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摘要:列车为了方便旅客出行,电器设备是必需的,有了电器设备也就隐含着安全问题的出现,为确保电车正常安全的运行及乘客的人生安全,就要做好电气设备绝缘实验,这也就是此文所描述的重点。将围绕这一主题从理论到实践详细讲述。
关键词:铁路牵引变电所,电气设备绝缘试验,输电安全
中图分类号:TM63文献标识码: A
一、前言
随着科技的发展当今社会的交通工具也也是日新月异,电车也已经不再稀奇了。电车以快捷,环保,便利等诸多优点为广大乘客所喜爱。保证乘客的人生安全,是首要任务也是需要严格掌控的,为此做电气设备绝缘实验来检查电气设备的运行状况,防止設备在变电和输电过程中发生故障引起事故,以确保电车正常安全的运行是相当重要的。
二、铁路牵引变电所电气设备绝缘试验的概念
1、铁路牵引变电所的职能
牵引变电所补充电力动能列车在运行中电能的损失,所以变电所的电力设备的运行不仅关系着电力系统的正常运行,更关系着铁路系统中的人民生命和财产安全。
2、电气绝缘试验的概念
电气绝缘试验是电力设备维护的主要方式,目的是发现电气设备存在的绝缘缺陷,在电气设备绝缘试验中,采取保护性和破坏性两种试验方法。第一种为保护性的试验内容,包括:绝缘电阻、吸收比、极化指数、介质损耗角正切值以及电容量等,是通过较低的电压对设备进行检测。第二种是基于交流或直流的耐压检测的破坏性试验。此方法使用高电压,充分模拟电气设备正常运行时的状况,是对电气设备绝缘强度严格的检验,但是同时由于电压较高,也有可能会出现绝缘层被击穿或者损坏的现象。
三、电气设备绝缘试验存在的问题
1、电气设备绝缘试验的设备问题
目前,电气设备绝缘试验已经拥有了自动化和高效率的实验设备,缺点是这种测试装置造价昂贵,在条件较差的地方整车难以进入现场,在牵引变电所绝缘试验中难以普及。
2、引线所引起的电气试验数据失实问题
在对电气设备进行测试的时候,应注意引线对于测试结果的影响。比如避雷器在进行一次电气设备绝缘试验的时候,使测试的电压维持在75%一毫安下直流电压的电压值,当引线的接头还保留在避雷器上的时候,即使不带其他设备,该电压下的泄漏电流可以达到80微安,而在同样的条件下,拆除引线接头以后,避雷器的泄漏电流仅为20微安。可见在实际测试中,引线的影响是很大的。
3、电气设备绝缘试验有关电压的问题
在进行电气设备绝缘试验的时候,介质的损耗会随着试验电压的升高而减少。这种现象的原因是因为电压在不断升高的时候,对各元件之间的氧化层会随之被融化,没有了氧化层的阻碍,电阻就会减小,随之介质的损耗也就减少了。而且,在进行电流电阻的测量时,由于转子绕组存在着导线断裂的现象,如果导线出现了断裂,表面的氧化层就会形成电阻,从而也会使不同电压下实验的结果不相同。
4、电气设备绝缘试验因天气原因引起的问题
电气设备绝缘试验的测试数据在测试的时候可能受到天气的影响,这其中常见的影响因素主要是温度和湿度两点。在进行电气试验的时候,可能由于早晚温差和湿差的原因导致白天的数据还是合格的,但是晚上的数据就不合格了的现象。
四、牵引供电系统
1、由于变压器、牵引电机以及电力电子器件的非线性和非线性调节,同时电力机车的基波电流滞留后电压一定的角度,因此机车的电流中有大量的谐波成分,这些谐波在三相供电系统中不对称分布,时间性和随机性很强,导致了无功功率和谐波电流的存在,使得变压器、电力线路以及旋转电机的附加损耗加大,引起局部过热,金属疲劳和机械损坏,缩短设备的使用寿命,在串联和并联谐波比例比较高的牵引变电站附近发生电网和电容器组的并联谐振,造成电容器组的损坏,使得继电器出现频繁发动,误动、拒动等现象,为了弥补无功功率对电力系统的损失,铁道部门每年都要支付大量的额外费用给电力部门。
2、牵引变电所采用单向联接、单相V形联接和Y,d-11这三种基本接线方式时,会在三相电力系统产生负序电流,除了会产生无功功率,还会降低变压器的额定输出功率,运行效率低,引起旋转电机的附加发热和振动,对安全运行造成危害,而且负序电流流过电力系统时,不仅占用输电系统的容量,还会造成电能损失,电气化铁道产生的大量负序侵入时会导致以负序电流或负序电压为动作条件的继电保护装置的误动作,引起供电中断。
