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串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)的安全技術(shù)措施

發(fā)布日期：2019-05-17　點(diǎn)擊：1552次

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,社會(huì)對電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提出了更高要求。福建省電力公司2004年修訂了《電力設(shè)備的交接和預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》(Q/FJG10029.2-2004),明確規(guī)定必須對電力電纜、電機(jī)、GIS(包括HGIS)及SF6電流互感器進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。交流耐壓試驗(yàn)是鑒定電力設(shè)備絕緣強(qiáng)度最有效和最直接的方法。

一、串聯(lián)諧振原理

在傳統(tǒng)工頻條件下,使用交流電壓進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn),試驗(yàn)設(shè)備需要提供很大的無功功率。由于現(xiàn)場搬運(yùn)這些設(shè)備非常不方便,而且大電流的工作電源在現(xiàn)場也不易取得,因此,一般都采用串聯(lián)諧振交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備。串聯(lián)諧振的基本電路如圖1所示。

當(dāng)試驗(yàn)回路發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí),存在下列關(guān)系:。

串聯(lián)電路的品質(zhì)因數(shù)用Q表示,即:,

則當(dāng)發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí),被試品電壓可描述為:。

圖1  串聯(lián)諧振基本電路

由以上公式可知:

(1)串聯(lián)諧振電路的諧振頻率f0由電路自身的參數(shù)L和C確定,與試驗(yàn)電源的特征無關(guān);

(2)試驗(yàn)電源的輸出功率Us為外部回路所消耗的純有功功率;

(3)試品兩端的電壓Uc為輸入電壓的Q倍。由于一般試驗(yàn)回路的Q值遠(yuǎn)大于1,因此串聯(lián)諧振電路具有明顯的電壓放大作用;

(4)當(dāng)電路發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí),試驗(yàn)系統(tǒng)的電流I為純阻性,試驗(yàn)電源無需向串聯(lián)諧振試驗(yàn)系統(tǒng)額外提供無功功率,電源利用率較高;

(5)當(dāng)試驗(yàn)電源頻率一定時(shí),可以通過調(diào)節(jié)串聯(lián)電路的參數(shù)L或C,使電路的固有頻率與試驗(yàn)電源輸出信號的頻率一致,則試驗(yàn)系統(tǒng)將會(huì)出現(xiàn)諧振現(xiàn)象;

(6)當(dāng)電路參數(shù)固定、調(diào)節(jié)不便或范圍受限時(shí),通過改變試驗(yàn)電源輸出信號的頻率,使之與串聯(lián)電路的固有頻率一致,也可以產(chǎn)生諧振調(diào)節(jié)。

根據(jù)調(diào)節(jié)手段的不同,串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置可分為調(diào)頻式和調(diào)感式2種。調(diào)頻式串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置(30～300Hz)主要用于電力電纜、GIS(包括HGIS)及SF6電流互感器等設(shè)備的耐壓試驗(yàn);調(diào)感式串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置(50Hz)主要用于變壓器、電機(jī)等設(shè)備的耐壓試驗(yàn)。

諧振耐壓試驗(yàn)需要大型的設(shè)備、復(fù)雜的人員組織。在高電壓條件下工作,如果由于疏忽,人員與帶高電壓設(shè)備的距離小于安全距離時(shí),極有可能發(fā)生人身傷亡事故;由于錯(cuò)接試驗(yàn)回路或錯(cuò)加更高的試驗(yàn)電壓,很可能造成試驗(yàn)儀器或被試電氣設(shè)備的損壞。為了有效防止意外事故的發(fā)生,應(yīng)在思想高度重視的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)安全技術(shù)措施。

二、試驗(yàn)準(zhǔn)備階段的安全技術(shù)措施

2.1加強(qiáng)人員的技術(shù)培訓(xùn)和安全意識培養(yǎng)

有一批技術(shù)精湛的試驗(yàn)人員是保證試驗(yàn)安全進(jìn)行的重要保障。由于諧振耐壓試驗(yàn)開展的時(shí)間比較短,良好的培訓(xùn)是非常關(guān)鍵的。在熟悉諧振耐壓試驗(yàn)的原理、被試品結(jié)構(gòu)、整個(gè)試驗(yàn)過程和各種情況下可能發(fā)生的現(xiàn)象后,試驗(yàn)人員才能根據(jù)所把握的客觀的科學(xué)規(guī)律,結(jié)合每一次試驗(yàn)現(xiàn)場的具體情況,分析試驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù),及時(shí)對試驗(yàn)結(jié)果、被試品狀態(tài)及整個(gè)試驗(yàn)過程做出正確、有效的判定。

