電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)的現(xiàn)狀和進(jìn)展
預(yù)防性試驗(yàn)是電力設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)工作中一個重要環(huán)節(jié)，是保證電力設(shè)備安全運(yùn)行的有效手段之一。多年來，電力部門和大型工礦企業(yè)的高壓電力設(shè)備基本上都是按照原電力部頒發(fā)的《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》(以下簡稱《規(guī)程》)的要求進(jìn)行試驗(yàn)的，對及時發(fā)現(xiàn)、診斷設(shè)備缺陷起到重要作用。
1996年原電力部對《規(guī)程》近行了修訂，修訂后的電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 596—1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》已于1997年正式頒發(fā)實(shí)施。
《規(guī)程》修訂沿革
《規(guī)程》自50年代至今40年中，先后共進(jìn)行過5次修訂，技術(shù)比較成熟。前兩個版本在內(nèi)容和格式方面比較“蘇聯(lián)化”，1985年和1996年版開始逐步“中國化”了。
《規(guī)程》內(nèi)容廣泛，實(shí)際上有的內(nèi)容已經(jīng)超出預(yù)防性試驗(yàn)的范圍，就其性質(zhì)來說，屬運(yùn)行維護(hù)范疇。因此有人曾建議名稱改用“電力設(shè)備維護(hù)試驗(yàn)規(guī)程”。這里的“維護(hù)”一詞包含了預(yù)防性維護(hù)、預(yù)知性維護(hù)和消缺性維護(hù)，與《規(guī)程》的實(shí)際內(nèi)容比較相符，但考慮到習(xí)慣上對“維護(hù)”一詞理解較窄．而"預(yù)防性試驗(yàn)”又用慣了，最后仍沿用老名稱。
《規(guī)程》內(nèi)容概要
《規(guī)程》分章規(guī)定了各種常用電力設(shè)備的試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)周期和技術(shù)要求。這些試驗(yàn)項(xiàng)目綜合了近代基本診斷技術(shù)。按專業(yè)來說，分屬于電氣、化學(xué)、機(jī)械等技術(shù)領(lǐng)域，其中大部分是電氣試驗(yàn)項(xiàng)目。
按試驗(yàn)性質(zhì)來說，試驗(yàn)項(xiàng)目可分為4類。
1、定期試驗(yàn)即預(yù)防性試驗(yàn)。這是為了及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在的缺陷或隱患，每隔一定時間對設(shè)備定期進(jìn)行的試驗(yàn)。例如油中溶解氣體色譜分析、繞組直流電阻、絕緣電阻、介質(zhì)損耗因數(shù)、直流泄漏、直流耐壓、交流耐壓、絕緣油試驗(yàn)等。
2、大修試驗(yàn)指大修時或大修后做的檢查試驗(yàn)項(xiàng)目。除定期試驗(yàn)項(xiàng)目外，還需作：穿心螺栓絕緣電阻、局部放電、油箱密封試驗(yàn)、斷路器分合閘時間和速度、電動機(jī)間隙等試驗(yàn)．其中有些是純屬于機(jī)械方面的檢查項(xiàng)目。
3、查明故障試驗(yàn)指定期試驗(yàn)或大修試驗(yàn)時，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果有疑問或異常，需要進(jìn)一步查明故障或確定故障位置時進(jìn)行的一些試驗(yàn)，或稱診斷試驗(yàn)。這是在“必要時”才進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目。例如：空載電流、短路阻抗、繞組頻率響應(yīng)、振動、絕緣油含水量和油介損、壓力釋放器、氧化鋅避雷器工頻參考電壓試驗(yàn)等。
4、預(yù)知性試驗(yàn)這是為了鑒定設(shè)備絕緣的壽命，搞清被試設(shè)備的絕緣是否還能繼續(xù)使用一段時間，或者是否需要在近期安排更換而進(jìn)行的試?yán)纾喊l(fā)電機(jī)或調(diào)相機(jī)定子繞組絕緣老化鑒定、變壓器絕緣紙(板)聚合度、油中糠醛含量試驗(yàn)等。
