把安全工程師站點加入收藏夾
《電業安全工作規程》中規定,在全部停電或部分停電的電氣設備上工作,必須采取停電、驗電、裝設接地線、懸掛標示牌和裝設遮欄的技術措施。并對驗電的操作方法和步驟做出了嚴格的規定。
電容型高壓驗電器是一種便攜式驗電裝置,用于檢測電氣設備上電壓是否存在,因其攜帶方便、操作靈活、判斷簡單直觀等優點而得到廣泛應用。
1 電容型驗電器結構及工作原理
電容型驗電器由接觸電極、指示器、絕緣構件等組成。
電容型驗電器的工作原理是,通過檢測流過驗電器對地雜散電容中的電流來指示電壓是否存在,并通過驗電器指示部分的聲、光顯示,給予操作人員清晰可辨的聽覺、視覺信號。
2 使用中發現的問題
在一次變電站設備停電檢修中,操作人員在進行驗電操作前,按照操作程序在帶電設備上對驗電器進行自檢時發現,驗電器在設備較大的表面部位,如110~220 kV開關的三角箱部、CT及PT的頭部、PH及PR型西門子刀閘的底座導體部位測量時無聲響指示,無光亮指示,響應時間延長(約3~4 s);而在110~220 kV設備表面較小的部位和35 kV及以下電壓等級的設備上驗電時反應正常。
3 原因分析
3.1 模擬高壓試驗
針對使用中發現的問題,在試驗室進行了模擬高壓試驗。將尺寸成倍大于驗電器指示部分的金屬箱體放置于絕緣凳上,并與高壓發生器連接,使之與高壓發生器具有相同的工作電壓,然后將驗電器置于金屬箱的各個部位,得出了3個試驗結果:
(1) 當驗電器與帶電金屬箱體表面接觸時,驗電器無聲響指示,無光亮顯示;
(2) 當驗電器的電極接觸帶電金屬箱的邊沿或尖端部位時,驗電器聲、光顯示正常;
(3) 在移動驗電器自箱體的邊沿或尖端部位向箱體表面中心的過程中,驗電器聲、光顯示將逐漸減弱,響應時間增長(大于1 s),直至無聲、光顯示。
3.2 原因分析
(1) 在高電壓等級設備上出現的問題主要是電場因素所致。電容型驗電器是通過檢測流過驗電器對地電容中的電流而工作的,由于設備導電體面積大或因導體周圍濕度大等原因,導體表面及其周圍的電場近似于均勻電場。驗電器處在這個近似于等電位的電場中,其軸向電位梯度小,流過對地電容的電流也小,因而工作回路不能起動。當驗電器移動至箱體的邊沿或尖端部位時,逐漸脫離了均勻電場,軸向電位梯度增大,流過驗電器對地電容的電流隨之增大,當達到起動值時,驗電器才進入工作狀態。
(2) 起動電壓高,靈敏度低。高壓驗電器雖然按《電力安全工器具預防性試驗規程》的要求,執行了“起動電壓值不高于額定電壓的40%,不低于額定電壓的15%”的試驗標準,但在這一標準條件下,隨著起動電壓的升高,驗電器的靈敏度也將隨之降低。
4 防范對策
目前,電容型驗電器是高壓電氣設備驗證電壓的主要工具,已在電力系統得到廣泛應用。針對其使用過程中存在的問題,從預防性試驗和實際應用2個方面提出如下對策。
4.1 提高驗電器的靈敏度
在嚴格執行試驗標準的前提下,將驗電器的起動電壓值調整到下限值,預防性試驗可采用略高于15%額定電壓起動值的標準進行,以保證驗電器具有較低的起動電壓以及足夠高的靈敏度。
4.2 嚴格使用方法,減小電場干擾
(1) 為減小電場因素的影響,在根據被測部件電壓值選擇相應電壓等級驗電器的前提下,選擇被測設備表面較小的位置,如驗電設備的連接導線部分、導體邊沿或尖端等部位,并保證有一定的接觸(響應)時間。
(2) 在條件允許的情況下,驗電器與被測面宜保持較大的接觸角度,用以驗電器增加軸向電壓梯度,提高靈敏度。
(3) 室外高壓設備驗電操作,須考慮環境濕度對驗電器正常工作的影響。在空氣濕度大時,如雨天和濃霧天,應選擇可靠部位驗電。
4.3 嚴格預防性試驗周期
根據《電力安全工器具預防性試驗規程》的規定,嚴格按照1年的周期進行預防性試驗。考慮到驗電器指示部分為攜帶型易于損壞的特點,指示器部分試驗周期按6個月執行。
4.4 增強抗干擾能力
充分考慮驗電器電子元件特性變化的因素,在滿足試驗規程規定的前提下,由制造廠對電容型驗電器進行技術改造,增強驗電器在均勻電場中工作時的抗干擾能力,并保證其足夠高的靈敏度。