五、电气试验方式
1、变压器线圈直流电阻测试。直流电阻测试主要判断线圈内部接头、引线与线圈接头、分接开关与引线的焊接质量,分接开关各个分接位置及载流部分有无开路和短路情况。测量使用的仪器:测试变压器线圈直流电阻采用电桥法,对于小于100电阻的多采用双臂电桥,也称为凯尔文桥;大于100电阻的采用单臂电桥,又称惠斯登电桥。测量方法:测量线圈的直流电阻应在引线端上接线,测出分接开关上所有位置上的直流电阻,如有中性点引出端测线直流电阻,无中性点引出端测线直流电阻。
2、变压器变比的测量。测量变比的目的:验证变压器的电压变换是否符合规定值,达到设计值;开关各引出线的接线是否正确,可初步判断变压器是否存在匝间短路现象等。测量使用的仪器:电压表比较法、电桥法(如:QJ35型电桥)、新型的、电脑控制式的、多功能的变压器变比数字式电桥。测量方法:电压表法。(1)在变压器一次侧加入380V电源,用三相开关控制,并在某线间接入一电压表测其线电压;在变压器二次侧接入一电压表,测其相对应线电压,合上开关后两块表同时读数,得出的数值需经换算,换算后的数值为变压器的变比。(2)换算的方法为以低压侧测试值为标准值,换算成二次侧相当于400V时一次侧的读值,此时的读值就是变比。变比的误差为:测试的高压值减去标准值的差值,再除以标准值约百分数则为此档变比。
六、加强高压电气设备试验的安全管理
1、保证安全的组织措施
在每次的试验工作过程中都应当履行《电业安全规程》中所规定的保证安全的组织措施,即工作票制度、工作许可制度、工作监护制度和工作间断、转移和终结制度。每一次的高压试验都应该根据具体情况由班组长或上级主管部门下达第一种工作票,并且应当严格按照票证实施试验作业。在任一高压试验中都应设有监护人员,并且监护人员不应参与直接的试验工作,主要的注意力应当放在整个试验现场的监护上,不仅要监护实际操作人员的情况,还应当对整个试验现场环境起到监护的作用,防止在进行试验的过程中有与试验无关的人员进入现场等突发情况的发生所带来的人身伤害事故。
2、保证安全的技术措施
由于高压试验的非凡性,应当在确保落实以上措施后还应当在试验开始前检查试验设备的接地状态,确保各试验设备接地良好,并且在每一个试验项目完成后都应当对被试设备充分放电,既保证参试人员的人身安全,也为下一个试验项目做好预备。
试验设备假如接地不可靠则可能带来很多安全隐患,如被试品放电时严重危及人身安全;感应电等通过试验仪器危及人身安全;造成仪器工作不稳定或设备被烧坏。因此,在高压试验过程中要求必须接地可靠,必须使接地导线与接地导体接触良好,如接地导体附有铁锈、油漆等导致接触不良的杂质,需将其清理干净再接地线。各试验设备所使用的接地导线应定期检查,防止在长时间使用过程中产生断线或接触不良等现象影响正常的试验结果和试验人员的人身安全。
七、结束语
此文主要从铁路牵引变电所电气设备绝缘试验的概念、电气设备绝缘试验存在的问题、安全的技术措施等等介个方面分析介绍了铁路牵引变电所绝缘试验,还讲述了它的重要性,由于学识有限,只能概述带这些方面,希望能给从事相关工作的人员有所帮助。
参考文献:
[1] 王宝安,唐钰政,黄学良,张金望. 馈能式非线性负载模拟装置电流跟踪无差拍控制策略[J]. 电力系统自动化. 2013(10)
[2] 胡义华,邓焰,刘全伟,陶勇. 分段式虚拟过采样数字滞环控制[J]. 中国电机工程学报. 2012(36)
[3] 刘攀,高艳霞,杨郑浩. 数字锁相技术在APFC电压采样中的应用[J]. 电气传动自动化. 2012(06)
[4] 谢路耀,金新民,童亦斌,吴学智. IGCT的状态检测与逻辑控制[J]. 电工技术学报. 2012(08)
[5] 周京华,潘逸菎,蓝志茂,李津. 能量回馈型同相供电系统的单相PWM整流器研究[J]. 电力电子技术. 2012(08)
[6] 陈宏志,王旭,刘建昌,宋崇辉,闫士杰. 基于阻抗匹配模式的并联逆变器均流方法[J]. 电机与控制学报. 2012(08)
