论文部分内容阅读
[摘 要]虽然电力企业运行效率在现阶段已经得到了明显提高，并且高压电气试验在发展中处于非常有利的大环境中，但是高压电气设备还是存在试验难度系数高和危险系数高的问题，试验失败将会带来企业经济损失巨大和工作人员生命安全受威胁的严重后果，所以进行高压电气试验的安全管理措施分析是非常必要的。基于此，本文主要对高压开关试验的安全管理措施进行分析探讨。
[关键词]高压开关试验；安全管理；措施分析
中图分类号：TM83 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）44-0057-01
1 高压开关电气试验安全管理的具体措施
根据高压电气试验中出现的安全管理措施问题表现，可以发现具体措施的提出和实行要针对这些薄弱环节进行，才能发挥其中积极的作用和影响。基于对高压电气试验安全管理要求和目标的了解，可以尝试从做好准备工作与提供安全环境，控制试验过程并遵循安全规程，提高专业素质和树立安全意识等方面多加尝试，使得相关措施能够在调整和改进后更符合当前阶段试验和管理工作的要求，才能最终为电力行业和供电企业的长远发展做好铺垫。笔者结合自身的经验和已有的研究，选取比较典型的因素和措施进行深入分析和研究。
1.1 做好准备工作，提供安全环境
关于高压电气试验的安全管理措施中的前期准备工作，主要包括查勘工作，作业前的准备工作，严格遵守安全与技术措施等，并且要在结合实际具体工作的前提下采取相应的安全措施。通过提前进行高压电气试验中前期准备工作的落实，在实际进行电气试验时可以提供一个安全可靠的环境，把高压电气试验发生安全管理故障的可能性降到最低。
1.2 控制试验过程，遵循安全规程
在真正进行高压电气试验时，需要研究人员和管理人员控制好整体过程，最重要的就是遵循相关的安全规程。第一，在确定了整体方案和计划之后，召集全体人员进行会议说明，避免信息沟通不完善出现问题的局面。第二，严格遵循高压电气试验安全规程，提前检查和实时监控都是需要做好的，特别是操作不太熟练的工作人员需要多加注意。
1.3 提高专业素质，树立安全意识
因为高压电气试验的安全管理措施实行的主体是工作人员，所以需要定期组织相关技能的学习和培训，通过提高工作人员的专业素质和帮助树立起安全与风险意识来把安全管理措施落实到实际工作中去。除了本企业的培训，还需要技术人员对于先进技术和设备的应用提高警惕和多加学习，在保证其对高压电气试验的安全管理有积极作用后再加以落实。
2 高压开关机械故障诊断技术
2.1 支柱瓷绝缘子断裂防范及诊断措施
支柱瓷绝缘子断裂事故后果严重，引起了电力运行部门和科研工作者的高度重视，针对其防范及诊断措施，目前已经开展了大量研究工作。
2.1.1 超声波探伤技术
超声波检测是目前应用最普遍的支柱瓷绝缘子探伤方法，并已形成行业标准，其原理是通过在绝缘子法兰处发射超声波，接收瓷件内部的反射信号来检测绝缘子表面或内部的裂纹等缺陷。电力运行管理部门规定在高压隔离开关交接和预防性试验中需对支柱瓷绝缘子进行超声波探伤。隔离开关支柱瓷绝缘子最常用的超声波探伤方法包括爬波检测法和小角度纵波检测法，其检测区域主要为法兰根部周围瓷柱区域。其中，爬波检测法能够有效检测出瓷柱表面裂纹，而小角度纵波检测法对于检测瓷柱内部缺陷具有很好的灵敏度，因此建议将以上两种探伤技术相结合，确保检测结果的可靠性。
2.1.2 振动声学法检测
振动法是近年来提出的支柱瓷绝缘子缺陷检测新方法，现已开发出成套设备并已实现现场应用。该方法主要是通過检测绝缘子对振动声波的谐振频率并进行频谱分析，从而评估绝缘子机械强度，确定其是否发生劣化。振动声学法可实现带电检测，具有操作简便、检测效率高的优点，适用于对支柱瓷绝缘子进行快速普查，是超声波检测方法的有力补充。振动声学法的缺点是对微小裂纹的检测灵敏度较差，目前，该方法的研究仍比较初步，工程应用也不够广泛，还需要进一步研究和推广。
2.1.3 红外热像检测
红外热像法是传统的绝缘子在线检测方法，主要通过检测绝缘子局部发热现象确定其缺陷位置，在隔离开关支柱瓷绝缘子的缺陷诊断中也有相关应用。
支柱瓷绝缘子异常发热的主要原因为瓷体存在表面缺陷和内部裂纹，导致水分子侵入瓷体，受电场极化作用产生热量，引起温度升高。某变电站GW5-40.5型隔离开关红外热像图见图1，可见其左侧支柱瓷绝缘子出现严重局部发热，发热点出现25℃左右的温升。当检测出绝缘子出现明显发热现象时，证明其内部存在缺陷，应及时采取措施妥善处理，防止隔离开关操作时发生绝缘子断裂。
