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探究通过电气与油化试验综合判断设备故障

发表时间：2020/7/20 来源：《电力设备》2020年第8期作者：梁向伟

[导读] 摘要：电气是国民经济的命脉，关系到国计民生，电气行业要服务社会、服务大众，必须确保电网安全运行，这就要重点防范、解决电气设备发生故障。

        （国网河北省电力有限公司邯郸供电分公司河北邯郸 056004）
        摘要：电气是国民经济的命脉，关系到国计民生，电气行业要服务社会、服务大众，必须确保电网安全运行，这就要重点防范、解决电气设备发生故障。电气设备故障一般体现在绝缘性的缺失，本文阐述如何通过电气与油化试验综合判断设备故障，提出了常见的几种试验方法，希望对广大电力工作者有所帮助。
        关键词：电气设备故障；电气与油化试验
        引言
        相关统计数据显示，在当前我国的电气设备中，设备的故障有很大一部分原因都是由于其绝缘性的缺失造成的。因此，对于电气工作人员而言，加强对电气设备绝缘型的检测，可以在很大程度上对电气设备故障的发生进行控制。从目前来看，我国对于设备绝缘性的检测主要包括在线监测和离线试验两种，其中离线试验是应用最为广泛的检测方法。本文结合电气高压试验和设备内绝缘油的分析两种方法，对设备故障进行综合判断。
        1 电气设备绝缘检测的意义
        电气设备的故障，一般情况下都表现在其自身绝缘性的确实，而此类故障在发生时，都会伴随着一定的先兆性，电力工作人员正是通过这些先兆性，对设备的内部绝缘缺陷进行判断，从而明确设备的运行状态，防止设备故障的发生。因此，电气设备的绝缘监测对于设备安全稳定运行，提升电力系统的运行安全有着不容忽视的作用。一般来说，在进行电气设备的绝缘检测时，需要注意以下几种情况:首先，在对设备进行采购时，需要在生产厂家，对产品和原材料进行检测和试验，在确保设备符合国家的相关规定和标准后，才能进行购买，避免不合格产品流入电力系统，同时也可以减少利益的纠纷。其次，在设备出现故障进行维修或者翻新后，需要对其进行绝缘试验，对设备的性能进行检测，查看其是否能够满足电力系统安全运行的要求，能否继续使用，如果不能，则需要对其进行更换。然后，对于正在运行中的电气设备，需要定期进行绝缘试验，及时发现隐患，从而最大限度的避免设备隐患的发生。
        2 电气与油化试验综合判断设备故障方式
        2.1 电气高压试验分析
        电气高压试验，主要检测对象就是电力电缆、大型电机等设备，由于设备额总容量较大，传统的检测方式将无法满足故障检测的要求，影响故障判断的精准性。对此，在对电气设备进行检测时，可以通过震荡电压试验系统和超低频试验系统等方式开展工作，从而提高检测与判断结果的精准性。具体的方式如下：（1）震荡电压试验系统。震荡电压试验通常用于检测高压电缆的工作中，电压大于110kV。在试验的全过程中，设备一直处于运行状态，或者在电气设备刚刚投入使用时开展试验工作。就试验具体流程而言，检测电力设备的绝缘性首先应该采用直流高压发生器，完度对电容的充电工作，并保证电流符合电力设备运行的要求；然后，在完成充电以后，并对进行放电，再对所需检测的回路充电，符合相应的标准以后则可以停止放电。基于这一前提，会使电感线圈、电阻、测试电缆形成共同的回路，并根据测量电压的结果，判断电缆是否存在故障。（2）超低频试验系统。将超低频试验系统应用在电气设备的判断中，能够有效解决试验器材搬运不便、电容量大等问题，所以能够广泛应用在工作中。在对交流电设备进行检测时，可以采用超低频试验的方式。在试验的过程中，电压频率会影响容性电流，也就是说能够减轻试验电流的总体重量，全面提高试验的质量与效率。运用超低频试验系统，由于其自身存在的优势，能够大大提高故障判断的精准性，满足电气设备故障分析的实际需求。（3）工频交流试验系统。在检测电容大、电压高的设备时，工频交流试验系统存在一定的缺陷，导致这一问题的原因就是电容量的增加会使调压器、变压器的重量增加，进而加大设备运输的难度。所以，工频交流试验系统仅适用于较低的电容量设备检验中，避免影响调压器、变压器的重量，为电气设备故障的检测、判断奠定基础。（4）直流耐压试验系统。目前，与传统的直流高压发生器相比，直流耐压试验系统是基于工频整流技术完成故障试验的，该试验方式具有电路简单、过载能力强、故障率低等因素。