2.2認(rèn)真制訂試驗(yàn)方案

串聯(lián)諧振試驗(yàn)是一項(xiàng)復(fù)雜的試驗(yàn),在試驗(yàn)之前必須制訂好嚴(yán)格的試驗(yàn)方案。

(1)要組織好人員,明確不同人員的職責(zé)。現(xiàn)場試驗(yàn)負(fù)責(zé)人、實(shí)際操作負(fù)責(zé)人、操作監(jiān)護(hù)人及現(xiàn)場安全負(fù)責(zé)人等要各負(fù)其責(zé);同時(shí),要事先通知設(shè)備廠家、現(xiàn)場安裝人員、監(jiān)理及業(yè)主代表等人員,以監(jiān)督和確認(rèn)試驗(yàn)過程及結(jié)果。

(2)要根據(jù)試驗(yàn)對象要求選擇試驗(yàn)儀器。不同電氣設(shè)備耐壓所需配置的試驗(yàn)設(shè)備不完全一樣。因交流耐壓試驗(yàn)需要設(shè)備較多,所以一定要準(zhǔn)備齊全,不能到試驗(yàn)現(xiàn)場才發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)儀器不配套或短缺。

(3)根據(jù)試驗(yàn)規(guī)程和產(chǎn)品出廠報(bào)告要求,制訂詳細(xì)試驗(yàn)方案并在試驗(yàn)中按步驟執(zhí)行。

2.3試品完成常規(guī)試驗(yàn)

在進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)前,必須預(yù)先進(jìn)行各項(xiàng)非破壞性試驗(yàn),并對各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合分析,判定該設(shè)備是否含有缺陷。若發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在問題,需預(yù)先進(jìn)行處理,待缺陷消除后,方可進(jìn)行缺陷耐壓試驗(yàn)。如果常規(guī)試驗(yàn)執(zhí)行不力或試驗(yàn)結(jié)果不合格就進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn),設(shè)備出現(xiàn)的破壞性后果將由試驗(yàn)單位承擔(dān)。每次交流耐壓試驗(yàn)的準(zhǔn)備到實(shí)施都具有復(fù)雜性,涉及到眾多人員、機(jī)具及試驗(yàn)設(shè)備,所以在常規(guī)試驗(yàn)沒確認(rèn)合格之前不能貿(mào)然進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。

三、試驗(yàn)實(shí)施階段的安全技術(shù)措施

3.1試驗(yàn)前應(yīng)采取的安全技術(shù)措施

3.1.1對試驗(yàn)電氣設(shè)備進(jìn)行安全因素分析與評估應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況對試驗(yàn)電氣設(shè)備進(jìn)行安全因素分析與評估。開展電流互感器試驗(yàn)時(shí),如果互感器和斷路器及隔離刀閘通過引線相連,這就擴(kuò)大了帶電范圍。這就要明確相關(guān)帶電設(shè)備的出廠耐壓數(shù)據(jù)。如果斷路器耐壓低于電流互感器耐壓,則需要拆除斷路器和互感器之間的引線。另外,對于擴(kuò)建變電站試驗(yàn),試驗(yàn)經(jīng)常是在周圍電力設(shè)備運(yùn)行時(shí)開展的,這就需要考慮試驗(yàn)電壓和周圍設(shè)備運(yùn)行電壓的疊加問題,安全距離的考慮因素應(yīng)大于正常要求的安全距離。對變電站擴(kuò)建部分500kV SF6電流互感器進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí),最大試驗(yàn)電壓應(yīng)達(dá)到880kV,安全距離不小于7～10m,否則將危機(jī)整個(gè)變電站的安全運(yùn)行。

