电力系统展开式高压试验车研究

摘要：按相关标准规定，所有投入使用的电气设备必须进行交接试验，且每隔3～5年需要进行预防性试验。为满足电力系统中各种电气设备的试验需求，结合展开式厢体技术，研制出展开式高压试验车，实现了电气设备交接试验、预防性试验的现场化、移动化、多速化，并进一步结合液压电控技术，实现整个试验车的智能自动控制。

关键词：试验车；展开式；电气设备

中图分类号：U469.6  收稿日期：2023-03-02

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.06.013

1 前言

根據国标GB 50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》要求，所有电气设备在新投入之前必须完成交接试验，电力行业标准DL/T 596-2021《电气设备预防性试验规程》还规定，电气设备3～5年后必须进行预防性试验，以确保设备各项性能符合使用要求。预防性试验、交接试验的项目和方法基本相同，试验项目主要包括交流耐压试验和局放试验。然而，高压电气设备一般安装在野外，因此，试验时需将试验设备运输至野外。

目前，试验设备大多采用卡车运输的方式送至现场，并没有专门的高压试验车。出发前，采用吊车或者叉车将设备放置到卡车上，简单地进行临时固定。到达现场后，再通过吊车或者叉车将设备卸下，临时进行试验现场布置、接线等[1]。该种方式存在以下问题：

a.高压试验设备价格昂贵，在临时的运输过程中，极易损坏设备，造成较大经济损失，延误作业时间。

b.设备运输过程中，高压设备固定不可靠，易造成设备掉落，存在安全隐患。

c.试验现场临时搭建，安全防护措施不可靠，易发生触电事故或其他安全事故。

d.高压试验设备接线复杂，较为专业，现场进行连接，容易发生接线错误，导致高压试验设备或电气设备损坏，甚至会威胁到现场作业人员的人身安全。

综上所述，研制一款可以快速到达试验场地，快速布置试验现场的移动装备十分必要。在此仅以用于110 kV高压电缆的耐压试验、局放试验以及故障定位的试验车的研制展开阐述。

2 电气设备试验

2.1 电气设备交接试验

电气设备交接试验指电气设备安装竣工后的验收试验。新安装的电气设备必须经过试验合格，才能办理竣工验收手续[2]。其执行的标准为GB 50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》。

2.2 电气设备预防性试验

电气设备预防性试验是指对已经投入运行的设备按照规定的试验条件（如规定的试验设备、环境条件、试验方法和试验电压等）、试验项目和试验周期所进行的检查、试验或监测。电气设备预防性试验执行标准DL/T 596-2005《电力设备预防性试验规程》。电气设备预防性试验的目的是将试验结果与该设备历次试验结果相比较，与同类设备试验结果相比较，参照相关的试验结果，根据变化规律和趋势，进行全面分析后，判断设备能否继续投入运行。它是预防发生事故和设备损坏以及保障设备安全运行的重要措施[3-4]。

2.3 试验设备安全距离要求

根据以上电气设备的试验要求，确定高压试验车各试验设备的安全距离，如表1所示，该数据是作为试验车设计的重要依据。

3 高压试验车的整车布置

3.1 基本结构组成

该高压试验车由专用二类底盘、钢制厢体及相关试验设备组成。钢制厢体为展开式结构，其上顶盖、后尾门、两侧翼门均为活动部件，前部设有休息控制室。试验时，展开式厢体的上顶盖往上升起，后尾门往后推移，两侧翼开门分别上下翻转，以此加大与试验设备的距离，达到试验要求的安全距离。

如图1所示，试验设备包括高压电抗器、励磁变压器、分压器、变频电源、补偿电容器及其他便携式试验仪器，便携式试验仪器不需设置安全距离，均设置在休息控制室内，展开式厢体内安装高压电抗器等大型的且需要安全距离的设备。

3.2 展开式厢体总成

如图2所示，展开式车厢分为固定部分与展开部分，固定部分包括底架与前控制室，展开部分包括上翻侧门、下翻侧门、升降顶棚、伸缩后尾架，以及展开动作的执行机构，包括升降臂、伸缩臂、下翻机构等。厢体在结构上采用骨架+蒙皮的形式。

