许继电气股份有限公司 杜玉格 许昌钠日电子有限公司 侯松倩 许继电气股份有限公司 屈春雷

1 引言

在高压电力设备的测试过程中，主要是对设备的绝缘特性进行测试，从而判断其工作状况。安全高效运行需要对其运行状况进行有效的监测，电力设备的绝缘测试是一种有效的测试手段。因此，高压电力的绝缘测试是保证高压电力设备安全运行的重要保证。

2 高压电力设备绝缘测试技术综述

高压电力设备的绝缘测试，是依据有关设备测试的需要，对现有的设备进行不断或间断的测试，以获得一组有关的测试参数，并利用这些测试参数对目前电力设备的运行状况进行分析，并为有关的决策提供依据。在电力高压试验中得到的各种数据，对电力系统的工作性能和变压器的工作效率有较大的关系。故障发生率、资源消耗等问题与电力企业的经济效益有较大的关系。因此，高压设备的绝缘测试对电力公司的发展尤为重要，其是保证电力设备安全运行的重要手段和保证用户安全使用的重要保障。

笔者通过多年的工作经验，总结了以下两种高压电力装置的绝缘试验。一是对各类电力产品、线路、材料等进行了全方位的检查，确保产品符合相关规定，若不符合要求，将被淘汰。二是对部分高压装置进行了严格的隔离试验，以查明维护质量和其他问题，检验设备在维护后的总体品质和工作状态与当前工作需要相符，如果符合，可以投入使用，如果不合格，就要进行替换和修复；为保证高压电力设备的正常运行，就要对其进行预防性的绝缘测试，以降低其泄漏事故[1]。

3 测试的类别

高压测试是绝缘失效测试中的一个重要内容。按测试目标可分为类型测试和产品出厂测试；体系内交接试验、预防性试验等。绝缘测试可以分为两种：一种是绝缘性能测试，另一种是绝缘强度测试。

3.1 绝缘性能测试

绝缘性能测试，就是在低压下进行测试，或通过其他不损害绝缘性能的方法，来检测绝缘材料的性能。比如，绝缘油品物理性质的测量；石油气体色谱分析，空载测试，局部放电超声测试等。试验证明，该技术是可行的，但尚不能用于判断其结构的压力。

3.2 绝缘强度测试

工作频率电压测试、电感电压测试、操作波试验、冲击试验等属于破坏性试验，可检测出具有高危险性的集中缺陷，并保证绝缘具有某种级别。其不利之处在于耐压测试中，会对绝缘产生一定的损害。耐压测试应在无破坏测试后进行，若无破坏测试显示绝缘有异常，则应找出故障原因并予以排除，以免造成不必要的损坏或造成经济上的损失[2]。

4 高压绝缘测试中几个问题的探讨

在电力设备高压绝缘测试中，存在以下两个问题：一是电力故障。电力设备的高压绝缘测试，一般要比正常情况下的电压高出好几倍，再加上测试中使用的是裸线，因此高压绝缘测试工作的危险性较大，如果发生触电事故，很容易造成人员伤亡。因此，在进行高压绝缘测试时，必须做好相应的防护工作，并对可能造成电击的主要因素进行分析。首先，在试验中没有对试验装置和其他设计进行有效的隔离，造成了与带电装置的不正确接触，导致电击事故；其次，可能是因为电力供应不足，或者是门禁系统出问题，导致人员误闯进来，造成事故；第三，在测试的时候，要将电线上的电流全部排出，如果不能将多余的电流排出，就会引发电击。在测试期间，未对空闲的电容装置实施短路接；未对调压机调至零或断开断路器即进行换线；操作者未按照规定做好绝缘保护。

二是中毒引起的窒息。断路器采用SF6气体作绝缘、灭弧的介质。SF6气身无毒性、无味；S2F2、SF2、HF等气体均有毒，如果在试验过程中发生爆炸或泄露等事故，就会导致SF6泄露。在实验室内发生气体泄漏，人员在没有穿戴防护设备或防护设备有故障时，可能会导致中毒。另外，在SF6的回收和充填中，如果设备、管道、阀门存在质量问题、设计安装不当、操作不当等问题，会导致煤气泄漏。若房间内空气流通度较差，SF6气体会导致呼吸困难。