[7] 田旭,魏应冬,姜齐荣. 基于模块化结构的电气化铁路统一电能质量控制器[J]. 电力系统自动化. 2012(15)
关键词:铁路牵引变电所,电气设备绝缘试验,输电安全
中图分类号:TM63文献标识码: A
一、前言
随着科技的发展当今社会的交通工具也也是日新月异,电车也已经不再稀奇了。电车以快捷,环保,便利等诸多优点为广大乘客所喜爱。保证乘客的人生安全,是首要任务也是需要严格掌控的,为此做电气设备绝缘实验来检查电气设备的运行状况,防止設备在变电和输电过程中发生故障引起事故,以确保电车正常安全的运行是相当重要的。
二、铁路牵引变电所电气设备绝缘试验的概念
1、铁路牵引变电所的职能
牵引变电所补充电力动能列车在运行中电能的损失,所以变电所的电力设备的运行不仅关系着电力系统的正常运行,更关系着铁路系统中的人民生命和财产安全。
2、电气绝缘试验的概念
电气绝缘试验是电力设备维护的主要方式,目的是发现电气设备存在的绝缘缺陷,在电气设备绝缘试验中,采取保护性和破坏性两种试验方法。第一种为保护性的试验内容,包括:绝缘电阻、吸收比、极化指数、介质损耗角正切值以及电容量等,是通过较低的电压对设备进行检测。第二种是基于交流或直流的耐压检测的破坏性试验。此方法使用高电压,充分模拟电气设备正常运行时的状况,是对电气设备绝缘强度严格的检验,但是同时由于电压较高,也有可能会出现绝缘层被击穿或者损坏的现象。
三、电气设备绝缘试验存在的问题
1、电气设备绝缘试验的设备问题
目前,电气设备绝缘试验已经拥有了自动化和高效率的实验设备,缺点是这种测试装置造价昂贵,在条件较差的地方整车难以进入现场,在牵引变电所绝缘试验中难以普及。
2、引线所引起的电气试验数据失实问题
在对电气设备进行测试的时候,应注意引线对于测试结果的影响。比如避雷器在进行一次电气设备绝缘试验的时候,使测试的电压维持在75%一毫安下直流电压的电压值,当引线的接头还保留在避雷器上的时候,即使不带其他设备,该电压下的泄漏电流可以达到80微安,而在同样的条件下,拆除引线接头以后,避雷器的泄漏电流仅为20微安。可见在实际测试中,引线的影响是很大的。
3、电气设备绝缘试验有关电压的问题
在进行电气设备绝缘试验的时候,介质的损耗会随着试验电压的升高而减少。这种现象的原因是因为电压在不断升高的时候,对各元件之间的氧化层会随之被融化,没有了氧化层的阻碍,电阻就会减小,随之介质的损耗也就减少了。而且,在进行电流电阻的测量时,由于转子绕组存在着导线断裂的现象,如果导线出现了断裂,表面的氧化层就会形成电阻,从而也会使不同电压下实验的结果不相同。
4、电气设备绝缘试验因天气原因引起的问题
电气设备绝缘试验的测试数据在测试的时候可能受到天气的影响,这其中常见的影响因素主要是温度和湿度两点。在进行电气试验的时候,可能由于早晚温差和湿差的原因导致白天的数据还是合格的,但是晚上的数据就不合格了的现象。
四、牵引供电系统
1、由于变压器、牵引电机以及电力电子器件的非线性和非线性调节,同时电力机车的基波电流滞留后电压一定的角度,因此机车的电流中有大量的谐波成分,这些谐波在三相供电系统中不对称分布,时间性和随机性很强,导致了无功功率和谐波电流的存在,使得变压器、电力线路以及旋转电机的附加损耗加大,引起局部过热,金属疲劳和机械损坏,缩短设备的使用寿命,在串联和并联谐波比例比较高的牵引变电站附近发生电网和电容器组的并联谐振,造成电容器组的损坏,使得继电器出现频繁发动,误动、拒动等现象,为了弥补无功功率对电力系统的损失,铁道部门每年都要支付大量的额外费用给电力部门。
2、牵引变电所采用单向联接、单相V形联接和Y,d-11这三种基本接线方式时,会在三相电力系统产生负序电流,除了会产生无功功率,还会降低变压器的额定输出功率,运行效率低,引起旋转电机的附加发热和振动,对安全运行造成危害,而且负序电流流过电力系统时,不仅占用输电系统的容量,还会造成电能损失,电气化铁道产生的大量负序侵入时会导致以负序电流或负序电压为动作条件的继电保护装置的误动作,引起供电中断。
五、电气试验方式
