試驗(yàn)的準(zhǔn)確性除了直接受試驗(yàn)人員的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)影響外，還與采用的儀器有關(guān)。一般tgδ試驗(yàn)可以采用西令電橋，M型試驗(yàn)器或其它儀器，但每種儀器由于精密度和抗干擾能力不一致，測(cè)量誤差不同，因此測(cè)出的數(shù)值都不相同，為了便于對(duì)比，建議將試驗(yàn)人員和使用的儀器固定下來(lái)。

(4)tgδ試驗(yàn)由于精密度較高，易受儀器和外界因素的干擾，最大誤差有可能接近0.3%，所以當(dāng)試驗(yàn)數(shù)值很小，如在0.3%以下時(shí)，通過(guò)對(duì)比變化稍大于30%，一般可不算有明顯變化。

3有載調(diào)壓裝置的試驗(yàn)問(wèn)題

在安全性評(píng)價(jià)中，發(fā)現(xiàn)許多單位對(duì)有載調(diào)壓裝置的試驗(yàn)普遍重視不夠。按預(yù)試規(guī)程規(guī)定，對(duì)這個(gè)裝置應(yīng)進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目共有6個(gè)大項(xiàng)和5個(gè)小項(xiàng)。在部頒《電力變壓器檢修導(dǎo)則》和《有載分接開(kāi)關(guān)運(yùn)行維護(hù)導(dǎo)則》中，對(duì)檢查、試驗(yàn)的規(guī)定和要求更為詳盡和具體。共分為5個(gè)大項(xiàng)25個(gè)小項(xiàng)。如其中規(guī)定在檢修時(shí)要用直流示波器測(cè)量觸頭的切換時(shí)間，弧觸頭的橋接時(shí)間和三相同期誤差(限值標(biāo)準(zhǔn)分別為30～50ms，3～5ms，3ms)，測(cè)量過(guò)渡電阻值誤差不大于10%，測(cè)量各對(duì)觸頭接觸電阻應(yīng)小于500μ等。此外，對(duì)運(yùn)行中的有載分接開(kāi)關(guān)還增加了不少規(guī)定，如：對(duì)開(kāi)關(guān)室內(nèi)的絕緣油，每6個(gè)月至1年或分接變換2000～4000次至少采樣試驗(yàn)一次；擊穿電壓低于25kV時(shí)，應(yīng)開(kāi)蓋清洗換油或?yàn)V油一次。新投產(chǎn)設(shè)備1～2年或分接變換5000次應(yīng)吊芯檢查一次；每年結(jié)合小修，操作3個(gè)循環(huán)分接變換等。在安全性評(píng)價(jià)中我們查閱了有關(guān)單位的檢修維護(hù)記錄、運(yùn)行記錄和大修報(bào)告，僅有一個(gè)單位有比較詳細(xì)的記錄，但檢查試驗(yàn)項(xiàng)目還是不夠完整。針對(duì)上述問(wèn)題，提出如下建議：

(1)對(duì)變壓器的有載分接開(kāi)關(guān)的檢查和試驗(yàn)應(yīng)按部頒《有載分接開(kāi)關(guān)運(yùn)行維護(hù)導(dǎo)則》和《電力變壓器檢修導(dǎo)則》中的有關(guān)規(guī)定認(rèn)真執(zhí)行。

(2)建議國(guó)家電力公司下屬有關(guān)單位按上述兩個(gè)部頒導(dǎo)則要求修改和補(bǔ)充預(yù)試規(guī)程中的有關(guān)檢查試驗(yàn)項(xiàng)目。