5 高压测试中的安全性设计

高压试验过程中，对安全性的要求尤为突出，其安全性将影响测试结果的准确度和工作人员的人身安全。高电压测试的安全设计，一般都是从地面、防雷、安全距离、绝缘等角度着手。

5.1 接地的可靠性

为保证高电压试验的准确性及员工的生命安全，高电压试验必须采用接地系统，并接地电阻大于等于0.5Ω。当接地条件好时，六边屏蔽实验室被认为是一等电位体。高电压试验设备和试验外壳必须接地，并与被测试装置的接触点进行可靠的连接相接。在实验室内部，所有的金属结构、金属防护栅栏、采暖水管、工艺循环水管等都要牢固与屏蔽接地网相连，并在接点上有清晰的标识。高压试验设备、试件及配电设备所用的带形地线，应选用多股绕制的裸铜丝或在铜软绞线外层镀上透明隔离层。采用特殊的导线夹具将移动式接地线与导线相连接，接地线与接地体之间采用螺栓连接。接地线要尽量短，不能采用缠绕的方法进行接地。将50mm×5mm的扁钢接地线和临时接地栓安置在贯穿试验室的主电缆沟内，用于高压试验设备、试验品和电力分配设备使用的带式接地线，并将接地排与屏蔽基板网进行多点可靠的电连接。在高压测试装置及试件中使用的接地导线，其断面应符合测试要求，但不能少于4mm2。用于电力分配设备的承载式接地导线，其截面不能少于25mm2。在高电压测试中，六边形法拉第笼兼做避雷器和引出器时，其应与建筑物的地基绝缘，而在高电压测试中，六边形护罩是用一个小的接地孔[3]。

5.2 对电感和放电反击的预防措施

在进行高电压测试时，相邻的其他仪表应采取防止电感电压的措施，使相邻的其他仪表装置短接，接地可靠。在电容器间安装一套专门的短路接地孔，并将测试室内的空闲电容装置进行短路。为了避免在高电压测试中受到电磁场的影响和提高地电势而导致的反冲，实验室要采取相应的安全技术措施。实验室内部采用六边封闭式屏蔽体，方便在实验室进行等电压的联结。但在试验过程中，六边形屏蔽层与地面电位之间有一种电压梯度，因此通过测试室内的高压电线必须采用金属管道进行埋。其长度不得低于15m，并以5m的间隔与地电极相连接。在六边形法拉第笼周围进出人员时，应采用均压或隔离等方法，以减少跨线电压，使接地网均压环的外缘关闭，外边缘形成圆弧；在人们进出的地方铺设沥青路面，或在地面安装两个“帽檐式”接地网片。同时，对于重要的电力、弱电设备，应安装防放电反击及感应电压的防护措施[4]。

6 电网绝缘技术浅析

电力行业的防雷工作繁重，一旦出现故障，很容易导致整个电网瘫痪，造成不可逆转的后果。因此，为了确保电网的正常运行，电网的安全与稳定是其重要内容之一。以下重点分析我国电网中的几种架空线路和变电所的主要防雷方法。

6.1 高电压的雷电防护

电力设备是用裸露的电线和架空电线组成的，而架空电线通常位于6～10m的距离，此时闪电的过电压会导致电线和设备的绝缘被击穿，从而造成设备的损坏。利用高压避雷法，在导线及装置上设置一个绝缘薄弱期，也就是裂缝，其击穿电压比导线及装置要低，缝隙是绝缘的，在雷电发生时，强烈的过电压会把间隙击穿，形成一个接地保护，作为保护线路和设备绝缘的装置。