由上述可見、《規(guī)程》所列的不少試驗(yàn)項(xiàng)目，確已超出定期預(yù)防性試驗(yàn)的范圍。
試驗(yàn)項(xiàng)目、周期的確定和技術(shù)要求的由來
各類設(shè)備(如變壓器、電容器、SF6開關(guān)設(shè)備、支持絕緣子等)的試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)周期，由設(shè)備運(yùn)行的可靠性和安全情況，決定是否需要增減或修改。
技術(shù)要求的來源和依據(jù)，大體上可歸納成兩類：
1、由電力系統(tǒng)絕緣配合設(shè)計出發(fā)制定交流耐壓試驗(yàn)電壓標(biāo)準(zhǔn)；
2、不少技術(shù)要求是由試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的積累，經(jīng)統(tǒng)計分析確定，并經(jīng)多年實(shí)踐．逐步修改、完善的(如介損、泄漏電流、吸收比等的技術(shù)要求)。
試驗(yàn)結(jié)果的分析和判斷
《規(guī)程》著重指出，對試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)進(jìn)行綜合分析和判斷。也就是一般應(yīng)進(jìn)行下列三步：第一步應(yīng)與歷年各次試驗(yàn)結(jié)果比較；第二步與同類型設(shè)備試驗(yàn)結(jié)果比較；第三步對照《規(guī)程》技術(shù)要求和其他相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行綜合分析，特別注意看出缺陷發(fā)展趨勢，作出判斷。
綜合分析、判斷有時有一定復(fù)雜性和難度，而不是單純地、教條地逐項(xiàng)對照技術(shù)要求(技術(shù)標(biāo)準(zhǔn))。特別當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果接近技術(shù)要求限值時(尚未超標(biāo))，更應(yīng)考慮氣候條件的影響、測量儀器可能產(chǎn)生的誤差以及甚至要考慮操作人員的技術(shù)素質(zhì)等因素。綜合分析、判斷的準(zhǔn)確與否．在很大程度上決定于判斷者的工作經(jīng)驗(yàn)、理論水平、分析能力和對被試設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用的試驗(yàn)方法、測量儀器及測量人員的素質(zhì)等的了解程度。
根據(jù)綜合分析，一般可對設(shè)備作出判斷結(jié)論：合格、不合格或?qū)υO(shè)備有懷疑。對不合格的，應(yīng)及時進(jìn)行檢修。為了能做到有重點(diǎn)地或加速處理缺陷，應(yīng)根據(jù)設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，盡量做部件的分節(jié)試驗(yàn)，以進(jìn)一步查明缺陷的部位或范圍。對有懷疑或異常、一時不易確定是否合格的設(shè)備．應(yīng)采用縮短試驗(yàn)周期的措施，或在良好天氣下、或在溫度較高時進(jìn)行復(fù)測，來監(jiān)視設(shè)備可疑缺陷的變化趨勢，或驗(yàn)證過去測量的準(zhǔn)確性。
近十多年來國內(nèi)外的進(jìn)展
近十多年來我國電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)工作，在試驗(yàn)方法、試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)儀器等方面有了不少進(jìn)展?，F(xiàn)分別舉例敘述如下：
1、基本絕緣試驗(yàn)項(xiàng)目
傳統(tǒng)的基本絕緣試驗(yàn)項(xiàng)目，如絕緣電阻、直流泄漏電流、介損、直流耐壓和交流耐壓試驗(yàn)等試驗(yàn)方法基本不變，僅有少數(shù)改進(jìn)：