4變壓器繞組變形試驗(yàn)問(wèn)題

電力變壓器在運(yùn)行中發(fā)生低壓側(cè)出口短路或近區(qū)短路事故時(shí)，沖擊電流很大(可能超過(guò)10倍額定電流)，對(duì)變壓器有較強(qiáng)的破壞力，尤其是國(guó)產(chǎn)變壓器承受這種沖擊的能力較弱，往往造成內(nèi)部結(jié)構(gòu)，特別是繞組嚴(yán)重變形。如某供電局一臺(tái)220kV150MVA主變壓器在低壓側(cè)出口短路后，做了各種絕緣試驗(yàn)和對(duì)變壓器油進(jìn)行了色譜分析均良好，但在做繞組變形試驗(yàn)時(shí)，內(nèi)部繞組呈現(xiàn)嚴(yán)重變形，經(jīng)吊罩檢查，打開(kāi)圍屏后發(fā)現(xiàn)低壓側(cè)繞組已亂成一團(tuán)，及時(shí)進(jìn)行了處理，避免了一起變壓器損壞的重大事故。由于預(yù)試規(guī)程中沒(méi)有繞組變形試驗(yàn)的規(guī)定，致使一般單位對(duì)此項(xiàng)試驗(yàn)重視不夠。我們還發(fā)現(xiàn)有的單位由于配電裝置(包括線路)可靠性較差，有的變電站在一年中連續(xù)發(fā)生過(guò)100多次速斷過(guò)流保護(hù)跳閘事故，有的事故發(fā)生在變壓器出口，但未引起足夠的重視。一般認(rèn)為事故后只要強(qiáng)送電成功就平安無(wú)事了。根據(jù)上述的經(jīng)驗(yàn)，在變壓器出口或近區(qū)短路事故后，不進(jìn)行繞組變形試驗(yàn)很可能會(huì)留下十分嚴(yán)重的隱患。為此建議：

(1)在主變壓器發(fā)生出口或近區(qū)短路事故后，除了進(jìn)行各種絕緣試驗(yàn)和色譜分析外，還應(yīng)及時(shí)進(jìn)行繞組變形試驗(yàn)；

(2)建議國(guó)家電力公司電科院等有關(guān)部門在預(yù)試規(guī)程中補(bǔ)充變壓器繞組變形試驗(yàn)的項(xiàng)目和要求；

(3)據(jù)了解，目前一般發(fā)供電企業(yè)大都沒(méi)有測(cè)試?yán)@組變形試驗(yàn)的儀器，只能請(qǐng)外單位協(xié)助進(jìn)行，且每次試驗(yàn)費(fèi)用較大。若供電局自己擁有較多的變壓器(如50臺(tái)以上)，建議購(gòu)置一臺(tái)試驗(yàn)儀器，對(duì)故障后的變壓器都進(jìn)行試驗(yàn)，作為歷史檔案保存，便于日后對(duì)比，這對(duì)加強(qiáng)設(shè)備管理，防止重大設(shè)備事故發(fā)生，將起到積極的作用。

5避雷器試驗(yàn)問(wèn)題

預(yù)試規(guī)程對(duì)避雷器試驗(yàn)規(guī)定得詳盡具體，除絕緣電阻測(cè)定，檢查放電記錄的動(dòng)作情況外，要求在雷雨季節(jié)前對(duì)閥式避雷器做電導(dǎo)電流和同一組內(nèi)串聯(lián)組合元件的非線性因素差值；對(duì)金屬氧化物避雷器測(cè)量直流1mA電壓(U1mA)及0.75U1mA以下的泄漏電流和運(yùn)行電壓下的有功交流泄漏電流。對(duì)這幾項(xiàng)技術(shù)性要求較高的試驗(yàn)，不少單位雖然做了，但不夠完整，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)有些主要項(xiàng)目，如金屬氧化物避雷器在試驗(yàn)中只測(cè)定了運(yùn)行電壓下的全電流，未測(cè)定阻性電流功率損耗，因而無(wú)法與初始值進(jìn)行比較。預(yù)試規(guī)程規(guī)定，當(dāng)阻性電流增加1倍時(shí)，應(yīng)停電檢查。

(2)測(cè)試數(shù)據(jù)未按預(yù)試規(guī)程進(jìn)行對(duì)比分析，如閥式避雷器的電導(dǎo)電流，金屬氧化物避雷器的U1mA下的泄漏電流值阻性電流損耗，雖然都測(cè)量了，但未按規(guī)定與初始值比較，就下結(jié)論為合格。

(3)按預(yù)試規(guī)程要求，新投運(yùn)的110kV及以上的金屬氧化物避雷器，投運(yùn)3個(gè)月后應(yīng)測(cè)量一次交流泄漏電流，以后每半年測(cè)量一次，運(yùn)行一年后，每年雷雨季節(jié)前測(cè)量一次，有的單位并未按規(guī)定執(zhí)行。

針對(duì)上述問(wèn)題，為防止避雷器爆炸事故發(fā)生，建議嚴(yán)格執(zhí)行預(yù)試規(guī)程的規(guī)定，一項(xiàng)不漏，逐項(xiàng)測(cè)試，并與初始值對(duì)比后再下結(jié)論。