变电站一次电气设备高压试验要点研究

古思平

(广东先达电业股份有限公司，广东 梅州 514011)

1 引言

近年来，我国加大了一次电气设备的重视力度，开始通过在变电站运行过程中进行的相应性能检测和高压试验，以确保一次设备满足变电站安全指标，最大限度降低由一次设备电气故障引起的变电站事故。尤其是在变压器、高压开关等技术检测中，已经形成了系统、规范的高压试验方案，依照安全性、可靠性和稳定性需求细化试验流程，为变电站一次电气设备安全运行提供了有力保障。

2 变电站一次电气设备高压试验要点

2.1 直流耐压试验

直流耐压试验具有一定的破坏性，往往需要在最大电压峰值情况下进行设备性能检测，从而验证设备的耐受参数，如使用范围、限定量程等，试验方案见表1。

表1 直流耐压试验的关键流程

上述试验的过程中高压环境存在一定的安全隐患，升压过程中应实时观察是否存在异动或声响，若出现则及时停止试验检查装置情况。若无问题，直至达到最大试验电压后，再逐步缓慢调零，定时记录参数数据。

2.2 泄漏电流试验

泄漏电流试验主要是为了检测变压器一次电气设备的绝缘性能。该试验一般也在高压条件下进行，可以利用直流耐压试验环境同时检测，确定高压条件下的泄漏电流数值。

泄漏电流试验过程中可以利用微安表随时监测电流数值，灵敏度非常高，测定重复性好，效果非常显著。判断绝缘缺陷时则通过i＝f(u)或i＝f(t)实现，一般当绝缘缺陷时往往在i＝f(u)出现电流骤然上升的情况，或在i＝f(t)会出现电流下降缓慢的情况。达到最大电压后泄漏电流值明显高于正常值，如图1所示。

图1 泄漏电流试验中的绝缘缺陷情况

2.3 交流耐压试验

交流耐压试验是典型的预防性试验，可以通过交流高压条件有效提升变电站一次电气设备的安全裕度，确定交流环境下一次电气设备的各项性能。

总体情况来看，交流耐压试验过程中与直流耐压试验相似，操作时应严格按照«电气设备交接试验标准»中的各项指标进行严格检测，保证控制电路与主电路过流保护装置分置，过流保护动作电流应在一次电气设备额定电流的1.5～2倍左右；若试验操作中出现明显的电压表频繁摆动、毫安表指针骤增、绝缘烧焦或冒烟、装置异动或异响后，应及时停止试验，进行现场检查，确定无误后方可继续操作等。

3 变电站一次电气设备高压试验分析

3.1 项目分析

2020年某地区新增1所110kV变电站，电气设备安装前需根据变电站运行需求进行一次设备性能试验。本次研究过程中主要以新增SZ11－63000/110变压器的高压试验为主，分析SZ11－63000/110变压器的安全性能，及时处理其存在的故障隐患。

本次试验过程中选取变压器的型号为SZ11－63000/110，变压器额定电压为110±8×1.25%/10.5kV，额定电流为330.7/3464.1A，联结方式为星形－三角形联结，高压线路端子绝缘水平为LI/AC480/200kV，高压中性端子绝缘水平为 LI/AC325/140kV，低压线路端子绝缘水平为LI/AC75/35kV。

高压试验过程中依照变电站一次电气设备的直流耐压试验、泄漏电流试验及交流耐压试验操作要点，选取GB1094.1标准作为试验准则，确定SZ11－63000/110变压器的性能指标。

3.2 高压试验情况

本次试验过程中操作人员依次进行直流耐压试验和交流耐压试验后，SZ11－63000/110变压器A相击穿，出现放电声，其余相正常。由此观之，SZ11－63000/110变压器A相存在明显的安全隐患，需要根据其他试验对其性能进行进一步检测。

按照直流耐压试验和交流耐压试验后的各项电流参数，对照色谱试验，可发现SZ11－63000/110变压器泄漏电流值偏高，且内部油样发生明显转变，如表2所示。

上述情况主要是由于SZ11－63000/110变压器A相绝缘存在异常，尤其是在绝缘结构设计方面，变压器会在直流耐压试验和交流耐压试验下出现明显绝缘欠佳导致的击穿问题。

逐一拆检SZ11－63000/110变压器进行现场检查后发现:

(1)SZ11－63000/110变压器A相引线靠压板孔根部存在明显绝缘放电痕迹且响应垫块也存在明显绝缘放电痕迹；

(2)SZ11－63000/110变压器吊芯解体后内部与A相线圈出头线连接的绝缘层明显炭化变黑，与此同时，该部分存在明显绝缘放电痕迹。检查炭化绝缘层处理后露出的内部线圈，检查结果显示线圈头部只有表面绝缘炭化，内部正常，即试验过程中线圈端部对压钉沿面放电击穿绝缘线圈；

(3)SZ11－63000/110变压器A相套管下部其他部分，查看后没有发现明显击穿痕迹。

拆检检验结果与高压试验结果一致，SZ11－63000/110变压器确实存在A相绝缘设计问题。

SZ11－63000/110变压器绝缘结构设计过程中高高压绕组内屏线匝绝缘厚度达到1.6mm，组合导线匝绝缘厚度达到1.45mm，线圈出头从根部起每边包绝缘厚度为15mm，并每边加包副绝缘厚度为2mm。系统线圈设计过程中线圈出头对压钉间油隙距离为122mm，线圈端部对压钉爬电距离为258mm。设计参数显示该变压器高压绕组U＝121kV。而本次高压试验过程中绕组电压达到480/200kV，在高压条件下，线圈内部电场分布均匀性明显降低。当场内介质不均匀时很容易形成绝缘击穿，产生变压器故障。

处理过程中，应注意好介质的处理，通过调整SZ11－63000/110变压器中的金属介质、油样杂质等，提升变压器的整体绝缘效果。

3.3 注意事项

(1)变压器一次电气设备高压试验过程中必须全面做好人员的操作培训和安全培训，以高压试验要点为核心，开展标准化、规范化教育，以确保人员能够严格依照上述标准落实一次电气设备高压试验操作，最大限度提升试验的安全性和有效性。

(2)变压器一次电气设备高压试验过程中必须做好分区，按照高压试验中的各项要求设置好防护，尤其是安全标志、警示牌、屏蔽装置、保护装置等。必要时还需要设置隔离带，避免无关人员随意进出试验环境引起的安全隐患，这样才能够从根本上改善高压试验的安全性能。

(3)要做好变压器一次电气设备高压试验过程中的环境检测，对试验中的设备进行严格检查和分析，避免由设备问题引起的试验失误或事故。试验操作时应注意做好详细的使用记录，对各项装置的参数情况、运行状态等进行分析，以保证结果可靠有效。

4 总结

变电站一次电气设备高压试验过程中要注意好试验环境的设置和试验操作的设计，严格按照直流耐压试验、泄漏电流试验、交流耐压试验中的各项要求形成系统化、规范化、科学化高压试验体系，保证对一次设备的性能参数、绝缘情况等进行有效把握。尤其是在变压器、高压开关等关键设备性能测试时，应注意对高压试验进行适当调整和优化，以保证试验结果的有效性和准确性。