(1)絕緣電阻試驗(yàn)項(xiàng)目中，發(fā)現(xiàn)變壓器吸收比試驗(yàn)不夠完善，不少新出廠或檢修烘燥后容量較大的變壓器，絕緣電阻絕對值較高，但吸收比(R60"/R15")偏小，疑為不合格。經(jīng)研究后采用國際上廣泛采用的極化指數(shù)試驗(yàn)(R600"/R60")后，就易于作出明確判斷，因此《規(guī)程》中增列了極化指數(shù)的試驗(yàn)項(xiàng)目。
從介質(zhì)理論來分析，吸收比試驗(yàn)時間短(僅60s)，復(fù)合介質(zhì)中的極化過程剛處于開始階段，遠(yuǎn)沒有形成基本格局，尚不能全面反映絕緣的真實(shí)面貌，故吸收比結(jié)果不夠準(zhǔn)確；極化指數(shù)試驗(yàn)時問為600s(10min)，介質(zhì)極化過程雖末完成，但已初步接近基本格局，故能較準(zhǔn)確地反映絕緣受潮情況。從技術(shù)發(fā)展歷史來看，工業(yè)發(fā)達(dá)國家從40年代至今都一直采用極化指數(shù)試驗(yàn)，不采用吸收比試驗(yàn)。
(2)改進(jìn)在電場干擾下測量設(shè)備介損時的抗干擾方法。如采用電子移相抵消法和異頻法等新方法，且操作方便，提高了工作效率，但另一種采用電源倒向和自動計算的方法在干擾較大時，誤差仍較大。
(3)6—35kV中壓橡塑絕緣電力電纜(指聚氯乙烯絕緣、交聯(lián)聚乙烯絕緣和乙丙橡膠絕緣電纜)，取消了投運(yùn)后的直流耐壓試驗(yàn)項(xiàng)目，代之以測量外護(hù)套和內(nèi)襯層的絕緣電阻。
這是因?yàn)楦叻抵绷麟妷涸诤暧^上會降低橡塑電纜絕緣壽命，不少直流耐壓試驗(yàn)合格的橡塑電纜在運(yùn)行中發(fā)生擊穿事故，這已在理論和國內(nèi)外的運(yùn)行實(shí)踐中證實(shí)。但對于35kV及以下紙絕緣電纜，多年經(jīng)驗(yàn)表明，直流耐壓試驗(yàn)仍是行之有效的預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目，能發(fā)現(xiàn)許多消在缺陷，故還應(yīng)繼續(xù)執(zhí)行。
(4)交流耐壓試驗(yàn)中，對大容量試品(如SF6組合電器、大型發(fā)電機(jī)等)采用工頻串聯(lián)諧振方法的日漸增多。
(5)總結(jié)數(shù)十年的經(jīng)驗(yàn)表明，電力變壓器的定期試驗(yàn)項(xiàng)目首先應(yīng)是油中溶解氣體的色譜分析。絕大部分的變壓器缺陷都是從色譜分析發(fā)現(xiàn)的。這次修訂《規(guī)程》時，把色譜分析列為電力變壓器的首位試驗(yàn)項(xiàng)目。
2、大修和查明故障試驗(yàn)項(xiàng)目
在這方面先后增加了一些試驗(yàn)項(xiàng)目，舉例如下：
(1)35kV固體環(huán)氧樹脂絕緣的電流互感器增做局部放電試驗(yàn)；
(2)220kV及以上電力變壓器大修后，做局部放電試驗(yàn)；
(3)電力變壓器出口短路后，做變壓器繞組頻率響應(yīng)試驗(yàn)，以檢測繞組是否變形；
(4)在需要時做變壓器油中含水量、油中含糠醛量和絕緣紙板聚合度試驗(yàn)，后兩項(xiàng)試驗(yàn)的目的在于決定是否需要更換絕緣；
(5)氧化鋅避雷器如果直流電壓試驗(yàn)或交流阻性電流測試不合格，應(yīng)做交流工頻參考電壓試驗(yàn)，以作出進(jìn)一步判斷。
3、測量儀器和試驗(yàn)設(shè)備的改進(jìn)
這些年來國內(nèi)生產(chǎn)的測量儀器和試驗(yàn)設(shè)備有了較多的改進(jìn)，有的逐步走向數(shù)字化、微機(jī)操作化、自動化或半自動化，提高了測量精度和工作效率，促使應(yīng)用了數(shù)十年的老儀器逐步更新?lián)Q代。例如：
(1)出現(xiàn)了數(shù)字兆歐表，能自動計時，并能顯示吸收比值和極化指數(shù)值，兼有自動放電功能。
(2)高壓直流電壓試驗(yàn)設(shè)備更趨完善。功率和電壓等級均有提高，采用數(shù)字式和指針式并用表計，讀數(shù)方便、準(zhǔn)確、易于判別。
(3)出現(xiàn)了多種新穎的絕緣介損失角測試儀(有新式的M型試驗(yàn)電路和測量電壓、電流相角差的電路多種)。大多用微機(jī)控制或自動計算，數(shù)字顯示?？垢蓴_性能也有顯著改進(jìn)，提高了測量精度和工作簡捷性，促使QS1高壓電橋逐步淘汰。