3.2.1 上顶棚结构

上顶棚前端连接前升降臂，后端连接后升降臂，存在前后受力不匀的情况，所以整个顶棚的强度和刚度要求较高，以尽量消除因受力不均带来的前后不同步问题，故上顶棚主框架采用60×3方管拼焊而成，中间增加两根100×80×4的折弯板拼焊的主梁，主梁从前到后贯穿整个顶棚（图3）。后尾架伸缩的上伸缩臂固定安装在两根主梁上。

3.2.2 上翻侧门、下翻侧门结构

上翻侧门、下翻侧门的主框架采用矩形管拼焊而成，中间贯穿1根C形加强折弯板作为主梁（图4），用以加强整个侧门的强度、刚度。翻转机构、伸缩油缸的连接点位于主梁上。因侧门长度过大，平面度采用压焊来控制，故在每个横梁两端增加角钢，方便施焊，提高整个侧门的平面度。

上下翻侧门两端带有扣槽，扣槽的作用主要有两个，一个是用来扣住厢体侧楞上的凸台，提高厢体收合状态的稳定性，另一个作用是当作前后导水槽使用。

3.2.3 后尾架结构

后尾架的伸缩依靠上下伸缩臂，若上下伸缩臂都设置油缸，则同步性很难保证，故只在下伸缩臂内设置油缸，依靠后尾架的刚性带动上伸缩臂运动，所以对后尾架的刚性要求很高。后尾架采用80×4矩形管拼焊成形，中间开有门洞，用于车内设备的检修（图5）。

3.2.4 翻门翻转机构

因顶棚、后尾架均为展开式，且考虑高压实验设备需求的安全距离，车厢在展开时，后尾不能有任何障碍物，所以后尾处没有立柱等车厢结构，下翻侧门的翻转运动若直接采用油缸推拉就没有铰接位置，故下翻侧门的翻转必须借助过渡传动机构才能实现。

传动机构由底座、动力油缸、安装铰接座、连杆等组成，通过连杆机构的特性，实现小行程、小安装距油缸推动翻转侧门打开90°，如图6所示。

3.2.5 伸缩臂结构

如图7所示，展开动作的执行机构均为圆形伸缩臂，与常规矩形伸缩臂相比，圆形伸缩臂在截面积相同情况下刚度更高，其次圆形伸缩臂的导向性更好，运动间隙更好控制，运动误差更小。

3.3 车厢展开的控制

根据整个车厢的动作特点和密封结构之间的相互关系，车厢展开的顺序为：上翻门打开-下翻门打开-后尾架伸开-折叠梯翻转-上顶棚上升。车厢的收合顺序与之相反。采用控制程序和行程开关检测实现车厢的展开收合。车厢展开过程示意图见图8。

4 试验车主要功能及技术参数

4.1 主要功能

试验车的功能主要围绕电气设备的交接试验、预防性试验的要求设计，以满足电力系统现场试验的需求为准。试验车主要功能如表2所示。

4.2 主要技术参数

通過展开式车厢的研制，最终各试验设备的实际安全距离如表3所示。对比表1与表3数据可知，厢内所有试验设备的安全距离距达到标准要求值，试验车符合电力系统高压试验需求。

5 结语

研制了针对电力系统设备的展开式高压试验车，该车具有自动展开、自动收合功能，可以给电力系统的高压电站、变电所等场所的设备，提供交接试验、预防性试验的服务。经试制验证，完全满足需求，具备量产推广能力。

参考文献：

[1]陈永强，王蔚，陈威，等智能式现场高压试验车的设计与应用[J]黑龙江电力，2011，33（5）：391-394

[2]吴应宁试论电力设备高压电气交接试验中的注意事项[J]电气开关，2022，60（1）：96-98

[3]林灏凡关于高压电气设备的绝缘预防性试验研究[J]电子测试，2022，（19）：132-134

[4]黄博;张雄电力安全工器具预防性试验检测体系与资质[J]电力安全技术，2022，24（3）：69-71

作者简介：

于百业，男，1990年生，工程师，研究方向为机械设计制造和应急专用车。