电容型验电器使用中存在的问题及对策安全工程师考试

文章作者 100test 发表时间 2009:06:15 07:25:16
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  《电业安全工作规程》中规定,在全部停电或部分停电的电气设备上工作,必须采取停电、验电、装设接地线、悬挂标示牌和装设遮栏的技术措施。并对验电的操作方法和步骤做出了严格的规定。
  电容型高压验电器是一种便携式验电装置,用于检测电气设备上电压是否存在,因其携带方便、操作灵活、判断简单直观等优点而得到广泛应用。
  1 电容型验电器结构及工作原理
  电容型验电器由接触电极、指示器、绝缘构件等组成。
  电容型验电器的工作原理是,通过检测流过验电器对地杂散电容中的电流来指示电压是否存在,并通过验电器指示部分的声、光显示,给予操作人员清晰可辨的听觉、视觉信号。
  2 使用中发现的问题
  在一次变电站设备停电检修中,操作人员在进行验电操作前,按照操作程序在带电设备上对验电器进行自检时发现,验电器在设备较大的表面部位,如110~220 kV开关的三角箱部、CT及PT的头部、PH及PR型西门子刀闸的底座导体部位测量时无声响指示,无光亮指示,响应时间延长(约3~4 s);而在110~220 kV设备表面较小的部位和35 kV及以下电压等级的设备上验电时反应正常。
  3 原因分析
  3.1 模拟高压试验
  针对使用中发现的问题,在试验室进行了模拟高压试验。将尺寸成倍大于验电器指示部分的金属箱体放置于绝缘凳上,并与高压发生器连接,使之与高压发生器具有相同的工作电压,然后将验电器置于金属箱的各个部位,得出了3个试验结果:
  (1) 当验电器与带电金属箱体表面接触时,验电器无声响指示,无光亮显示;
  (2) 当验电器的电极接触带电金属箱的边沿或尖端部位时,验电器声、光显示正常;
  (3) 在移动验电器自箱体的边沿或尖端部位向箱体表面中心的过程中,验电器声、光显示将逐渐减弱,响应时间增长(大于1 s),直至无声、光显示。
  3.2 原因分析
  (1) 在高电压等级设备上出现的问题主要是电场因素所致。电容型验电器是通过检测流过验电器对地电容中的电流而工作的,由于设备导电体面积大或因导体周围湿度大等原因,导体表面及其周围的电场近似于均匀电场。验电器处在这个近似于等电位的电场中,其轴向电位梯度小,流过对地电容的电流也小,因而工作回路不能起动。当验电器移动至箱体的边沿或尖端部位时,逐渐脱离了均匀电场,轴向电位梯度增大,流过验电器对地电容的电流随之增大,当达到起动值时,验电器才进入工作状态。
  (2) 起动电压高,灵敏度低。高压验电器虽然按《电力安全工器具预防性试验规程》的要求,执行了“起动电压值不高于额定电压的40%,不低于额定电压的15%”的试验标准,但在这一标准条件下,随着起动电压的升高,验电器的灵敏度也将随之降低。
  4 防范对策
  目前,电容型验电器是高压电气设备验证电压的主要工具,已在电力系统得到广泛应用。针对其使用过程中存在的问题,从预防性试验和实际应用2个方面提出如下对策。
  4.1 提高验电器的灵敏度
  在严格执行试验标准的前提下,将验电器的起动电压值调整到下限值,预防性试验可采用略高于15%额定电压起动值的标准进行,以保证验电器具有较低的起动电压以及足够高的灵敏度。
  4.2 严格使用方法,减小电场干扰
  (1) 为减小电场因素的影响,在根据被测部件电压值选择相应电压等级验电器的前提下,选择被测设备表面较小的位置,如验电设备的连接导线部分、导体边沿或尖端等部位,并保证有一定的接触(响应)时间。
  (2) 在条件允许的情况下,验电器与被测面宜保持较大的接触角度,用以验电器增加轴向电压梯度,提高灵敏度。
  (3) 室外高压设备验电操作,须考虑环境湿度对验电器正常工作的影响。在空气湿度大时,如雨天和浓雾天,应选择可靠部位验电。
  4.3 严格预防性试验周期
  根据《电力安全工器具预防性试验规程》的规定,严格按照1年的周期进行预防性试验。考虑到验电器指示部分为携带型易于损坏的特点,指示器部分试验周期按6个月执行。
  4.4 增强抗干扰能力
  充分考虑验电器电子元件特性变化的因素,在满足试验规程规定的前提下,由制造厂对电容型验电器进行技术改造,增强验电器在均匀电场中工作时的抗干扰能力,并保证其足够高的灵敏度。

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