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为了增强试验本身的安全程度，如果微安表与高压线相连，就必须进行屏蔽，避免影响故障检测、判断的结果。
        2.2 气相色谱分析方式
        气相色谱分析，就是分析电气设备绝缘油中所包含的溶解气体，通过这样方式掌握电抗器、变压器等电气设备中的故障隐患，这样的方式所取得的检测效果比电气高压试验的结果更加精准。在本文中，主要阐述、分析常见的故障检测与判断方式，具体的内容为：（1）绝缘油试验。在本次的试验中，依据绝缘油的电气性能、化学性能、物理性能，对其中所包含的游离碳、油损、酸值、水分等数据进行分析、检测，将检测的结果与正常数值进行对此与分析。根据数据对此的结果，分析电气设备是否存在故障，并判断故障的具体程度。如果电气设备的故障是由于设备老化、受潮等因素造成的，就需要采用介质试验对故障进行判断。基于这一技术方式，能够在很大程度上将绝缘油试验进行简化，准确地判断故障位置、故障程度，并分析故障的原因，为采取恰当的维护措施奠定基础。（2）气相色谱分析。通过上述的绝缘油试验，能够得出关于溶解气体成分、含量的相关数据，然后采用气相色谱的方式进行分析，则可以找出电气设备中存在的安全隐患，并能够对其危害进行准确的判断。加入当前的变压器运行状态正常，并且为待机状态，则设备中绝缘油的溶解气体的成分、含量均呈现稳定的状态。具体来说，气体主要包含百分之七十的N3、百分之三十的O2，还有少量的CO、CO3，而这部分气体是可以忽略的。通常情况下，变压器中绝缘油的可溶气体包含氮气、氧气、二氧化碳、一氧化碳、氢气等，任何一种气体都能够通过气相色谱试验完成检测，最终结合检测的结果、数据分析设备是否存在故障，这一方式的准确率较高，能够广泛应用在故障判断中。
        3 故障进一步诊断途径
        3.1 利用油中气体分析判断故障也有其局限性，不仅是对一些突发性故障难以发现，也有一些缓慢发展的故障，如绝缘受潮但未引起油纸绝缘在电、热作用下分解、有些故障原因未与流动的油直接接触而得不到反映，因此还需要其他一些试验相配合，预试规程中提出了一些试验项目。
        3.2 在利用油中气体分析判断故障时还应注意以下几个问题
        (1)在设备结构和制造方面:由于有载调压变压器的切换开关室和变
        压器本体之间的渗漏，开关室中的油受开关切换动作时的电火花的作用，分解产生大量的乙炔和氢气，有可能本体油被污染而含有较高的乙炔和氢气。新投运的设备油中往往出现氢气单值增高的情况。对此，除应考虑受潮或局部放电之外，还应考虑是否有不锈钢之类的结构材料吸藏氢气的情况。(2)在安装、运行、维护方面:新设备在运输过程中，有时做充氮保护。由于气体不纯含有氢气和氧化物等杂质，安装注油时，若气体排不尽可能残留。如果没有脱气和真空注油，则投运后由于温度和压力的变化，
        结语
        总之，通过高压电气试验法和气象色谱分析法以及绝缘油简化法的综合应用，可以对电力设备的故障进行有效判断，更加准确的反映故障的位置和严重程度，从而为故障的快速解决提供良好的参考依据，提升电气系统运行的安全性和可靠性。
        参考文献
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        [4]赵卫.论炼化设备电气安全常见问题及对策[J].石化技术,2017,24(07):226.