1、变压器线圈直流电阻测试。直流电阻测试主要判断线圈内部接头、引线与线圈接头、分接开关与引线的焊接质量,分接开关各个分接位置及载流部分有无开路和短路情况。测量使用的仪器:测试变压器线圈直流电阻采用电桥法,对于小于100电阻的多采用双臂电桥,也称为凯尔文桥;大于100电阻的采用单臂电桥,又称惠斯登电桥。测量方法:测量线圈的直流电阻应在引线端上接线,测出分接开关上所有位置上的直流电阻,如有中性点引出端测线直流电阻,无中性点引出端测线直流电阻。
2、变压器变比的测量。测量变比的目的:验证变压器的电压变换是否符合规定值,达到设计值;开关各引出线的接线是否正确,可初步判断变压器是否存在匝间短路现象等。测量使用的仪器:电压表比较法、电桥法(如:QJ35型电桥)、新型的、电脑控制式的、多功能的变压器变比数字式电桥。测量方法:电压表法。(1)在变压器一次侧加入380V电源,用三相开关控制,并在某线间接入一电压表测其线电压;在变压器二次侧接入一电压表,测其相对应线电压,合上开关后两块表同时读数,得出的数值需经换算,换算后的数值为变压器的变比。(2)换算的方法为以低压侧测试值为标准值,换算成二次侧相当于400V时一次侧的读值,此时的读值就是变比。变比的误差为:测试的高压值减去标准值的差值,再除以标准值约百分数则为此档变比。
六、加强高压电气设备试验的安全管理
1、保证安全的组织措施
在每次的试验工作过程中都应当履行《电业安全规程》中所规定的保证安全的组织措施,即工作票制度、工作许可制度、工作监护制度和工作间断、转移和终结制度。每一次的高压试验都应该根据具体情况由班组长或上级主管部门下达第一种工作票,并且应当严格按照票证实施试验作业。在任一高压试验中都应设有监护人员,并且监护人员不应参与直接的试验工作,主要的注意力应当放在整个试验现场的监护上,不仅要监护实际操作人员的情况,还应当对整个试验现场环境起到监护的作用,防止在进行试验的过程中有与试验无关的人员进入现场等突发情况的发生所带来的人身伤害事故。
2、保证安全的技术措施
由于高压试验的非凡性,应当在确保落实以上措施后还应当在试验开始前检查试验设备的接地状态,确保各试验设备接地良好,并且在每一个试验项目完成后都应当对被试设备充分放电,既保证参试人员的人身安全,也为下一个试验项目做好预备。
试验设备假如接地不可靠则可能带来很多安全隐患,如被试品放电时严重危及人身安全;感应电等通过试验仪器危及人身安全;造成仪器工作不稳定或设备被烧坏。因此,在高压试验过程中要求必须接地可靠,必须使接地导线与接地导体接触良好,如接地导体附有铁锈、油漆等导致接触不良的杂质,需将其清理干净再接地线。各试验设备所使用的接地导线应定期检查,防止在长时间使用过程中产生断线或接触不良等现象影响正常的试验结果和试验人员的人身安全。
七、结束语
此文主要从铁路牵引变电所电气设备绝缘试验的概念、电气设备绝缘试验存在的问题、安全的技术措施等等介个方面分析介绍了铁路牵引变电所绝缘试验,还讲述了它的重要性,由于学识有限,只能概述带这些方面,希望能给从事相关工作的人员有所帮助。
参考文献:
[1] 王宝安,唐钰政,黄学良,张金望. 馈能式非线性负载模拟装置电流跟踪无差拍控制策略[J]. 电力系统自动化. 2013(10)
[2] 胡义华,邓焰,刘全伟,陶勇. 分段式虚拟过采样数字滞环控制[J]. 中国电机工程学报. 2012(36)
[3] 刘攀,高艳霞,杨郑浩. 数字锁相技术在APFC电压采样中的应用[J]. 电气传动自动化. 2012(06)
[4] 谢路耀,金新民,童亦斌,吴学智. IGCT的状态检测与逻辑控制[J]. 电工技术学报. 2012(08)
[5] 周京华,潘逸菎,蓝志茂,李津. 能量回馈型同相供电系统的单相PWM整流器研究[J]. 电力电子技术. 2012(08)
[6] 陈宏志,王旭,刘建昌,宋崇辉,闫士杰. 基于阻抗匹配模式的并联逆变器均流方法[J]. 电机与控制学报. 2012(08)
[7] 田旭,魏应冬,姜齐荣. 基于模块化结构的电气化铁路统一电能质量控制器[J]. 电力系统自动化. 2012(15)