2.2 隔离开关操作不灵活诊断措施
高压隔离开关操作不灵活的直接原因是传动或转动机构发生卡涩，操作力矩增大。目前，判断隔离开关操作不灵活的方法主要是基于手动操作时的手感轻重，这与操作人员的经验有关，容易引起误判。鉴于此，笔者提出一种基于操作力矩检测与驱动电机电流检测的隔离开关机构卡涩故障诊断方法，并进行了试验验证。
2.2.1 操作力矩检测
隔离开关操作时，电机做功带动操动机构输出轴转动，其产生的扭矩驱动传动与转动机构动作，实现分合闸，在此过程中，操动机构输出轴产生扭转应变，应变大小与输出力矩成正比关系，因此，可通过测量输出轴的应变大小检测隔离开关的操作力矩。
2.2.2 驱动电机电流检测
基于电机电流特性分析进行机械故障诊断已在高压断路器、变压器有载分接开关等高压开关设备上有相关研究与应用。高压隔离开关操作不灵活时，操作力矩增大，驱动电机电流也将增大并超过正常工作电流，推导出隔离开关操作轴扭矩和驱动电机定子相电流之间存在二次函数关系，并通过试验初步论证了基于电机电流信号检测与分析是行之有效的隔离开关卡涩故障诊断方法。
驱动电机电流信号可通过霍尔电流传感器、数据采集卡及控制分析软件组成的监测系统进行采集。实验室测得的GW6-252型隔离开关在隔离开关正常动作时，驱动电机电流波形比较平稳，峰值为2.38A；当传动机构卡涩时，电机电流波形发生畸变，电流峰值高达4.14A，且峰值出现时刻发现变化，这与卡涩发生的位置及隔离开关动作行程有关。电机电流测量系统可安装于隔离开关电动操动机构箱中，通过远程软件系统实时显示隔离开关分合闸操作过程中的电流波形，实现在线检测，该方法值得进一步研究和工程应用推广。
3 结语
总而言之，研究高压开关电气试验的安全管理措施是切实有效的，既能在试验过程中发现安全管理漏洞中的潜在问题，又能通过高压电气试验来保证安全管理的有效性。讨论高压电气试验的安全管理措施分析不仅促进了相关问题的解决，还为高压电气试验安全管理未来的发展和创新提供了新思路。
参考文献
[1] 肖荣，徐澄.220kVGW6型隔离开关导电回路过热故障分析及处理[J].高压电器，2013，49（1）：107-110.
[关键词]高压开关试验；安全管理；措施分析
中图分类号：TM83 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）44-0057-01
1 高压开关电气试验安全管理的具体措施
根据高压电气试验中出现的安全管理措施问题表现，可以发现具体措施的提出和实行要针对这些薄弱环节进行，才能发挥其中积极的作用和影响。基于对高压电气试验安全管理要求和目标的了解，可以尝试从做好准备工作与提供安全环境，控制试验过程并遵循安全规程，提高专业素质和树立安全意识等方面多加尝试，使得相关措施能够在调整和改进后更符合当前阶段试验和管理工作的要求，才能最终为电力行业和供电企业的长远发展做好铺垫。笔者结合自身的经验和已有的研究，选取比较典型的因素和措施进行深入分析和研究。
1.1 做好准备工作，提供安全环境
关于高压电气试验的安全管理措施中的前期准备工作，主要包括查勘工作，作业前的准备工作，严格遵守安全与技术措施等，并且要在结合实际具体工作的前提下采取相应的安全措施。通过提前进行高压电气试验中前期准备工作的落实，在实际进行电气试验时可以提供一个安全可靠的环境，把高压电气试验发生安全管理故障的可能性降到最低。
1.2 控制试验过程，遵循安全规程
在真正进行高压电气试验时，需要研究人员和管理人员控制好整体过程，最重要的就是遵循相关的安全规程。第一，在确定了整体方案和计划之后，召集全体人员进行会议说明，避免信息沟通不完善出现问题的局面。第二，严格遵循高压电气试验安全规程，提前检查和实时监控都是需要做好的，特别是操作不太熟练的工作人员需要多加注意。
1.3 提高专业素质，树立安全意识
因为高压电气试验的安全管理措施实行的主体是工作人员，所以需要定期组织相关技能的学习和培训，通过提高工作人员的专业素质和帮助树立起安全与风险意识来把安全管理措施落实到实际工作中去。除了本企业的培训，还需要技术人员对于先进技术和设备的应用提高警惕和多加学习，在保证其对高压电气试验的安全管理有积极作用后再加以落实。
