探究通过电气与油化试验综合判断设备故障

桂少龙 薛桅 张智康

【摘要】电力设备的安全，是保证整个电力网络运行安全的先决条件，需要引起电力工作人员的重视。社会对于电力的需求不断增加，带动了电力行业的持续不断发展，电网的安全运行对于电力设备也提出了更高的要求，如何有效对电力设备的故障进行判断和处理，是当前电力企业面临的关键问题。本文主要针对运用电气和油化试验对设备故障进行判断的方法进行了分析和探讨。

【关键词】电气试验；油化试验；设备故障；判断

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，对于电力工作人员而言，加强对电力设备绝缘型的检测，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。

一、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。

一般來说，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，从而最大限度地避免设备隐患的发生。

二、电气与油化试验对于设备故障的综合判断

电气与油化试验实际上包括电气高压试验和绝缘油的简化或气相色谱分析实验两个部分，通过对其进行综合运用，才能够更加有效地做好电力设备的故障判别。这里对其进行分别分析。

1.电气高压试验

电气高压试验主要是针对电力系统中的大型电机、电力电缆等关键设备而言，这些设备的电容量普遍较大，如果采用常规的检测设备，无法满足试验要求，也就无法对其故障进行判断。因此，在实际绝缘检测中，采用的方法是利用振荡电压试验系统、超低频试验系统等，结合现场试验，对设备的绝缘性进行检测和判断。

（1）振荡电压试验系统

振荡电压试验多用于对高压电缆的检测，通常电缆的电压都会在110kV以上。这种试验方法可以在设备处于正常运行状态下，对其进行定期检测试验，也可以在设备刚刚投入运营时进行试验。其试验流程包括：在对高压电力电缆进行绝缘性检测试验时，首先，需要使用直流高压发生器，给电容进行充电，确保充电的电流能够达到相应的要求。然后，在充电达到一定程度上，使球隙放电。之后，对需要测试的回路进行充电，达到一定幅值后，停止球隙放电。在这种情况下，测试电缆、电阻和电感线圈会共同构成一个放电回路，通过对放电回路中电压的测量，可以判断其是否符合衰减震荡波电压的标准，从而对电缆的绝缘性进行判断。

（2）超低频试验系统

超低频试验系统的出现，有效解决了设备搬运不便造成的现场试验效率低下问题，因此十分适用于现场试验，多用于中压电力电缆的绝缘检测试验。超低频试验系统适用的是交流试验，由于试验电压频率的降低会使容性电流随着减小，因此用超低频的容量可以很大程度上减轻试验电源的重量，从而使试验变得方便有效。

（3）工频交流试验系统

工频交流试验系统在对电容较大或者电压较高的电力电缆进行检测时，存在一定的缺陷性，主要是由于随之电容量的增大，使用的升压变压器和调压器的重量也会不断增大，影响设备的运输和使用。因此，在对工频交流试验系统进行应用时，需要确保电容量在一定的范围内，保证绝缘性检测试验的顺利进行。

（4）直流耐压试验系统

现在我们所说的直流耐压试验系统，是基于工频整流技术而实现的，具有故障率低、过载能力强、电路简单的特点。为了保证试验的安全性，所使用的微安表如处于高压接线时，须有良好的屏蔽，高压引线用屏蔽线，试验电缆用屏蔽罩；在针对电容量较小的设备进行试验时，需要加设相应的滤波电容器。

2.气相色谱分析

气象色谱分析法，主要是对设备绝缘油中的溶解气体进行分析，从而发现变压器、电抗器等设备中的潜伏故障，这种方法相比与电气高压试验具有更加显著的效果。这里主要针对几种常用的故障判断和定位方法进行分析。

（1）绝缘油简化试验与介损试验

主要是指结合绝缘油的物理、化学和电气性能，对其中的水分、酸值、油损、游离碳等数据进行检测和分析，从而通过与正常设备的对比，判断设备是否存在故障隐患以及故障的严重程度。而对于设备在使用过程中因受潮或者材料老化而引发的故障，则可以通过介损试验的方式进行判断。这里以某地高压电气设备连续三年的试验数据，对绝缘油简化试验与介损试验的应用进行分析。试验数据如下：

试验日期 介损值（%） 电容量（pF） 绝缘电损（MΩ） 温度（℃）

2010-5-5 1.2 545.766 10000 22

2011-6-10 1.8 553.354 10000 31

2012-11-8 2.3 560.169 10000 22

从表中可以看出，2010-2012年，高压设备的介损值逐渐增加，到2012年已经超标，说明电流互感器内部存在受潮现象。为了对故障进行准确判断和定位，进行了绝缘油简化试验，发现互感器内部的水分逐年递增，而击穿电压则在逐渐递减。对互感器进行拆开查看，发现其底部存在积水，证明了试验结论的准确性。

（2）气相色谱分析

通过分析绝缘油中的溶解气体的浓度含量以及组成成分，对变压器中的潜伏性故障进行判断。如果变压器状态良好且处于待机状态，当绝缘油中的气体溶解量趋于稳定时，各种气体的含量一般为：0.3%的CO2、70%的N2、30%的O2，以及少量的CO，其他含量极微的元素可以忽略，一般来说，可以对变压器内部潜伏性故障进行判断的气体，主要包括N2、O2、CO2、CO、H2等。

3.实例分析

某变电站中主变压器出现异常，通过高压电气试验后，初步判定Um存在故障。然后，利用色谱分析法对故障进行明确和定位。通过对相关数据的分析和对比，判断相套管内部存在热故障，内部连接部分可能存在不良状况，可能是铜销接触不良。打开将军帽，发现其固定铜销存在一定的损耗，证明判断结果是准确的。

三、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，提升电力系统运行的安全性和可靠性。

参考文献

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