福建省第二电力建设公司电力试验所自开展交流耐压试验以来,先后多次发现设备在生产及现场安装中存在的安全隐患。如,500kV泉州大园变220kV SF6电流互感器耐压击穿,原因是生产厂家遵照的耐压标准低于国网公司订货标准;220kV宁德树兜变GIS耐压击穿,原因是安装工艺不到位,其中一个绝缘盆对接处有污渍没清理干净;500kV漳州变二期扩建500kV电流互感器耐压击穿,原因是内部二次绕组外表油漆脱落导致整体绝缘破坏。这些都证明了开展交流耐压试验的必要性。

1串联谐振原理在传统工频条件下,使用交流电压进行现场试验,试验设备需要提供很大的无功功率。由于现场搬运这些设备非常不方便,而且大电流的工作电源在现场也不易取得,因此,一般都采用串联谐振交流耐压试验设备。

串联谐振的基本电路如图1所示。当试验回路发生串联谐振时,存在下列关系:。串联电路的品质因数用Q表示,即:,则当发生串联谐振时,被试品电压可描述为:。

图1串联谐振基本电路由以上公式可知:

(1)串联谐振电路的谐振频率f0由电路自身的参数L和C确定,与试验电源的特征无关;

(2)试验电源的输出功率Us为外部回路所消耗的纯有功功率;

(3)试品两端的电压Uc为输入电压的Q倍。由于一般试验回路的Q值远大于1,因此串联谐振电路具有明显的电压放大作用;

(4)当电路发生串联谐振时,试验系统的电流I为纯阻性,试验电源无需向串联谐振试验系统额外提供无功功率,电源利用率较高;

(5)当试验电源频率一定时,可以通过调节串联电路的参数L或C,使电路的固有频率与试验电源输出信号的频率一致,则试验系统将会出现谐振现象;

(6)当电路参数固定、调节不便或范围受限时,通过改变试验电源输出信号的频率,使之与串联电路的固有频率一致,也可以产生谐振调节。根据调节手段的不同,串联谐振试验装置可分为调频式和调感式2种。调频式串联谐振试验装置(30～300Hz)主要用于电力电缆、GIS(包括HGIS)及SF6电流互感器等设备的耐压试验;调感式串联谐振试验装置(50Hz)主要用于变压器、电机等设备的耐压试验。谐振耐压试验需要大型的设备、复杂的人员组织。在高电压条件下工作,如果由于疏忽,人员与带高电压设备的距离小于安全距离时,极有可能发生人身伤亡事故;由于错接试验回路或错加更高的试验电压,很可能造成试验仪器或被试电气设备的损坏。为了有效防止意外事故的发生,应在思想高度重视的基础上,加强安全技术措施。

2试验准备阶段的安全技术措施2.1加强人员的技术培训和安全意识培养有一批技术精湛的试验人员是保证试验安全进行的重要保障。由于谐振耐压试验开展的时间比较短,良好的培训是非常关键的。在熟悉谐振耐压试验的原理、被试品结构、整个试验过程和各种情况下可能发生的现象后,试验人员才能根据所把握的客观的科学规律,结合每一次试验现场的具体情况,分析试验现象和数据,及时对试验结果、被试品状态及整个试验过程做出正确、有效的判定。

2.2认真制订试验方案串联谐振试验是一项复杂的试验,在试验之前必须制订好严格的试验方案。

(1)要组织好人员,明确不同人员的职责。现场试验负责人、实际操作负责人、操作监护人及现场安全负责人等要各负其责;同时,要事先通知设备厂家、现场安装人员、监理及业主代表等人员,以监督和确认试验过程及结果。

(2)要根据试验对象要求选择试验仪器。不同电气设备耐压所需配置的试验设备不完全一样。因交流耐压试验需要设备较多,所以一定要准备齐全,不能到试验现场才发现试验仪器不配套或短缺。

(3)根据试验规程和产品出厂报告要求,制订详细试验方案并在试验中按步骤执行。

2.3试品完成常规试验在进行交流耐压试验前,必须预先进行各项非破坏性试验,并对各项试验结果进行综合分析,判定该设备是否含有缺陷。若发现设备存在问题,需预先进行处理,待缺陷消除后,方可进行缺陷耐压试验。如果常规试验执行不力或试验结果不合格就进行交流耐压试验,设备出现的破坏性后果将由试验单位承担。每次交流耐压试验的准备到实施都具有复杂性,涉及到众多人员、机具及试验设备,所以在常规试验没确认合格之前不能贸然进行交流耐压试验。

3试验实施阶段的安全技术措施3.1试验前应采取的安全技术措施3.1.1对试验电气设备进行安全因素分析与评估应根据现场情况对试验电气设备进行安全因素分析与评估。开展电流互感器试验时,如果互感器和断路器及隔离刀闸通过引线相连,这就扩大了带电范围。这就要明确相关带电设备的出厂耐压数据。如果断路器耐压低于电流互感器耐压,则需要拆除断路器和互感器之间的引线。另外,对于扩建变电站试验,试验经常是在周围电力设备运行时开展的,这就需要考虑试验电压和周围设备运行电压的叠加问题,安全距离的考虑因素应大于正常要求的安全距离。对变电站扩建部分500kV SF6电流互感器进行耐压试验时,最大试验电压应达到880kV,安全距离不小于7～10m,否则将危机整个变电站的安全运行。表1交流试验安全距离。

4结束语由于谐振耐压试验工作环境的多样性,要求试验人员能够不断提高试验技术水平,加强总结。要结合每一次试验现场的具体情况,分析试验现象和数据,并依此对被试品状态、试验结果及时做出正确、有效的判定。同时,试验人员要严格遵守各种规章规程,提高自身安全意识,杜绝违规操作,克服各种主客观因素带来的影响,从各种角度理解试验安全问题重要性,从而确保人身和设备的安全。串联谐振耐压试验的安全技术措施@丁苏$福建省第二电力建设公司!串联谐振耐压试验是高压电气试验中较为特殊且危险性较大的工作,确保试验的安全进行是保证人身安全和电力系统安全的重要保证。