2 高压开关机械故障诊断技术
2.1 支柱瓷绝缘子断裂防范及诊断措施
支柱瓷绝缘子断裂事故后果严重，引起了电力运行部门和科研工作者的高度重视，针对其防范及诊断措施，目前已经开展了大量研究工作。
2.1.1 超声波探伤技术
超声波检测是目前应用最普遍的支柱瓷绝缘子探伤方法，并已形成行业标准，其原理是通过在绝缘子法兰处发射超声波，接收瓷件内部的反射信号来检测绝缘子表面或内部的裂纹等缺陷。电力运行管理部门规定在高压隔离开关交接和预防性试验中需对支柱瓷绝缘子进行超声波探伤。隔离开关支柱瓷绝缘子最常用的超声波探伤方法包括爬波检测法和小角度纵波检测法，其检测区域主要为法兰根部周围瓷柱区域。其中，爬波检测法能够有效检测出瓷柱表面裂纹，而小角度纵波检测法对于检测瓷柱内部缺陷具有很好的灵敏度，因此建议将以上两种探伤技术相结合，确保检测结果的可靠性。
2.1.2 振动声学法检测
振动法是近年来提出的支柱瓷绝缘子缺陷检测新方法，现已开发出成套设备并已实现现场应用。该方法主要是通過检测绝缘子对振动声波的谐振频率并进行频谱分析，从而评估绝缘子机械强度，确定其是否发生劣化。振动声学法可实现带电检测，具有操作简便、检测效率高的优点，适用于对支柱瓷绝缘子进行快速普查，是超声波检测方法的有力补充。振动声学法的缺点是对微小裂纹的检测灵敏度较差，目前，该方法的研究仍比较初步，工程应用也不够广泛，还需要进一步研究和推广。
2.1.3 红外热像检测
红外热像法是传统的绝缘子在线检测方法，主要通过检测绝缘子局部发热现象确定其缺陷位置，在隔离开关支柱瓷绝缘子的缺陷诊断中也有相关应用。
支柱瓷绝缘子异常发热的主要原因为瓷体存在表面缺陷和内部裂纹，导致水分子侵入瓷体，受电场极化作用产生热量，引起温度升高。某变电站GW5-40.5型隔离开关红外热像图见图1，可见其左侧支柱瓷绝缘子出现严重局部发热，发热点出现25℃左右的温升。当检测出绝缘子出现明显发热现象时，证明其内部存在缺陷，应及时采取措施妥善处理，防止隔离开关操作时发生绝缘子断裂。
2.2 隔离开关操作不灵活诊断措施
高压隔离开关操作不灵活的直接原因是传动或转动机构发生卡涩，操作力矩增大。目前，判断隔离开关操作不灵活的方法主要是基于手动操作时的手感轻重，这与操作人员的经验有关，容易引起误判。鉴于此，笔者提出一种基于操作力矩检测与驱动电机电流检测的隔离开关机构卡涩故障诊断方法，并进行了试验验证。
2.2.1 操作力矩检测
隔离开关操作时，电机做功带动操动机构输出轴转动，其产生的扭矩驱动传动与转动机构动作，实现分合闸，在此过程中，操动机构输出轴产生扭转应变，应变大小与输出力矩成正比关系，因此，可通过测量输出轴的应变大小检测隔离开关的操作力矩。
2.2.2 驱动电机电流检测
基于电机电流特性分析进行机械故障诊断已在高压断路器、变压器有载分接开关等高压开关设备上有相关研究与应用。高压隔离开关操作不灵活时，操作力矩增大，驱动电机电流也将增大并超过正常工作电流，推导出隔离开关操作轴扭矩和驱动电机定子相电流之间存在二次函数关系，并通过试验初步论证了基于电机电流信号检测与分析是行之有效的隔离开关卡涩故障诊断方法。
驱动电机电流信号可通过霍尔电流传感器、数据采集卡及控制分析软件组成的监测系统进行采集。实验室测得的GW6-252型隔离开关在隔离开关正常动作时，驱动电机电流波形比较平稳，峰值为2.38A；当传动机构卡涩时，电机电流波形发生畸变，电流峰值高达4.14A，且峰值出现时刻发现变化，这与卡涩发生的位置及隔离开关动作行程有关。电机电流测量系统可安装于隔离开关电动操动机构箱中，通过远程软件系统实时显示隔离开关分合闸操作过程中的电流波形，实现在线检测，该方法值得进一步研究和工程应用推广。
3 结语
总而言之，研究高压开关电气试验的安全管理措施是切实有效的，既能在试验过程中发现安全管理漏洞中的潜在问题，又能通过高压电气试验来保证安全管理的有效性。讨论高压电气试验的安全管理措施分析不仅促进了相关问题的解决，还为高压电气试验安全管理未来的发展和创新提供了新思路。
参考文献
[1] 肖荣，徐澄.220kVGW6型隔离开关导电回路过热故障分析及处理[J].高压电器，2013，49（1）：107-110.