(4)廣泛使用新式數(shù)字式交直流高壓分壓器，使現(xiàn)場能方便地直接測量高壓側(cè)電壓，能直接顯示“交流電壓峰值/√-2”的數(shù)值或有效值。
(5)生產(chǎn)了多種供大容量試品交流耐壓試驗(yàn)用的串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置。
(6)測量大型電力變壓器繞組直流電阻的儀器，解決了五柱式三角繞組的測量問題，采用微機(jī)控制，提高了穩(wěn)流性能，顯著縮短了測量時間。
(7)新開發(fā)的有載分接開關(guān)特性測試儀和高壓開關(guān)測試儀，采用數(shù)字存儲電子示波器的原理，顯示波形和測量值，并打印出來，成為成套專用儀器。
(8)國產(chǎn)的電力變壓器繞組變形測試儀，性能較好。
(9)氧化鋅避雷器自動測試儀、變壓器變比和接線組別自動測試儀、接觸電阻測量儀、絕緣油介質(zhì)強(qiáng)度自動測試器等，都有了改進(jìn)。
幾個工業(yè)發(fā)達(dá)國家電力公司的預(yù)防性試驗(yàn)工作，從整體上來看，試驗(yàn)項(xiàng)目較少，有的試驗(yàn)周期較長。關(guān)于絕緣方面的基本試驗(yàn)與我國相似，這些項(xiàng)目一般都由電力公司自己做。一些查明故障用的特殊試驗(yàn)項(xiàng)目(如局部放電定位、繞組變形試驗(yàn)等)，則委托專業(yè)試驗(yàn)單位或制造廠做。
國外采用的試驗(yàn)方法和項(xiàng)目，有的與我國習(xí)慣做法不盡相同，例如他們習(xí)慣于對氧化鋅和普閥式(碳化硅)避雷器做介質(zhì)損耗測量。實(shí)際上是對氧化鋅避雷器測量5～10KV交流電壓下阻性電流的損耗。此法應(yīng)用得很廣泛。而我國習(xí)慣于做直流電導(dǎo)電流1mA下電壓試驗(yàn)。國外有的對避雷器做局部放電試驗(yàn)，或測量無線電干擾，發(fā)現(xiàn)了不少缺陷。有的對有間隙的避雷器做沖擊放電電壓試驗(yàn)。對大型電動機(jī)，廣泛做直流泄漏和直流耐壓試驗(yàn)，而不做交流耐壓試驗(yàn)等。
國外電流公司試驗(yàn)班組在基本試驗(yàn)項(xiàng)目方面采用的試驗(yàn)儀器與我國相似，但工業(yè)發(fā)達(dá)國家的儀器和試驗(yàn)設(shè)備的先進(jìn)性和微機(jī)化、自動化方面則優(yōu)于我國，相應(yīng)的測量精度也高些，有的還配備紅外照相機(jī)、攜帶式通訊設(shè)備、筆記本電腦(有的附有分析、診斷試驗(yàn)數(shù)據(jù)用的"專家系統(tǒng)")、手提電話、傳真附件和打印機(jī)等，能將重要的試驗(yàn)結(jié)果和發(fā)現(xiàn)的問題在現(xiàn)場向上級匯報，請求指示。
國外試驗(yàn)班組一般都有專用的試驗(yàn)用汽車。部分較重的試驗(yàn)設(shè)備，如交、直流耐壓試驗(yàn)設(shè)備、介損儀、電纜故障測尋設(shè)備等固定在車上，不用搬上搬下。用輕便的高壓銅軸電纜引向被試設(shè)備。
縱觀國內(nèi)外電力部門預(yù)防性試驗(yàn)工作的進(jìn)展過程，從試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)周期來看，凡是一個國家生產(chǎn)的電力設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量較好的，運(yùn)行中注意維護(hù)，運(yùn)行可靠性較高的，這個國家規(guī)定的試驗(yàn)項(xiàng)目就較少，試驗(yàn)周期也較長，有的甚至對某些設(shè)備不做試驗(yàn)。
目前我國電力設(shè)備質(zhì)量和運(yùn)行維護(hù)水平正處于逐步提高的過程，新頒發(fā)實(shí)施的DL/T596-1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》中，已經(jīng)適當(dāng)精簡了部分試驗(yàn)項(xiàng)目，有的設(shè)備的試驗(yàn)周期也有所延長，但試驗(yàn)項(xiàng)目還是偏多的，周期也較短，有待于進(jìn)一步提高。