表1  交流試驗(yàn)安全距離

3.1.2對人員安全進(jìn)行安全因素分析與評估

電氣施工作業(yè)經(jīng)常處于交叉狀態(tài),安裝、土建及調(diào)試等工作經(jīng)常同時(shí)進(jìn)行。由于現(xiàn)場人員復(fù)雜,在試驗(yàn)設(shè)備和高壓引線周圍均應(yīng)裝設(shè)安全網(wǎng)(遮欄),并在網(wǎng)上向外懸掛“止步,高壓危險(xiǎn)”的標(biāo)示牌;裝設(shè)安全網(wǎng)的地方應(yīng)派專人看守,以防外人不慎入內(nèi)。另外,還應(yīng)注意感應(yīng)電的影響。由于試驗(yàn)電壓很高,周圍線路或設(shè)備很可能會(huì)產(chǎn)生一定的感應(yīng)電壓,而線路的另一端很可能有人在做安裝或調(diào)試。正確做法應(yīng)該是禁止周圍一切工作人員進(jìn)行作業(yè),或相關(guān)的作業(yè)線路正確可靠接地。

3.1.3對試驗(yàn)過程進(jìn)行模擬分析評估

試驗(yàn)設(shè)備完成組裝后,使用介損儀測量試品(包括試驗(yàn)引線、電容分壓器及諧振電抗器等)的電容量,估算出正常試驗(yàn)時(shí)的頻率、耐壓過程不同電壓等級階段的一次電流、原邊電流等。這些原始數(shù)據(jù)作為參考,在實(shí)際試驗(yàn)過程中可以與之對照,如有差別要查找原因,做到試驗(yàn)過程心中有底。這樣就能避免試驗(yàn)過程中因人為錯(cuò)誤設(shè)置試驗(yàn)儀器參數(shù)或試驗(yàn)儀器故障等方面引起的安全事故。

3.2試驗(yàn)過程應(yīng)采取的安全技術(shù)措施

試驗(yàn)開始前,試驗(yàn)負(fù)責(zé)人應(yīng)對每個(gè)參加試驗(yàn)的人員明確分工,詳細(xì)說明有關(guān)安全注意事項(xiàng)。高壓試驗(yàn)一般由較低一級的試驗(yàn)人員負(fù)責(zé)接線(包括試驗(yàn)儀器接地線、被試設(shè)備與試驗(yàn)儀器的連接線),試驗(yàn)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)檢查。檢查內(nèi)容包括接線是否有誤,安全用具(如安全網(wǎng)、標(biāo)示牌、絕緣手套、絕緣墊、放電棒、接地線)是否齊全,安全措施是否妥當(dāng)?shù)取?/span>

試驗(yàn)過程中,要嚴(yán)格遵守呼唱制度?，F(xiàn)場情況大多較為復(fù)雜,有可能在人員嘈雜或噪音嚴(yán)重的場所開展,全體試驗(yàn)人員必須思想集中,全神貫注,不能閑聊和隨意走動(dòng)。要有人隨時(shí)監(jiān)視被試品和試驗(yàn)設(shè)備,監(jiān)視儀表指示(用萬用表監(jiān)視試驗(yàn)電源電壓,用鉗形電流表監(jiān)視原邊電流及試品電流)。在升壓和耐壓過程中,如果發(fā)現(xiàn)電壓表擺動(dòng)很大,或電流表指示急劇增加,或被試品冒煙、焦臭、閃絡(luò)、燃燒或發(fā)出擊穿響聲,應(yīng)立即停止升壓,并在降壓停電后查明原因。

試驗(yàn)結(jié)束后,恢復(fù)因試驗(yàn)需要臨時(shí)解除的電氣設(shè)備防誤閉鎖裝置(包括機(jī)械的和電氣的),并拆除因試驗(yàn)需要的臨時(shí)二次短接線,恢復(fù)CT的二次端子連接片,并認(rèn)真檢查是否有被遺忘的工具、導(dǎo)線等物品,拆除圍欄。

四、結(jié)束語

由于諧振耐壓試驗(yàn)工作環(huán)境的多樣性,要求試驗(yàn)人員能夠不斷提高試驗(yàn)技術(shù)水平,加強(qiáng)總結(jié)。要結(jié)合每一次試驗(yàn)現(xiàn)場的具體情況,分析試驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù),并依此對被試品狀態(tài)、試驗(yàn)結(jié)果及時(shí)做出正確、有效的判定。同時(shí),試驗(yàn)人員要嚴(yán)格遵守各種規(guī)章規(guī)程,提高自身安全意識,杜絕違規(guī)操作,克服各種主客觀因素帶來的影響,從各種角度理解試驗(yàn)安全問題重要性,從而確保人身和設(shè)備的安全。