6.2 防漏电工艺

空隙保护即为变压器的中性点间接地。该线路的大致两端都是由一个角形的棒状物构成，其一极与绝缘层相连，而另一极则直接接地，当空隙击穿后，电弧会在拐角之间向上延伸。空隙保护技术具有结构简单、维修少等优点，但在电弧超过10A时，无法自动熄弧，防护性能一般，空隙动作会发生截断，对变压器的绝缘也有不良影响。

图1 空隙防护技术图

6.3 避雷装置的防护技术

避雷器既是雷电流的释放通道，又是一种等电位的连接件，其在线路上并联成对，在正常工作时为高阻。当出现闪电时，避雷装置会把闪电快速排入地面，同时使地面、设备、线路处于等电位，使设备不受强烈电位差的影响。当然，避雷器也有其不足之处，因为避雷器的选择是受限于安装位置的，一旦被雷电击中，所需要的能量就会变得非常庞大，单凭一个避雷器是很难将所有的雷电都传导到地面上且不会对自己造成伤害的。此外，间隙保护和隔离保护技术都是利用间歇式接地保护来实现保护，往往会引起地与相之间的短路，从而无法实现科学合理的保护。

7 高压电力测试中的安全技术

7.1 做好试验中的安全警告

在进行高电压试验时，若出现漏电等故障，将会导致重大的安全事故。所以，要做好安全警告，在检测的外围布置隔离网，并安排相关人员进行维修，防止其他人员靠近，并在路上张贴安全警告，以防止外界人员受到干扰，确保测试过程不被打扰，顺利进行[5]。

7.2 做好与试验有关的各项准备

高压测试涉及测试对象较多，涉及的问题也多，同时对测试的条件也很严格，所以在进行高压测试之前，必须做好相关的准备工作，保证测试的顺利进行。因此，在进行高压测试试验前，应仔细制订试验方案，科学规划试验环境、试验内容、试验目标，保证试验方案的可靠性和安全性，并对试验方案进行整体规划，科学安排试验方案，对试验中可能出现的意外情况进行全面的分析，以便有效地制订各项防范措施。同时，对各种试验方案进行筛选，以确保试验方案的安全性和可操作性。

7.3 强化员工的安全意识

在进行高电压测试时，由于其危险性较大，所以要加强对工人的安全教育，既要有高度的责任感，又要细致，因此要做好充分的准备。在进行电力试验之前，有关人员必须对试验计划、步骤等有充分的了解，并对辅助试验中所使用的电器的电气特性和所产生的各种危险因素进行详细的分析。一切工作都要以安全为第一，以保证安全为目的，进行各种电气测试。

7.4 强化保安监管和管理

在电力设备的高压测试中，其安全性的稳定性尤为重要。为了确保试验的安全，主管部门可以组建一支专门的监测团队，对所有参加高压测试的人员进行严格的检查和控制。可以根据工作牌的不同，判断出进入高压测试现场的人是不是实验室的工作人员，并且必须持有工作证，以防止无关人员接近测试地点，从而减少对测试结果的影响。同时，还可以对高压测试的各个环节进行分级，每一级都有一个具体的负责人，将所有的责任都落实到个人身上，既可以增强员工的责任心和安全意识，又可以减少事故的发生。通过定期和特殊时段的检验，监控组对整个测试过程进行监控，及时发现并采取措施，或向检修单位报告，以便快速处理事故范围，从而增强高压测试的科学性和安全性。

7.5 在高压测试中强化安全设计

高压试验与其他试验相比有较大危险性，所以在进行高压试验之前，必须对其进行安全设计。因此，在进行高压测试时，必须对高压系统进行接地，以便获得电压、感应放电、绝缘隔离、安全距离等参数，并能保证实验人员的人身安全。

综上所诉，高压电力设备的绝缘测试是保证高压电力设备安全和正常工作的重点。高压电力在使用过程中容易受到电场、环境条件、机械应力等方面影响，使绝缘子及绝缘体系受到不同程度的损伤，所以要进行绝缘测试。高压电力绝缘测试，既可正确地判定其绝缘性能，又可对其运行状况进行监测，及时发现故障，保障系统安全稳定运行。